220 kV线路保护动作开关重合闸不成功原因分析

郭晓平，傅建华，李校东，黄敬华，杨 硕，汪 斌

（南海发电一厂有限公司，广东 佛山 528211)

2014-03-30T14:03:47，某电厂220 kV新南甲线线路发生A相瞬时性接地故障，线路两侧主1保护(RCS-931BM)差动元件、主2保护(RCS-902CB)纵联距离和纵联零序元件正确快速动作，跳开A相。电厂对侧跳A相开关后，主1，2保护重合闸正确出口，合上A相开关；电厂侧跳A相开关后，主1，2保护重合闸也正确出口，但未合上A相开关，造成A相开关跳开2 279 ms，导致开关本体三相不一致，保护动作跳开新田A厂侧B，C相开关。

1 故障前的运行方式

该电厂220 kV线路发生A相瞬时性接地故障前的运行方式(电厂侧)如图1所示。电厂220 kV I，II母并列运行,新南甲线负荷挂于220 kV I母上。

2 故障过程

2014-03-30T14:03:47， 新南甲线A相故障，新南甲线电厂侧主1保护(RCS-931BM)差动元件10 ms动作出口跳A相，853 ms发重合闸动作命令；新南甲线主2保护(RCS-902CB)纵联距离元件和纵联零序元件27 ms动作出口跳A相，868 ms发重合闸动作命令，但A相开关未重合。由于本体三相不一致，2 279 ms后新南甲线开关保护动作跳开B，C相。15:30左右，新南甲线电厂侧开关手动合闸送电。

3 故障检查及初步分析

(1)主1，2保护动作报告显示，保护跳闸后TWJa，TWJb，TWJc正确变位。事件后，开关可通过远方合闸，ZHJ接点与1SHJ继电器接点在操作箱内部并接至开关合闸回路。这说明操作箱至合闸线圈控制回路正常，A相合闸回路如图2所示。

（2）主1，2保护均启动了重合闸，操作箱重合闸CH信号灯亮，这说明保护重合闸信号已发出至操作箱n33端子(端子排4D83)。ZXJI继电器与ZHJ继电器串接，ZXJI继电器已动作发信，且检查时测量4D83端子带负电。这说明操作箱重合闸回路(见图3)无异常。

综上所述，初步判断新南甲线电厂侧2700开关未重合的原因是ZHJ继电器线圈或接点异常。鉴于雷雨天气影响，应暂时退出线路重合闸运行。待雷雨天气过后再将线路停电，并要求厂家共同进行检查和试验，最终确定引起开关未重合的原因。

4 故障原因分析

4.1 模拟试验及回路检查

2014-04-05，新南甲线停电，对新南甲线主1保护屏模拟2014-03-30保护动作情况，发现故障现象相同，A相未重合，开关本体非全相跳B，C相，具体情况如表1所示。

图1 故障前的运行方式

图2 A相合闸回路

图3 操作箱重合闸回路

表1 具体故障类型

4.1.1 检查操作箱至开关就地控制柜的重合闸回路

联系厂家，更换操作箱7号重合闸板及8号A相出口板，重复模拟，发现故障现象相同，将原板件换回。将开关置于分闸位置，手动短接启动重合闸回路，开关三相合闸正确;将开关置于分闸位置，拆除保护跳位开入，模拟保护动作启动重合闸，开关三相合闸正确。

通过试验发现，操作箱至开关就地控制柜的重合闸回路正确，但应对自保持回路进行检查。

4.1.2 检查操作箱重合闸自保持回路

测量开关合闸回路的电阻均为148 Ω，在操作箱重合闸回路用电流表及300 Ω的滑线电阻串接替代开关本体合闸回路。

启动重合闸回路，将电阻由148 Ω缓慢升至300 Ω，则电流由1.5 A降至0.77 A(操作箱设计电流为1 A)。

通过试验发现，操作箱重合闸自保持回路正确，但应对开关本体重合闸回路进行检查。

4.1.3 检查开关本体重合闸回路

模拟A相瞬时性故障。2700开关A相分闸后，开关进行了1次释能；听见开关发出声音后(为重合闸启动)，开关进行了再次释能，但重合闸启动不成功。

开关储能后，将开关A相储能指示与B，C相储能指示进行比较，发现A相开关的指示位置比B，C相开关的指示位置低。手动分合2700开关3次，开关各相分合闸正常，但A相开关储能指示位置仍然相对偏低，且A相的储能时间比B，C相约少7 s，B，C相储能时间约为30 s。

根据以上判断，该故障很可能是由于开关储能不足造成的。在开关就地控制柜短接A相开关储能限位接点(-X4:123A、-X4：214A)，接通A相储能回路，对A相开关进行再次储能，短接将近10 s，同时观察储能位置指示器，储能位置指示变化不明显。模拟A相瞬时性故障5次，A相开关均重合成功。对2700开关进行了3次手动分合，发现A相开关的储能时间已基本和B，C相一致，各相之间储能时间的差别约为1 s，开关储能回路恢复正常。

4.2 故障原因分析

将开关储能及重合闸启动不成功的问题反馈给厂家，厂家根据现场情况，判断当A相开关储能时间与其他两相相差几秒时，开关会出现储能不足的情况。这是因为各相开关要求的储能行程一致，同样条件下开关的储能时间相差不大，一般不会超过2 s。如果在开关储能不足的情况下进行重合闸，在分闸后开关会进行1次释能，所剩的能量可能远远低于开关重合闸的闭锁值；此时若开关进行重合，虽然合闸线圈吸合，但弹簧力量不能打开切换阀，开关机构不能合闸，弹簧压力会再次释放至合闸闭锁值以下，使串在合闸回路的合闸闭锁接点断开，合闸自保持回路将返回，重合闸失败。

根据现场情况判断及与厂家联系确认后，判断开关储能时间过短是由开关储能限位接点提早动作断开储能回路引起的。这是因为储能限位接点外壳为塑料材质，可能出现变形或其他异常，在进行强制储能时又将限位接点强制回到初始状态，储能恢复正常。建议将此储能接点与开关内的其他备用储能接点进行更换，以解决当前开关储能不足的现象。

5 整改措施

(1)对2700开关A相储能回路的限位接点进行了更换。

(2)更换接点后，对2700开关进行了3次手动分合，确保三相储能完成时间差在1 s内，开关储能正确。

(3)分别用RCS931BM、RCS902CB对2700开关A，B，C三相的三跳、单跳单重、单跳单重再三跳等进行传动试验，对A相涉及重合闸的传动情况模拟了2次，传动试验正确。

根据以上检查工作及试验结果，可以判断新南甲线电厂侧开关重合闸异常的原因是：2700开关储能不足，储能位置开关的异常是引起开关储能不足的根本原因。因此，对储能位置开关进行更换，可有效解决开关储能不足及开关重合闸异常的问题，确保重合闸异常不会再次发生。

6 总结

通过此次事故得知：在间隔停电保护定检期间，应注重加强对开关本体进行整组传动，包括模拟单跳单重、三跳三重、手动分，手动合闸等，应对开关位置及开关储能位置显示进行观察，观察不同跳合开关时各相各开关位置及开关储能位置显示有无异常，操作机构的压力下降值是否符合厂家规定指示范围。另外，在运行过程及负载故障开关跳闸后，都应加强对开关巡视检查，若发现储能指示异常，应及时对储能限位接点进行检查调整。储能限位接点安装位置及固定螺丝可做相应记号，以便于判断储能接点位置有无移位；并应定期对其进行检查，确保储能时间在合格范围。