第28卷第4期2011年8月现 代 电 力M odern Electric Pow er V o l .28 N o .4Aug .2011文章编号:1007-2322(2011)04-0040-04文献标识码:A中图分类号:T M 774一起110kV 线路保护重合闸误动作事故分析及措施吕庭钦,张国平,王翠霞(福州电业局检修部,福建福州 350005)Analysis on a False Action Accident of 110kV Line Protection Reclosing andIts Improved MeasuresLV Tingqin ,ZHANG Guoping ,WANG Cuixia(Inspectio n Depar tment ,F uzhou Pow er Supply Bureau ,F uzhou 350005,China )摘 要:重合闸是一项重要的继电保护技术,一般只允许动作一次,重合闸误动作时应尽快查明原因并进行整改。
通过对220kV 鼓山变110kV 鼓快线发生的一起永久性故障跳闸、站用电失电后重合闸多次误动作事故进行深入分析,指出在重合闸闭锁回路、断路器储能电源及运行规程方面存在的安全隐患,提出了改进重合闸压力回路、采用直流储能电源、修订运行规程等防范措施,有效避免类似事故的重复发生,为更好地开展继电保护工作、保证设备安全运行提供一定的借鉴价值。
关键词:重合闸;动作;充电;事故;分析A bstract :Reclosing is an important technology in relay pro -tection and generally is allowed to act only once .Then the cause of false action of reclosing should be found out as much as quickly ,and improved measures should be carried out .An accident on multiple false actions of reclosing after the 110kV Gu -Kuai line permanent fault occurred in 220kV Gu -Shan substation and loss of substation electricity is ana -lyzed deeply in this paper ,then some security risks exist in reclosing loop circuit ,stored energy source of breaker and operating standards are pointed out ,and some improved measures are proposed ,which can avoid similar accidents to improve security of relay protections and provide some ref -erences .Key words :reclosing ;action ;charge ;accident ;analysis0 引 言在电力系统中,继电保护是保证系统稳定运行的重要环节。
重合闸是继电保护中的一项重要控制技术,通过重合闸可以提高系统自行消缺能力,进一步提高供电可靠性。
重合闸一般只允许动作一次,当重合于永久性故障而跳闸以后,就不应再动作。
重合闸误动作时可能扩大事故范围,发生此类事故时应该尽快查找原因并及时进行整改。
某年220kV 鼓山变110kV 鼓快线发生线路永久性故障,线路保护加速跳闸,同时站用电失压,在恢复站用电时,线路保护重合闸多次误动作。
本文深入分析重合闸误动作的具体原因,并提出了改进及防范措施,为线路保护重合闸设计、变电站安全运行提供一定的参考价值。
1 事故简述1.1 系统运行方式220kV 鼓山变一期投运一台主变,4条110kV 线路,系统接线图如图1所示。
110kV 鼓快线保护装置为南京南瑞电气有限公司的LFP -941A 保护,110kV 断路器采用ALS TONE 弹簧操作机构。
#1站用变接在10kV I 段母线上,110kV 断路器的弹簧储能交流电源由#1站用变提供。
图1 鼓山变系统接线图1.2 事故情况描述某年220kV 鼓山变110kV 鼓快线发生线路永久性故障,LFP -941A 保护动作跳闸、重合闸之后加速跳闸,同时#1站用变低压侧开关跳闸,全站站用电失压。
变电运行人员马上恢复站用电,110kV 鼓快线又发生重合闸及后加速跳闸,#1站用变低压侧开关又跳闸,全站站用电又一次失压。
再次恢复站用电时,断路器再次跳闸,全站站用电再次失压。
变电运行人员马上汇报相关部门,通知检修人员立即进行检查和处理。
