线路保护重合闸充电状态监控方式的分析及改进

何 涛

（天水供电公司，甘肃 天水 741000）

1 概述

运行经验表明，99 %的架空线路故障是瞬时性故障，如雷击、碰线、鸟害等引起的故障。对此类故障，线路保护动作断路器跳闸后，电弧即立即熄灭，待去游离过程结束后，由重合闸按整定时间定值动作，把断开的断路器再合上，就能恢复正常的供电。这样，就提高了电力系统运行的完整性和供电的可靠性，减少了线路停电次数及停电时间，有效保障了电力系统的稳定运行；同时，还可纠正断路器由于本身机构不良或继电保护误动作等原因引起的误跳闸。

运行中的重合闸充电状态的改变，直接关系到重合能否成功。实践表明，重合闸未正确动作的主要原因是充电状态监控方式单一，只能反映在保护装置面板上。若充满电的重合闸由于某种原因放电，使充电状态发生改变，无法引起运行监控人员的注意。一旦线路发生故障，保护无法启动未充电的重合闸，则重合闸会发生拒动。因此，对重合闸充电状态实现多级(变电站、集控站、调度端)监控，是必要而有现实意义的。

2 重合闸的工作原理

微机保护在软件中专门设计一个计数器，模仿自动重合闸中电容器的充放电功能。重合闸必须在“充满”后才能投入，以保证一次重合闸，避免发生多次重合。

2.1 充电条件

在满足以下条件时，充电计数器开始计数(与门条件)：

(1)开关在合位，接入装置的TWJ不动作；

(2)重合闸启动回路不动作；

(3)没有低气压和外部闭锁开入；

(4)重合闸不在停用位置。

当以上条件同时满足时，重合闸开始充电，充电计数器开始计数，充电时间为15 s。重合闸充满电后，装置运行过程中，当线路故障开关跳闸或开关偷跳时，由保护或开关跳闸位置来启动重合闸，重合闸动作发出重合令，开关合闸，则重合闸动作成功。

2.2 放电条件

在运行过程中当以下任一条件满足时计数器清零，充满电的重合闸放电：

(1)“充电”未满时，有跳位TWJ或保护启动重合闸信号开入立即“放电”；

(2)有三相跳位开入200 ms内重合闸仍未启动“放电”；

(3)重合闸启动前压力不足，经延时400 ms后“放电”；

(4)重合闸停运方式时“放电”；

(5)单相重合闸方式下，如果三相跳闸位置均动作、收到三跳命令或本保护装置三跳，则重合闸“放电”；

(6)收到外部闭锁重合闸信号时立即“放电”；

(7)合闸脉冲发出的同时“放电”；

(8)失灵保护、三相不一致保护、充电保护、过流保护、死区保护立即“放电”；

(9)收到外部发变三跳信号立即“放电”；

(10)对于后合重合闸，当后合重合闸延时未到时，若收到线路保护的跳闸信号，重合闸立即“放电”。

在运行中充满电的重合闸可能在启动前先放电，若此时运行人员没有发现，则此未充满电的重合闸不可能正确动作。因此，对运行中的重合闸装置的充电状态进行监视至关重要，它直接关系到重合闸能否正确动作。

3 现有重合闸充电状态监视方法

(1)RCS9000，GTG3000系列线路保护：在装置主界面下有一电池标识，如果装置满足所有充电条件，经15 s充满电后，电池显示为实体；如果有任一放电条件开入，立即放电，电池显示为空。

(2)CSC101A／BB，CSC102AA／B，CSC200，RCS900，PSL600系列线路保护：在装置面板上装设有监视灯，如果装置满足所有充电条件，经15 s充满电后，重合闸灯亮；如果有任一放电条件开入，立即放电，重合闸灯灭或者闪烁。

(3)CSL160，CSL200系列线路保护：在装置主界面下循环显示，如果装置满足所有充电条件，经15 s充满电后，装置显示CH或YXCH，即允许重合；如果有任意一条放电条件开入，立即放电，装置没有CH或YXCH信息显示。

