500kV線路重合閘不成功的保護(hù)動(dòng)作分析

王 勇，徐紅元

（國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050071）

500kV 電網(wǎng)是我國(guó)電網(wǎng)的主網(wǎng)架，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，500kV 線路單相瞬時(shí)故障高達(dá)90%，為提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，在500kV大接地電流系統(tǒng)廣泛使用單相自動(dòng)重合閘［1］。以下就一起500kV 線路單相自動(dòng)重合閘不成功的故障進(jìn)行分析。

1 故障概況

該500kV 線路兩側(cè)斷路器都是3／2接線方式，線路保護(hù)Ⅰ的型號(hào)是P546（AREVA），線路保護(hù)Ⅱ的型號(hào)是RCS－931AMS，M 側(cè)斷路器保護(hù)型號(hào)是RCS－921A，N 側(cè)斷路器保護(hù)型號(hào)是CSC－121A，具體運(yùn)行方式如圖1所示。

圖1 500kV 線路運(yùn)行方式

某日18時(shí)12分，某500kV 線路發(fā)生U 相接地故障，線路兩側(cè)保護(hù)U 相跳閘出口，N 站5031斷路器先重合于故障后，線路保護(hù)三相跳閘出口，5031、5032斷路器三相跳開(kāi)；M 站5041斷路器重合不成功，然后由線路保護(hù)Ⅰ單相出口經(jīng)斷路器保護(hù)溝通三跳動(dòng)作三相跳開(kāi)，5042斷路器重合成功。

2 保護(hù)動(dòng)作分析

根據(jù)變電站現(xiàn)場(chǎng)各保護(hù)裝置的動(dòng)作報(bào)告和故障錄波器錄得數(shù)據(jù)可得，各保護(hù)具體動(dòng)作情況如下：

N 站線路發(fā)生單相故障后，兩套線路保護(hù)均跳U 相出口，5031斷路器重合于故障后，兩套線路保護(hù)三跳出口，跳開(kāi)5031、5032斷路器。

M 站保護(hù)裝置動(dòng)作情況時(shí)序如下：

0ms，故障起始，保護(hù)啟動(dòng)。

12ms，RCS－931A 保護(hù)跳U 相出口。

20ms，P546保護(hù)跳U 相出口。

24ms、27 ms，5041、5042 斷 路 器 保 護(hù)RCS－921A 發(fā)U 相 跟 跳 令。

42ms，5041、5042斷路器U 相跳閘，故障電流消失。

968ms，5041斷路器保護(hù)RCS－921A 重合閘動(dòng)作，因控制回路斷線，未重合。保護(hù)RCS－921A 重合閘放電，溝通三跳接點(diǎn)動(dòng)作。

1085ms，對(duì)側(cè)斷路器重合于故障，P546 保護(hù)再次跳U 相出口；RCS－931A 保護(hù)未動(dòng)作。

1125ms，P546保護(hù)的跳U 相出口，5041斷路器的溝通三跳功能使5041斷路器VW 相跳閘。5042斷路器重合閘未放電，重合閘仍在計(jì)時(shí)中，未三跳。

1258ms，5042斷路器保護(hù)RCS－921A重合閘動(dòng)作，5042斷路器重合成功，此時(shí)線路接地故障已消失。

從以上數(shù)據(jù)可知，線路發(fā)生單相故障后，兩側(cè)斷路器均單相跳開(kāi)后，M 站的邊5041斷路器首先重合閘動(dòng)作，但斷路器拒動(dòng)造成重合不成功，同時(shí)N側(cè)5031斷路器重合于故障。根據(jù)RCS－931保護(hù)動(dòng)作邏輯，由于斷路器U 相在跳位，M 側(cè)無(wú)故障電流，所以M 側(cè)RCS－931保護(hù)不動(dòng)作；同時(shí)M 側(cè)P546型保護(hù)跳U 相出口，但P546裝置啟動(dòng)斷路器保護(hù)失靈和重合閘的接點(diǎn)是需要通過(guò)電流判據(jù)，而在N 側(cè)重合于故障時(shí)，M 側(cè)線路U 相電流為零，因此M 側(cè)P546裝置沒(méi)有發(fā)給斷路器保護(hù)啟動(dòng)失靈信號(hào)，5042斷路器保護(hù)在第二次故障300ms后重合閘動(dòng)作。

對(duì)于線路發(fā)生單相故障，兩側(cè)斷路器單相跳開(kāi)后，一側(cè)斷路器重合于永久性故障，線路保護(hù)三相跳閘出口，而對(duì)側(cè)斷路器由于各種原因還未重合的情況下，各廠家線路保護(hù)動(dòng)作情況分為3種：由于故障相斷路器位置為跳位，沒(méi)有故障電流，保護(hù)不動(dòng)作；保護(hù)故障相跳閘出口；保護(hù)三相跳閘出口。

在保護(hù)沒(méi)有三相跳開(kāi)的情況下，斷路器會(huì)再次重合于線路故障，造成對(duì)電網(wǎng)又一次受到故障的沖擊，不利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

根據(jù)M 站5041 斷路器保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告，5041斷路器保護(hù)在線路故障后968ms重合閘動(dòng)作出口。現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)5041斷路器匯控柜內(nèi)，斷路器的合閘回路中的SF6閉鎖繼電器的常閉接點(diǎn)接觸不良，致使合閘回路斷線，造成5041斷路器重合閘不成功。

3 處理措施

針對(duì)上述情況，將故障繼電器進(jìn)行更換，并結(jié)合斷路器停電檢修工作對(duì)其他斷路器的同類(lèi)型繼電器進(jìn)行隱患排查，注重日常運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，在有條件的情況下對(duì)運(yùn)行狀態(tài)不正常的繼電器及時(shí)進(jìn)行處理更換。

4 建議

該次故障的主要原因是斷路器的合閘回路中的SF6閉鎖繼電器的常閉接點(diǎn)接觸不良，但保護(hù)動(dòng)作情況分析中也反映出一些保護(hù)裝置動(dòng)作邏輯上設(shè)計(jì)的不合理之處。為預(yù)防同類(lèi)事故發(fā)生，確保電網(wǎng)和設(shè)備的安全，建議如下：

a.提高斷路器附屬設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量，特別是各種繼電器，避免同類(lèi)事件發(fā)生；

b.檢修預(yù)試過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)斷路器二次回路及其附屬設(shè)備的檢查；

c.提高繼電保護(hù)設(shè)備的可靠性，確保保護(hù)正確動(dòng)作，防止擴(kuò)大事故范圍。

［1］賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理［M］.3版.北京：中國(guó)電力出版社，2007.