设计缺陷导致自动重合闸异常动作原因分析

王新伟，谭继锐，刘文娟，从海洋

（1.国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，内蒙古 通辽 028000；2.国网辽宁省电力有限公司，辽宁 沈阳 110006）

设计缺陷导致自动重合闸异常动作原因分析

王新伟1，谭继锐1，刘文娟2，从海洋2

（1.国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，内蒙古 通辽 028000；2.国网辽宁省电力有限公司，辽宁 沈阳 110006）

为查找一起保护装置调试中发现的重合闸不正确动作原因，文中从现场保护装置实际动作分析入手，发现重合闸回路设计中将三相的TWJ短接而导致重合闸闭锁为直接原因，提出分相独立引入TWJ开入量的整改措施，保证重合闸正确动作。

重合闸；设计缺陷；整改措施

在电力系统中，输电线路特别是架空线路最容易发生故障，根据运行经验统计，电力系统中80%的输电线路故障为瞬时性故障，此时需要自动重合闸装置准确动作以降低此类瞬时性故障的影响。

自动重合闸即当架空线路 （或母线）因故断开后，被断开的断路器经预定短时延而自动合闸，如故障未消除，则由保护动作将断路器再次断开的操作，按其工作方式分为三相重合闸、单相重合闸和综合重合闸。

输电线路自动重合闸，主要用于恢复电力网的完整性，防止电力系统失去稳定性和避免电力系统发生大面积停电事故。故障发生时，自动重合闸装置快速、有效的动作对电力系统的稳定运行起到至关重要的作用［1－2］。

本文根据某220 kV变电站一起继电保护装置调试工作中发现的断路器重合闸异常动作问题进行分析，并提出整改措施。

1 故障情况

某220 kV变电站位于当地负荷中心，220 kV侧为双母线带旁路母线接线型式，进线6回；66 kV侧为双母线接线型式，出线12回；2台180 MVA主变压器。220 kV每回线路按双重化配置具有选线功能的全线速动保护。每套线路保护含重合闸功能，2套重合闸均采用一对一启动和断路器控制状态与位置启动方式，不采用2套重合闸相互启动和相互闭锁，重合闸可实现单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸和停用方式。220 kV旁路开关保护装置单套配置，使用国电南京自动化股份有限公司PSL602G数字式线路保护装置，操作箱为南瑞继保CZX－12R2型装置。

在对保护装置调试过程中发现：重合闸把手置于 “单重”位置，当试验仪加入故障量模拟A相单相故障时，保护装置动作，动作于A相断路器跳闸，随后B、C相跳闸，发生断路器三跳，A相重合闸未动作。而用相同的程序分别模拟B、C相短路故障时，保护均正确动作，断路器动作正确跳闸，并重合成功，实现 “单跳单合”。

此次试验，B、C相均可实现单相重合闸，A相重合闸出现动作异常情况。

2 原因分析

2.1 重合闸动作逻辑

大多数情况下，线路故障是暂时性的，当线路出现单相瞬时故障时，继电保护装置使断路器跳闸，经过一定时间延时，重合闸装置动作，使跳开相断路器重新合上，实现 “单跳单合”，从而提高电力系统供电的可靠性。重合闸时间即从故障切除后到断路器主断口重新合上的时间，具体时间应根据系统条件、系统稳定的要求等因素选定。220 kV线路发生故障切除后的故障消弧及绝缘恢复时间制约的单相重合闸最短时间应不小于0.5 s。

少数情况属于永久性故障，重合闸装置动作后依靠保护装置动作再次跳开断路器而不再重合，避免多次重合对系统造成的冲击［3］，待原因查明后，予以排除再送电。

若单相重合闸不成功，根据系统运行的需要，线路需转入长期非全相运行时，应考虑长期出现的负序电流对发电机的影响及长期出现的负序和零序电流对继电保护和通信线路的干扰。如电力系统不允许长期非全相运行，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长期非全相运行，应具有断开三相的措施，即应具有非全相保护以跳开 B、 C相断路器［4－5］， 不再进行重合。

2.2 A相单相故障动作情况分析

在模拟A相单相故障时，保护装置动作，A相断路器跳闸后，重合闸未动作，但随后B、C相也跳闸，操作箱的2组TA、TB、TC灯均在熄灭状态，通过观察，分析在电力系统不允许长期非全相运行单相重合闸装置时，单相重合闸装置拒绝合闸而造成非全相运行，应实现B、C两相跳闸，即断路器本体的非全相保护动作，使B、C两相断路器跳开。

220 kV电压分相操作的断路器三相不一致保护动作时间一般为0.5～4.0 s可调，以躲开单相重合闸动作周期。通过核实现场的重合闸定值和断路器本体的非全相保护的时间后发现，重合闸动作时间为0.5 s，可以保证重合闸动作的可靠性［6］，重合闸的时间定值不存在问题，因此断路器本体的非全相保护动作正确，此时必然存在闭锁重合闸条件。

2.3 查找闭锁重合闸的条件

通过查阅PSL602G数字式线路保护装置说明书后发现，单相跳闸启动重合闸有2个说明［7］：

a.如果出现两相及以上的TWJ开入或两相及以上的跳闸命令，将闭锁单重启动重合闸。

b.保护单跳启动重合闸的条件为保护发单相跳闸信号；跳闸相无电流且无跳令；不满足三相启动条件；重合闸处于单重或综重方式。

通过说明b可以得出，如果单相跳闸后出现两相及以上的TWJ开入将闭锁重合闸，此时查找问题的重点在于是否在A相跳闸后出现了两相及以上的TWJ开入。

退出断路器本体的非全相保护后，再次模拟A相单相故障，A相断路器跳闸，此时B、C相断路器并未跳闸，查看保护装置的开入量信息发现：TWJA＝1； TWJB＝1； TWJC＝1。

