ABB保護跳閘出口自保持繼電器監視功能的實現

于 軍，吳金祥，羅茂嘉，黃立超，楊運國

（1.浙江省電力公司檢修分公司，杭州 310009；2.浙江電力調度控制中心，杭州 310009；3.金華電業局，浙江 金華 321000）

ABB保護裝置因其優越的性能被廣泛應用于早期的超高壓變電站中。對變電站進行自動化改造后，ABB保護動作信號均被接入測控裝置，并引入監控后臺的光字牌，實現了保護動作的監視，但并未對各出口跳閘自保持繼電器進行監視。例如，當開關保護與母差保護進行聯動試驗后，需復歸出口跳閘自保持繼電器，拔出閉鎖插把，將母差保護恢復為跳閘狀態。此時，若有自保持繼電器經復歸后不返回，將會造成對應開關誤跳閘事故。因此，有必要采取相應措施來避免上述情況的發生。

1 ABB保護跳閘回路原理

1.1 母差保護跳閘回路

以某500kV變電站為例，圖1為該變電站的接線方式。根據保護配置原則，500kVⅠ段母線配置2套獨立的母差保護REB103[1]，2套母差保護動作時分別跳開邊開關，如圖中的5011，5021，5031和5041的第一、第二組跳閘線圈。其中Ⅰ段母線第一套母線保護跳閘回路如圖2所示。

以母線保護跳邊開關5011和5021為例。母差保護跳閘脈沖發出TRIP BUSⅠ，使繼電器125和325激磁，同時磁保持繼電器113，313，125和325激磁，其輔助接點接通邊開關5011和5021第一組跳閘線圈回路，跳開邊開關。

圖1 變電站主接線

從圖2可以看出，跳閘出口繼電器有自保持與非自保持2種類型。圖中的113和313為自保持型，而125和325為非自保持型。當母線故障切除、母差保護跳閘脈沖消失后，非自保持繼電器自動返回，而自保持繼電器繼續動作，直到按下復歸按鈕Reset。

1.2 開關保護跳閘回路

以500kV變電站內某1串的中開關REB551保護為例[2]，通過圖3，對開關保護跳閘回路做簡要分析。

由圖3可知，開關保護跳閘分2種類型：即瞬時跟跳（RETRIP）和延時三跳（BFP-TRIP）。 瞬時跟跳發生在其他母差、線路保護等動作后，啟動開關失靈保護，保護跟跳開關。瞬時跟跳脈沖發出后，經跳閘出口中間繼電器如圖3中107和307的輔助觸點接通跳閘回路。當開關跳開、故障消除后，瞬時跳閘脈沖消失，107和307繼電器返回。可以看出，瞬時跟跳不需手動復歸。

延時三跳是在本體開關保護延時段或相鄰開關失靈保護動作后，使跳閘出口自保持繼電器（如圖3中的113）激磁。通過繼電器的6對輔助觸點，接通2組跳閘線圈回路后出口跳閘。與瞬時跟跳出口繼電器不同的是,延時跳中間繼電器是自保持繼電器，當開關跳開、故障切除后，繼電器不會自動返回，必須由Reset復歸按鈕進行手動復歸后方能返回。

2 運行中存在的隱患

2.1 母差保護

母差保護與邊開關失靈保護調試是重要的保護聯調工作，需要運行人員配合改變保護運行狀態。此項工作許可前，需將相應母差保護改為信號狀態，對應圖2，就是將閉鎖插把U15.101.101插入，將對應的常閉接點打開，切斷開關控制回路，此時即使母線保護動作出口也不會造成開關跳閘。當工作結束后，再由運行人員將此母線保護改為跳閘狀態。

運行人員將母線保護由信號狀態改為跳閘狀態時，首先按下保護屏上的Reset按鈕，然后觀察保護裝置情況，無異常后再拔出閉鎖插把U15.101.101。

從圖2可見，若要保證閉鎖插把拔出時開關不會誤動作，必須確保拔出插把前自保持繼電器輔助接點已返回，插把常閉接點兩端無電壓。但是，在運行人員操作過程中，由于設備本身的原因，無法確保復歸按鈕可靠工作，無法很清晰地看到自保持繼電器輔助接點是否已可靠返回，也無法測量閉鎖插把常閉接點兩端有無電壓。倘若自保持繼電器沒有返回，常閉接點兩端有電壓，一旦閉鎖插把拔出，相應開關會立即跳閘，由此造成誤操作事故。

圖2 母線保護跳閘回路

2.2 開關保護

與母線保護情況相似，當開關與母差、線路保護等進行聯動試驗時，在試驗結束后，開關保護改跳閘、經保護屏復歸按鈕復歸后，閉鎖插把拔出時也極有可能由于自保持繼電器未復歸而造成開關誤跳；當開關保護動作跳閘事故處理完畢后進行恢復時，若自保持繼電器不返回也會造成相鄰開關合上又立即跳開的人為事故。因此，有必要采取相應的措施消除隱患。

3 解決方案

3.1 母差保護

如圖4所示，在原母線保護跳閘回路中增加掉牌繼電器307，用母線保護跳各邊開關的出口自保持繼電器常開輔助接點并聯，然后與繼電器307串聯，構成對母差跳閘出口自保持繼電器的就地監視，并將307的接點引入監控后臺，實現光字牌告警提示“母線保護出口跳閘自保持繼電器動作”。

307繼電器采用與ABB保護配套的雙元件信號繼電器RXSF1 PK271006，為電壓型繼電器，額定電壓110 V，符合變電站直流系統±55 V運行的要求。

當按下母差總復歸按鈕時，若全部自保持繼電器返回，則虛框內為開路，307不動作，沒有掉牌信號，后臺不出現光字告警；若至少有1個沒有返回，虛框內即為接通狀態，307激磁，出現掉牌信號，告知現場運行人員；同時后臺監控系統“母差保護出口跳閘自保持繼電器動作”信號告警。此方案可以實現對跳閘自保持繼電器的監視功能，進一步消除設備隱患。

3.2 開關保護

如圖5所示，在原開關保護跳閘回路中增加出口跳閘自保持繼電器119、掉牌繼電器301。由于繼電器113僅有6對輔助觸點，故增加了輔助跳閘繼電器119，由兩者共同完成開關跳閘。同時，在113與119輔助觸點中選擇23/24與掉牌繼電器301構成回路，實現就地掉牌監視。將301繼電器的輔助觸點13/14與失靈保護跳閘控點并聯后接入后臺監控，實現“失靈保護延時動作”光字牌報警。

當按下失靈保護復歸按鈕時，若113和119自保持繼電器返回，301不動作，沒有掉牌信號，后臺不出現光字告警；若至少有1個沒有返回，301激磁，出現掉牌信號，告知現場運行人員；同時后臺監控系統“母差保護出口跳閘自保持繼電器動作”信號告警。此方案可以實現對跳閘自保持繼電器的監視功能，進一步消除設備隱患。

圖3 開關保護跳閘回路

圖4 母差保護解決方案

圖5 開關保護解決方案

301繼電器型號與母差保護中307繼電器型號相同。

4 結語

根據ABB保護設備的結構特點，以及對母差保護跳閘回路、開關保護跳閘回路的分析，提出了解決自保持繼電器經復歸不返回導致開關誤跳閘的解決方案，實現了對跳閘出口自保持繼電器的狀態監視，具有一定的實用價值。