關(guān)于繼電保護(hù)裝置重合閘燈亮的淺析

何春

(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局，廣西 南寧 530000)

關(guān)于繼電保護(hù)裝置重合閘燈亮的淺析

何春

(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局，廣西 南寧 530000)

電力輸電線(xiàn)路故障大部分都是單相接地，采用自動(dòng)重合閘技術(shù)能極大地提高供電可靠性和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。輸電線(xiàn)路發(fā)生接地故障后，保護(hù)啟動(dòng)斷開(kāi)斷路器，條件允許后進(jìn)行重合閘啟動(dòng)。當(dāng)重合閘啟動(dòng)后，保護(hù)裝置面板上有指示燈表示發(fā)生重合閘。正常情況下，當(dāng)保護(hù)跳閘后進(jìn)行重合閘，保護(hù)裝置重合閘燈會(huì)亮，但當(dāng)手合、遙合、就地合后，重合閘不啟動(dòng)，重合閘燈不亮，但此時(shí)重合閘燈若點(diǎn)亮，說(shuō)明此狀態(tài)不正確，可能因?yàn)榭刂苹芈酚袉?wèn)題或是重合閘燈回路選用的驅(qū)動(dòng)繼電不對(duì)應(yīng)造成的，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控造成混淆，影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

自動(dòng)重合閘;單相接地故障;保護(hù)跳閘

1 引言

在電力系統(tǒng)中，輸電線(xiàn)路是整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障最多的地方，如何有效提高輸電線(xiàn)路的供電可靠性，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義[1]。

電力輸電線(xiàn)路故障大多數(shù)為瞬時(shí)性故障，約占總故障次數(shù)的80%～90%以上，這些瞬時(shí)性故障大部分都是由雷電引起的絕緣子表面閃絡(luò)、線(xiàn)路對(duì)樹(shù)枝放電、大風(fēng)引起的碰線(xiàn)、鳥(niǎo)害和樹(shù)枝等物掉落在導(dǎo)線(xiàn)上以及絕緣子表面污染等原因引起，這些故障被繼電保護(hù)動(dòng)作斷開(kāi)斷路器后，故障點(diǎn)去游離，電弧熄滅，絕緣強(qiáng)度恢復(fù)，故障自行消除。此時(shí)，如把輸電線(xiàn)路的斷路器合上，就能恢復(fù)供電，從而減少停電時(shí)間，提高供電可靠性。當(dāng)然，輸電線(xiàn)路也有少數(shù)由線(xiàn)路倒桿、短線(xiàn)、絕緣子擊穿或損壞等原因引起的永久性故障，在線(xiàn)路被斷開(kāi)之后，這些故障仍然存在。此時(shí)，如把線(xiàn)路斷路器合上，線(xiàn)路還要被繼電保護(hù)動(dòng)作斷路器再次斷開(kāi)[2]。

在輸電線(xiàn)路上采用自動(dòng)重合閘技術(shù)，若重合閘于瞬時(shí)性故障，重合閘能成功；若重合于永久性故障，則重合后由繼電保護(hù)再次動(dòng)作斷路器跳閘，重合則不成功，不會(huì)因?yàn)橛谰眯怨收隙绊懻麄€(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行。多年的運(yùn)行實(shí)踐表明，線(xiàn)路重合閘的動(dòng)作成功率約在60%～90%之間?？梢?jiàn)，在輸電線(xiàn)路上采用自動(dòng)重合閘后，不僅提高了供電可靠性，而且可提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性和線(xiàn)路輸送容量，還可以糾正斷路器本身機(jī)構(gòu)不良、繼電保護(hù)誤動(dòng)以及誤碰引起的誤跳閘[3]。保護(hù)裝置面板上的重合閘指示燈能有效表明保護(hù)重合閘是否啟動(dòng)，為變電站運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行提供可靠依據(jù)，若重合閘指示燈運(yùn)行狀態(tài)不對(duì)應(yīng)，將會(huì)影響變電站運(yùn)行監(jiān)控效果，影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2 重合閘在電力系統(tǒng)中的作用

電力輸電線(xiàn)路故障大部分都是外部因素引起的瞬時(shí)性單相接地故障，采用自動(dòng)重合閘技術(shù)可極大地提高供電可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。對(duì)暫時(shí)性故障而言，可迅速恢復(fù)輸電線(xiàn)路供電，從而提高供電可靠性；對(duì)兩側(cè)電源線(xiàn)路而言，可提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高線(xiàn)路的輸送容量[3]；并可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動(dòng)引起的誤跳閘，推動(dòng)電網(wǎng)的發(fā)展。

