一起110 kV“手拉手”接线系统自愈保护动作原因分析及处理

茅伟杰，曹育硕，沈珉峰，李 煜 ，陈 涛，陈 俊

(国网上海市电力公司松江供电公司，上海 201600)

110 kV“手拉手”接线系统中，当变电站处在开环点，在上级电源失电时通过备用电源自动投入装置来恢复供电，当变电站处在非开环点时则是无法实现的[1-4]。为了解决此问题，并进一步保证电网的安全可靠运行，提出自愈系统方案[5-6]。目前，110 kV自愈系统的原理和系统框架已基本成型，在上海电网中已广泛应用[7]。

1 110 kV自愈保护动作方式

110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图一如图1所示。

图1 110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图一

开环点选择A1开关，对自愈保护的动作方式进行分析，动作情况如表1所示。

表1 110 kV自愈保护动作情况

110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图二如图2所示。

图2 110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图二

开环点选择C1开关，对自愈保护的动作方式进行分析，动作情况如表2所示。

表2 110 kV自愈保护动作情况

110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图三如图3所示。

开环点选择C1开关，对自愈保护的动作方式进行分析，动作情况如表3所示。

图3 110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图三

表3 110 kV自愈保护动作情况

110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图四如图4所示。

图4 110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图四

开环点选择D1开关，对自愈保护的动作方式进行分析，动作情况如表4所示。

表4 110 kV自愈保护动作情况

110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图五如图5所示。

图5 110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图五

开环点选择D2开关，对自愈保护的动作方式进行分析，动作情况如表5所示。

表5 110 kV自愈保护动作情况

110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图六如图6所示。

图6 110 kV电网“手拉手”链式自愈保护接线图六

开环点选择B1开关，对自愈保护的动作方式进行分析，动作情况如表6所示。

表6 110 kV自愈保护动作情况

2 事故分析

2.1 事故经过

2020年8月18日14:15:45:00，110 kV C站自愈系统检测到110 kV 2号线路失去电压，继而动作跳开110 kV D站110 kV 3号线路开关，并合上开环点110 kV C变电站110 kV 1号线路开关。该串自愈系统一次接线图如图7所示。

图7 110 kV变电站自愈系统一次接线图

2020年8月18日14:15:45:73，110 kV C站I母、II母有压标志由1变0，I母、II母无压标志由0变1，自愈启动；8月18日14:15:47:74，自愈系统动作跳开110 kV D站110 kV 3号线路开关；8月18日14:15:46:76，自愈系统动作合上开环点110 kV C站110 kV 1号线路开关。

2.2 事故分析

通过分析自愈系统主站装置本次的动作波形，在动作时存在110 kV D变电站3号线保护跳闸信号，以及110 kV C变电站失压的情况。

自愈系统主站收到110 kV D站3号线路保护跳闸信号时，若无其他故障定位判据满足，则判定为110 kV 3号线路故障，即图2中的K1点故障。为了防止保护跳闸信号误开入，自愈系统还要求串内任一变电站不满足有压条件才允许动作，因此在110 kV C站失压后才满足自愈系统的动作条件，这时跳开110 kV D站3号线路开关，合上开环点110 kV C站1号线路C1开关。

此次动作的异常情况在于实际上110 kV 3号线路并没有故障，但从整个动作过程中110 kV D站3号线路保护跳闸信号一直存在，因此该信号存在长期开入的可能。到110 kV D站查看，发现接入D站自愈系统主站的3号线路保护跳闸继电器输出一直闭合，这导致D站3号线路保护跳闸信号一直为“1”，因此使得自愈系统判别为3号线路故障，即图2中的K1点故障。经检查发现，D站3号线路二次回路发现接线错误，存在寄生回路，接线图如图8所示。由于接线错误，当合上纵差跳闸至自愈压板后，自愈信号正电通过压板直接回到自愈子站开入，直接短接了3号线路纵差保护装置的跳闸出口开出，从而造成3号保护动作开入量一直为1。

图8 110 kV D站3号线路纵差保护至自愈信号接线图

由于线路未实际发生故障，查看电源站220 kV A站故障录波后并未发现线路失压，同时可排除电压互感器(PT)本身的问题。由于电压互感器采用单相分别测量，而自愈系统需三相全部失压才会判断为失压，三相电压互感器全部同时出现故障的概率极低，因此可排除一次回路发生故障，应是二次回路问题。自愈系统采集的电压取自8 PT1之后，8 PT1为测量/保护电压次级总小开关，DSX1为中间继电器，如果8 PT1跳开、DSX1失电或自愈系统2号电压小开关跳开，都可能切断电压回路，导致自愈系统采集不到2号线路电压，导致自愈装置判别为线路失压。

经查看现场，电压互感器输出电压正常且8 PT1小开关和2号电压小开关都未跳开，同时现场接线并未有松动，因此可排除这些元件或回路故障跳开导致。分析至此，应该是DSX1失电，辅助触点断开导致电压回路被切断。110 kV汇控柜交流电压回路图纸如图9所示。

图9 交流电压二次回路图

3 优化建议

(1) 建议会同设备厂家一起检查自愈装置开入量，要求到出开入量表一一进行核对，并对二次回路进行分析检查，避免存在寄生回路。

(2) 核对自愈系统版本，认真研读说明书，与设备厂家技术人员确认保护逻辑。

(3) 现场联调时出现的问题应及时、详细地记录下来，及时回溯。

4 结语

本文主要对一起110 kV变电站自愈保护动作情况进行事故分析和后续优化处理，其事故处理经验具有一定的借鉴作用。首先对110 kV电网“手拉手”链式接线自愈保护的动作方式进行分析，然后对一起110 kV变电站自愈系统动作情况进行分析，最后对110 kV电网“手拉手”链式接线自愈系统提出了优化建议，为今后的运行管理提供实际参考。