7SJ631无压检定线路保护问题分析与对策＊

阮远峰,赵 俊

（德清县供电局,浙江 德清 313200）

7SJ631无压检定线路保护问题分析与对策＊

阮远峰,赵 俊

（德清县供电局,浙江 德清 313200）

针对35kV双电源线路重合闸动作异常情况,在分析7SJ631无压检定线路保护装置存在问题的基础上提出,通过保护装置生产厂家配合协助修改装置内部逻辑,以实现先启动重合闸,再判无压来实现正确的电合闸动作.

7SJ631装置;线路保护问题;解决方案

7SJ631微机保护装置是南京中德自动化设备有限公司引进德国西门子技术研制的按间隔设备的集测量、控制、保护、信息于一体的“四合一”装置,适用于综合自动化变电站35kV、10kV线路.目前,此型号装置在德清电网变电站35kV线路保护采用、运行情况良好,但在应用中也出现了一些问题.本文以实际案例分析7SJ631保护装置无压检定线路保护存在的问题进行深入地分析,以探寻解决方案.

1 存在的问题

2010年7月,德清某变电站连续发生了两起35kV线路“四合一”保护装置重合闸异常动作情况.35kV线路3153线遭雷击,A、B两相短路,限速保护动作,重合成功,当时对侧发电厂发电机未解列;35kV线路3155线路遭雷击,A、B两相短路,限速保护动作,重合成功,当时对侧发电厂一台机组解列,另二台机组未解列.

3153线、3155线对侧均为发电厂,属双电源单回线路.对于双侧电源的单回线路,电力系统继定保护规程规定一般采用解列重合闸方式,即将一侧电源解列,另一侧装设线路无电压检定重合闸方式,并且为避免非同步重合及两侧电源均重合于故障线路,一般采用一侧检无压重合,一侧检同期重合;作为电力系统电源侧采用无压检定启动重合方式.正常情况下,线路跳闸后重合闸应动作如下：对侧电厂解列点开关保护跳闸（解列）后,本侧检线路确无电压后方可重合开关.

根据以上规定,两条35kV线路电源侧开关在对侧发电厂发电机未解列的情况下（也就是线路上尚有电压的情况下）重合了本侧开关,这种动作方式是不符合规定的,很有可能形成不同期合闸,对运行设备造成冲击.

2 原因分析

根据上面出现的情况,我们利用微机保护装置校验仪,分别在两条35kV线路间隔保护二次回路上施加模拟故障电流、故障电压的方式,来校验保护装置的重合闸功能.

试验方法一：在保护电流端子上施加AB相短路电流,开关跳闸后,切断故障电流;同时在开关柜线路压变AB相二次端子持续施加高于30V（检无压定值）电压,重合闸不启动;反之持续施加低于30V电压,重合闸启动;此两种情况符合重合闸动作逻辑.

试验方法二：在保护电流端子上施加AB相短路电流,开关跳闸后,切断故障电流,同时在开关柜线路压变AB相二次端子施加高于30V（检无压定值）电压,持续时间为100ms,然后将电压调整至低于30V,结果重合闸不启动.

试验方法三：在保护电流端子上施加AB相短路电流,开关跳闸后,切断故障电流,同时在开关柜上的线路压变AB相二次端子施加低于30V（检无压定值）电压,持续时间为100ms,然后将电压调整至高于30V,结果重合闸启动.

通过三组试验,并查阅保护装置说明书,认为7SJ 631无压检定线路保护装置在重合闸启动回路中存在逻辑问题.在保护装置说明书上无压检定重合闸启动方式为：开关分闸后,首先启动重合闸程序,在达到重合闸时间后,再判断线路是否有压（闭锁条件）,满足无压条件则进行重合,不满足条件则不重合.

