淺談500 kV液壓機(jī)構(gòu)斷路器控制回路對(duì)自適應(yīng)重合閘的影響

， ，

(1.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610041；2.國(guó)網(wǎng)瀘州供電公司，四川 瀘州 646000)

0 引 言

某500 kV變電站500 kV瀘復(fù)一、二、三線是隨川電東送工程的建設(shè)而出現(xiàn)的，是四川電網(wǎng)與±800 kV復(fù)龍換流站連接的唯一交流通道，其安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得尤為重要。為增大復(fù)奉直流近區(qū)電網(wǎng)供電的可靠性，同桿并架的瀘復(fù)一、二線采用自適應(yīng)重合閘來(lái)提高瞬時(shí)性故障的重合概率[1-4]。但在對(duì)瀘復(fù)一、二線開(kāi)關(guān)驗(yàn)收過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該液壓機(jī)構(gòu)控制回路在油壓閉鎖、SF6壓力閉鎖部分均未考慮與自適應(yīng)重合閘相配合的因素，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)瀘復(fù)一、二線自適應(yīng)重合閘分相重合的功能。下面就自適應(yīng)重合閘與常規(guī)重合閘具體的動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行了比較分析，并將不合理的控制回路帶來(lái)的危害性進(jìn)行了具體闡述，最終提出了與自適應(yīng)重合閘相匹配的控制回路設(shè)計(jì)改進(jìn)。為新投、改擴(kuò)建站的自適應(yīng)重合閘液壓機(jī)構(gòu)斷路器控制回路在設(shè)計(jì)及驗(yàn)收方面提供一定的參考價(jià)值。

1 自適應(yīng)重合閘及現(xiàn)象說(shuō)明

1.1 自適應(yīng)重合閘

同桿并架雙回線是將兩回線裝設(shè)在同一桿塔上，可節(jié)省大量的線路走廊，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[5]。但同桿雙回線與單回輸電線相比線間距離更近，發(fā)生故障的概率更大，且故障類型也更廣。簡(jiǎn)單的常規(guī)重合閘無(wú)嚴(yán)重故障識(shí)別能力，不具備分相重合的功能，面對(duì)同桿雙回線較為復(fù)雜的多相故障、跨線故障時(shí)，不僅容易造成重合于永久性故障而使系統(tǒng)及電力設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)遭受兩次嚴(yán)重故障的沖擊，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定以及設(shè)備運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響，極端情況下可能導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)以及電力設(shè)備損壞，無(wú)法滿足500 kV系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性的要求。而自適應(yīng)重合閘是將同桿并架的兩線六相作為一個(gè)整體考慮，不僅能正確區(qū)分單線路相間故障和雙回線的跨線故障，還根據(jù)自適應(yīng)重合閘故障相電壓判據(jù)和輔助判據(jù)可識(shí)別故障點(diǎn)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)嚴(yán)重故障的分相順序重合[6]，并且任何線路故障情況下兩回線同時(shí)只有一相重合，其合閘遵循如下的原則進(jìn)行：

圖1 瀘復(fù)一、二線線路保護(hù)與斷路器保護(hù)配合實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)重合閘聯(lián)系圖

圖示說(shuō)明：①TA、TB、TC：瀘復(fù)一、二線線路保護(hù)分相跳閘接點(diǎn)分別開(kāi)入至5062、5063斷路器保護(hù)，作為重合閘邏輯判據(jù)之一。②HJA、HJB、HJC：瀘復(fù)一、二線線路保護(hù)分相合閘接點(diǎn)開(kāi)入至斷路器保護(hù)，作為自適應(yīng)重合閘工作邏輯的判據(jù)之一。③TA、TB、TC：瀘復(fù)一、二線線路保護(hù)分相跳閘出口直接作用于開(kāi)關(guān)。④HA、HB、HC：瀘復(fù)二線5062斷路器保護(hù)合閘出口作用于開(kāi)關(guān)，當(dāng)滿足自適應(yīng)重合閘判據(jù)后，可實(shí)現(xiàn)分相順序重合。⑤TA、TB、TC：瀘復(fù)二線5062斷路器保護(hù)跳閘出口作用于開(kāi)關(guān)。⑥BC：瀘復(fù)一、二線線路閉鎖重合閘。當(dāng)嚴(yán)重故障、溝三閉重開(kāi)入等條件任一滿足時(shí)，BC開(kāi)入至斷路器保護(hù)對(duì)重合閘放電。⑦XHBC：閉鎖先重。先合開(kāi)關(guān)對(duì)后合開(kāi)關(guān)發(fā)閉鎖信號(hào)，后合開(kāi)關(guān)經(jīng)后合重合延時(shí)+重合閘整定時(shí)間發(fā)出合閘命令。⑧雙通道結(jié)構(gòu)。為完成雙回線保護(hù)及自適應(yīng)重合閘功能，RCS-931E采用雙通道結(jié)構(gòu)，通道A用于與線路對(duì)側(cè)的RCS-931E通訊，完成縱差保護(hù)功能及取得對(duì)側(cè)信息；通道B用于與本側(cè)同桿雙回線另一回線的RCS-931E交換信息，得到為完成分相按順序重合所必需的信息。

