一起10kV消弧選線裝置誤動作的分析與處置建議

孫翔宇

摘 要：一般情況下消弧選線成套裝置能夠 實時跟蹤電網(wǎng)電容電流的變化，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的脫諧度，計算調(diào)容式消弧線圈補償位置，以保證電網(wǎng)發(fā)生接地故障時快速補償。系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，裝置能自動查出故障線路，并注入可靠的特殊信號觸發(fā)線路上的故障指示器實現(xiàn)故障定位。本文結(jié)合我單位一起10kV消弧選線裝置誤動作的事件案例，通過對事件過程、設(shè)備控制解析、接地信息分析，分析本次事件發(fā)生的原因并根據(jù)現(xiàn)場情況提出處置建議。

關(guān)鍵詞：消弧選線裝置；接地補償；故障分析

1 引言

2014年11月6日18時前后，我單位管轄的35kV程村站10kV消弧選線成套裝置誤動作，相繼將站內(nèi)10kVⅠ段上的4條10kV饋線開關(guān)全部切除，造成程村站供電范圍內(nèi)的4千多名供電用戶被迫停電近2個小時。本文以本次事件為背景，對站內(nèi)設(shè)備及故障過程進行分析，提出整改意見。

2 故障分析

消弧選線裝置型號：XHK-II型，生產(chǎn)商：上海思源電氣，投運時間：2010年。該裝置接入程村站10KV7路饋線、4路電容，消弧選線裝置接入的交流量包括接地變中性點電壓、接地變中性點電流以及接入饋線的零序電流。消弧選線裝置采用基波、諧波選線法進行接地線路的判別，中性點電壓過高則判別為有接地故障發(fā)生，然后通過判別各路接入饋線的零序電流進行選線，接地故障判別與選線判別同時進行。

2.1 選線裝置動作情況分析

（1）消弧選線裝置出現(xiàn)選擇開關(guān)在分位的線路作為接地線路的異常情況。

以10kVF07蓮花線為例：該開關(guān)共有8次變位，報文如下：

2014-11-06 16：58：45 093ms SOE 狀態(tài) 分 10kV蓮花線F07 F07合位

2014-11-06 17：05：30 024ms SOE 狀態(tài) 合 10kV蓮花線F07 F07合位

2014-11-06 17：23：28 976ms SOE 狀態(tài) 分 10kV蓮花線F07 F07合位

2014-11-06 17：28：53 951ms SOE 狀態(tài) 合 10kV蓮花線F07 F07合位

2014-11-06 17：29：55 967ms SOE 狀態(tài) 分 10kV蓮花線F07 F07合位

2014-11-06 18：30：22 280ms SOE 狀態(tài) 合 10kV蓮花線F07 F07合位

2014-11-06 18：35：17 711ms SOE 狀態(tài) 分 10kV蓮花線F07 F07合位

2014-11-06 19：16：03 353ms SOE 狀態(tài) 合 10kV蓮花線F07 F07合位

消弧選線裝置上的報文顯示消弧選線裝置當天一共12次選出F07蓮花線為接地線路，選線時刻按先后順序如下：

2014-11-06 16：56：09

2014-11-06 16：57：01

2014-11-06 16：58：59

2014-11-06 17：05：34

2014-11-06 17：42：04

2014-11-06 17：45：23

2014-11-06 17：49：03

2014-11-06 17：54：37

2014-11-06 18：02：40

2014-11-06 18：04：30

2014-11-06 18：08：35

2014-11-06 18：34：15

在2014-11-06 17：29：55 974ms時10kVF07蓮花線開關(guān)已跳閘，直到2014-11-06 18：30：22 280ms時10kVF07蓮花線才被遙控合閘，在此期間，10kVF07蓮花線不應(yīng)再次被選中，但消弧選線裝置依然在2014-11-06 17：42：047時刻與2014-11-06 18：08：35時刻之間7次選中10kVF07蓮花線。

其他線路的選線情況與F07類似，在此不再贅述。

（2）10kV接地變5D2開關(guān)熱備用后，消弧選線裝置出現(xiàn)依然選線的情況。

在2014-11-06 18：06：20 928ms時調(diào)度人員遙控分閘接地變開關(guān)后依次遙合10kV 程村線F01、10kV蠔場線 F02、10kV 坡尾線F03、10kV蓮花線 F07 四條饋線，5分鐘后消弧選線裝置再次在4分鐘內(nèi)跳開10kV 程村線F01、10kV蠔場線 F02、10kV蓮花線 F07 三條饋線。報文如下：

