500kV同塔双回线路地刀操作故障的分析

广东电网公司阳江供电局 郭学才

1.引言

500kV蝶岭站投产于2008年12月。2009年11月，500kV蝶砚甲乙线解口接入500kV沧江站，原500kV蝶岭站侧装设的高压并联电抗器保留。但在随后的几次蝶沧甲乙线路停电操作中，均出现停运线路感应电压过高，导致蝶岭站侧线路地刀合闸失败。

500kV蝶岭站主接线图如图1所示。

2.故障情况

2010年7月10日，总调下令将500kV蝶沧乙线由运行状态转为检修状态。当操作到线路冷备用状态时，5061、5062开关在冷备用状态，沧江站线路在冷备用状态。当总调给蝶岭站侧下令将500kV蝶沧乙线由冷备用转为检修时，现场操作线路地刀失败，在继保小室内发现500kV蝶沧乙线有电闭锁继电器动作，亮红灯，后台显示三相电压为54kV、51kV、53kV，高压并联电抗器三相电流为16.3A、15.2A、15.6A。经与总调沟通协调后，先令500kV沧江站侧合上线路地刀，蝶岭站侧最后合上线路地刀。30分钟后，蝶岭站侧线路地刀合闸操作成功。

2011年1月8日，总调下令将500kV蝶沧甲线线路和高压并联电抗器由运行状态转为检修状态。当操作到线路冷备用状态时，5071、5072开关在冷备用状态，沧江站线路在冷备用状态。当总调给蝶岭站侧下令将500kV蝶沧甲线由冷备用转为检修时，现场操作线路地刀失败，在继保小室内发现500kV蝶沧甲线有电闭锁继电器动作，亮红灯，后台显示相电压为53kV、51kV、52kV，高压并联电抗器三相电流为16.2A、15.2A、15.4A。经与总调沟通协调后，先令500kV沧江站侧合上线路地刀，蝶岭站侧最后合上线路地刀。20分钟后，蝶岭站侧线路地刀合闸操作成功。

2011年10月19日，总调下令将500kV蝶沧甲线由运行状态转为检修状态。当操作到线路冷备用状态时，5071、5072开关在冷备用状态，沧江站线路在冷备用状态。当总调给蝶岭站侧下令将500kV蝶沧甲线由冷备用转为检修时，现场操作线路地刀失败，在继保小室内发现500kV蝶沧甲线有电闭锁继电器动作，亮红灯，后台显示相电压为54kV、52kV、53kV，高压并联电抗器三相电流为16.3A、15.3A、15.6A。经与总调沟通协调后，先令500kV沧江站侧合上线路地刀，蝶岭站侧最后合上线路地刀。15分钟后，蝶岭站侧线路地刀合闸操作成功。

3.蝶岭站侧相关一二次设备情况

500kV蝶沧甲乙线为同塔双回架设，全长123.7km，在蝶岭站侧均装设一组高压并联电抗器，容量为120Mvar。500kV刀闸采用苏州阿海珐公司产品。查阅厂家资料，蝶岭站侧500kV蝶沧甲乙线路地刀型号如表1。

500kV蝶岭站选用的是YDB-100型有电闭锁继电器，其二次电压动作值V=0.25*可调值+5，二次电压动作值调整范围为5V-30V，对应于一次电压整定范围为25kV-150kV。当一次电压由低值变为高值时，闭锁回路开始闭锁由继电器的动作值确定，当一次电压由高值变为低值时，有电闭锁的解除由继电器的返回电压确定，其返回系数＞0.9。

4.故障处理分析

当蝶沧甲乙线仅一回停电检修时，由于同塔架设的双回线之间存在着较强的静电耦合，在停电线路上会产生出较高的静电耦合感应电压。根据蝶岭站的实测数据，感应相电压基本在53kV左右，对称性较好。而目前蝶岭站线路有电闭锁继电器的动作值为50kV，因此线路即使在停电状态下，有电闭锁继电器还是在动作状态。

