某發(fā)電廠500 kV系統(tǒng)A、B線重合閘異常分析

包廣博

（云南能投曲靖發(fā)電有限公司，云南 曲靖 655000）

0 引 言

瞬時(shí)性故障是輸電線路主要故障表現(xiàn)形式，占比達(dá)80%～90%或以上。發(fā)生此類故障的原因主要包括絕緣子表面因雷電發(fā)生閃絡(luò)、大風(fēng)天氣導(dǎo)致相鄰線路碰線、樹木搭掛在輸電線路上以及蟲鳥等糞便掉落在導(dǎo)線上發(fā)生污染等。針對這些故障，可通過繼電保護(hù)原理實(shí)現(xiàn)斷路器分閘，達(dá)到去游離、滅弧及消除故障的目的[1-3]。對于輸電線路因絕緣子擊穿或者損壞等導(dǎo)致的永久性故障，通過斷路器是無法實(shí)現(xiàn)消除的[4]。通常線路斷路器斷開后會進(jìn)行一次重合閘，最初的設(shè)計(jì)理念是通過手動重合閘實(shí)現(xiàn)，但是存在線路停電時(shí)間過長的缺點(diǎn)，因此隨著技術(shù)的進(jìn)步開發(fā)出一種自動重合閘裝置，使被迫停電線路斷路器實(shí)現(xiàn)自動重新合閘，縮短停電時(shí)間[5-7]。當(dāng)線路故障類型屬于瞬時(shí)性故障時(shí)，重合閘裝置會一次重合閘成功，但當(dāng)故障類型為永久性的故障時(shí)，將有設(shè)定的繼電保護(hù)定值使斷路器再次跳閘，重合閘失敗。文獻(xiàn)[6]的研究認(rèn)為，線路重合閘的成功概率為60%～90%。

1 線路狀況

某發(fā)電廠500 kV系統(tǒng)采用電力系統(tǒng)中高壓等級常用的2/3接線，500 kV斷路器保護(hù)配置PCS-921N數(shù)字式斷路器保護(hù)和自動重合閘裝置。重合閘方式選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)只有5911和5913開關(guān)柜上有，按調(diào)度令投入相應(yīng)方式，其中500 kV微機(jī)斷路器保護(hù)柜5911和5913保護(hù)壓板投切情況如表1和表2所示。

表1 500 kV微機(jī)斷路器保護(hù)柜5911

表2 500 kV微機(jī)斷路器保護(hù)柜5913

2 重合閘接入回路原理

2.1 起動回路

重合閘啟動是指重合閘時(shí)間元件的啟動，其電路原理如圖1所示。從圖中可以看出，在保護(hù)動作的情況下，1J-3J（分相跳閘繼電器接點(diǎn)）啟動2SJ（重合閘繼電器），并能實(shí)現(xiàn)自保持。當(dāng)QJ勵(lì)磁時(shí)，2SJ（重合閘時(shí)間繼電器）通過觸點(diǎn)啟動，實(shí)現(xiàn)保護(hù)動作和重合閘功能。當(dāng)斷路器跳閘時(shí)，JA、JB、JC（跳閘位置繼電器）可實(shí)現(xiàn)重合閘功能觸點(diǎn)閉合，2SJ此時(shí)也啟動，斷路器不符合KK（控制開關(guān)）位置，啟動重合閘功能。

圖1 重合閘啟動回路原理圖

2.2 重合閘回路

為了避免多次重合閘，可靠地停止重合閘，可利用已充電的電容器對重合閘繼電器的電壓線圈放電，得到重合閘脈沖信號。圖2為重合閘電路原理圖，從中可以看出，當(dāng)SJ（重合閘時(shí)間繼電器）啟動時(shí)，電容器C的充電電路斷開，可有效避免多次重合閘。多相故障時(shí)，GJ合上，1J（滑觸觸點(diǎn)）接上，電容器C對ZH（重合閘合閘繼電器）放電，實(shí)現(xiàn)三相重合。單相故障時(shí)，2J（滑觸觸點(diǎn)）接上，電容器C對ZH（重合閘合閘繼電器）放電，實(shí)現(xiàn)單相重合。當(dāng)LP在1位時(shí)，1J用于單相和三相故障重合閘，當(dāng)LP在2位時(shí)，1J和2J分別用于三相重合閘和單相重合閘，當(dāng)LP在3位時(shí)，2J用于單相和三相故障重合閘。

圖2 重合閘回路原理圖

2.3 重合閘閉鎖回路

圖3是重合閘閉鎖電路的原理圖，從中可以看出，當(dāng)KK1接通時(shí)重合閘停止，當(dāng)KK2接通時(shí)，重合閘閉鎖主要為單相重合閘方式下的三相跳閘，當(dāng)3J接通時(shí)，重合閘閉鎖為手動閉合故障線路，由跳閘繼電器控制，當(dāng)1S接通時(shí)，重合閘閉鎖是手動閉合的斷路器，斷路器的位置被鎖定[7-10]。

圖3 重合閘閉鎖回路原理圖

3 故障案例分析

500 kV AB線路發(fā)生永久性故障，500 kV AB線B相跳閘，XX變5311、5312斷路器以1 489 ms同時(shí)重合B相，重合后線路主一、主二差動保護(hù)動作跳斷路器三相。重合閘沒有按保護(hù)定值單要求的“先合5311斷路器，后合5312斷路器”動作，重合閘動作異常。重合閘動作邏輯如圖4所示。

圖4 重合閘動作邏輯圖

500 kV XX變中，500 kV AB線間隔原為不完整串，僅裝設(shè)5311和5313兩臺斷路器，均配置南瑞繼保的RCS-921A型斷路器保護(hù)裝置。在新增主變間隔改造期間，新增了5312中斷路器，該斷路器配置南瑞繼保的PCS-921型斷路器保護(hù)裝置。由于RCS-921A型斷路器保護(hù)裝置設(shè)計(jì)有“先合閉鎖”開入、開出的邏輯及相關(guān)二次回路，而PCS-921型斷路器保護(hù)裝置則無相應(yīng)的邏輯回路，因此設(shè)計(jì)圖紙取消了兩臺邊斷路器RCS-921A保裝置的“先合閉鎖”開入、開出邏輯回路，拆除相關(guān)的二次回路。

安裝調(diào)試人員技能不足，錯(cuò)誤認(rèn)為上述回路拆除后RCS-921A型斷路器保護(hù)屏上的“先合投入”壓板已經(jīng)沒有用，故將其標(biāo)識改為備用，告訴運(yùn)行人員根據(jù)標(biāo)識退出該壓板，最終導(dǎo)致5311斷路器的重合閘無法先合出口。RCS-921A型斷路器保護(hù)裝置如圖5所示。

4 結(jié) 論

針對該發(fā)電廠500 kV系統(tǒng)A、B線重合閘異常現(xiàn)象的分析，可以使運(yùn)行人員或繼電保護(hù)人員快速有效得查找保護(hù)動作異常的原因。同時(shí)，文中所述重合閘異常動作事件的發(fā)生，提醒了運(yùn)行人員和繼電保護(hù)人員在新增保護(hù)斷路器安裝調(diào)試過程中不能以客觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷處理。