500kV线路重合闸不成功的保护动作分析

王 勇，徐红元

（国网河北省电力公司检修分公司，石家庄 050071）

500kV 电网是我国电网的主网架，根据运行经验，500kV 线路单相瞬时故障高达90%，为提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性，在500kV大接地电流系统广泛使用单相自动重合闸［1］。以下就一起500kV 线路单相自动重合闸不成功的故障进行分析。

1 故障概况

该500kV 线路两侧断路器都是3／2接线方式，线路保护Ⅰ的型号是P546（AREVA），线路保护Ⅱ的型号是RCS－931AMS，M 侧断路器保护型号是RCS－921A，N 侧断路器保护型号是CSC－121A，具体运行方式如图1所示。

图1 500kV 线路运行方式

某日18时12分，某500kV 线路发生U 相接地故障，线路两侧保护U 相跳闸出口，N 站5031断路器先重合于故障后，线路保护三相跳闸出口，5031、5032断路器三相跳开；M 站5041断路器重合不成功，然后由线路保护Ⅰ单相出口经断路器保护沟通三跳动作三相跳开，5042断路器重合成功。

2 保护动作分析

根据变电站现场各保护装置的动作报告和故障录波器录得数据可得，各保护具体动作情况如下：

N 站线路发生单相故障后，两套线路保护均跳U 相出口，5031断路器重合于故障后，两套线路保护三跳出口，跳开5031、5032断路器。

M 站保护装置动作情况时序如下：

0ms，故障起始，保护启动。

12ms，RCS－931A 保护跳U 相出口。

20ms，P546保护跳U 相出口。

24ms、27 ms，5041、5042 断 路 器 保 护RCS－921A 发U 相 跟 跳 令。

42ms，5041、5042断路器U 相跳闸，故障电流消失。

968ms，5041断路器保护RCS－921A 重合闸动作，因控制回路断线，未重合。保护RCS－921A 重合闸放电，沟通三跳接点动作。

1085ms，对侧断路器重合于故障，P546 保护再次跳U 相出口；RCS－931A 保护未动作。

1125ms，P546保护的跳U 相出口，5041断路器的沟通三跳功能使5041断路器VW 相跳闸。5042断路器重合闸未放电，重合闸仍在计时中，未三跳。

1258ms，5042断路器保护RCS－921A重合闸动作，5042断路器重合成功，此时线路接地故障已消失。

从以上数据可知，线路发生单相故障后，两侧断路器均单相跳开后，M 站的边5041断路器首先重合闸动作，但断路器拒动造成重合不成功，同时N侧5031断路器重合于故障。根据RCS－931保护动作逻辑，由于断路器U 相在跳位，M 侧无故障电流，所以M 侧RCS－931保护不动作；同时M 侧P546型保护跳U 相出口，但P546装置启动断路器保护失灵和重合闸的接点是需要通过电流判据，而在N 侧重合于故障时，M 侧线路U 相电流为零，因此M 侧P546装置没有发给断路器保护启动失灵信号，5042断路器保护在第二次故障300ms后重合闸动作。

对于线路发生单相故障，两侧断路器单相跳开后，一侧断路器重合于永久性故障，线路保护三相跳闸出口，而对侧断路器由于各种原因还未重合的情况下，各厂家线路保护动作情况分为3种：由于故障相断路器位置为跳位，没有故障电流，保护不动作；保护故障相跳闸出口；保护三相跳闸出口。

在保护没有三相跳开的情况下，断路器会再次重合于线路故障，造成对电网又一次受到故障的冲击，不利于电网安全稳定运行。

根据M 站5041 断路器保护装置动作报告，5041断路器保护在线路故障后968ms重合闸动作出口。现场检查发现5041断路器汇控柜内，断路器的合闸回路中的SF6闭锁继电器的常闭接点接触不良，致使合闸回路断线，造成5041断路器重合闸不成功。

3 处理措施

针对上述情况，将故障继电器进行更换，并结合断路器停电检修工作对其他断路器的同类型继电器进行隐患排查，注重日常运行状态的监测，在有条件的情况下对运行状态不正常的继电器及时进行处理更换。

4 建议

该次故障的主要原因是断路器的合闸回路中的SF6闭锁继电器的常闭接点接触不良，但保护动作情况分析中也反映出一些保护装置动作逻辑上设计的不合理之处。为预防同类事故发生，确保电网和设备的安全，建议如下：

a.提高断路器附属设备的产品质量，特别是各种继电器，避免同类事件发生；

b.检修预试过程中应加强对断路器二次回路及其附属设备的检查；

c.提高继电保护设备的可靠性，确保保护正确动作，防止扩大事故范围。

［1］贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理［M］.3版.北京：中国电力出版社，2007.