①兩回線有同名相故障時(shí)，同名相同時(shí)優(yōu)先重合；②兩回線無(wú)同名相故障時(shí)，按兩回線超前相合閘；③兩回線多相故障時(shí)，多相故障線路的超前相優(yōu)先重合[3-5]；④遠(yuǎn)故障側(cè)優(yōu)先重合。自適應(yīng)重合閘的分相順序重合不僅可以避免重合于多相永久性故障，還通過(guò)兩線故障同名相先合減少了整個(gè)的重合時(shí)間，極大地提高輸電的可靠性和重合的概率。

1.2 現(xiàn)象說(shuō)明

2010年1月，瀘復(fù)一、二、三回線建成驗(yàn)收階段，在對(duì)瀘復(fù)一線5073開(kāi)關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)收過(guò)程中，運(yùn)行人員遠(yuǎn)方分開(kāi)5073開(kāi)關(guān)，并將5073開(kāi)關(guān)A相液壓機(jī)構(gòu)高壓油箱內(nèi)的油壓降至合閘閉鎖接點(diǎn)動(dòng)作(油壓低于27.8±0.8 MPa)，在匯控箱內(nèi)操作就地手動(dòng)合5073開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)5073開(kāi)關(guān)A、B、C三相均不能正常合閘。同樣的操作方法，將5073開(kāi)關(guān)B相或C相油壓降低至合閘閉鎖，5073開(kāi)關(guān)也不能正常合閘，同時(shí)監(jiān)控機(jī)上有“油壓低閉鎖合閘”的信號(hào)發(fā)出。用類似的方法使5073開(kāi)關(guān)A、B、C三相中任意一相機(jī)構(gòu)箱內(nèi)SF6低氣壓閉鎖合閘接點(diǎn)動(dòng)作后，該開(kāi)關(guān)也是三相均不能正常合閘。依次驗(yàn)收分閘回路及5072、5062、5063開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)本批河南平高的LW10B-550/CYT型液壓機(jī)構(gòu)斷路器的控制回路均采用單相油壓低閉鎖三相合閘和單相SF6氣壓低閉鎖三相分、合閘，為典型的常規(guī)重合閘液壓機(jī)構(gòu)斷路器控制回路設(shè)計(jì)，無(wú)法滿足自適應(yīng)重合閘分相順序合閘的要求。

2 分析與討論

瀘復(fù)一線5072、5073開(kāi)關(guān)，瀘復(fù)二線5062、5063開(kāi)關(guān)控制回路設(shè)計(jì)為單相油壓低閉鎖三相合閘及單相SF6氣壓低閉鎖三相分、合閘，當(dāng)任何一相油壓或SF6氣壓低閉鎖合閘都會(huì)導(dǎo)致線路合閘失敗，從根本上阻礙了自適應(yīng)重合閘功能的實(shí)現(xiàn)，具體原因分析及錯(cuò)誤設(shè)計(jì)所帶來(lái)的危害性簡(jiǎn)要闡明如圖1。

(1)瀘復(fù)二線發(fā)生B、C相瞬時(shí)性接地故障時(shí)，自適應(yīng)重合閘實(shí)現(xiàn)的過(guò)程為：瀘復(fù)二線線路保護(hù)RCS-931E動(dòng)作跳開(kāi)B、C相，5062、5063斷路器保護(hù)RCS-921C跟跳B、C相，按超前相先合的原則先重合B相，線路保護(hù)RCS-931E先將故障相HJB開(kāi)入至5062、5063斷路器保護(hù)RCS-921C中重合B相，并遵循先合邊開(kāi)關(guān)5063后合5062的順序合閘，若5062、5063斷路器控制回路可實(shí)現(xiàn)分相合閘，則B相重合成功，待B相電壓恢復(fù)超過(guò)120 ms后再重合C相。但事實(shí)上，5062、5063斷路器控制回路采用單相合閘閉鎖三相合閘的方式時(shí)，即當(dāng)線路保護(hù)RCS-931E將故障相HJB開(kāi)入至5062、5063斷路器保護(hù)中重合B相后，B相油壓經(jīng)分-合操作后，油壓低閉鎖合閘繼電器動(dòng)作，則A、B、C三相合閘均被閉鎖，C相將不能啟動(dòng)合閘，瀘復(fù)二線5062、5063斷路器終因三相不一致保護(hù)動(dòng)作跳閘，從而降低了重合閘的成功率，也擴(kuò)大了線路停電的概率。

