关于FTU二次重合闸联调遇到的问题及解决措施

王宇

（国网福州供电公司 福建省福州 350000）

关于FTU二次重合闸联调遇到的问题及解决措施

王宇

（国网福州供电公司 福建省福州 350000）

二次重合闸能有效缩短瞬时性故障引起的停电时间、保障供电连续性和可靠性。详细介绍了二次重合闸逻辑的实现方案，对FTU和ZW32断路器进行了联调。对联调过程中遇到的一些常见问题进行了分析，并提出相应的解决方案。

馈线自动化测控终端；二次重合闸；ZW32断路器

1 引言

由于配电网中的大多数故障都是瞬时性的，故障点经去游离后电弧熄灭，绝缘可以能自动恢复，故障随即自动消除。重合闸的核心任务是迅速恢复由于瞬时性故障而造成的短路跳闸现象，不但能提高供电安全性和可靠性，还可提高环网并列运行的稳定性、增大线路容量及纠正保护动作引起的误跳闸。但据电力部门统计，我国配电网中的重合闸成功率较低。随着用户对用电可靠性要求的逐步提高，传统的一次重合闸方案难以满足重要用户的需求，必须采用二次或多次重合闸来缩短停电时间。

ZW32型户外柱上高压真空断路器（以下简称ZW32断路器）的最大分、合闸时间只有数十毫秒，满足了继电保护的实时性需求，主要用于开断、关合配电网中的负荷电流、过载电流和短路电流，在变电站、工矿企业及农村配电系统中尤为常见。FTU凭借体积小、可靠性高、能快速实现故障定位及恢复非故障区域供电等优点，已在配电网中得到了广泛的应用。由于采用高速DSP处理器，能实时监控线路运行状态并实现三遥功能。

本文对FTU装置与ZW32断路器进行了安装前的联调。由于二次重合闸逻辑较为复杂且对电网的影响较大，因此重点进行了调试。在对FTU二次重合闸逻辑调试过程中，经常会遇到一些问题，本文就某几个经常遇到的问题进行逐步分析并提出解决方案。首先根据FTU技术说明详细介绍二次重合闸逻辑的实现方案。

2 FTU二次重合闸实现方案

二次重合闸实现方案如图1～3所示。图1表示二次重合成功，图2表示一次重合成功，图3表示二次重合不成功。图中，低电平表示柱上开关分闸，高电平表示柱上开关合闸，tCD为充电时间，tCH1为第一次重合闸延时，tBS为二次重合闸闭锁延时，tCH2为第二次重合闸延时。所有延时参数均可根据需要进行配置。t1为从第一次重合闸成功后开始的二次故障发生时刻。

图1 二次重合成功图

二次重合闸包含如下过程：

（1）线路上电后，重合闸逻辑开始充电，充电完成后等待故障发生，若充电时间内检测到故障则不进行重合闸。

（2）FTU检测到线路故障且满足事先设定的故障延时之后，判断为故障发生并开始第一次重合闸计时。一次重合闸时间到后，控制ZW32断路器合闸。

图2 一次重合成功图

图3 二次重合不成功图

（3）第一次重合闸成功后，二次重合闸开始闭锁延时。假如二次故障发生时刻t1小于二次重合闸闭锁时间tBS，则立即向后加速逻辑发信并闭锁二次重合闸，并判断为永久性故障且只有主站才能复归，如图3所示；假如tBS＜t1＜tCD，则向后加速逻辑发信并开始第二次重合闸延时，延时时间到后进行第二次重合闸，并判断为瞬时性故障，如图1所示；假如在充电时间tCD内一直未检测到故障，则重合闸成功并判断为瞬时性故障，二次重合闸逻辑结束，如图2所示。

3 FTU与ZW32开关联调的等效电路

在设备安装前的调试过程中，通常用继保仪直接向ZW32断路器三个进线端施加电流，三相电流经CT后接入FTU的IA、IB、IC和IN端。ZW32断路器分合闸过程实质上是由FTU直连的继电器控制的，只是断路器位置状态变化与继电器在时间上相比可能存在几十毫秒乃至几秒的滞后。实时反映ZW32开关状态的辅助触点接到FTU的相应遥信端口。因此，为直观表示测试过程，FTU和ZW32断路器联调时可等效为如图4所示的等效测试电路。图4中，继保仪用以手动模拟线路正常电流和故障电流。继电器直接等效断路器的状态，其常开与常闭触点分别与FTU的YX1和YX2端口连接，ZW32断路器输出端线路正常上电时上报合闸遥信（YX1-合、YX2-分），停电时上报分闸遥信（YX1-分、YX2-合）。FTU的YK1+和YK2+端口在需要控制断路器分合闸时将输出脉冲电平。