3 重合閘方式及要求

3.1 重合閘方式

目前輸電線(xiàn)路采用的重合閘方式主要有以下四種[4]：

(1)停用方式：線(xiàn)路上不管發(fā)生什么形式的故障，保護(hù)裝置都斷開(kāi)三相斷路器而不進(jìn)行重合。

(2)單相重合閘方式：當(dāng)輸電線(xiàn)路上發(fā)生單相故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)單相自動(dòng)重合閘功能，使故障相斷路器自動(dòng)合上，如果故障是永久性故障時(shí)，當(dāng)重合到永久性單相故障時(shí)，斷開(kāi)三相斷路器并不再進(jìn)行重合。當(dāng)輸電線(xiàn)路上發(fā)生相間故障時(shí)，斷開(kāi)三相斷路器不進(jìn)行自動(dòng)重合，使故障快速隔離。

(3)三相重合閘方式：輸電線(xiàn)路上不管發(fā)生什么形式的故障時(shí)，都可以實(shí)現(xiàn)三相自動(dòng)重合閘。當(dāng)重合到永久性故障時(shí)，斷開(kāi)三相斷路器并不再進(jìn)行重合，將故障隔離。

(4)綜合重合閘方式：當(dāng)輸電線(xiàn)路上發(fā)生單相故障時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)單相自動(dòng)重合閘功能，當(dāng)重合到永久性單相故障時(shí)，如不允許長(zhǎng)期非全相運(yùn)行，則應(yīng)斷開(kāi)三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合。線(xiàn)路上發(fā)生相間故障時(shí)，實(shí)行三相自動(dòng)重合閘，當(dāng)重合到永久性相間故障時(shí)，斷開(kāi)三相并不再進(jìn)行自動(dòng)重合。

3.2 自動(dòng)重合閘裝置基本要求

自動(dòng)重合技術(shù)主要是通過(guò)繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)的，保護(hù)裝置功能必須滿(mǎn)足相關(guān)運(yùn)行要求，并能確保保護(hù)裝置在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中能可靠地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘功能，保證變電站穩(wěn)定運(yùn)行，相關(guān)要求如下：

(1)自動(dòng)重合閘功能可結(jié)合控制開(kāi)關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)的原理進(jìn)行起動(dòng)。

(2)用控制開(kāi)關(guān)或通過(guò)遙控裝置將斷路器斷開(kāi)，或?qū)嗦菲魍队诠收暇€(xiàn)路上而隨即由保護(hù)裝置將其斷開(kāi)時(shí)，自動(dòng)重合閘均不應(yīng)動(dòng)作。

(3)在任何情況下，自動(dòng)重合閘的動(dòng)作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。

(4)自動(dòng)重合閘動(dòng)作后應(yīng)自動(dòng)復(fù)歸。

(5)自動(dòng)重合閘應(yīng)能在重合閘后加速繼電保護(hù)的動(dòng)作。必要時(shí)，還應(yīng)能在重合閘前加速其動(dòng)作。當(dāng)用控制開(kāi)關(guān)合閘時(shí)，應(yīng)采用加速繼電保護(hù)動(dòng)作的措施。

(6)當(dāng)斷路器處于不允許實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重合閘的不正常狀態(tài)時(shí)，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)保證裝置的自動(dòng)重合閘閉鎖[4]。

4 重合閘方式選用原則

重合閘方式的選擇要結(jié)合變電站運(yùn)行方式和相關(guān)技術(shù)要求決定的，必須遵循以下選用原則。

(1)重合閘方式必須根據(jù)具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件，經(jīng)過(guò)客觀分析后選定。

(2)凡是選用簡(jiǎn)單的三相重合閘方式能滿(mǎn)足具體系實(shí)際需要的，線(xiàn)路都應(yīng)當(dāng)選用三相重合閘方式。持別對(duì)于那些處于集中供電地區(qū)的密集環(huán)網(wǎng)中，線(xiàn)路跳閘后不進(jìn)行重合閘也能穩(wěn)定運(yùn)行的線(xiàn)路，更宜采用整定時(shí)間適當(dāng)?shù)娜嘀睾祥l。對(duì)于這樣的環(huán)網(wǎng)線(xiàn)路，快速切除故障是第一位重要的問(wèn)題。

(3)當(dāng)輸電線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障時(shí)，如果使用三相重合閘不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定，或者地區(qū)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)大面積停電，或者影響重要負(fù)荷停電的線(xiàn)路上，應(yīng)當(dāng)選用單相或綜合重合閘方式[5]。

5 重合閘控制回路及原理

自動(dòng)重合閘主要是通過(guò)相關(guān)繼電器和節(jié)點(diǎn)在滿(mǎn)足相關(guān)條件后動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)回路接通，驅(qū)動(dòng)斷路器合閘回路實(shí)現(xiàn)的。重合閘起動(dòng)原理如下：