当A相跳闸后，TWJA＝1为正确，但此时TWJB＝1、TWJC＝1与实际不符，这一情况恰恰满足闭锁单相重合闸的说明b，即单相跳闸后出现两相及以上的TWJ开入将闭锁重合闸，导致出现A相断路器动作后不重合的问题。

图纸的开关量输入部分和现场的接线情况，如图1、图2所示。

图1 图纸开关量输入部分

图2 端子排接线图

由图1、图2可以看出：1D63、1D64、1D65端子存在短接状态，导致当A相跳闸后存在3个TWJ开入的情况，从而满足了闭锁单相重合闸的条件b，可知图纸设计缺陷导致A相跳闸后不能重合。

3 改进措施

根据以上分析，针对A相跳闸后存在3个TWJ开入情况，现场将1D63、1D64、1D65端子间短接线拆除，重新引入实际的TWJB、TWJC，使三相TWJ开入互相独立，端子排接线形成对应关系，如表1所示。

表1 端子排接线对应关系

由表1可见，重新引入TWJB和TWJC，当发生单相故障时，保证三相TWJ开入互相独立，可以客观反映故障情况，保证重合闸装置正确动作。如上改进方法简单、明晰，改造费用低，效果显著。

出现此类缺陷的主要原因是图纸设计有误，设计工作是工程建设的关键环节，图纸的质量直接影响着工程质量，一旦发生事故将造成巨大的经济损失，甚至产生政治影响。为避免类似事件的发生，一方面要求设计人员努力提高专业素质，更重要的是设计人员要端正态度，正视电力建设的重要地位。努力提高设计水平，深入了解设备性能，加强同厂家、施工方及调试方的沟通，避免设计缺陷，保证工程质量。

一项优质工程是多方协作的成果，参建各方应该互相配合、互相监督。施工人员在施工过程中应对可能存在的问题加以重视，如有疑问，应积极与监理、设计等沟通，及时解决问题。

变电站调试工作是工程投运前最后一道关口，调试任务繁重，尤其是220 kV及以上工程，调试人员应对调试工作保持严谨和细致的态度，为运行安全把好最后一道关。

4 结束语

此次单相重合闸异常动作的直接原因为重合闸回路设计缺陷，如果此时旁路开关代送的某条线路发生A相故障，则会导致A相故障后断路器跳闸不能重合，造成巨大的经济损失，产生严重影响。电力工程建设是一项多方配合的系统工程，对国民经济发展具有重要意义，在工程建设中参建各方应密切配合，通力合作，每个环节出现疏漏都会对整个工程造成影响。

a. 要求设计人员应加强自身素质，提高专业水平，详细了解设备特点，与设备厂家加强沟通，如有必要应及时召开设计联系会，各方密切合作，保证工程质量。工程建设过程中必须严把设计关，从源头上杜绝此类安全隐患。

b. 提高施工人员专业素质，对施工图纸要深入了解，在施工中对设计有误的图纸有一定的校审能力。施工中如有疑问，及时与设计人员沟通。

c. 验收调试环节，应细致全面。尤其是220 kV及以上的变电站，由于三相断路器的分相操作的特殊性，要求保护带断路器传动的过程中，应三相断路器逐相验证，不能 “以偏概全”。

［1］ 电力系统安全自动装置设计技术规定：DL／T 5147—2001［S］.

［2］ 刘 洋，林 莘.SF6断路器重合闸后开断瞬态恢复电压的研究 ［J］.东北电力技术， 2015， 36 （3）： 1－6.

［3］ 邵宝珠，姜 伟，宋 丹.同塔双回线优化重合闸与保护配合方式的研究 ［J］.东北电力技术，2009，30（11）：7－10，17.

［4］ 继电保护和安全自动装置技术规程：GB／T 14285—2006［S］.

［5］ 唐建辉，黄红荔.电力系统自动装置 ［M］.北京：中国电力出版社， 2005： 126－127， 138－140.

［6］ 刘树森.地区电网稳定性分析 ［J］.东北电力技术，2006，27 （4）： 46－52.

［7］ PSL602—技术说明书 ［Z］.南京：国电南京自动化股份有限公司，2015：87－95.

Analysis on Cause of Automatic Reclosing Caused by Design Defects

WANG Xinwei1， TAN Jirui1， LIUWenjuan2， CONG Haiyang2

（1.State Grid East Inner Mongolia Co.， Ltd.， Maintenance Brach， Tongliao， Mongolia 028000， China；2.State Grid Liaoning Electric Power Co.， Ltd.， Shenyang， Liaoning 110006， China）

To find out the reason of incorrectingmotion occurring in protective devices debug of reclosing device， the thesismakes an analysis of practical action process phenomenon in the field of protective devices.It finds out that the direct reason for the incorrectmotion of reclosing device is reclosing locked.Resulted by shorting three-phase TWJ in circuit design of reclosing device，it puts forwards the rectification measure of exporting TWJ input by separation and independence ensuring.It correctsmotion of reclosing device.

reclosing device； design flaws； rectificationmeasure

TM762.2

A

1004－7913（2017）11－0054－03

王新伟 （1986），男，硕士，工程师，主要从事继电保护工作。

2017－08－30）