一起220kV线路送电操作异常的分析

广东电网有限责任公司佛山供电局 陈 卓

一起220kV线路送电操作异常的分析

广东电网有限责任公司佛山供电局 陈 卓

本文针对一起220kV线路送电过程中发生的断路器单相重合闸动作、断路器三相不一致保护动作的情况,通过各种保护原理的分析及模拟现场实际情况,发现了日常220kV线路送电操作中导致可能发生断路器单相重合闸动作、断路器三相不一致保护动作的原因,并提出了合理的预防措施与解决办法,提高了断路器单相重合闸以及断路器三相不一致保护动作的准确性及可靠性,保证了电网的安全稳定运行.

送电操作;断路器;重合闸;三相不一致保护

引言

本文分析了一起220kV线路送电过程中发生的断路器单相重合闸动作以及断路器本体三相不一致保护动作的情况,发现了保护装置重合闸动作条件中的开入量以及二次回路设计存在的不合理因素,并提出了相应的防范措施以及相关保护及二次回路设计的改进措施.

1.事件发生经过

广东佛山220kV某变电站内220kV某线路开始进行由检修状态转为运行状态操作,当该线路的线路侧接地刀闸已经拉开、开关两侧刀闸合上后,准备进行"将220kV某线路开关的选控开关CK切换'远方'位置"这个步骤时,现场运行人员先在线路测控屏将线路开关的选控开关CK切换至"远方"后,检查发现后台机监控界面该开关仍旧存在"控制回路断线"告警信号,检查开关机构箱三相分相选控开关CK在"就地"位置,于是决定将开关机构箱三相分相选控开关CK分别切换至"远方"位置.当运行人员首先将开关C相选控开关切换至"远方"位置时,C相开关立即合闸,随后C相开关又跳开.异常情况并未造成负荷损失.

2.保护动作情况分析

异常发生前,线路开关进行停电检修,检修工作完成后至恢复送电操作前,开关三相处于分闸状态、开关机构的三相分相选控开关CK均在"就地"位置,开关控制回路处于控制回路断线状态,主一保护装置、主二保护装置因控制回路断线收不到三相跳闸位置继电器(TWJ)位置开入信息,保护设置在此情况下默认开关三相处于合闸位置.

当开关C相机构箱分相选控开关CK切换至"远方"位置时,开关C相控制回路导通,此时C相的实际断路器跳位位置开入传输至保护装置,开关C相跳闸位置继电器TWJ 动作,满足"不对应起动重合"动作条件,如图1逻辑图所示.

图1 保护装置内部重合闸逻辑示意图

图2 断路器本体三相不一致动作原理图

此时由于保护重合闸充电已完成,"不对应起动重合"动作出口,合上开关C相.

合上C相开关后,C相开关在合闸位置.而开关机构本体的三相不一致保护直接取开关三相TWJ的接点能正确中A、B相开关处于分位,如图2所示,满足开关本体三相不一致动作条件.

所以开关C相在合闸位置2秒后,开关本体三相不一致保护动作,断开开关C相.

现场将开关转为冷备用后再次模拟当时情况,开关动作情况与分析一致,可以判断,对于该厂站以RCS-931保护装置作为主保护的220kV线路分相开关机构,特定情况下存在不对应启动重合闸保护动作的可能性.即只要开关机构箱的分相选控开关CK切换至"就地"位置,RCS-931主保护压板投入状态下重合闸将充电,此时无论开关在冷备用还是热备用状态,当任一相分相选控开关CK切换至"远方"位置时,RCS-931保护装置不对应启动重合闸将动作,自动合上该相开关,随后开关本体三相不一致动作,发出跳三相开关命令.

3.事件原因分析

综上所述,这次异常出现的原因主要有两个方面:1)运行人员工作不够细致.在停电检修工作结束后、送电操作前现场运行人员没有认真检查核对设备的状态,如果在开关处于检修状态下将开关机构的分相选控开关CK切换至"远方"位置,由于开关检修时断开操作电源,则不会发生开关非正常合分的情况.2)保护设计与二次回路存在缺陷.开关厂家的原始设计是当开关机构的分相选控开关CK切换至"就地"位置时,断开开关的远方分合闸回路,而线路保护内开关的位置开入量是通过远方分合闸回路输入.这样就导致即使在正常情况下,运维人员将开关机构分相选控开关CK切换至"就地"位置后,RCS-931A保护装置无法取得开关位置的正确开入量,如果运维人员不采取其他预防措施,而直接将开关机构分相选控开关CK切换至"远方"位置时,开关还是会出现单相开关非正常动作的情况,而这种情况显然也是不合理的.

4.防范措施

1)对于220kV线路分相开关机构,任意一相开关本体分相选控开关CK切换至"远方"位置操作时,要求开关在检修或冷备用状态,并断开保护控制电源(或退出保护重合闸出口压板),在分相选控开关CK全部转置"远方"后再恢复保护控制电源(或投入保护重合闸出口压板).并且在220kV分相开关机构的选控开关CK把手位置醒目的标示出"严禁在开关热备用或运行状态切换此CK把手"、"切换CK前必须确认总控箱中的CK在'就地'位置"的警示语,以提醒运行人员、检修人员注意操作顺序.2)在任何开关转冷备用前,运行人员需检查后台机是否还存在异常信号,有异常信号要处理完毕再进行送电操作.如果本次操作前,运行人员能仔细检查并及时处理异常信号,则不会造成非全相合闸对系统造成的冲击.同时还应该加强现场运维人员技术技能培训,强化对包含开关选控开关CK切换位置的二次回路的技术培训和操作要求,特别明确分相开关机构多个选控开关CK切换时序要求.3)对保护装置的软件进行升级.升级后,出现控制回路断线信号后保护装置应该直接闭锁重合闸.4)对二次回路进行改造.目前保护装置采用的"断路器合后"接点的开入方式容易造成断路器位置不对应误启动重合闸,宜增加由操作箱对保护装置提供"闭锁重合闸"接入方式,从根本上防止类似事件的发生.

5.结语

本次异常虽然没有造成负荷损失及其他严重后果,但是由于断路器的非全相合闸,对电力系统以及设备造成了一定的冲击.本文通过这次异常情况的分析,有针对性的提出了断路器单相重合闸二次回路设计方面的改进措施以及保护软件方面的升级建议,同时也提出了对于现场运行人员操作、工作中的一些改进措施,提高了断路器单相重合闸以及断路器三相不一致保护的可靠性,保证了电网的安全可靠运行.

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陈卓(1986-),男,工程师,工学学士,主要从事电力系统一次设备、二次设备运行、维护与研究工作.