一起10kV线路操作过程中重合闸误动的事件分析

魏嘉隆

摘 要：近期，广东某地区发生了一起220 kV变电站10 kV线路保护重合闸因时间定值配合不当，造成10 kV小车开关操作期间重合闸误动的事件。文章由此详细分析了该重合闸装置误动造成开关误合闸的原因，并从装置设计接线、定值配合、操作方法和人员运维技能等多个方面讨论了相应的措施，以阻止类似事件的再次发生，维护地区电网的安全稳定，且为其它运维单位提供借鉴。

关键词：10 kV操作；重合闸；误动；措施

中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）27-0115-02

1 事件过程

2016年5月4日，×局220 kV××变电站的10 kV系统处于正常运行方式。该站运行人员在进行“将10 kV F19东兴甲线线路由运行转检修”的操作。当进行到“将F19小车开关由工作位置摇至试验位置”这一操作步骤的过程中，该线路配置的CSC-211数字式线路保护测控装置上的“充电完成”指示灯亮起，但并未引起操作人员的重视。F19小车开关到达试验位置之后，CSC-211数字式线路保护测控装置重合闸突然出口，合上了F19小车开关。

2 事件原因分析

事件发生后，当值人员调取后台机时序记录，如图1所示（节选）。

2.1 装置的重合闸充电条件

经查阅CSC-211数字式线路保护测控装置的说明书，该装置的重合闸充电条件为：

①开关在“合闸”位置（该装置此处逻辑判断的是接入保护装置的跳闸位置继电器 TWJ 取反）；

②未投入“停用重合闸”方式；

③重合闸启动回路不动作；

④没有闭锁重合闸条件。

2.2 重合闸闭锁条件

①控制回路断线后，延时10 s放电；

②弹簧未储能端子高电位，延时2 s放电；

③闭锁重合闸端子高电位；

④永跳后（如低周动作、低压解列动作、过负荷动作）；

⑤手跳或遥跳；

⑥检无压或检同期不成功。

由此，可以分析出本次重合闸误动事件的过程：10：03：08.359时刻，小车开关开始移动并断开开关控制回路，保护装置采不到开关辅助接点，造成TWJ信号消失。按照装置定值，重合闸充电开始计时5 s，控制回路断线闭锁重合闸开始计时

10 s。10：03：13.500时刻，保护装置重合闸充电满电。10：03：17.437时刻，小车开关到达工作位置，此时控制回路断线计时未到达10 s，因此未能闭锁重合闸。控制回路接通后，装置检测到TWJ给出的分位信号，触发位置不对应启动重合闸，经过1.5 s定值后出口，将开关合闸。

综上所述，本次事件发生的直接原因是“重合闸充电时间整定值”5秒与“控制回路断线后放电”的延时10 s配合不当，导致重合闸在未判明控制回路断线的前提下就已经完成了充电。间接原因则是该型号保护装置的逻辑对开关合闸的判断仅仅采用了“TWJ取反”的方式，在TWJ消失后，保护装置收到TWJ为“0”，即认为开关合闸，并在控制回路接通后误认为开关发生偷跳，启动了重合闸。

此外，运行操作人员在摇动小车开关的过程中没有发现装置重合闸异常充电而及时查明原因，也是造成本次事件的原因之一。

事件发生后，×局继保专业将该装置重合闸充电时间整定值由5 s更改为15 s，大于控制回路断线后放电延时10 s，并进行了模拟试验，装置重合闸异常充电现象消失。经查，该线路保护在近期的综自改造中更换了新装置，因此直到本次操作才暴露出定值设置错误的问题。

目前绝大部分10 kV和110 kV保护装置都具备控制回路断线闭锁重合闸功能，只要时间定值和控制字设置正确，一般不会发生重合闸误动。

但仍有部分在三重方式下存在误动风险的保护装置，如应用于220 kV线路的四方CSC-103BN装置，投入三相重合闸功能时，其内部对开关三相偷跳的判断逻辑仅与三相TWJ位置和“三相TWJ启动重合闸”控制字有关，在开关因保护动作跳闸、出现控制回路断线而又没有闭锁重合闸充电的情况下，重合闸充电满、三相TWJ恢复后满足不对应起动重合闸的动作判据，将会导致重合闸误动作，甚至在线路永久故障时由于控制回路断线（弹簧储能）而发生多次误重合动作。

