7SJ631無壓檢定線路保護問題分析與對策＊

阮遠峰,趙 俊

（德清縣供電局,浙江 德清 313200）

7SJ631無壓檢定線路保護問題分析與對策＊

阮遠峰,趙 俊

（德清縣供電局,浙江 德清 313200）

針對35kV雙電源線路重合閘動作異常情況,在分析7SJ631無壓檢定線路保護裝置存在問題的基礎上提出,通過保護裝置生產廠家配合協助修改裝置內部邏輯,以實現先啟動重合閘,再判無壓來實現正確的電合閘動作.

7SJ631裝置;線路保護問題;解決方案

7SJ631微機保護裝置是南京中德自動化設備有限公司引進德國西門子技術研制的按間隔設備的集測量、控制、保護、信息于一體的“四合一”裝置,適用于綜合自動化變電站35kV、10kV線路.目前,此型號裝置在德清電網變電站35kV線路保護采用、運行情況良好,但在應用中也出現了一些問題.本文以實際案例分析7SJ631保護裝置無壓檢定線路保護存在的問題進行深入地分析,以探尋解決方案.

1 存在的問題

2010年7月,德清某變電站連續發生了兩起35kV線路“四合一”保護裝置重合閘異常動作情況.35kV線路3153線遭雷擊,A、B兩相短路,限速保護動作,重合成功,當時對側發電廠發電機未解列;35kV線路3155線路遭雷擊,A、B兩相短路,限速保護動作,重合成功,當時對側發電廠一臺機組解列,另二臺機組未解列.

3153線、3155線對側均為發電廠,屬雙電源單回線路.對于雙側電源的單回線路,電力系統繼定保護規程規定一般采用解列重合閘方式,即將一側電源解列,另一側裝設線路無電壓檢定重合閘方式,并且為避免非同步重合及兩側電源均重合于故障線路,一般采用一側檢無壓重合,一側檢同期重合;作為電力系統電源側采用無壓檢定啟動重合方式.正常情況下,線路跳閘后重合閘應動作如下：對側電廠解列點開關保護跳閘（解列）后,本側檢線路確無電壓后方可重合開關.

根據以上規定,兩條35kV線路電源側開關在對側發電廠發電機未解列的情況下（也就是線路上尚有電壓的情況下）重合了本側開關,這種動作方式是不符合規定的,很有可能形成不同期合閘,對運行設備造成沖擊.

2 原因分析

根據上面出現的情況,我們利用微機保護裝置校驗儀,分別在兩條35kV線路間隔保護二次回路上施加模擬故障電流、故障電壓的方式,來校驗保護裝置的重合閘功能.

試驗方法一：在保護電流端子上施加AB相短路電流,開關跳閘后,切斷故障電流;同時在開關柜線路壓變AB相二次端子持續施加高于30V（檢無壓定值）電壓,重合閘不啟動;反之持續施加低于30V電壓,重合閘啟動;此兩種情況符合重合閘動作邏輯.

試驗方法二：在保護電流端子上施加AB相短路電流,開關跳閘后,切斷故障電流,同時在開關柜線路壓變AB相二次端子施加高于30V（檢無壓定值）電壓,持續時間為100ms,然后將電壓調整至低于30V,結果重合閘不啟動.

試驗方法三：在保護電流端子上施加AB相短路電流,開關跳閘后,切斷故障電流,同時在開關柜上的線路壓變AB相二次端子施加低于30V（檢無壓定值）電壓,持續時間為100ms,然后將電壓調整至高于30V,結果重合閘啟動.

通過三組試驗,并查閱保護裝置說明書,認為7SJ 631無壓檢定線路保護裝置在重合閘啟動回路中存在邏輯問題.在保護裝置說明書上無壓檢定重合閘啟動方式為：開關分閘后,首先啟動重合閘程序,在達到重合閘時間后,再判斷線路是否有壓（閉鎖條件）,滿足無壓條件則進行重合,不滿足條件則不重合.