图4 等效测试电路图

ZW32断路器动作逻辑如下：

首先用继保仪给ZW32开关施加正常的三相电流，FTU检测到电流并换算为实际电流后开始进行重合闸充电延时，并由YK1+和YKCOM输出脉冲电平，继电器K1和K2线圈得电后，K1常闭触点断开、常开触点闭合，上报合闸遥信（YX1-合，YX2-分）；K2常开触点闭合，至此电源VCC与GND在K1、K2线圈、K3常闭触点与K2常开触点之间形成回路并闭锁，保持K1和K2线圈一直有电。等待重合闸逻辑充电完成后，用继保仪给ZW32开关施加大电流（必须大于过流设定值），FTU检测到过流后由YK2+和YKCOM输出脉冲电平并开始一次重合闸延时，继电器K3线圈得电，K3常闭触点断开，进而K1和K2线圈失电，相应常闭触点闭合、常开触点断开，上报分闸遥信（YX1-分、YX2-合）。一次重合闸延时到后，由YK2+和YKCOM输出脉冲电平，执行合闸操作，合闸后开始二次重合闸闭锁延时，上报合闸遥信。假如用继保仪在二次重合闸闭锁时间内施加过流，FTU检测到过流后控制继电器K1分闸，闭锁二次重合闸；假如用继保仪在二次重合闸闭锁时间外且充电时间内施加过流，FTU检测到过流后控制继电器K1分闸，并开始二次重合闸延时，延时到后控制继电器K1合闸；假如在充电时间内继保仪一直没有施加过流，则二次重合逻辑结束，继电器K1状态应不变。

默认参数如下：充电时间tCD为30s，一次重合闸延时tCH1为5s，二次重合闸闭锁延时tBS为3s，二次重合闸延时tCH2为15s。

4 联调过程中遇到的问题及解决措施

（1）ZW32断路器不能正常分合闸。①确保断路器在遥控分闸时处于合闸状态、在遥控合闸时处于分闸状态且无任何机械闭锁或软件闭锁。②通过上位机手动遥控分合闸，假如手动分合闸未成功，则检查接线情况并排除；否则可判定为二次重合闸逻辑或参数设置问题。在联调过程中经常会遇到接线错接或连接端子排松动的问题。③检查二次重合闸逻辑是否完成充电。充电完成是保证二次重合闸启动的充分条件之一，由于充电时间设置较长，在联调中因时间紧迫往往会忽视充电的问题。因此必须在继保仪施加电流且合闸后等待充电完成方可进行二次重合闸测试。

（2）二次重合闸不能正常闭锁。在第一次重合闸成功后，若在二次重合闸闭锁时间内施加过流，结果应该为闭锁二次重合闸并上报永久性故障及闭锁遥信，但调试中经常发生二次重合闸。经对二次重合闸实现逻辑分析可知，在一次重合成功后检测到过流时，由于FTU需要在合闸成功后根据状态信息才能判断是否发生过流，而断路器机械结构的限制，合闸需要几十毫秒乃至几秒的时间延时。假如过早施加二次过流故障，FTU在没有检测到断路器合位之前将不进行过流判断，进而检测到二次故障时已过闭锁二次重合闸的时间，因此闭锁二次重合闸的条件不满足，待跳闸后继续开始二次重合闸延时。解决此问题的方法是在设置二次重合闸闭锁时间时要以躲过断路器的分合闸时间为准则，但又不能太长，太长的话容易使永久性故障的过流对设备造成损坏。

（3）一次重合成功后再次施加故障电流不能及时跳闸。造成这种现象的可能性原因是FTU速断跳闸条件不满足或ZW32断路器在第一次合闸后未成功储能。①必须确保故障电流大于过流设定值并满足相应延时条件；②用上位机软件遥控合闸一次检查合闸后弹簧是否成功储能，假如弹簧能储能，则排除储能机械故障，应考虑储能时间的问题；③出现不能及时跳闸的绝大部分原因是由于在第一次重合闸后施加故障电流太快导致弹簧储能时间未到。因此必须给断路器充足的时间保证顺利储能，防止故障电流持续过长而造成的电网冲击及设备损坏。

5 结论

与ZW32-12断路器结合对FTU二次重合闸联调时发现存在的主要问题是参数设置问题。由于二次重合闸逻辑比较复杂，参数设置不好很可能造成误动或拒动。因此，在设置与二次重合闸相关时间参数时必须综合考虑各种情况。而由于线路情况复杂，依靠人工经验进行二次重合闸参数设置已不能满足现代智能电网快速发展的需要。必须引入先进的智能算法，根据实际情况实现参数设置的自整定，以确保电网正常运行、提高电力供应的可靠性并尽可能减小对电力设备的损坏。

[1]丛伟，孔瑾，赵义术，等.用于智能配电网自动重合闸的断路器分类方法[J].电网技术，2013，37（4）：1146～1151.

[2]刘敏.单相自适应重合闸新原理的研究[D].华北电力大学，2004.

[3]唐金凤，聂一雄，武小梅，等.配电网继电保护相关问题的探讨[J].广东电力，2014，27（5）：51～55.

[4]钟建英，刘洋，林莘，等.基于振动信号特征的高压断路器机械故障诊断技术研究[J].高压电器，2013，49（9）：49～54.

TM623

A

1004-7344（2016）07-0090-02

2016-2-18