3 整改、防范措施

3.1 消除时间定值配合不当现象

立即开展对该地区所有变电站10 kV出线保护重合闸定值的检查工作，特别针对更换过装置且尚未有过操作记录的应重点检查。通过查阅保护说明书确定各类保护装置的重合闸闭锁条件，与重合闸充电时间进行比对，可能造成误动作的要及时上报整改。

3.2 在10 kV小车开关操作过程中退出重合闸

修改10 kV线路操作的典型操作票。在摇小车操作之前，除了将“远方/就地”切换把手切换至就地位置以阻止遥控合闸外，还应增加“退出保护重合闸出口压板”的操作步骤，以防止保护重合闸误动。在摇小车操作完毕后再按要求投入或保持退出状态。

3.3 排查其它类似的误动隐患

对于10 kV、110 kV三相机械联动的线路开关以及投入三相重合闸功能的220 kV线路开关，在启用三相跳位启动重合闸功能后，需要考虑其合闸控制回路断线、TWJ位置消失后对重合闸充电的影响，以防止控制回路恢复后重合闸误动作。常见造成合闸控制回路断线的因素包括摇10 kV小车开关操作、开关弹簧机构储能、断开开关操作电源等。

对于具备控制回路断线闭锁重合闸功能的装置，正常运行时应投入该功能，且需要考虑重合闸充电时间与断线闭锁重合闸时间配合问题，在控制回路断线发生后及时闭锁重合闸。

对于不具备控制回路断线闭锁重合闸的装置，需要考虑控制回路断线是否会造成重合闸误动，否则应考虑增加避免误动的措施：①非三相联动的开关在三重方式下应考虑退出“三相跳位启动重合闸”功能；②三相联动开关在储能时间大于重合闸充电时间的前提下，应考虑将弹簧未储能接点接入闭锁重合闸回路。

3.4 加强对运行人员的技术和技能培训

①在任何电气设备的操作过程中，操作人和监护人应时刻留意设备状态的变化，比如保护测控装置指示灯和液晶面板显示的内容。出现异常必须查明原因后再操作，严禁盲目作业。

②摇小车的动作应连贯、果断，不可长时间在中间位置停留。如确因机构卡涩需退回运行位置，应确定开关没有合闸的风险后再操作。

③加强专业知识培训，使运行人员清楚重合闸的动作逻辑，在核对验收定值和控制字的过程中及时发现并提出问题。

④在保护装置动作跳闸或继保专业进行过跳闸试验后，应及时复归保护装置后再进行后续操作，以降低位置不对应误启动重合闸的可能性。

3.5 确保开关柜机械防误的可靠性

在开关柜维护检修作业时，应仔细验证机械闭锁的可靠性。当小车处于工作位置与试验位置间时，限位开关能有效的断开开关控制回路，使开关不能合闸；当开关处于合闸状态时，不能移动小车，确保“最后一道防线”的有效性。

3.6 技术改进

在新建和改造变电站设计过程中，考虑使保护装置的重合闸出口受开关本体“远方/就地”把手闭锁，以降低人身伤害的风险，并在装置选型和接线方面考虑控制回路断线时对三相重合闸功能的有效闭锁。

4 结 语

本文通过一起事件分析了引起10 kV设备操作过程中重合闸误动的原因——重合闸充电时间与控制回路断线闭锁重合闸时间配合不当，并从装置设计接线、定值配合、操作方法和人员运维技能等方面提出了一些相应的改进措施，为类似性质的保护装置运维和设备操作提供了指引。

参考文献：

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

[2] 刘键，倪建立，邓永辉.配电自动化系统[M].北京：中国水利水电出版社， 1999：74-100.

[3] 王彦辉，张志强.CSC-200系列数字式保护测控装置说明书[M].北京：北 京四方继保自动化股份有限公司，2009.

[4] 赵志宏，苏黎明.CSC-103BN/E系列数字式超高压线路保护装置说明 书[M].北京：北京四方继保自动化股份有限公司，2012.