220kV線路重合閘運(yùn)行分析

羅 虎 張雙梓 丁紅東 齊 征 胡建飛

（南陽供電公司，河南 南陽 473000）

220kV線路配雙套微機(jī)型保護(hù)時(shí)，應(yīng)將兩套重合閘的方式開關(guān)置于同一位置（例如投單相方式時(shí)，兩套重合閘均置單相位置），正常運(yùn)行時(shí)兩套保護(hù)重合閘壓板均應(yīng)投入。當(dāng)兩套重合閘中任一套有問題時(shí)，不允許改變重合閘的方式開關(guān)位置，只斷開有問題重合閘的壓板。

實(shí)際操作時(shí)，由于各保護(hù)廠家對(duì)重合閘邏輯的設(shè)計(jì)并不完全相同，在重合閘的投退中操作也存在差異。探討清楚雙套保護(hù)重合閘配合的關(guān)系，才能正確的投退重合閘，避免由于壓板投退原因引起線路故障時(shí)開關(guān)不正常動(dòng)作。

線路保護(hù)的自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)滿足按預(yù)定方式重合的要求，對(duì)單相重合閘方式，應(yīng)滿足在線路斷路器因故單相跳閘后自動(dòng)重合一次的要求。按電力部頒發(fā)的《微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)程》要求，新建或改建的高壓線路保護(hù)一般宜采用兩套微機(jī)保護(hù)來滿足雙重化的要求。

一般來說，220kV重合閘都是使用線路保護(hù)的重合閘，由線路保護(hù)完成選相重合閘重合操作箱出口。

1 雙套重合閘之間相互起動(dòng)與閉鎖

重合閘使用的早期階段，由于廠家對(duì)重合閘設(shè)計(jì)思路不同，并且設(shè)計(jì)程序不同，可能會(huì)造成重合過程中的時(shí)間相差較大，為避免斷路器在兩套重合閘的作用下有先后重合的可能性，或者向故障線路連續(xù)重合，防止在保護(hù)動(dòng)作跳閘后重合閘多次發(fā)合閘脈沖、損壞斷路器對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定造成破壞，采用了3個(gè)措施：①兩套線路保護(hù)的重合閘只投運(yùn)一套，將另外一套的重合閘出口壓板打開，兩套重合閘把手打至相同位置；②兩套重合閘有相互閉鎖開入；③為保證一套重合閘正確動(dòng)作，將兩套保護(hù)的起動(dòng)回路交叉分別接到兩套重合閘。這樣任一套保護(hù)都可以去起動(dòng)重合閘，區(qū)別是一套重合閘可以出口，另外一套重合閘脈沖至壓板不出口，實(shí)現(xiàn)相互起動(dòng)。如果任一套保護(hù)三跳或者永跳或者溝通三跳條件滿足，在保護(hù)出口的同時(shí)，閉鎖自身重合閘，在通過閉鎖重合閘壓板去閉鎖另外一套保護(hù)的重合閘，實(shí)現(xiàn)相互閉鎖。

1.1 雙套重合閘均正常運(yùn)行時(shí)，其故障選相、跳閘、重合出口

220kV線路微機(jī)保護(hù)裝置中各保護(hù)部分都有獨(dú)立選相能力，各保護(hù)均不需要ZCH裝置選相出口。在微機(jī)保護(hù)裝置中設(shè)置 ZCH僅為了和裝置內(nèi)各保護(hù)配合及使用其合閘部分。

重合閘的起動(dòng)方式一般分為兩種：①保護(hù)起動(dòng)；②斷路器位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)，主要防止斷路器偷跳。

