變電站事故跳閘信號的分析

劉 靜

(江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京211102)

目前新建變電站的事故跳閘信號均由自動化系統(tǒng)發(fā)出，但是該信號回路的設計并不統(tǒng)一，對實際工程應用中產(chǎn)生極大的干擾。一新建變電站進行綜合自動化系統(tǒng)驗收時，全站約80%的斷路器間隔遙信出現(xiàn)了問題，導致驗收工作進程嚴重受阻。問題主要集中在斷路器在保護動作后，單相跳閘，單相重合閘，而不發(fā)事故跳閘信號；斷路器進行正常分閘操作時，發(fā)事故跳閘信號。該站當時還未運行，所以可以排除絕大部分的干擾問題，而將關注點放在自動裝置的采樣和二次回路的接線上。

1事故跳閘信號的原理

圖1斷路器跳閘信號原理圖

圖1中，3KM是控制回路的直流母線，SM是閃光母線 （該母線上是方波直流），HWJ為斷路器合閘位置繼電器（監(jiān)視跳閘回路，共2個跳閘回路，ABC三相）接點，TWJ為斷路器跳閘位置繼電器（監(jiān)視合閘回路，ABC三相）接點，KK為分合閘切換把手（斷路器手動合閘后R13-13接點導通，手動分閘后時T13-13接點導通）KD為信號燈。當斷路器在合閘位置時 HWJA，1HWJB，1HWJC，2HWJA，2HWJB，2HWJC接點導通，信號燈KD為常亮，當斷路器跳閘時TWJA，TWJB，TWJC任一導通，信號燈KD變?yōu)殚W爍。

2問題的分析和解決

該新建變電站作為綜合自動化變電站，沒有設計傳統(tǒng)的控制屏，因而它的斷路器跳閘信號回路不會按照圖1進行設計的，但是信號的發(fā)送原理是一樣的。由于該站驗收時還沒有竣工圖紙，無法看到準確的設計回路，所以只能通過圖1的原理，對現(xiàn)場設備進行反向?qū)崪y。經(jīng)過實測總共有以下3種回路接線方式，如圖2、圖3、圖4所示。

圖3斷路器跳閘信號回路2

圖4斷路器跳閘信號回路3

圖2中，KKJ為測控裝置的栓鎖繼電器接點，TWJ為斷路器的跳閘位置繼電器接點（分A，B，C三相）。正常操作斷路器時，操作人員在監(jiān)控系統(tǒng)上進行遙控操作，由測控裝置對斷路器發(fā)出分合閘命令。KKJ與斷路器的TWJ一直都是位置相反的，從而保證該回路一直不導通。當斷路器由保護裝置動作跳閘出口時，該跳閘命令是不經(jīng)過測控裝置的，而是直接通過斷路器操作箱到斷路器的跳閘回路中，此時測控裝置栓鎖繼電器不會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其KKJ接點保持閉合，斷路器分閘后TWJ接點閉合，該信號回路導通后觸發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)中該間隔的事故跳閘信號。

通過對圖2斷路器跳閘信號回路工作過程的闡述，可以看出圖4的信號回路存在接線錯誤，該信號回路只有當斷路器出現(xiàn)三相分閘后才會導通。如果斷路器單跳單重后，是不會觸發(fā)事故跳閘信號的。將所有按圖4接線的斷路器間隔修改成圖2后，斷路器在保護動作后，單相跳閘，單相重合閘，而不發(fā)事故跳閘信號這一故障就可解決了。圖3與圖2不同點在于采用了斷路器的常閉輔助接點（斷路器分閘后閉合）與KKJ串聯(lián)構成信號回路。通過對該站斷路器進行分閘試驗發(fā)現(xiàn)斷路器分閘命令下達后，斷路器常閉輔助接點閉合的時間與斷路器跳閘位置繼電器動作時間明顯不同。一般在分閘命令下達7 ms后斷路器常閉輔助接點就閉合了，而斷路器跳閘位置繼電器接點一般在20～25 ms后才閉合。這是由于斷路器常閉輔助接點動作閉合后，合閘回路的跳閘位置繼電器才會勵磁，所以斷路器常閉輔助接點總要先于斷路器跳閘位置接點動作。正是由于斷路器常閉輔助接點這種快約20 ms的動作特性，在和KKJ接點配合上出現(xiàn)了問題。該回路在斷路器分閘過程中出現(xiàn)斷路器常閉輔助接點和KKJ接點同時閉合的狀態(tài)，導致斷路器間隔誤觸發(fā)事故跳閘信號。這個就是斷路器進行正常分閘操作時，發(fā)事故跳閘信號這一故障的原因所在。由于原始設計未留出備用電纜，無法將該回路接線按圖2進行修改。最后考慮將斷路器常閉輔助接點和KKJ接點同時閉合的狀態(tài)作為抖動干擾信號，利用防抖動時延來去除。該站測控裝置的防抖動原理如圖5所示。

圖5防抖動時延原理圖

當裝置需要采集的遙信數(shù)據(jù)發(fā)生瞬時變位后，裝置將當前時間記錄下來作為SOE生成時間，在延時時間T內(nèi)，出現(xiàn)的變化信號都作為干擾信號處理，直至該信號穩(wěn)定時間大于延時時間后，才認為是真正的變位信號，裝置確認該遙信變位為有效事件并進行采集[1]。這樣只要合理地設置延時時間T，就可以將斷路器常閉輔助接點和KKJ接點同時閉合的瞬間狀態(tài)屏蔽掉，解決測控裝置誤發(fā)信的問題。將延時時間增加20 ms后，共進行5次斷路器分閘操作，其中有2次出現(xiàn)誤觸發(fā)事故跳閘信號，說明已經(jīng)進入臨界狀態(tài)。將延時時間增加40 ms后，再進行5次斷路器分閘操作，未再發(fā)生誤觸發(fā)事故跳閘信號的問題。

3結(jié)束語

該新建變電站驗收中暴露出的問題，可以說是當前目前自動化系統(tǒng)事故跳閘信號設計并不統(tǒng)一的一個縮影。設計的不統(tǒng)一使得采樣時無法進行有效地屏蔽，造成正常操作也會觸發(fā)事故跳閘信號，嚴重影響變電站的可靠運行。通過對上述3個斷路器跳閘信號回路的分析，按照實用的原則，可以統(tǒng)一采用圖2的設計，以確保事故跳閘信號正確地動作。

[1]郭 建，魯國剛，王顯芹.變電站自動化系統(tǒng)遙信去抖方法分析[J].繼電器，2007，35(1)：47-50.