圖1 重合閘啟動(dòng)原理圖

重合閘起動(dòng)指的是重合閘時(shí)間元件開(kāi)始計(jì)時(shí)。由原理圖1可知：保護(hù)動(dòng)作時(shí)，由分相跳閘繼電器觸點(diǎn)(1TJ-3TJ)起動(dòng)重合閘繼電器ZQJ并進(jìn)行自保持，ZQJ勵(lì)磁后通過(guò)其觸點(diǎn)起動(dòng)重合閘時(shí)間繼電器4SJ，實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作起動(dòng)重合閘；斷路器跳閘時(shí)(包括誤跳)，跳閘位置繼電器觸點(diǎn)閉合(TWJA、TWJB、TWJC)也起動(dòng)4SJ，實(shí)現(xiàn)斷路器與控制開(kāi)關(guān)KK位置不對(duì)應(yīng)起動(dòng)重合閘。不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式是所有重合閘的基本起動(dòng)方式，保護(hù)起動(dòng)方式是綜合重合閘功能的需要，以及對(duì)不對(duì)應(yīng)起動(dòng)方式的補(bǔ)充[3,6]。

圖2 重合閘原理圖

由原理圖2可知：利用充好電的電容器對(duì)重合閘繼電器電壓線(xiàn)圈放電來(lái)獲得重合閘脈沖的方法，具有可靠防止多次重合，停用重合閘可靠等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)重合閘時(shí)間繼電器4SJ起動(dòng)時(shí)，其觸點(diǎn)斷開(kāi)電容C的充電回路，避免多次重合的可能性。如果是多相故障，則三相跳閘固定繼電器勵(lì)磁使GJ閉合，于是，4SJ1滑動(dòng)觸點(diǎn)接通時(shí)，電容C對(duì)重合閘合閘繼電器ZHJ放電，進(jìn)行三相重合；如果是單相故障，則電容C通過(guò)4SJ2滑動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)重合閘合閘繼電器ZHJ放電，進(jìn)行單相重合；ZHJ常開(kāi)觸點(diǎn)引入的目的是使ZHJ可靠動(dòng)作。顯然，LP處于位置1時(shí)，不論故障形式如何，均以4SJ1時(shí)限進(jìn)行重合；LP處于位置2時(shí)，以4SJ1時(shí)限進(jìn)行三相重合，以4SJ2時(shí)限進(jìn)行單相重合；LP處于位置3時(shí)，不論故障形式如何均以4SJ2時(shí)限進(jìn)行重合。對(duì)4SJ1與4SJ2時(shí)限的不同整定，可以實(shí)現(xiàn)重合閘裝置的快重和慢重[4,7]。

6 許繼保護(hù)重合閘燈分析及解決措施

6.1 許繼保護(hù)重合閘燈分析

許繼WXH-822A型保護(hù)裝置主要應(yīng)用在變電站低壓側(cè)，實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)保護(hù)控制功能。圖3為許繼WXH-822A型保護(hù)裝置的備用繼電器BYJA啟動(dòng)重合閘燈回路圖，如果短接JP1繼電器的1和2，形成的回路表示是合閘回路；如果短接JP1繼電器的2和3，形成回路表示的是跳閘回路。如果回路接通情況下，當(dāng)斷路器合閘時(shí)給保護(hù)裝置一個(gè)合閘開(kāi)入，正電從BYJ1A繼電流過(guò)到D12，到JP1的2和1到達(dá)HXJ繼電器，合閘指示燈亮。當(dāng)斷路器跳閘時(shí)正電從BYJ1A繼電器流過(guò)到D12，到JP1的2和3到達(dá)TXJ繼電器，跳閘指示燈亮。斷路器合閘和跳閘指示燈回路主要是通過(guò)備用繼電器BYJA接通。如果保護(hù)裝置在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，JP1繼電器的1和2若短接，不管是保護(hù)合閘、手動(dòng)合或是遠(yuǎn)方遙控合閘裝置重合閘燈都會(huì)接通，這將給電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控造成混淆，不利于變電站監(jiān)控，須對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到變電站運(yùn)行監(jiān)控要求，保證變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖3 許繼WXH-822A型重合閘燈回路圖

