刀閘位置不對應對母差保護的影響研究

魏賞輝

（廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 516001）

對于雙母線運行方式的220kV變電站，根據(jù)電網(wǎng)運行方式的實際需求，調(diào)度會經(jīng)常要求運行人員倒閘操作，將各線路間隔在雙母線上進行切換。母線差動保護裝置BP-2B利用隔離刀閘輔助接點對母線實時的運行方式進行判別。變電站內(nèi)運行方式變化時，對于BP-2B的大差計算沒有影響，但直接影響到BP-2B的小差計算。如果隔離開關(guān)的實際位置與其輔助接點的狀態(tài)不對應，將會導致母差保護小差計算錯誤，對母差保護裝置的正常判斷造成重大影響。

1 案例分析

某220kV變電站為雙母線接線方式，有2套BP-2B分別作為母線主一保護和主二保護。在某次母線側(cè)2G刀閘檢修工作完成后，在恢復送電的過程中，將母線側(cè)2G刀閘合上。此時BP-2B發(fā)出“切換繼電器同時動作”、“互聯(lián)”等告警信號。母線互聯(lián)狀態(tài)一般是在進行倒母線操作時，某一支路的2把母線刀閘同時合上的狀態(tài)。同時發(fā)現(xiàn)母差保護屏的刀閘位置模擬盤上，檢修間隔的2把刀閘位置指示燈同時亮燈。用萬用表在母差保護屏后測量刀閘位置開入端子的電位，2把刀閘合位開入均為正電。即該2把刀閘開入的實際均為合位。對于這種“互聯(lián)”狀態(tài)，BP-2B的母差保護動作邏輯是：任意一條母線故障必須將2條母線的所有單元全部跳開才能切除故障。當母線互聯(lián)時，母差保護將只以大差電流作為差動元件的動作判據(jù)，不再計算小差電流，差動保護動作后，不再選擇母線，直接跳開全部開關(guān)。即在發(fā)生母線故障時，會將非故障母線上的開關(guān)誤跳開。

因為刀閘位置不對應，造成母差保護BP-2B處于“互聯(lián)”狀態(tài)，這種情況必須立即處理。查看此前的操作記錄，發(fā)現(xiàn)該間隔在停電之前掛在Ⅰ母上，而送電后掛Ⅱ母。而在將Ⅰ母側(cè)隔離刀閘拉開后，該刀閘的輔助接點狀態(tài)仍然處于合位。將該間隔1G刀閘輔助接點進行更換后，刀閘的輔助接點狀態(tài)得以與實際位置對應。BP-2B裝置的刀閘位置開入恢復正常，異常告警信號消失。

2 刀閘位置不對應對BP-2B的影響

2.1 對母差保護功能的影響

刀閘輔助接點能夠?qū)⒄_的刀閘分合狀態(tài)開入給BP-2B，是BP-2B母差保護功能可以準確動作的必要條件。通過啟動該間隔Ⅰ母或Ⅱ母的切換繼電器，為保護裝置確認該間隔刀閘的運行狀態(tài)，以此決定母差保護動作后選擇哪一條母線上的支路出口回路。如果該間隔兩把母線刀閘均為合位，則啟動母線互聯(lián)，母線出現(xiàn)區(qū)內(nèi)故障時，將2條母線上所有間隔的斷路器都跳開。如果該間隔的2把母線刀閘均為分位，則在母差保護動作邏輯中不計入該間隔。由上可知，隔離開關(guān)輔助接點對母差保護的正確動作起著至關(guān)重要的作用。為了防止刀閘位置開入錯誤，BP-2B會對隔離開關(guān)的輔助接點開入不斷的進行自檢。當測量到某支路有電流且2個隔離開關(guān)位置都無信號時，發(fā)出告警信號，并根據(jù)當前系統(tǒng)的電流分布狀況自動校核隔離開關(guān)位置的正確性，以確保保護不誤動。除了發(fā)出告警信號外，還會根據(jù)該間隔有無電流來自動修正刀閘的位置。在刀閘位置開入異常故障處理完成后，需在BP-2B裝置上按復歸按鈕，才會停止修正。如果不復歸，裝置會一直處于異常運行狀態(tài)。但如果出現(xiàn)多個間隔的刀閘位置開入異常，BP-2B可能無法完成自動修正的任務，此時需人工利用模擬盤的把手來強制設定刀閘位置，直到故障處理完成后才能將把手恢復。另外，在利用間隔電流自動修正刀閘位置時，若該間隔處于空載或輕負荷的狀態(tài)，BP-2B可能實現(xiàn)不了正確自動修正刀閘位置開入的功能。如果此時母線區(qū)外發(fā)生故障，異常開入的間隔流過故障電流，BP-2B非常可能發(fā)生誤動。刀閘位置開入異常對BP-2B來判斷母線是否處于互聯(lián)狀態(tài)也有很大的影響。總結(jié)以往工作中的經(jīng)驗，刀閘位置不對應的原因主要包括2種：第一，刀閘輔助接點接觸不良，在應當導通的狀態(tài)下依然斷開。第二，刀閘輔助接點粘連，在主接點已斷開后，輔助接點由于粘連依然處于導通狀態(tài)。下文將就刀閘位置不對應的情況，對母差保護裝置的影響進行具體分析。

