220kV断路器重合闸异常动作行为分析

刘 云

220kV断路器重合闸异常动作行为分析

刘 云

（云南电力技术有限责任公司，昆明 650217）

对某变电站220kV进线重合闸异常动作行为进行研究，分析异常动作原因。针对线路发生单相瞬时性故障时，断路器实际三跳三重的异常情况，在确定保护装置正确动作的前提下，从二次回路和保护之间的配合出发，确认二次回路接线错误和保护之间配合不当是造成本次异常动作的主要原因。最后，针对此类接线方式的重合闸提出相应的整改措施。

重合闸；异常动作；二次回路；保护配合

0 引言

据统计，在电力系统中，80%～90%以上的输电线路故障是瞬时性故障[1]。在输电线路发生故障后，采用自动重合闸装置快速重合，是保证电力系统安全稳定运行的重要措施[2]。在高压输电线路中，根据现场接线情况，重合闸功能由线路保护装置实现，或由断路器保护装置实现[3]，这就要求线路保护装置和断路器保护装置[4]在定值整定、二次接线、装置设置[5]等方面实现很好的配合，如果配合不当，就可能出现重合闸异常动作的情况。

本文介绍一起某220kV变电站220kV线路重合闸异常动作行为，根据现场检查情况及保护装置重合闸动作逻辑，分析重合闸异常动作的原因，提出保护之间相互配合的验证方法和整改措施。

1 事件基本情况

1.1 事件发生前运行方式

220kV某变电站为扩大内桥接线，正常运行方式下，220kV进线Ⅰ回232断路器、内桥223断路器、内桥212断路器、220kV进线Ⅱ回231断路器均处运行状态。220kV 1号、3号主变高、中压侧中性点接地运行，2号主变高、中压侧中性点不接地运行。主接线如图1所示。

1.2 220kV双回进线保护配置情况

1）线路主一保护型号为CSC—103D，重合闸方式为综重。

2）线路主二保护型号为CSC—103BN，重合闸方式为综重。

3）231、232断路器保护型号为CSC—121A。

图1 220kV某变电站主接线

2018年12月，某电力调度控制中心主动评估了主网电网风险后，给出220kV某变电站双回进线线路重合闸由单重方式更改为综重方式可提高地区电网供电可靠性的结论，并安排专业人员在条件具备时及时进行实施。现场线路重合闸沿用原“采用两套线路保护重合闸出口，断路器保护重合闸不出口”的方式。两套线路保护装置的重合闸方式均由单重方式更改为综重方式[6]，重合闸出口投入。断路器保护的重合闸为配合线路保护也设置为综重方式，重合闸出口未引出。更改重合闸方式后保护检验人员对装置逐套进行了整组传动试验，试验过程中未发现保护动作异常现象。

1.3 事件发生经过

2019年4月19日11:35，220kV进线Ⅰ回线路故障跳闸，根据现场保护动作情况绘制动作时序见表1。

表1 进线Ⅰ回保护动作时序

从表1可见，进线Ⅰ回发生B相瞬时性故障，线路主一、主二保护动作跳B相后，断路器保护跟跳三相，断路器三相分位，由于线路保护投入综重方式，主一、主二保护重合闸动作，合闸于永久性故障后加速动作跳闸并闭锁重合闸。

经调取线路保护故障录波，分析断路器保护有沟通三跳开入，导致断路器保护发跟跳三相命令，断路器三相跳闸。保护有沟通三跳开入但因线路保护使用综重方式，不影响故障后线路重合闸动作。

事故发生后，初步判断进线Ⅰ回重合闸动作行为异常，线路主一、主二保护定值单重合闸方式为综重方式，线路B相发生单相瞬时性故障，断路器实际动作为三跳三重，不符合综重方式的动作逻辑。

2 事件原因分析

事件发生后，专业人员到现场检查发现进线Ⅰ回232断路器保护装置重合闸一直处于“充电中”状态，重合闸“充满电”灯不亮。经检查定值单，该断路器保护定值中重合闸方式为综重方式，装置设置的重合闸方式软压板也为综重方式，但是在装置压板状态界面中显示综重方式最终压板为未投入状态。软压板定值通知单见表2，装置软压板状态如图2所示。

表2 软压板定值通知单

图2 装置软压板状态

220kV进线Ⅰ回232断路器保护装置型号为CSC—121A，该型号的断路器保护装置重合闸方式的选择由软压板和重合闸方式开入、以“与”的方式实现，即只有当相应软压板和重合闸开入均为“投入”状态时才能实现相应的重合闸方式功能[7]。因此怀疑重合闸方式的开入可能有问题。

