一起沟通三跳压板误投造成保护误动作分析

乔成银，李 涛，陈 波，翟子源

（宁夏电力公司检修公司 宁夏 银川 750011）

对于采用单相重合闸的线路，为防止断路器一相断开后，由于单相重合闸装置拒绝合闸而造成非全相运行，应具有断开三相的措施，并应保证选择性[1]。在微机保护中，这项任务是由沟通三跳回路和三相不一致保护来完成的，但是由于三相不一致保护动作带有延时，而沟通三跳可实现瞬跳断路器，对系统影响小，因而可作为断路器非全相运行的一种超前防范措施，用以防止当重合闸装置不能实现单跳单重时，线路单相故障保护选相跳闸造成断路器非全相运行。

2012年06 月03日13时05分43秒，330 kV某变电站发生了一起因沟通三跳压板误投入，导致330 kV甲线发生B相瞬时性故障时，保护误动作，直接出口跳三相的电网事故。

1 事故经过

事故前，330 kV某变电站330 kVⅠ母、Ⅱ母运行，3371、3370、3372断路器运行，330 kV甲线、乙线运行，如图1所示。330 kV甲线保护配置为RCS-901B高频闭锁方向保护、WXH-802高频闭锁距离保护装置，3371、3370、3372断路器保护配置为WDLK-862保护装置。

2012年06 月03日13时05分43秒甲线发生B相瞬时性接地故障。WXH-802保护装置在故障发生663毫秒时启动，673毫秒保护出口，故障相B相，测距62.25 km；RCS-901B高频闭锁方向保护装置在故障发生493毫秒时启动，23毫秒后，距离I段动作，29毫秒后，纵联零序方向，纵联变化量方向动作，故障相B相，动作相ABC，测距61.8 km；3372断路器辅助保护屏 （WDLK-862）、3370断路器辅助保护屏（WDLK-862）均是瞬时联跳本断路器故障相、瞬时联跳本断路器三相、三跳启动重合闸、单重方式三跳不重合。

图1 330kV一次接线图Fig.1 Primary system of 330kV substation

2 保护动作原因分析

RCS-901B保护动作报告显示，见图2，故障相别B相，距离Ⅰ段动作、纵联变化量方向动作、纵联零序方向动作，但动作相为ABC三相，是什么原因造成的？现场检查RCS-901B装置的主保护压板、距离压板、零序压板，A相出口跳3372压板 （LP1），B相出口跳 3372压板 （LP2），C相出口跳3372 压板（LP3），沟通三跳 3372 断路器压板（LP4），A 相出口跳 3370压板（LP5），B 相出口跳 3370压板（LP6），C 相出口跳3370压板（LP7），沟通三跳 3370断路器压板（LP8），失灵起动及重合闸压板，沟通三跳压板（LP21）均投入，初步判断是运行人员误投沟通三跳压板（LP21）造成保护误动作。经检查装置采样正常后，投入“LP21沟通三跳”压板，模拟B相瞬时性故障，发现动作逻辑与真实故障情况下的一致；退出“LP21沟通三跳”压板，模拟B相瞬时性故障，保护选相跳闸，重合闸动作，断路器单跳单重。

图2 RCS-901B动作报告Fig.2 Action report of RCS-901B

2.1 RCS-900系列装置“沟通三跳”压板释义

南瑞继保RCS一900系列保护装置“LP21沟通三跳”投入，其意义[2]是：1）沟通三跳，即单相故障保护也三跳；2）闭锁重合闸，如重合闸投入则放电。当保护屏上“沟通三跳”压板（或者叫“闭锁重合闸”压板）投入后只是给本保护1个24 V“闭重三跳”开入量，本保护装置检测到该开入量有效后，闭锁重合闸且单相故障三跳。

2.2 现场沟通三跳回路

现场一次接线为3／2接线，保护配置为RCS-901B高频闭锁方向保护、WXH-802高频闭锁距离保护装置，3370、3372断路器保护配置为WDLK-862保护装置。经检查，现场RCS-901B沟通三跳为保护动作常开接点串沟通三跳常闭接点去操作箱起动三相跳闸（TJR）继电器的方式。

图3 沟通三跳Fig.3 Communication triple trip

鉴于此，单从压板投入及外观认识，容易得到一个错误的认识：沟通三跳是通过沟通三跳压板 （LP21）、沟通三跳3372断路器压板（LP4），沟通三跳 3370断路器压板（LP8）三者构成与逻辑实现的，也就是说3个压板都投入才能实现沟通三跳功能。其实不然，RCS-900系列装置之所以设置沟通三跳压板（LP21），是考虑其装置的通用性，即不仅适用3/2接线方式，也适用220kV电压等级的双母线接线。在双母线接线中，设计规范规定每一套线路保护均应含重合闸功能，并设置“停用重合闸”压板（现场命名“沟通三跳”压板），“停用重合闸”压板投入时，闭锁重合闸，任何故障均三相跳闸[3]。按照设计规范要求，220kV电网保护双重化配置的同时意味着重合闸装置也是双重化的，此时两套重合闸装置同时异常的概率是相当低的，当其中一套重合闸装置异常不允许重合时，只有满足该装置只选相跳闸的条件下，才能保证另一套重合闸装置正确动作。事实上，现在的220 kV线路保护装置也是按此逻辑设计的，即在单相故障时，当其中一套保护屏上的重合闸切换把手切至“停用”或者重合闸装置异常时，仅仅是将自己的重合闸放电，而保护的选相功能依然保留，保护仍然会单相跳闸，此时重合闸功能由另一套重合闸装置完成。故“停用重合闸”压板（现场命名“沟通三跳”压板）只是在电网运行方式变化，不允许线路重合时（如线路对侧直接带变压器的接线方式）才投入，确保任何故障都三相跳闸，其他情况下不需要投入此压板。