重合閘裝置的組成元件一般為：①重合閘的起動(dòng)元件；②延時(shí)元件，指重合閘重合時(shí)間；③合閘脈沖；④執(zhí)行元件。

XX廠家的ZCH選單相重合出口過程如圖1所示。

圖1

200kV微機(jī)任一套保護(hù)三跳或者永跳，所對(duì)應(yīng)斷路器三跳，另外一套保護(hù)無論什么性質(zhì)，都有TJQ或者TJR將另外一套重合閘放電；并且由于斷路器的操作箱是兩套保護(hù)公用一個(gè)操作箱，所以有任一套保護(hù)所動(dòng)作于相應(yīng)的三相跳閘線圈，其三相跳位閉鎖重合出口回路。

所以，兩套保護(hù)如果選相元件動(dòng)作不一致，一套保護(hù)選單相跳閘另一套保護(hù)選三相跳閘，則三跳優(yōu)先，單跳重合閘不出口且不充電。

1.2 是否存在先后重合可能，有否向故障點(diǎn)連續(xù)重合可能

一條線的兩套保護(hù)裝置中的重合閘同時(shí)都投入運(yùn)行，即重合閘實(shí)現(xiàn)雙重化，為避免兩套重合閘裝置出現(xiàn)不允許的兩次重合閘，每套裝置的重合閘在發(fā)現(xiàn)另一套保護(hù)已將斷路器合上后，立即放電并閉鎖本裝置的重合閘。

1）若兩套重合閘都具有檢測(cè)斷路器合上后放電邏輯。兩套重合閘都可以同時(shí)投入，重合方式、重合閘動(dòng)作時(shí)間設(shè)定一致。如果有一套重合閘出口先合，另一套檢查到斷路器已經(jīng)合上，立即放電不合，從而不會(huì)二次重合。

2）如果一套重合閘具有檢測(cè)斷路器合上后放電邏輯，另一套不具有，可以將具有檢測(cè)斷路器放電邏輯的重合閘時(shí)間整定稍長。

3）若兩套重合閘都不具備上述邏輯，可以使用一套重合閘出口觸點(diǎn)輸給另一套重合閘的“閉鎖重合閘開入”，使后發(fā)合閘令的重合閘放電不合。但是這樣增加了兩套保護(hù)屏之間的連接線，造成二次回路相應(yīng)復(fù)雜化。

重合閘雙重化之前，在實(shí)際接線中常用的是第三種措施。

微機(jī)保護(hù)成熟后，由于重合閘時(shí)間為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，可以整定一致，這樣可以從時(shí)間上避免二次重合，并且在重合閘邏輯中都有重合閘合閘脈沖有立即放電的回路，一般來說第一套重合閘重合于永久性故障后，保護(hù)再發(fā)跳閘令，到斷路器真正斷開，至少有40ms以上的時(shí)間。這樣就是有少許誤差，也不會(huì)造成二次重合。并且兩套重合閘之間有任一套重合脈沖發(fā)出即閉鎖另外一套重合閘的措施。確保線路發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)重合閘只發(fā)一次重合閘脈沖。

