一起220 kV线路开关单相跳闸重合不成功的故障分析及预控措施

2018-12-21谢卓明

机电信息 2018年36期

谢卓明

（广东电网有限责任公司云浮供电局，广东云浮527300）

0 引言

目前220 kV线路在电网中的作用开关正常运行方式基本为投单相重合闸，故障形式基本表现为雷电、高杆树木等外部条件造成的高阻单相接地故障，单相重合成功率高。本文针对220 kV线路开关单相跳闸重合不成功的故障案例，对故障经过及故障原因进行了分析，同时采取了相关防范措施，提高线路供电可靠性，同时也为处理同类故障提供了可供参考的方法。

1 故障经过

2017-06-23T16：57：07，220 kV云城站220 kV泷天甲线线路C相发生故障，主一保护（纵联方向）、主二保护（纵联距离）动作，故障48.5 ms后保护跳开了220 kV泷天甲线2830开关C相，141 ms后2830开关A、B相跳开，但两套保护的A、B相并没有动作出口。三相跳开，保护没有对开关重合（对侧泷州站开关单跳重合成功）。

故障后，值班人员详细检查220 kV泷天甲线2830开关现场情况正常后，中调令合上2830开关，恢复线路供电。

2 故障分析

事后检修人员会同开关及保护装置厂家对相关设备进行了检查分析，情况如下：

（1）220 kV泷天甲线线路及开关保护装置。

检查220kV泷天甲线线路保护装置，主一保护（RCS-901B）：故障相别为C相，故障相二次电流值为16.99 A，故障零序二次电流值为16.28 A，动作元件有：工频变化量阻抗（10 ms）、纵联变化量方向（20 ms）、纵联零序方向（20 ms）、距离Ⅰ段动作（28 ms），重合闸元件无动作。

主二保护（RCS-902B）：故障相别为C相，故障相二次电流值为16.97 A，故障零序二次电流值为16.26 A，动作元件有：工频变化量阻抗（10 ms）、纵联距离动作（21 ms）、纵联零序方向（21 ms）、距离Ⅰ段动作（28 ms），重合闸元件无动作。检查2830开关失灵保护（RCS-923）：C相失灵起动（10 ms），起动后开入量变位有：跳闸位置开入0→1（64 ms）、不一致开入0→1（64 ms）、不一致开入1→0（125 ms）。主一、主二保护单相重合闸时间定值均为800 ms，开关失灵保护（RCS-923）的三相不一致动作时间定值为1.5 s。

开关操作箱C相跳闸指示灯亮，A、B相跳闸指示灯不亮。

检查完成后，检修人员核对了线路及开关保护定值，并模拟C相瞬时接地对保护装置进行试验，保护正确动作跳开C相，并重合成功。

（2）220 kV录波装置。

检查220 kV录波装置220 kVⅠ段母线电压、220 kV泷天甲线电流。故障前220 kVⅠ段母线电压、220 kV泷天甲线电流正常，负荷电流二次峰值为1.5 A。故障时0～70 ms的故障二次电流峰值为Ia：1.796 A；Ib：3.998 A；Ic：33.409 A；3I0：1.243 A；3U0：130.278 V。波形如图1所示。

图1 220 kVⅠ段母线电压、220 kV泷天甲线电流故障录波图

泷天甲线的保护及开关接点动作时序如下：

相对时间0 ms对应的绝对时刻：2010-06-23T16：57：07.616.300。

故障开始时间：0.5 ms。

泷天甲线保护1柜C相跳闸接点：

合：相对时间=17.0 ms；分：相对时间=64.0 ms。

泷天甲线保护2柜C相跳闸接点：

合：相对时间=17.5 ms；分：相对时间=64.0 ms。

泷天甲线开关A相合位接点：

分：相对时间=125.0 ms。

泷天甲线开关B相合位接点：

分：相对时间=125.0 ms。

泷天甲线开关C相合位接点：

分：相对时间=32.0 ms。

泷天甲线开关A相分位接点：

合：相对时间=141.0 ms。

泷天甲线开关B相分位接点：

合：相对时间=141.0 ms，采样点=482。

泷天甲线开关C相分位接点：

合：相对时间=48.5 ms，采样点=297。

波形如图2所示。

式中，RC为晶体管集电极偏置电阻；RB为晶体管基极偏置电阻；VRB为晶体管基极-发射极电压；VRC为晶体管集电极-发射极电压。

图2 220 kV泷天甲线保护动作情况

（3）综合保护及录波的数据分析，另外考虑到类似故障发生于2009年10月16日，220 kV泷天甲线A相接地故障，保护跳开A相，重合成功，在2009年10月16日—2010年6月23日期间，未对线路及开关保护做任何改动、测试，故排除线路及开关保护误动的可能。

A、B两相是在C相分闸后77 ms后跳闸的（从C相分位接点合到AB相合位接点分），故推测是开关本体三相不一致瞬时启动跳闸回路（图3）造成误动。继保人员分别对回路绝缘、中间继电器Q7、时间继电器K6进行了测试。

图3 开关机构三相不一致启动跳闸回路

1）绝缘测试。

对泷天甲线操作电源+101、+202对地摇绝缘，测得数据最高为47 MΩ，最低为36 MΩ；对机构三相不一致跳闸回路的+602、-605对地绝缘分别为49.7 MΩ、50.7 MΩ，时间继电器K6—A1对跳闸继电器Q7—A1绝缘为29.3 MΩ，均符合要求。

2）中间继电器Q7。

测量中间继电器Q7的动作电压为121 V，动作时间为29 ms。

模拟C相单跳，在Q7线圈两侧测得电压为零。假设Q7不经时间继电器动作，模拟时将三相不一致接点直接接入Q7，测得由C相跳闸到A、B相跳闸的时间为55 ms，与当时的时间（77 ms）不符。因此排除中间继电器Q7不经时间继电器误动的可能。

3）时间继电器K6。

测量K6的动作电压范围为DC 7～220 V（额定电压为DC/AC12～220V），动作时间为2 049 ms（K6上整定为2 s），两项参数基本符合整定。但考虑到时间继电器K6为电子式时间继电器，受故障时一次及机构二次回路干扰发生不经延时误动的可能性最大，其瞬时动作的时间一般为20多毫秒（为保持其现状未对其调为0 s测试），加上直接启动中间继电器时测得的55 ms，则与当时的77 ms相符。

因此不能排除时间继电器受干扰发生不经延时动作，导致误跳A、B相，造成重合不成功。