经翻阅500kV刀闸蓝图，500kV蝶沧甲线线路地刀507167闭锁条件为：

（1）调整有电闭锁继电器动作值

由于蝶岭站的有电闭锁继电器电压动作值调整范围很宽，对应于一次电压可达25kV-150kV，如果接地刀的开合能力满足要求，二次有电闭锁继电器能满足要求，且返回系数较高（＞0.9），通过调整动作值即可满足操作条件。但通过实测数据和蝶岭站500kV蝶沧甲乙线的分合额定静电耦合感应电压比较看出，如果调整动作值满足操作条件，那么蝶沧甲乙线蝶岭站侧线路地刀将在它的最高极限操作电压（53kV）的恶劣环境下进行合闸操作。这不仅对线路地刀造成物理性损伤，大大影响其性能和使用寿命，而且随着使用年限的增加和性能的进一步退化，在最高极限操作电压下操作极易造成设备、电网甚至人身安全事故，这在承担南方电网西电东送的枢纽变电站中是绝对不能允许的，同时也不符合安全生产、以人为本的理念。

表1 500kV蝶沧甲乙线路地刀型号

表2 接地刀闸分合感应电压能力表

图1 阳江蝶岭站500kV部分主接线图

（2）调整蝶岭站侧操作顺序

装有高抗的同塔双回线间的静电耦合作用明显强于不装高压并联电抗器的同塔双回线路，在退出线路高压并联电抗器后，线路的感应电压会有明显的降低。根据中国电科院对蝶岭站高压并联电抗器投退的过电压分析结果，在退出500kV蝶沧甲乙线高压并联电抗器的情况下静电耦合感应电压为27.6kV，满足线路地刀的分合能力要求。而且高压并联电抗器的三相电容电流大约为15A左右，满足高压并联电抗器刀闸的正常操作条件。因此，操作顺利可以调整为：在一回线路停电操作时先拉开高压并联电抗器刀闸，再合上蝶岭站侧线路地刀；线路送电操作时，先拉开蝶岭站侧线路地刀，再合上高压并联电抗器刀闸。

由于高压并联电抗器刀闸的二次控制回路中也串入了有电闭锁继电器的常闭接点，因此需要调整继电器的动作值。根据实测数据，再考虑返回系数，动作值应调整为：54kV/0.9=60kV。

（3）改变总调下令顺序

根据对侧500kV沧江站的实测感应电压水平和接地刀闸分合能力，沧江站侧线路地刀分合不存在问题，在沧江站线路地刀合上后，线路静电感应电压会有极明显降低，蝶岭站的静电耦合感应电压也能满足操作要求。因此，可以改变总调下令顺序来避免蝶岭站侧线路地刀不满足操作要求的问题，即在蝶沧甲乙线一回线路冷备用转检修过程中，要求沧江站侧线路地刀先合上后，才允许操作蝶岭站侧线路地刀；线路由检修转冷备用时，应先拉开蝶岭站侧线路地刀，然后再拉开沧江站侧线路地刀。

改变总调下令顺序需要阳江供电局和总调调度相互协调、沧江站和蝶岭站相互配合，存在一定的工作难度，增加总调的工作负担，同时大大影响了线路操作的灵活性，存在一定的风险。

（4）更换线路地刀

500kV蝶岭站蝶沧甲乙线串中刀闸均为为苏州阿海珐产品，因此可以将线路地刀更换为分合能力高的地刀，型号和参数如表2。

将CK50更换为CK72可以满足静电耦合额定容性电压的要求。但由于CK72和CK50尺寸差别较大，除更换地刀外，还需要更换对应极（中间极）的底座及垂直连杆，同时需要调整其他两极的底座高度，设备、人工费用共约80万。由于技术性很强，因此更换工作需厂家派人现场指导安装。同时吊车进入，施工现场比较复杂，风险把控难度大。

5.建议解决措施

综合以上故障处理分析，可以有三种解决措施：

方法一为调整蝶岭站操作顺序。只需要再手动调整继电器的动作值即可满足操作条件，这种方法简单、有效，优选。

方法二为改变总调下令顺序。但这样需要多个部门之间相互协调配合，存在一定的工作难度，责任划分不清，同时大大影响了线路操作的灵活性，存在一定的风险，次选。

方法三为更换线路地刀。但在更换过程中安全风险较高，并且费用较高。从技术经济方面考虑，次选。

[1]张文亮,谷定燮,方文弟,韩晓言,洪龙.500kV带高抗同塔双回线路间的感应作用研究[J].高电压技术,2002.2

[2]付炜平,李猛,杨立军,米卫武.500kV双回同塔线接地刀闸改造及拉合[J].高电压技术,2007.4