1.3 动作报告分析检修人员调取LFP -941A 保护装置的动作报告和#1主变故障录波报告,现场检查分析发现:①所有保护压板均在投入位置,重合闸切换开关在投入位置,定值整定为投入重合闸;②保护装置第一次报告为距离保护I 段保护动作、重合闸动作及重合闸后加速动作,故障范围为线路近区永久性故障,110kV 母线电压下降约为25%U e (U e 为额定电压),保护动作行为正确;③从#1主变故障录波发现,由于线路近区永久性故障造成110kV 母线电压下降,同时导致#1主变低压侧10kV 电压下降约为22%U e ;④保护装置第二、三次仅为重合闸动作及重合闸后加速动作,因线路近区永久性故障尚未排除,重合闸动作后的后加速动作行为属正确动作,而该重合闸动作行为存在疑点;⑤110kV 鼓快线断路器在分闸位置,而保护装置“TWJ ”开入量为0,“KKJ ”开入量为“1”,开入量是否正确存在疑点。
检修人员检查#1站用变低压侧开关的低压脱扣器整定值为80%U e ,而故障时#1主变低压侧10kV 电压下降约为22%U e ,综合分析认为:①线路第一次发生永久性故障时,#1主变低压侧10kV 电压下降,#1站用变低压侧开关的低压脱扣器由于电压低于整定值而跳闸,属正确动作;②在恢复站用电时,因线路故障并未排除,重合闸动作后再次合闸于故障线路,电压再次下降,因此#1站用变低压侧开关第二、三次合上后瞬间又跳闸也属正确动作。
2 重合闸误动作分析2.1 LFP -941A 重合闸逻辑LFP -941A 保护装置重合闸逻辑如图2所示,图中各逻辑符号说明详见表1。
图2 重合闸逻辑图表1 逻辑符号说明表符号注解说明KK KKJ 继电器的合后接点T WJ TWJ 继电器的常开接点L Q 保护启动元件BC 外部闭锁重合闸接点H YJ 合闸压力继电器接点T TR 跳闸保持信号LA 、LB 、LC有/无电流判别元件UL 低定值线路电压继电器UH 高定值线路电压继电器S YN 电压同期继电器TCD 重合闸充电延时TCH 重合闸动作延时S W15～SW 18重合闸整定运行控制字LFP -941A 重合闸采用三相一次重合闸,可以由保护启动,也可以由位置不对应启动,重合闸必须在充电完成后才能工作。
从图2可知,KK 为“1”、TW J 为“0”、保护启动元件L Q 为“0”,经过15s 后,重合闸充电完成。
在无外部闭锁重合闸信号BC 时,重合闸一直准备合闸。
若合闸压力继电器H YL 动作,经200m s 延时经门4至门3对重合闸放电。
T TR 或TW J 动作时,表明保护动作后断路器跳闸,同时三相均无电流则门6动作至门8,然后根据整定的重合闸方式进行合闸;①若为检同期方式,SW17合上,UH 动作,且SYN 有信号,则门10、门11动作至门12;②若为检无压方式,SW16合上,线路无压时UL 不动作,由门9动作至门12;41第4期吕庭钦等:一起110kV 线路保护重合闸误动作事故分析及措施③若为不检方式,则SW18合上直接至门12。
门12动作后经两个延时出口,tc 为一次合闸脉冲,至合闸继电器H J ,tjs 为后加速信号时间,至加速继电器JSJ 。
2.2 重合闸异常充电分析110kV 鼓快线断路器控制回路原理如图3所示,图中只绘出与本文相关的回路,对其他回路作了简化处理。
当所有回路处于正常状态时,断路器第一次加速跳闸后,断路器处于分位状态,合闸回路导通,TWJ 继电器线圈励磁后常开接点闭合,保护开入量TWJ 为“1”,不满足充电条件。
当断路器手动分闸时,KKJ 合后接点返回,保护开入量KK 为“0”,也不满足充电条件。
图3 断路器控制回路图本文分析的重合闸误动作事故中,线路发生永久性故障引起#1主变低压侧10kV 电压下降,线路保护加速跳闸,同时#1站用变跳闸,站用电失压。
站用电失压后,断路器弹簧机构的储能电源消失,导致图3中的合闸回路断开,TWJ 继电器线圈失磁后常开接点打开,造成TWJ 状态与实际断路器位置不一致,保护开入量TWJ 为“0”,满足充电条件1,如图4所示。
断路器第一次加速跳闸后,现场运行人员在恢复站用电前没有使用图3中的微机防误锁WJFW 进行断路器对位,继电器KKJ 仍保持在合后位置,保护开入量KK 为“1”,满足充电条件2。
保护装置在断路器跳闸后没有启动,保护启动元件L Q 为“0”,满足充电条件3。
图4 重合闸异常充电过程2.3 重合闸误动作分析当线路发生永久性故障,110kV 鼓快线断路器加速跳闸后,3个重合闸充电条件均满足,且无外部重合闸闭锁信号,工程设计时无合闸压力低闭锁重合闸回路(图3中1D46没接线,H YJ 没励磁),所有条件都具备,重合闸装置准备合闸。
事故发生后,变电站运行人员在没有使用微机防误锁WJFW 进行断路器对位的情况下,立即送上站用变,恢复了站用电。
此时,储能电源恢复,断路器完成储能,弹簧未储能接点返回,合闸回路接通,TWJ 变为“1”,而KK 为“1”,满足不对应启动重合闸的条件,断路器重合于永久性故障,保护再次加速跳闸,从而导致了送站用变时多次重合闸、后加速跳闸事故。
3 改进及防范措施为防止类似事故再次发生,本文深入分析重合闸误动作原因后,提出以下改进及防范措施:①在图3中合闸压力回路1D46处接入弹簧未储能接点,改进部分如图5所示,S2为A L -S TON E 断路器合闸弹簧常开辅助接点。
在断路器弹簧未储能时,S2闭合,启动合闸压力继电器H YJ ,H YJ 动作后图2中的H YJ 为“1”,经200m s 延时对重合闸放电,实现了在弹簧未储能时对重合闸放电、闭锁重合闸、防止多次重合闸误动作的目的。