(2)瀘復(fù)一線的AB相和瀘復(fù)二線的BC相同時(shí)發(fā)生故障，自適應(yīng)重合閘按順序先同時(shí)合上瀘復(fù)一線和瀘復(fù)二線的B相，如果都重合成功，則接著合瀘復(fù)二線的C相，最后合瀘復(fù)一線的A相。但控制回路采用單相合閘閉鎖三相合閘的方式時(shí)，兩回六相中任一相斷路器機(jī)構(gòu)出現(xiàn)油壓低閉鎖合閘或因SF6氣壓低閉鎖合閘時(shí)，所有斷路器均不能重合成功，雙回線重合失敗，該單相閉鎖三相合閘的控制回路不僅使自適應(yīng)重合閘保護(hù)失去優(yōu)勢(shì)，嚴(yán)重情況下甚至造成設(shè)備損壞或系統(tǒng)的瓦解。

很顯然，自適應(yīng)重合閘采用按相啟動(dòng)的方式，斷路器的控制回路也必須采用按相閉鎖的原則，才能充分發(fā)揮該重合閘方式的優(yōu)勢(shì)，提高重合閘成功率。

3 解決措施

將瀘復(fù)一線5072、5073開(kāi)關(guān)、瀘復(fù)二線5062、5063開(kāi)關(guān)液壓機(jī)構(gòu)合閘控制回路油壓低閉鎖、SF6氣壓低閉鎖合閘進(jìn)行3處分相閉鎖更改后，達(dá)到與自適應(yīng)重合閘分相順序重合功能的配合要求。具體的改進(jìn)措施如下。

(1)在開(kāi)關(guān)匯控箱內(nèi)解開(kāi)單相SF6氣體密度繼電器啟動(dòng)三相SF6氣壓低閉鎖合閘繼電器KB4的連線115，并在A、C相分別增加了SF6氣壓低閉鎖合閘繼電器KB4A和KB4C。如圖2所示(虛線部分表示拆除連線) 。

(2)在開(kāi)關(guān)匯控箱內(nèi)解開(kāi)單相油壓位置啟動(dòng)三相油壓低閉鎖合閘繼電器KB3的連線121，并在A、C相分別增加了油壓低閉鎖合閘繼電器KB3A和KB3C(如圖2)。

(3)在開(kāi)關(guān)匯控箱內(nèi)開(kāi)關(guān)合閘控制回路中解開(kāi)了單相經(jīng)SF6氣壓低、油壓低閉鎖三相合閘電源負(fù)極的連接線161、120、162，并在A、C相合閘控制回路中分別增加了經(jīng)本相SF6氣壓低、油壓低閉鎖合閘的連線。如圖3(虛線部分表示拆除連線)。

4 結(jié)論及建議

(1)在新投或擴(kuò)建500 kV變電站的驗(yàn)收過(guò)程中，應(yīng)特別注意對(duì)500 kV同桿雙回線路自適應(yīng)重合閘功能的驗(yàn)收，不僅在保護(hù)邏輯驗(yàn)收時(shí)要求保護(hù)裝。

圖2 開(kāi)關(guān)匯控箱SF6氣壓低閉鎖和油壓低閉鎖繼電器

圖3 開(kāi)關(guān)匯控箱SF6空壓低、油壓紙閉鎖各閘連線

置具備分相重合的功能，還應(yīng)特別注意開(kāi)關(guān)傳動(dòng)試驗(yàn)的驗(yàn)收，重點(diǎn)檢查控制回路是否滿足分相閉鎖合閘的要求，以確保自適應(yīng)重合閘分相順序重合功能的實(shí)現(xiàn)。

(2)液壓機(jī)構(gòu)斷路器采用油壓儲(chǔ)能，儲(chǔ)能效果極易受到氣候、零部件的工藝條件等因素的影響而造成壓力不足夠支持?jǐn)嗦菲鲗?shí)現(xiàn)分-合-分的循環(huán)操作，導(dǎo)致重合閘不成功，在運(yùn)行中應(yīng)特別注意加強(qiáng)對(duì)液壓系統(tǒng)的檢查，保證設(shè)備運(yùn)行條件的良好性。

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