比如在倒閘時，2把母線側(cè)刀閘均為合位。但由于接觸不良，其中1把刀閘的輔助接點沒有導通。若在倒閘過程中，沒有將母線互聯(lián)硬壓板投入，BP-2B則無法判斷出母線當前是否處于互聯(lián)的狀態(tài)；如果此時母線出現(xiàn)區(qū)內(nèi)故障，BP-2B只會跳開刀閘開入為合位那條母線上的斷路器。BP-2B會向母聯(lián)發(fā)跳令，經(jīng)整定延時后，由于刀閘實際為互聯(lián)狀態(tài)，因此母聯(lián)流過的故障電流仍然會大于失靈電流定值。此時，母聯(lián)失靈保護經(jīng)兩母線電壓閉鎖后，第1段時限切除（母聯(lián)）分段開關(guān)，第2段時限切除兩母線上所有的連接元件，將另一條母線上的斷路器跳開。如此，母線故障的切除時間延長，對電網(wǎng)穩(wěn)定性的破壞性更大。

對于刀閘輔助接點粘連的情況，其風險分析如下。某間隔投運時，合上另一把刀閘輔助接點未粘連的刀閘。在倒閘操作完成后，BP-2B會判斷2把刀閘都處于合閘位置，誤判為互聯(lián)狀態(tài)。如果此時母線發(fā)生接地故障，會將2條母線上所有間隔的斷路器都跳開，擴大了事故范圍。

2.2 對失靈保護功能的影響

BP-2B的斷路器失靈保護以及母差保護共用1個跳閘出口。若某間隔發(fā)生線路故障，斷路器保護動作，該線路的保護裝置會給BP-2B開出1個啟動失靈的信號。BP-2B收到啟動失靈信號后，經(jīng)失靈復壓閉鎖，先延時跳開母聯(lián)開關(guān)，再延時跳開失靈間隔所掛母線上所有的開關(guān)。斷路器失靈保護原理如圖1所示。

圖1 斷路器失靈保護原理圖

若實際位置為分位的1G刀閘，在BP-2B內(nèi)開入為合位，當掛在Ⅰ母上的某斷路器失靈，該刀閘位置異常開入的間隔將誤動，導致事故范圍的擴大。而如果是該刀閘位置異常開入的間隔出現(xiàn)開關(guān)失靈，將會把2條母線上的所有開關(guān)均跳開，同樣導致事故范圍的擴大。

3 刀閘位置開入異常的防范措施

第一，母差保護裝置在運行時，禁止開展與刀閘位置開入回路相關(guān)的工作。如果一定要開展的話，則要將工作間隔在母差保護屏模擬盤上對應的刀閘位置，將把手打到“強制合”或“強制分”位置，使得BP-2B刀閘位置開入與一次設備狀態(tài)相一致，以規(guī)避BP-2B刀閘位置開入異常的風險。

第二，在刀閘位置開入回路的相關(guān)工作結(jié)束后，驗收時要測量刀閘輔助接點的導通情況，在刀閘位置變換過程中，輔助接點狀態(tài)與刀閘位置同步。

第三，在倒閘操作完成后或巡視過程中，應檢查母差保護屏上的刀閘位置指示燈，以及裝置的“互聯(lián)”、“分列運行”等信號。對于異常的信號，不能馬上復歸。復歸按鈕的正確使用方法是，首先利用模擬盤上刀閘位置強制把手設為與現(xiàn)場一致，再按復歸按鈕，將異常信號先復歸。直到故障處理完畢后，才能將模擬盤上的強制把手恢復為自動運行狀態(tài)，同時觀察異常信號有沒有再次報出。

4 結(jié)語

雖然刀閘的輔助接點只是一個很小的部件，但對母差保護裝置的正常運行有著重要影響。運維人員在倒閘操作或刀閘位置異常故障處理時，要將刀閘位置不一致所可能導致的風險都考慮進去，避免進行錯誤的操作，或忽視了異常情況。同時由于母差保護裝置誤動所造成的影響太大，在巡視過程中，要將母差保護屏上的刀閘位置指示燈作為一項重點巡視任務，防止由于各種原因造成的刀閘位置不一致的異常情況，維護變電站的安全穩(wěn)定運行。