由此可见，沟通三跳压板（LP21）在330 kV及以上3/2接线电网中没有实际作用，但在220 kV电压等级的双母线接线电网中，其作用就是当重合闸退出或者停用时，实现与图3功能相同的沟通三跳功能，即任何故障都三相跳闸。因此，造成此次事故直接原因是运行人员对“沟通三跳”压板及沟通三跳回路认识不够，混淆沟通三跳3372断路器压板（LP4）、沟通三跳3370断路器压板（LP8）、沟通三跳压板（LP21）的作用，进而误投压板，导致保护误动作。

3 防范对策

3.1 开展沟三跳专题培训，提高运行人员专项技能

培训的重点是要让运行人员明白“沟通三跳”的由来及典型方式。为什么要设计“沟通三跳”？当线路发生单相故障，且重合闸装置出现重合闸充电未满、重合闸方式为三相重合闸方式或退出、重合闸CPU告警、重合闸装置失电时，线路保护选相跳闸，造成线路非全相运行[4-5]。对于不允许非全相运行的线路，要靠线路断路器本体的三相不一致保护去跳闸，而三相不一致保护的动作时间需要经过一个比较长的延时（一般为1．5 s），这个延时对于220 kV及以上的电力系统会造成很大影响，故设计“沟通三跳”，不经延时三相直接跳闸，即“沟通三跳”是一个直接三相跳闸命令。

对于宁夏330 kV及以上3/2断路器接线方式的线路来说，均采用配置带自动重合闸的断路器保护和不带重合闸的线路保护，线路保护和断路器保护分开组屏。沟通三跳主要有三种方式：方式l：线路保护动作接点串接沟通三跳接点连接到操作箱的 TJQ或 TJR回路，如图 3所示，图中 J2、J5、J7为线路保护单跳动作后闭合的接点；GTST为断控装置中重合闸沟通三跳接点，当GTST接点闭合，线路保护发出单跳令后，就会启动 TJR，实现三相跳闸 方式 2：在操作箱 A，B，C相分相跳闸出口处通过沟通三跳接点GTSTl，GTST2并接，如图4所示。这样，线路保护发任何一相单跳令时均可由GTST接点接通三相出口回路而实现三跳。方式3：任何故障线路保护动作后由微机断路器保护的逻辑判断是否满足沟通三跳条件，满足条件则由断路器保护发出三相跳令[6]，具体逻辑如图5所示。

上述3种方式中，宁夏电网在2008年以前投入运行的线路主要采用方式1和方式2，其中方式2主要针对断路器辅助保护（含操作箱）采用南自厂家PSL-632型保护装置（操作箱型号FCX-22HP）；2008年以后投入电网运行的线路沟通三跳均按照设计规范要求[7]，采用方式3，即由软件实现。

图4 沟通三跳Fig.4 Communication triple trip

图5 沟通三跳逻辑Fig.5 The logic of communication triple trip

3.2 加强专业技术管理、规范现场操作流程

针对现场RCS-900系列线路保护装置的特殊性，继电保护管理部门应安排专业技术人员在全网范围内检查3/2接线方式下沟通三跳压板（LP21）的实际用途，确定没有用的压板，可采用拆除压板或者拆除压板接线的策略；其次，运行管理部门应在现场运行规程中增加RCS-900系列沟通三跳压板（LP21）投退说明。

4 结束语

对于采用单相重合闸的线路，当重合闸装置不能完成预先赋予的重合使命时，单跳就不再有意义，甚至可能造成开关的长期非全相运行，此时应沟通断路器的三相跳闸回路，并不再重合。但是由于沟通三跳回路接线较为复杂，部分运行维护人员不能正确理解沟通三跳的含义，造成现场保护屏沟通三跳压板的投退不规范，给电网稳定运行带来了一定的隐患。因此，对于运行维护人员，必须熟悉自己管辖范围内电网的保护配置，掌握沟通三跳的各种方式，方能确保日常操作的正确性，进而保证电网安全稳定运行。

[1]中华人民共和国国家标准化委员会.GB/T 14285—2006.继电保护和安全自动装置技术规程[S].北京.中华人民共和国国家标准化委员会，2006.

[2]RCS-900微机线路保护装置技术说明书[Z].南京南瑞继保电气有限公司，2003.

[3]国家电网公司.Q/GDW 161—2007.线路保护及辅助装置标准化设计规范[S].北京.国家电力调度通信中心，2008.

[4]江苏电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术[M].北京:中国电力出版社，2006.

[5]路改强，刘敏.浅析500 kV系统中3／2接线方式线路重合闸[J].电力系统保护与控制，2009，37（23）:141-144 LU Gai-qiang，LIU Min.Analysis of 3/2 connection mode Une ncIosin2 in 500 kV system[J].Power System Protection and Control，2009，37（23）:141-144.

[6]唐剑东，夏利霞.线路保护沟通三跳功能分析及探讨[J].湖南电力，2010，30（6）：49-53.TANG Jian-dong，XIA Li-xia.Communication triple trip function of line protection analysis and discussion[J].Hunan Electric Power，2010，30（6）：49-53.

[7]张蒙正，李斌，王君，等.关于RBCC动力系统的思考[J].火箭推进，2013（1）：1-7.ZHANG Meng-zheng，LI Bin，WANG Jun，et al.Thinking about RBCC propulsion system[J].Journal of Rocket Propulsion,2013（1）：1-7.