220kV母差保護刀閘位置不對應故障分析

崔宸昱

摘要：對于雙母線運行方式的變電站，母差保護裝置需要能正確應對現場母線運行方式的改變，以確保母線保護可靠、正確動作。母差保護裝置通過各間隔母線側刀閘的分合位來判斷線路所掛母線，在發生母線區內故障后，判斷應動作跳開哪條母線上的間隔開關，或間隔開關失靈時判斷應跳開哪條母線上的所有間隔開關。而母差保護裝置的刀閘分合位開入是通過各刀閘的輔助接點來實現的，一旦刀閘的輔助接點狀態與刀閘的實際位置不一致，母差保護裝置就不能正確判斷母線運行方式，存在保護拒動或誤動風險。

關鍵詞：220kv;刀閘;位置不對應故障

1 案例分析

某220kV變電站采用雙母線接線方式，配置2套BP-2B作為母差保護裝置。某次220kV母線側1G刀閘機構箱及刀閘更換完畢后，準備恢復送電時，合上1G刀閘，母差保護裝置BP-2B報出“切換繼電器同時動作”、“互聯”等信號。查看母差保護屏上的刀閘位置模擬盤，更換刀閘間隔的兩把母線刀閘的合位指示燈均點亮，即該間隔兩把母線刀閘開入均為合位。查看倒閘操作記錄，停電操作前該間隔掛I母，停電操作后掛II母。檢查發現，拉開I母側隔離刀閘時，該刀閘的輔助接點傳動軸切換未同步，在刀閘拉開后該刀閘的輔助接點仍在合位。因此，在1G刀閘合于II母后，對于母差保護裝置BP-2B，該間隔刀閘位置狀態均為合位。

更換該間隔1G刀閘輔助接點后，故障得以排除，刀閘位置開入正常，母差保護裝置BP-2B無其它異常告警信號。由此可知，一旦母線側刀閘實際位置與母差保護裝置開入不對應，母差保護裝置的正常運行就將受到影響。

2 刀閘位置不對應的原因

（1） 刀閘輔助接點接觸不良，即在刀閘主接點已處于閉合狀態后，刀閘輔助接點因接觸不良而未導通，仍處于斷開狀態。

（2） 刀閘輔助接點粘連，即在刀閘主接點已處于斷開狀態后，刀閘輔助接點因粘連而仍導通，處于閉合狀態。

3 刀閘位置不對應對BP-2B的影響

3.1 對母差保護功能的影響

刀閘位置開入正確是母差保護裝置可靠動作的必要條件。當某間隔中一把母線刀閘處于合位，而另一把處于分位時，各自的母線刀閘輔助接點將刀閘位置開入給母差保護裝置BP-2B啟動該間隔I母、II母切換繼電器，確定該間隔掛在哪條母線上，并將保護動作出口選擇在相應的母線出口回路。若某間隔兩把母線刀閘的開入均為合位，則BP-2B啟動母線互聯回路，一旦母線發生區內故障，母差保護裝置就會出口將兩條母線上的所有間隔切除。若某間隔兩把母線刀閘的開入均為分位，則退出該間隔的出口。

對于BP-2B保護裝置，在某間隔的刀閘位置開入不對應時，除了發出告警信號外，還會根據該間隔有無電流來自動修正刀閘位置。在刀閘輔助接點故障排除后，需在保護裝置上按下復歸按鈕才能接觸修正。若多個間隔刀閘位置開入出現異常，則根據電流有可能無法正確自動修正刀閘位置，在這種情況下需進行人工干預，利用模擬盤上的刀閘位置把手進行強制設定，直到將所有刀閘位置開入回路的故障排除后才能恢復。