4 现有监视方法存在的问题

现有监视手段对重合闸充电状态只反映在保护装置上，不同厂家的装置分别采用“电池”、信号灯、文字信息等方式表示重合闸是否充满电，但所有的装置都没有在充满电的同时向后台或集控站、远动主站上送遥信量，这样集控站或调度实际无法监控重合闸的充电状态。

由于运行值班员不可能整天盯着保护装置看(无人值班站更不能实现)，装置上重合闸充电状态的变化也不容易引起值班员的注意，因而使重合闸的充电状态的监视处于游离状态，变得不可靠且极易失去监控。一旦重合闸未投或者投入后在运行过程中满足了任一放电条件，重合闸会立即放电，而放电则会导致重合闸该动不动、不能正常动作，甚至酿成事故。

5 重合闸拒动案例分析

5.1 案例概述

2008-08-04，某110 kV变电站110 kV某线路CSL-164B保护动作，开关跳闸，重合闸却未动。保护班现场检查经过及结果如下。

(1)首先，运行人员合上该线路开关，退出重合闸闭锁压板，充电15 s后，检查面板显示CH，即重合闸完成充电。

(2)模拟2008-08-04T19:15:17在I段阻抗内的BN(B相单相接地)故障，面板显示为“保护动作，重合闸动作”，ZSZ-11S/G操作箱面板显示“合闸位置，保护跳闸，重合闸动作”。

(3)就地检查开关，开关处于合位。

在完成上述各项检查后，退出重合闸出口压板，反复模拟上述试验5次，确认此保护重合闸在该定值下能够正确动作，且带断路器传动试验动作正确。经检查确认，该保护重合闸功能完好。由于在2008-08-04T19:15:17事故后重合闸未动作，检查MMI报文有保护启动重合闸的信息，但没有CHCK的信息，也就是说，在保护动作时重合闸没有动作。

5.2 重合闸未动原因

5.2.1 重合闸未能启动

经上述试验，证明保护系统启动重合闸回路完好，可排除重合闸启动回路存在故障原因。

5.2.2 重合闸未充电

(1)重合闸控制字未投。经检查，重合闸控制字确已投入，可排除这一原因。

(2)外部闭锁重合闸。经检查，该保护外部闭锁开入只接入手跳闭锁，在线路送电时该操作把手在远方位置，此开入的节点是断开的，开入为零，可排除外部闭锁这种可能。

图1 重合闸充电状态监视逻辑

(3)闭锁重合闸压板投入。运行人员合上开关，重合闸充电后，投入闭锁重合闸压板，重合闸立刻放电。经核实，事故当日运行人员有线路停电操作任务，所以在停电前按照操作规程投入了闭锁重合闸压板，然后手分断路器，以确保重合闸不动作，但在恢复送电后却没有退出该压板，导致重合闸未充电，线路故障后重合闸不能动作。

因此，重合闸未动的原因是误投闭锁重合闸压板(运行人员把闭锁重合闸压板当成重合闸压板投入)。同样的事故2年内在10 kV及35 kV系统中曾发生过3次，主要原因是运行人员没有发现重合闸放电，并误投闭锁重合闸压板。若有完善的重合闸充电状态多级监控，能在变电站后台机、集控站、调度端发出声光信号，就能及时补救上述错误，也就不至于酿成事故。因此，必须对重合闸充电状态的监控方式进行改进。

6 改进措施

6.1 完善重合闸的充电状态技术监控手段

重合闸充电状态改变后，就地装置、站控层后台机、集控监控机、调度端监控机应能同时收到变位信息。完善的充电状态监控逻辑如图1所示。

6.2 加强运行值班巡视检查

对于无人值班变电站，巡视周期由1周缩短到3天，并加大巡视检查的力度。在巡视时由运行人员按照运行巡视检查制度认真进行巡视，如实填写巡视检查报告，若发现问题，立即向有关部门汇报解决。一旦重合闸充电或放电面板监视信息和后台同时变位并显示变位信息时，调度、运行人员能及时发现并向有关部门汇报，及时进行处理。