6.2 許繼保護(hù)重合閘燈點(diǎn)解決措施

許繼WXH-822A型保護(hù)裝置在變電站運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)中出現(xiàn)在進(jìn)行手跳、遠(yuǎn)跳斷路器情況下會(huì)點(diǎn)亮裝置面板上的重合閘燈情況，混淆了電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控準(zhǔn)確性，出現(xiàn)這種情況主要原因?yàn)椋篧XH-822A型保護(hù)裝置的重合閘燈設(shè)置為采用硬接點(diǎn)啟動(dòng)方式，當(dāng)備用1出口繼電器動(dòng)作后，重合閘燈回路接通，裝置面板重合閘燈點(diǎn)亮，而手動(dòng)合閘、遠(yuǎn)方遙控合閘通過(guò)驅(qū)動(dòng)備用1出口。正常運(yùn)行情況繼電保護(hù)裝置運(yùn)行規(guī)程規(guī)定手動(dòng)跳閘、遠(yuǎn)方遙控跳閘不需要啟動(dòng)重合閘燈，如果啟動(dòng)將會(huì)造成電網(wǎng)監(jiān)控混亂，不利用變電站運(yùn)行。針對(duì)重合閘啟動(dòng)原理及重合閘燈回路圖提出以下解決措施，即將手動(dòng)合閘、遠(yuǎn)方遙控合閘方式下的重合閘燈回路切斷，或在保護(hù)裝置內(nèi)設(shè)置為手動(dòng)合閘、遠(yuǎn)方遙控合閘后不啟動(dòng)備用1出口，具體方法為：

(1)將保護(hù)裝置背面的信號(hào)插件拔出，然后拆除插件上的JP1備用繼電器的跳線(xiàn)即可斷開(kāi)重合閘燈點(diǎn)亮回路。

(2)在保護(hù)裝置整定整定模塊里的出口設(shè)置功能模塊，將序號(hào)為15遙跳手跳重動(dòng)備用1前面的勾去掉即可設(shè)置為手動(dòng)合閘、遠(yuǎn)方遙控合閘不經(jīng)備用出口1啟動(dòng)。

通過(guò)設(shè)置重合閘燈點(diǎn)亮回路，使手動(dòng)跳閘、遠(yuǎn)方遙控跳閘不啟動(dòng)重合閘燈，為電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控提高可靠保障。

7 總結(jié)

自動(dòng)重合閘技術(shù)極大地提高電網(wǎng)供電可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生瞬時(shí)故障時(shí)可以通過(guò)自動(dòng)重合閘方式實(shí)現(xiàn)輸電線(xiàn)路的恢復(fù)。保護(hù)裝置重合閘指示燈是判斷重合閘是否發(fā)生的有效依據(jù)，為變電站運(yùn)行維護(hù)提供判斷標(biāo)準(zhǔn)。本文首先介紹電網(wǎng)系統(tǒng)的故障類(lèi)型；其次詳細(xì)介紹自動(dòng)重合閘在電網(wǎng)中的作用及重合閘原理、方式及選用原則；最后詳細(xì)分析許繼保護(hù)裝置重合閘燈接通方式及裝置現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中的解決方案，有效保證電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控可靠進(jìn)行。

[1] 鄭輝忠.基于電力系統(tǒng)自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置地探討[M].工藝與設(shè)備，2010,9.

[2] 鄧健鏗.重合閘在繼電保護(hù)中的作用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012,6.

[3] 韓蕭,趙國(guó)宇,韓潔,等.重合閘誤動(dòng)作原因分析與防范措施[M].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,12.

[4] 黃強(qiáng),王惠薔.關(guān)于提高電網(wǎng)重合閘成功率的分析[J],科技論壇,2012,9.

[5] 袁越,張保會(huì).電力系統(tǒng)自動(dòng)重合閘研究的現(xiàn)狀與展望[J].中國(guó)電力.1997,10.

[6] 劉飛，于兆龍.淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置基本知識(shí)[M].中國(guó)科技博覽,2012,2.

[7] 蔣巧林.電網(wǎng)110kV系統(tǒng)重合閘現(xiàn)狀分析和改造[M].廣東電力,2005,8.

收稿日期：2015-07-26

Analysis on the Lamp being Light When Relay Protector Reclosing

HEChun

(Nanning Power Supply Bureau,Guangxi Grid Co.,Ltd.,Nanning 530000,China)

Most power transmission line faults are single-phase to earth.If automatic reclosing technology is adopted,power supply reliability and power system stability can be greatly inereased.When earth fault in the trausimission lines appears,the protection starts to turn off the circuit breaker.the reclosing starts after the condition is allowed.After the reclosing starts,the indicating lamp on the protector bourd shows reclosing.In normal conditions,the reclosing happens after protection trip,the reclosing lamp of the protector can turn on,but the reclosing lamp can not turn on by hand closing,remote closing,local closing when the reclosing does not start.If the reclosing lamp turn on at the same time,it shows that the state is not correct.There is something wrong with the control loop or driven relay used the reclosing lamp loop is not crresponding.This will cause confusion to the grid operation control,affecting grid stability operation.

automatic reclosing; single-phase earht fault;protection trip

2015-08-07

1004-289X(2016)05-0005-04

TM77

B

何春(1984-)，男，繼電保護(hù)工程師，從事繼電保護(hù)等方面工作。