而实际情况是开关分闸后,先判断线路是否有压,满足无压条件则启动重合闸程序直至出口,不满足无压条件则不启动重合闸程序,而且判断线路是否有压时间相当短,小于100ms.此种逻辑方式存在一个误区：当线路A、B相遭雷击短路后,AB两相暂态电压接近于零,若暂态无压持续了100ms,则重合闸检无压程序会认为线路无压,启动重合闸程序并出口使开关合闸.如果此时对侧开关保护未正确动作跳闸,那么必定重合于有压线路.

3 解决方案

基于对上述问题的分析,建议采取以下解决方案：

方案一：修改二次回路.7SJ631保护装置本身无检无压功能,此功能是在装置外部,通过一个电压中间继电器来实现的.当电压中间继电器输入电压低于30V时,继电器常开接点闭合（该接点串入7SJ631保护装置重合闸启动回路中）,此时重合闸程序启动.具体修改方法为：在保护装置上将重合闸启动电压接点短接,将电压中间继电器的常开接点串入重合闸外部二次回路中.动作逻辑为：开关跳闸后,重合闸程序启动（不管线路有无电压均启动）,此时以电压继电器的常开接点做为合闸的闭锁条件.当线路有电压时,常开接点断开,合闸回路不通,开关不能合闸;当线路无压时,常开接点闭合,合闸回路接通,开关合闸（具体见图1）.

但是,方案一存在以下问题：方案一通过硬回路实现,不管线路是否无压,均启动重合闸程序,比较简单明了.然而,当无压条件不满足时,重合闸程序启动后开关不能合上,此时重合信号仍会报到远方调度和监控后台,造成误信号.

方案二：修改装置的定值和启动逻辑.按照一般的程序启动重合闸,在发重合闸命令时检查是否无压,重合闸时间到了同时收到无压信号时,装置发重合闸命令.当重合闸时间到,但没有收到无压信号,装置等待“7116 Maximum dead time extension”定值设定的时间,在该时间之内满足重合闸条件则重合,否则不重合.这样,就可以避免方案一中产生的问题,而只需增加7116的定值.故在实际应用中选取方案二,通过保护装置生产厂家配合协助修改装置内部逻辑,来实现先启动重合闸,再判无压来实现正确的重合闸动作.

4 方案模拟试验结论

按照上述第二种解决方案,邀请了保护装置生产厂家对线路保护装置的重合闸逻辑进行修改,修改后逻辑如下：开关分闸后,首先启动重合闸程序,在重合闸出口时间（1500ms）内,判断线路是否有压,若线路AB相二次电压小于30V则重合闸出口合上开关,反之不重合.

现场对该逻辑进行模拟故障检查试验,试验过程如下：

（1）模拟故障使开关跳闸,重合闸启动后电压继电器无压时间持续850ms,850ms后电压继电器变为有压,重合闸不会重合.

（2）模拟故障使开关跳闸,重合闸启动后电压继电器无压时间持续900ms,900ms后无压继电器变为有压,重合闸重合成功.

结论：通过以上试验观察重合闸动作过程,重合闸启动后,线路有压出现在850 ms内可实现重合闸不会出口;重合闸启动后,线路有压出现850ms外则不能实现重合闸闭锁,重合闸还是会出口.该结果与重合闸逻辑要求1 500ms闭锁存在一定差距,主要是由于保护装置内部逻辑运算时间限制,无法再把时限放长.查阅保护定值单,对侧电源电流保护时间为600ms,也就是说,如对侧保护正确动作跳闸,600ms以后整条线路无电压,本侧保护重合闸会正常动作;如对侧保护未正确动作跳闸,则600ms后线路有压（一般短路及雷击等情况下,此时线路电压已恢复）,那么本侧保护装置850ms内将会检到线路有压,则重合闸不会动作.所以,目前保护装置重合闸检无压时限设定在850ms内,不会影响重合闸的正常动作.

TP773

A

1009-1734（2010）S0-0134-03

2010-05-10

阮远峰,工程师,从事电力系统自动化技术管理研究.