1.3 一套保護(hù)三跳或者永跳開出后，對(duì)另一套保護(hù)重合閘有何影響

200kV線路雙套保護(hù)任意一套保護(hù)三跳或者永跳開出，都將本身重合閘和另外一套重合閘放電。這樣斷路器三跳后，重合閘不再重合。

XX1廠家的操作箱，如圖2所示。

圖2

XX2廠家的操作箱，如圖3所示。

圖3

2 方式把手的不同設(shè)計(jì)思想

方式把手打停用時(shí)，是否需要溝通三跳或軟件內(nèi)部溝通三跳。

一般來說，保護(hù)廠家設(shè)置的重合閘把手位置接點(diǎn)基本一致，個(gè)別作用不同見表1。

1）XX1廠家的重合方式把手在停用位置實(shí)現(xiàn)軟件內(nèi)部溝通三跳，如圖4所示。

2）XX2廠家的重合方式把手在停用位置實(shí)現(xiàn)軟件內(nèi)部溝通三跳，如圖5所示。

表1

圖4

圖5

與保護(hù)裝置的 BDJ（保護(hù)動(dòng)作）串聯(lián)然后連到操作箱的三跳回路。

3）XX3廠家的重合方式把手在停用位置實(shí)現(xiàn)軟件內(nèi)部溝通三跳，如圖6所示。

圖6

4）XX4廠家的重合方式把手在停用位置，直接溝通三跳，如圖7所示。

圖7

3 相關(guān)壓板的操作

從保護(hù)廠家原始圖紙看，保護(hù)屏上設(shè)置溝三壓板主要是開出到另一套保護(hù)重合閘用，實(shí)現(xiàn)溝三跳閘時(shí)同時(shí)閉鎖兩套重合閘且兩套重合閘同時(shí)三跳不重合。由于各廠家重合閘把手切至停用位置都能實(shí)現(xiàn)重合閘溝三接點(diǎn)輸出，所以一般來說，溝通三跳壓板不再設(shè)置。

3.1 溝通三跳

1）以XX廠家保護(hù)中“溝通三跳”壓板操作問題

“溝通三跳”壓板是個(gè)開關(guān)量壓板，投入后對(duì)LFP-90l保護(hù)裝置中的重合閘裝置進(jìn)行放電閉鎖，同時(shí)在軟件上將溝三回路接通，使任何故障時(shí)保護(hù)都發(fā)三跳令。當(dāng)線路停用重合閘時(shí)，需投入該壓板，以確保任何故障下保護(hù)都三跳不重合。

以下是“溝通三跳“壓板如何操作的幾種情況。

（1）1條線路僅使用1套重合閘：重合閘投入時(shí)，“溝通三跳”壓板打開；重合閘停用時(shí)，“溝通三跳”壓板投上，確保任何故障都三跳。

（2）1條線路使用兩套重合閘，且兩套均投入時(shí)，“溝通三跳”壓板打開。

（3）1條線路使用兩套重合閘，且兩套均停用時(shí)，“溝通三跳”壓板投上，確保任何故障都三跳。

（4）1條線路使用兩套重合閘，1套投入，1套停用時(shí)，“溝通三跳”壓板打開。此時(shí)，若“溝通三跳”壓板投入，單相故障時(shí)901保護(hù)將發(fā)三跳令，因此如未停用的重合閘若運(yùn)行在“單重”方式下，將被導(dǎo)致無法重合。

2）其他保護(hù)“溝通三跳”壓板操作問題

（1）以500kVXX變電站 220kVXX線為例：XX1廠家保護(hù)，如圖8所示。

圖8

說明：PSL-603保護(hù)中GTSTJ為重合閘裝置內(nèi)部軟溝三接點(diǎn)，與1LP22串聯(lián)開出到另外一套重合閘的閉鎖回路。一般不用。1D52端子未接線。

以XX1廠家保護(hù)，如圖9所示。

說明：WXH-802保護(hù)中GTST-1為重合閘裝置內(nèi)部軟溝三第一副接點(diǎn)，與1LP27串聯(lián)開出到另外一套重合閘的閉鎖回路。一般不用。端子未接線。

圖9

（2）XX1廠家保護(hù)無溝三壓板。重合閘把手切停用位置，實(shí)現(xiàn)軟溝三輸出。

（3）運(yùn)行時(shí)的操作事項(xiàng)：若需停用其中的一套重合閘時(shí)，為防止誤閉鎖另一重合閘，應(yīng)只將停用的重合閘出口壓板退出，兩個(gè)重合閘把手應(yīng)在單重位置保持一致；如果停用兩套重合閘，應(yīng)先投入兩個(gè)線路保護(hù)屏上的溝三壓板。再退出兩套重合閘出口，兩個(gè)重合閘把手切至停用。投入兩套重合閘時(shí)，應(yīng)先將兩個(gè)重合閘把手切至單重（或者相應(yīng)位置），投入重合閘出口壓板，再退出兩個(gè)線路保護(hù)屏上的溝三壓板。