18：38：04 012ms SOE 狀態(tài) 分位 10kV程村F01線路保護 F01斷路器合位

18：37：51 797ms SOE 狀態(tài) 分位 10kV蠔場F02線路保護 F02斷路器合位

18：35：17 711ms SOE 狀態(tài) 分位 10kV蓮花線F07 F07合位

18：30：22 280ms SOE 狀態(tài) 合位 10kV蓮花線F07 F07合位

18：29：20 040ms SOE 狀態(tài) 合位 10kV坡尾F03線路保護 F03斷路器合位

18：27：53 461ms SOE 狀態(tài) 合位 10kV蠔場F02線路保護 F02斷路器合位

18：27：00 223ms SOE 狀態(tài) 合位 10kV程村F01線路保護 F01斷路器合位

18：06：20 922ms SOE 狀態(tài) 分位 10kV接地變5D2 5D2合位

在接地變開關(guān)分開后，接地變中性點電壓互感器將采集不到電壓，消弧選線裝置的中性點電壓輸入為零，消弧選線裝置不應(yīng)判別接地故障以及選線跳閘，但當日報文顯示，在10kV接地變5D2開關(guān)斷開之后，公用測控反復(fù)有10kVII段母線接地告警動與復(fù)歸的信號開入（該信號由消弧選線裝置硬節(jié)點提供），另外，從以上報文可以看出，在接地變5D2開關(guān)分閘之后，消弧選線裝置依然選跳了三條饋線，這種現(xiàn)象違背了裝置本身接地故障判別與選線原理。

（3）11月6日當天，10kVI母、II母上的所有饋線與電容器在消弧選線裝置上都有選線記錄。

鑒于當天不屬于大風和下雨天氣，10kVI母、II母上的所有饋線均接地的可能性不大；10kV母線如果出現(xiàn)接地，主變低后備保護應(yīng)有相關(guān)記錄，但經(jīng)檢查主變低后備保護無相應(yīng)記錄。該情況出現(xiàn)的最大可能是消弧選線裝置出現(xiàn)了誤選線。

2.2 裝置控制器分析

本套裝置的中性點電壓、中性點電流為實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，且為重要運行數(shù)據(jù)，電路板內(nèi)部為直接引入到控制器的AD芯片進行采集處理。線路的零序信號，只有在接地時用到，且由于通道較多，AD負荷較重，平時不進行采集，只有在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，裝置通過數(shù)字通道切換選擇開關(guān)的方式，依次選擇進入AD芯片進行采集處理。

檢查程村變消弧線圈控制裝置，發(fā)現(xiàn)控制器的數(shù)字通道切換開關(guān)信號穩(wěn)定性存在異常，信號加入到對應(yīng)通道后，顯示數(shù)據(jù)無法穩(wěn)定，說明數(shù)字通道切換開關(guān)可能存在異常，導(dǎo)致采樣通道不能穩(wěn)定的切換成功，引起線路信號雖然接入到裝置，但并沒有進入AD采樣芯片，從而引起線路電流采樣異常，造成選線不準；進而造成跳閘異常。

2.3 接地信息分析

程村變消弧線圈的運行方式為手動固定16檔運行，因為運行時不允許調(diào)檔，因此裝置顯示的電容電流、殘流數(shù)據(jù)不能確認是否為系統(tǒng)的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)控制器的記錄信息，11.12日，發(fā)生了多次瞬時性接地故障，其中，接地持續(xù)時間超過跳閘延時（整定值為10秒鐘）的接地有4次，并觸發(fā)故障跳閘。其中，因電壓波動被判斷為多次瞬時接地故障的接地，也可能是同一次接地，并未統(tǒng)計在內(nèi)。

根據(jù)裝置記錄的中點電壓、中點電流數(shù)據(jù)進行分析，單相故障時，消弧線圈設(shè)備確實流過較大的補償電流，且電壓電流呈線性關(guān)系，故可以確認本套選線裝置記錄的數(shù)據(jù)是可信的，系統(tǒng)當時確實發(fā)生多次瞬時性單相接地故障，需要用戶檢查多次瞬時接地故障的原因，并排除可能存在的系統(tǒng)故障。

3 整改措施與建議

3.1 更換控制器

更換現(xiàn)場控制裝置；同時優(yōu)化控制邏輯，避免多次瞬時性單相接地故障下頻繁跳閘的發(fā)生。

3.2 檢查零序電流互感器

業(yè)主需保障線路的零序電流互感器接線準確，互感器變比一致；對于變比不一致的出線，本套裝置需調(diào)整選線板的匹配電阻，以確保選線準確。

3.3 檢查線路

系統(tǒng)連續(xù)發(fā)生多次瞬時性接地故障，建議業(yè)主檢查系統(tǒng)接線運行情況，查明頻繁單相接地故障原因并排除故障。

3.4 跳閘的應(yīng)用

根據(jù)故障信息記錄，系統(tǒng)發(fā)生多次瞬時性接地故障并觸發(fā)線路跳閘，目前整定的跳閘延時時間為10秒鐘，而消弧線圈的帶故障運行時間為2小時；故建議將跳閘時間延長，或故障跳閘壓板不投入，可大大提高供電可靠性。

4 結(jié)語

本文通過以上述一起10kV消弧選線裝置誤動作的事件案例為背景，對現(xiàn)有的10kV消弧選線裝置的動作情況、控制分析與接地信息分析，提出了整改措施和建議。但是由于傳統(tǒng)消弧選線裝置的固有不足，造成了我們在實際生產(chǎn)過程中無法達到設(shè)想的100%正確性，因此需要我們以后從消弧選線裝置的測量方式、控制邏輯與接地信息分析等方面進行更深層次的研究，以提高實際運行過程中選線選切的正確性。