而實際情況是開關分閘后,先判斷線路是否有壓,滿足無壓條件則啟動重合閘程序直至出口,不滿足無壓條件則不啟動重合閘程序,而且判斷線路是否有壓時間相當短,小于100ms.此種邏輯方式存在一個誤區：當線路A、B相遭雷擊短路后,AB兩相暫態電壓接近于零,若暫態無壓持續了100ms,則重合閘檢無壓程序會認為線路無壓,啟動重合閘程序并出口使開關合閘.如果此時對側開關保護未正確動作跳閘,那么必定重合于有壓線路.

3 解決方案

基于對上述問題的分析,建議采取以下解決方案：

方案一：修改二次回路.7SJ631保護裝置本身無檢無壓功能,此功能是在裝置外部,通過一個電壓中間繼電器來實現的.當電壓中間繼電器輸入電壓低于30V時,繼電器常開接點閉合（該接點串入7SJ631保護裝置重合閘啟動回路中）,此時重合閘程序啟動.具體修改方法為：在保護裝置上將重合閘啟動電壓接點短接,將電壓中間繼電器的常開接點串入重合閘外部二次回路中.動作邏輯為：開關跳閘后,重合閘程序啟動（不管線路有無電壓均啟動）,此時以電壓繼電器的常開接點做為合閘的閉鎖條件.當線路有電壓時,常開接點斷開,合閘回路不通,開關不能合閘;當線路無壓時,常開接點閉合,合閘回路接通,開關合閘（具體見圖1）.

但是,方案一存在以下問題：方案一通過硬回路實現,不管線路是否無壓,均啟動重合閘程序,比較簡單明了.然而,當無壓條件不滿足時,重合閘程序啟動后開關不能合上,此時重合信號仍會報到遠方調度和監控后臺,造成誤信號.

方案二：修改裝置的定值和啟動邏輯.按照一般的程序啟動重合閘,在發重合閘命令時檢查是否無壓,重合閘時間到了同時收到無壓信號時,裝置發重合閘命令.當重合閘時間到,但沒有收到無壓信號,裝置等待“7116 Maximum dead time extension”定值設定的時間,在該時間之內滿足重合閘條件則重合,否則不重合.這樣,就可以避免方案一中產生的問題,而只需增加7116的定值.故在實際應用中選取方案二,通過保護裝置生產廠家配合協助修改裝置內部邏輯,來實現先啟動重合閘,再判無壓來實現正確的重合閘動作.

4 方案模擬試驗結論

按照上述第二種解決方案,邀請了保護裝置生產廠家對線路保護裝置的重合閘邏輯進行修改,修改后邏輯如下：開關分閘后,首先啟動重合閘程序,在重合閘出口時間（1500ms）內,判斷線路是否有壓,若線路AB相二次電壓小于30V則重合閘出口合上開關,反之不重合.

現場對該邏輯進行模擬故障檢查試驗,試驗過程如下：

（1）模擬故障使開關跳閘,重合閘啟動后電壓繼電器無壓時間持續850ms,850ms后電壓繼電器變為有壓,重合閘不會重合.

（2）模擬故障使開關跳閘,重合閘啟動后電壓繼電器無壓時間持續900ms,900ms后無壓繼電器變為有壓,重合閘重合成功.

結論：通過以上試驗觀察重合閘動作過程,重合閘啟動后,線路有壓出現在850 ms內可實現重合閘不會出口;重合閘啟動后,線路有壓出現850ms外則不能實現重合閘閉鎖,重合閘還是會出口.該結果與重合閘邏輯要求1 500ms閉鎖存在一定差距,主要是由于保護裝置內部邏輯運算時間限制,無法再把時限放長.查閱保護定值單,對側電源電流保護時間為600ms,也就是說,如對側保護正確動作跳閘,600ms以后整條線路無電壓,本側保護重合閘會正常動作;如對側保護未正確動作跳閘,則600ms后線路有壓（一般短路及雷擊等情況下,此時線路電壓已恢復）,那么本側保護裝置850ms內將會檢到線路有壓,則重合閘不會動作.所以,目前保護裝置重合閘檢無壓時限設定在850ms內,不會影響重合閘的正常動作.

TP773

A

1009-1734（2010）S0-0134-03

2010-05-10

阮遠峰,工程師,從事電力系統自動化技術管理研究.