3.2 重合閘時(shí)間控制

重合閘要滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，所以重合閘必須按照系統(tǒng)穩(wěn)定要求選擇最佳重合時(shí)間。在最佳重合閘時(shí)間重合，可以得到最大的減速面積，有利于暫態(tài)穩(wěn)定。最佳重合閘時(shí)間可以通過暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算確定，這樣就固定了重合閘時(shí)間。作為單相重合閘的時(shí)間整定一般都為1s。

對(duì)于220kV線路保護(hù)重合閘的時(shí)間設(shè)定有：三重長延時(shí)、短延時(shí)；單重長延時(shí)、短延時(shí)。長延時(shí)一般為3s，一般是線路高頻保護(hù)退出時(shí)和后備保護(hù)配合使用。短延時(shí)一般為1s，與線路高頻保護(hù)投入時(shí)配合使用。

國內(nèi)保護(hù)廠家重合閘的充電時(shí)間基本都是15s。

3.3 起動(dòng)重合閘（或重合閘起動(dòng)），相互起動(dòng)是否需拆除

對(duì)于220kV雙套重合閘的設(shè)計(jì)思路，各廠家也不一樣。

XX1保護(hù)廠家對(duì)220kV保護(hù)重合閘設(shè)計(jì)思路，以雙重化保護(hù)運(yùn)行方便為原則，希望兩套重合閘與保護(hù)同步運(yùn)行。當(dāng)兩套保護(hù)同時(shí)運(yùn)行，故障跳閘后判跳開相有流就放電，也就是后合的重合閘就不會(huì)合閘了。如圖10所示。

圖10

XX2保護(hù)廠家CSL-100系列只判別自身單跳或者三跳滿足就起動(dòng)重合閘，不檢測(cè)故障相是否有電流，在重合閘起動(dòng)后，未發(fā)重合命令前，不斷檢測(cè)有無閉鎖重合閘開入，若有，則計(jì)數(shù)器清零放電，如圖11所示。

圖11

XX3保護(hù)廠家重合閘設(shè)計(jì)相應(yīng)簡單化，只判別自身單跳或者三跳滿足就起動(dòng)重合閘，不檢測(cè)故障相是否有電流，在重合閘起動(dòng)后，未發(fā)重合命令前，不斷檢測(cè)有無閉鎖重合閘開入，若有，則計(jì)數(shù)器清零放電。如圖12所示。

圖12

XXX4保護(hù)廠家設(shè)計(jì)，與其他保護(hù)配合使用時(shí)，本裝置重合閘在檢測(cè)到線路有電流時(shí)（對(duì)應(yīng)單重為起動(dòng)重合閘相別，對(duì)于三重方式為任意相有流），則認(rèn)為其他重合閘重合，本裝置重合閘返回并放電。

圖13

綜上所述，不同保護(hù)廠家的重合閘與保護(hù)配合時(shí)，有的保護(hù)廠家設(shè)計(jì)有重合閘動(dòng)作去閉鎖其他保護(hù)廠家重合閘的開入措施。這是不合理的。

4 結(jié)論

220kV線路中雙套相同或者不同廠家微機(jī)保護(hù)中的重合閘并列投用的方案是可行的，完全可以滿足電網(wǎng)對(duì)重合閘的要求，即按預(yù)定的方式進(jìn)行重合；且對(duì)于不同廠家雙套保護(hù)的配合，其雙套重合閘之間的互相起動(dòng)可以完全拆除，由于部分保護(hù)廠家設(shè)計(jì)的220kV線路保護(hù)中的重合閘裝置自身不具備檢測(cè)斷路器是否合上的邏輯，造成了雙套保護(hù)所配備的重合閘之間不可能完全獨(dú)立的局面，建議部分保護(hù)廠家采取措施，使重合閘裝置具備檢測(cè)斷路器是否卻已合好的邏輯，就可以真正實(shí)現(xiàn)雙套重合閘之間的完全獨(dú)立。