变电站同期合闸功能及常见故障分析

文/李辉 王鹏

1 变电站同期合闸的主要功能

近年来，我国的电力系统日趋完善，网架结构也变得越来越紧凑，由此使得系统并网中断路器同期合闸操作随之增多。在变电站中，断路器分合闸是计算机系统比较常见的操作，同期合闸的主要方式如图1所示。

1.1 检无压合闸

对于变电站中的断路器而言，它的无压状态有以下几种情况：母线侧无压、线路侧无压、均无压。当母线侧或是线路侧无压时，线路与母线之间可完成相互充电，在无TV断线闭锁信号的前提下，同期合闸满足条件，此时断路器便可进行合闸；在母线与线路上均无电压，并且无TV断线闭锁信号时，同期合闸可自动满足相关的合闸条件，在此基础上，断路器可进行合闸。

1.2 环网合闸

这种合闸方式常被用于同个系统中的断路器同期合闸，它具有如下特点：处于断路器两端的系统频率完全相同。在同时满足相关的条件时，断路器的合闸出口会在触点的作用下完成闭合。

1.3 准同期合闸

这种合闸方式在不同系统间的断路器同期合闸中应用较为广泛，它的特点是处于断路器两端的系统频率不同，为实现同期合闸的目标，需要在合闸操作前，对同期进行捕捉。这种合闸方式的判断依据是装置按照合闸导前时间对同期合闸导前角进行计算，若是计算结果与测量的相角差相等，则为最大允许合闸角度。

1.4 强制合闸

这是变电站断路器同期合闸中，唯一没有任何条件限制的合闸方式。在强制合闸的前提下，同期合闸功能会自动退出运行，该方式在紧急解锁中的应用较多。

2 变电站同期合闸的常见故障及处理方法

为便于本文研究，下面以实例为依托，对变电站同期合闸的故障问题进行分析，并提出相应的处理方法。

2.1 故障概况

当完成某变电站开关间隔后，现场操作人员申请线路投运，得到中央调度控制室的许可，并发出检同期合闸指令，合上该变电站的开关。然而，当上位PC机发出指令以后，开关并未自动完成合闸操作，而且上位机也没有接收到开关合闸的反馈信号。当该故障问题出现之后，通知现场工作人员对开关进行检查，其控制方式为正常的远方位置，随后使用万用表对开关电源进行测量，全部正常，接着又对SF6真空断路器进行检查，压力也处于正常状态。为避免故障问题的影响范围进一步扩大，导致变电站的运行稳定性下降，经过研究之后，决定采取维护检查的方法，经现场全面检查后发现，二次回路运行正常，传动试验结果也显示正常，再次发出合闸指令后，同期装置启动，但在数秒之后便会自动退出。

2.2 故障原因分析

通过对该变电站开关同期合闸回路进行检查后发现，导致开关未实现同期合闸的原因主要有以下几个方面：

（1）同期装置本身存在故障问题，致使同期合闸无法完成；

（2）切换继电器故障；

（3）在其它的线路中可能存在合闸指令，使得断路器处于开断状态，由于该断路器未能完全闭合，导致开关无法完成同期合闸；

（4）当同期合闸指令发出后，因开关所处的位置并不是分位，或分闸信号未能及时返回，使接点未闭合；

（5）同期自动选线继电器故障；

（6）在数字同期装置自动方式下，继电器未达到合闸指令输出条件的要求；

（7）开关合闸继电器存在故障问题。

2.3 故障排除

图1：变电站同期合闸的主要方式

当该变电站同期合闸失败以后，相关工作人员对开关及电源的控制方式和同期合闸装置进行了现场检查，但在检查过程中并未发现任何的异常现象，并且同期装置也没有发出报警信息，故此排除同期装置故障的可能性；随后对继电器进行检查，该设备运行正常，控制方式切换过程动作灵活，无异常情况，排除切换故障；对同期选线回路进行检查，由于故障发生时，并未对其它线路进行停送电操作，开关也处于分闸位置上，同期装置在合闸指令下能够正常启动，全部正常，即电压接入信号正常，继电器动作正常，由此表明，同期选线回路正常。当大部分故障原因全部排除后，导致该故障的原因可能是同期合闸回路问题，随即重点对该回路进行检查，结果发现继电器的运行正常，所以极有可能是回路中另外的继电器存在问题。为进一步验证故障原因，发出开关合闸指令，并对该继电器进行检查，结果发现其并未动作，现场人员进行检查后发现，该继电器存在卡涩的现象，动作灵活性较差，经多次手动调拨之后，使得该继电器的动作恢复正常。随后，变电站上位PC机发出合闸指令，开关成功合闸，故障问题得以消除。

3 结论

综上所述，随着电力系统合环操作过程的不断增多，使得变电站断路器同期合闸功能的重要性随之凸显。鉴于此，电力企业应当选择最为适宜的同期合闸方式，从而最大限度地发挥出同期合闸功能。与此同时，还应对同期合闸中一些常见的故障问题进行分析，及时查明故障原因，并采取有效的方法和措施对故障进行排除，保证同期合闸的正常进行。只有这样，才能使变电站的运行稳定性得到保障。