關于TWJ誤導電網故障分析問題的研究及解決方案

李靖智

摘 要：故障錄波圖中采用TWJ（跳位繼電器）接點作為斷路器位置開關量，會誤導110千伏及以下電網故障分析，文章對其原理進行分析，并提出了解決方案。

關鍵詞：電網故障分析；故障錄波圖；TWJ接點；重動

中圖分類號：TM727 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0084-02

引言

在110千伏及以下電網故障分析中，故障錄波圖是不可缺少的重要依據，筆者在多次的電網故障分析中，發現了一個關于TWJ誤導電網故障分析的問題。

1 TWJ誤導電網故障分析的問題研究

保護裝置均具備故障錄波功能，但保護裝置的錄波一般只有故障前2個周波和故障后10個周波的數據，只能反映故障前后240ms的故障情況，其錄波數據根本不足以反映故障的整體情況，因此我們一般選取故障錄波器的錄波圖作為分析的依據。

1.1 斷路器位置開關量取法的現狀

目前網內運行的故障錄波器中，其開關量共公端分為+24V和+110V兩種，故障錄波器一般安裝在保護室（控制室）或繼電小室內，需要取用斷路器的位置接點來作為斷路器位置開關量，由于開關量共公端均為+24V，這個斷路器的位置接點就不能從戶外開關場處取來，因此典型設計中均取用同一室內操作箱內的TWJ（跳位繼電器）接點作為故障錄波器中的斷路器分、合閘位置開關量，即TWJ接點閉合則表示斷路器為分閘位置；TWJ接點斷開則表示斷路器為合閘位置。對于開關量共公端為+110V的故障錄波器，典型設計中斷路器位置開關量的取用方法相同。

1.2 取TWJ接點作為位置開關量存在的問題及其原理

取TWJ接點作為故障錄波器中的斷路器位置開關量的時候，TWJ接點并不能如實、即時的反映斷路器的分閘位置，而只能反映操作箱中TWJ繼電器的動作狀態，這中間是有很大區別的。當操作箱中TWJ繼電器動作，TWJ接點閉合的時刻，斷路器并非一定為分閘位置；而當TWJ返回時，即TWJ接點打開時，斷路器并不一定立即變為合閘位置。這是因為斷路器的跳閘與合閘存在固有時間，一般來講，斷路器固有分閘時間為30ms～50ms，固有合閘時間為50ms～70ms，而TWJ的動作時間相對要短的多，可以按照瞬時動作來對待，這樣就產生了一個問題：錄波圖中的斷路器位置開關量不能如實、即時的反映斷路器的實際位置。

1.3 針對問題的原理分析

TWJ動作原理如下圖1所示。

如上圖所示，在跳閘脈沖發出的瞬間，跳閘線圈TQ動作，斷路器經30ms～50ms的固有時間完成分閘，其輔助常閉接點閉合，100：4端子帶-110V電壓，TWJ均動作，TWJ接點閉合，這個過程中TWJ接點是能夠正確反映斷路器的實際位置的。但是隨后當重合閘動作時，會出現問題，重合閘動作，合閘脈沖發出的瞬間，100：4帶+110V電壓，TWJ均復歸，其接點打開，所反映的斷路器位置是合閘位置。但實際上，斷路器此時并非在合閘位置，須經50ms～70ms的固有時間才能完成合閘，錄波圖中的合閘位置比斷路器的實際合閘位置早出現了50ms～70ms。錄波圖中的模擬量波形、開關量變位如下圖2中所示：

為了便于分析，筆者在錄波圖中加入了理想的斷路器分位開關量作為對比，在斷路器能夠正常分合閘的情況下，TWJ接點所造成的后果僅僅是以下兩點：

（1）使錄波圖中的合閘位置比斷路器的實際合閘位置早

出現了50ms～70ms。

（2）導致圖2中出現了合閘脈沖發出僅12ms就有合位的奇怪現象。

如果斷路器不能夠正常分合閘，比如出現機構卡塞、合閘線圈燒毀等情況，TWJ接點所造成的后果就會很嚴重，因為此時斷路器合閘未成功，而TWJ所反映的斷路器位置卻是合閘位置，會嚴重誤導故障分析，得出錯誤的結論。這種情況下只有以模擬量的錄波為基礎，才有可能得出斷路器動作的真實情況，即有模擬量波形時斷路器為合位而無模擬量波形時斷路器為分位，但往往負荷電流（圖2中-70ms～0ms部分及1080ms以后部分）很小，在故障錄波中不可見，只有故障電流（圖二中0ms～52ms部分）清晰可見，因此難以判定斷路器在故障過程中到底是分位還是合位。由此可見，TWJ誤導電網故障分析的危害是比較嚴重的。

2 解決方法

分析清楚TWJ誤導電網故障分析的原理后，筆者采用兩種方法來解決此問題：

（1）在故障錄波器開關量中增加合閘位置開關量，取用操作箱的HWJ接點，然后用分閘位置、合閘位置兩個開關量進行斷路器實際位置判斷，可以解決誤導故障分析的問題，這種方法的缺點是HWJ接點在跳閘過程中也存在不能如實、即時的反映斷路器的合閘位置的問題。

（2）直接從斷路器機構取用輔助接點。此法對于開關量共公端為+110V的故障錄波器不存在問題，從開關場處斷路器機構取用輔助接點作為位置開關量即可，對于開關量共公端為+24V的故障錄波器，可將從開關場處斷路器機構取用的輔助接點經故障錄波器同一室內的220V直流中間繼電器ZJ重動，重動后的ZJ接點供給故障錄波器使用，作為斷路器的分閘位置開關量。這種方法能夠如實、即時的反映斷路器的分閘位置，也滿足規程規范的原則和要求，但改造的工作量比較大，原理如下圖3所示：

3 結束語

兩種解決問題的方法可以根據實際情況選取采納，在具備改造條件的情況下，“直接從斷路器機構取用輔助接點”解決法能夠可靠徹底地消除TWJ誤導電網故障分析的問題，推薦采用此方法。

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