经对照装置厂家出厂白图（见图3）和装置背板接线及端子排接线（见图4），发现装置开入插件的正极公共端短接至8X4-a8，对照厂家白图可确定重合闸开入方式为单重方式。软压板投入综重方式，而重合闸方式的开入为单重方式，两者不对应，最终重合闸不能充电，故一直显示“充电中”状态。

图3 厂家出厂白图

由以上分析可以得出，线路保护屏端子排至装置背板接线错误是导致该变电站进线Ⅰ回重合闸异常动作的主要原因。

图4 断路器保护装置重合闸开入接线

根据保护装置说明书，断路器辅助保护在重合闸未充电的情况下，任何故障线路保护动作后均由断路器保护逻辑判断是否满足沟通三跳条件，若满足则沟通三跳触点闭合[8-9]，此时辅助保护失灵保护启动，收到跳闸命令时还有沟通三跳信号，且任意相有电流，则瞬时重跳三相。

经检查，断路器辅助保护瞬时重跳出口经压板8LP6、8LP7的分相跳闸出口至操作箱的分相保护跳闸，断路器辅助保护触点联系如图5所示。

综上所述，当线路发生单相故障时，线路主一、主二保护装置动作行为正确，均为故障相动作出口，由于断路器保护重合闸未充电，沟通三跳触点闭合，在线路保护动作时满足了瞬时重跳三相功能动作逻辑，断路器保护动作跳开断路器三相，因线路保护重合闸为综重方式，三相跳闸后重合闸不闭锁，经延时后重合闸动作合上三相。

图5 断路器辅助保护触点联系

3 暴露的问题及整改措施

3.1 暴露的问题

1）继电保护人员对特殊保护配置情况下各保护间的配合认识不足[10]：①在开展重合闸方式变化调整时，对未使用出口的断路器保护重合闸重视不足，仅按照定值单调整了断路器保护重合闸软压板投退，而忽视了对外部重合闸开入接线的调整；②断路器保护定值更改后，对断路器保护重合闸一直在“充电中”，且重合闸“充满电”灯不亮的现象未认为异常。

2）检验工作中未采用多套保护的联动调试，未发现断路器保护功能与线路保护配合存在问题。在线路主一、主二保护单独进行整组试验时均能正常实现综重功能，未能发现在断路器保护装置同时投入运行的情况下的单相故障三跳三重的异常现象。

3.2 整改措施

1）按断路器保护定值中重合闸软压板设置为综重，背板接线改接为综重开入（现场将断路器保护装置单重方式的开入至8X4-a8接线取消，改为综重开入，即将装置开入插件的正极短接至8X4-a12）后，断路器保护重合闸功能正常，充电完成。

2）定检过程中开展单套保护的调试作业验证保护功能及相关二次回路的正确性，开展整组传动试验时，必须将二次设备恢复到正常运行时的工况，将线路主一保护、线路主二保护、断路器辅助保护电流回路串联，投入全部保护功能及出口压板，模拟故障量需要加入所有的保护装置进行联动试验，真实地反映出实际运行时的情况，通过整组试验验证保护之间的配合、动作逻辑是否正确。

3）继电保护定值更改工作需进行全面验证，确保装置实现所需功能，定值更改工作完成后需观察装置各运行灯是否正常、重合闸充电灯是否点亮，是否与定值单要求一致等。

4 结论

220kV某变电站220kV线路重合闸异常动作的原因在于，线路运行方式改变后，线路保护装置和断路器保护装置只更改了装置内部控制字，未考虑线路保护和断路器保护之间的配合问题，外部回路接线未做更改。这起重合闸异常动作事件，提高了继电保护人员对线路保护和断路器保护之间配合的认识。此次事件为以后继电保护装置改造、定值更改积累了宝贵的经验，可有效避免类似事件的再次发生，保证了线路保护动作的正确性。

[1] 李志军, 林建华. 一起220kV线路重合闸失败原因分析及处理[J]. 电气技术, 2016, 17(1): 136-138.

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Analysis of abnormal reclosing action of 220kV circuit breaker

LIU Yun

(Yunnan Electric Power Technology Co., Ltd, Kunming 650217)

The abnormal action behavior of 220kV incoming line reclosing in a 220kV substation is studied, and the causes of abnormal action are analyzed. In view of the abnormal situation of single-phase instantaneous fault of the line and the actual triple tripping and triple reclosing of the circuit breaker, under the condition of determining the correct action of the protection device, starting from the cooperation between the secondary circuit and the protection, it is confirmed that the main reasons for this abnormal action are the wrong wiring of the secondary circuit and the improper cooperation between the protection. Finally, the corresponding rectification measures are put forward for the reclosing of this kind of wiring mode.

reclosing; abnormal action; secondary circuit; protection coordination

2022-01-11

2022-02-08

刘 云（1988—），男，云南玉溪人，本科，工程师，主要从事继电保护试验、故障分析工作。