刀閘輔助接點接觸不良導致刀閘位置開入錯誤時，雖然BP-2B具有刀閘開入自動修正功能，但是自動修正基于該間隔電流量時，一旦該間隔負荷較小或處于空載狀態，在母線上各間隔二次電流分布基本平衡，大差、小差電流基本為零的情況下，母差保護裝置就可能無法正確自動修正刀閘的位置開入。此時，一旦發生母線區外故障，刀閘位置異常的間隔就會流過故障電流，母差保護裝置極可能誤動。對于母差保護裝置BP-2B，判斷母線處于互聯狀態有兩種方式：第一種是兩把母線刀閘均處于合位，即刀閘在雙跨狀態;第二種是母線互聯硬壓板投入。某間隔在倒閘過程中，兩把刀閘均處于合位，但由于刀閘輔助接點接觸不良，其中一把刀閘的輔助接點并未導通。此過程中，若未投入母線互聯硬壓板，則會因刀閘位置開入異常而導致母差保護裝置不能判別母線處于互聯狀態;但是母聯開關已改為非自動狀態，一旦母線發生故障，母差保護裝置就只能跳開刀閘被判為合位的那條母線，而另一條母線上的間隔只能由母聯失靈保護動作跳開，母線故障切除時間遠長于母差保護裝置動作時間，對系統穩定性造成破壞。

某間隔開關處于分位，母線側刀閘都拉開，但是刀閘輔助接點粘連。此種情況下，在該間隔投入前并不會造成任何影響;但是一旦該間隔投入，合另一把未粘連刀閘，電壓回路二次將并列運行，可能發生反充電事故，引起保護電壓失壓、電壓互感器燒壞等。對于母差保護裝置，此時因兩把刀閘均為合位，故會誤判母線處于互聯狀態。若此時發生母線區內故障，則母差保護裝置會跳開兩條母線上所有間隔，擴大事故范圍。在刀閘操作過程中發生刀閘輔助接點粘連，在倒閘操作完成后，母差保護裝置仍會判母線處于互聯狀態，同樣存在母線故障后事故范圍擴大風險。

3.2 對失靈保護功能的影響

對于BP-2B裝置，斷路器失靈保護和母線保護共用跳閘出口。當母線上某間隔的斷路器失靈時，該間隔的失靈啟動裝置會發出一個失靈啟動信號給母差保護裝置BP-2B。BP-2B裝置收到該失靈啟動信號后，將啟動該斷路器所在的母線的失靈保護邏輯，經失靈復合電壓閉鎖后，按“失靈出口延時1”整定時間跳開母聯斷路器，按“失靈出口延時2”整定時間跳開該母線上所有斷路器。

假如處于分位的1G刀閘輔助接點位置與實際不對應，在母差保護裝置內開入為異常的合位時，當I母上某斷路器的失靈動作開入到失靈保護屏后，該間隔的斷路器將誤動，造成事故范圍擴大;而該間隔的斷路器失靈動作，將同時跳開兩條母線上的所有斷路器，使I母保護誤動，同樣造成事故范圍擴大。

4 注意事項及防范措施

（1） 在母差保護裝置運行中，不能開展與刀閘二次回路相關的工作，若必須開展，則需向調度申請將母差保護屏模擬盤上對應間隔的刀閘把手切換到“強制合”或“強制分”位置，使得母差保護裝置的刀閘位置開入與現場情況一致，規避在涉及刀閘回路的工作中可能造成的母差保護裝置刀閘位置開入異常風險。

（2） 涉及到刀閘二次回路的工作完成后，在驗收過程中應特別注意刀閘的實際位置與其輔助接點是否同步。通過測量刀閘輔助接點的導通情況，確保刀閘輔助接點接觸良好，在刀閘位置變換后通斷切換正常。

（3） 在巡視過程中或操作完刀閘后，應及時查看母差保護屏上的刀閘位置指示燈，確保指示燈的亮滅情況與現場實際位置一致，并檢查母差保護裝置“互聯”、“分列運行”等信號。若刀閘位置不一致，則需仔細核對現場，查明原因。對于異常信號，不能輕易復歸。若確認為刀閘輔助接點故障，則需立即采取措施，利用刀閘把手強制設置刀閘位置與現場一致，直到異常刀閘輔助接點更換完畢才能取消強制設定。

5 結束語

刀閘輔助接點在變電站中只屬于小小的一個部件，但同樣對保護裝置的正確動作有著重要影響。這就要求運維人員在操作中做到心中有數，杜絕操作不當和對異常情況疏于檢查;同時在設備驗收過程中，要保證驗收質量;在巡視過程中要保持高度負責任的態度，杜絕一切安全隱患，確保變電站的安全穩定運行。

參考文獻

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