一起10kV線路操作過程中重合閘誤動(dòng)的事件分析

魏嘉隆

摘 要：近期，廣東某地區(qū)發(fā)生了一起220 kV變電站10 kV線路保護(hù)重合閘因時(shí)間定值配合不當(dāng)，造成10 kV小車開關(guān)操作期間重合閘誤動(dòng)的事件。文章由此詳細(xì)分析了該重合閘裝置誤動(dòng)造成開關(guān)誤合閘的原因，并從裝置設(shè)計(jì)接線、定值配合、操作方法和人員運(yùn)維技能等多個(gè)方面討論了相應(yīng)的措施，以阻止類似事件的再次發(fā)生，維護(hù)地區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，且為其它運(yùn)維單位提供借鑒。

關(guān)鍵詞：10 kV操作；重合閘；誤動(dòng)；措施

中圖分類號(hào)：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）27-0115-02

1 事件過程

2016年5月4日，×局220 kV××變電站的10 kV系統(tǒng)處于正常運(yùn)行方式。該站運(yùn)行人員在進(jìn)行“將10 kV F19東興甲線線路由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修”的操作。當(dāng)進(jìn)行到“將F19小車開關(guān)由工作位置搖至試驗(yàn)位置”這一操作步驟的過程中，該線路配置的CSC-211數(shù)字式線路保護(hù)測控裝置上的“充電完成”指示燈亮起，但并未引起操作人員的重視。F19小車開關(guān)到達(dá)試驗(yàn)位置之后，CSC-211數(shù)字式線路保護(hù)測控裝置重合閘突然出口，合上了F19小車開關(guān)。

2 事件原因分析

事件發(fā)生后，當(dāng)值人員調(diào)取后臺(tái)機(jī)時(shí)序記錄，如圖1所示（節(jié)選）。

2.1 裝置的重合閘充電條件

經(jīng)查閱CSC-211數(shù)字式線路保護(hù)測控裝置的說明書，該裝置的重合閘充電條件為：

①開關(guān)在“合閘”位置（該裝置此處邏輯判斷的是接入保護(hù)裝置的跳閘位置繼電器 TWJ 取反）；

②未投入“停用重合閘”方式；

③重合閘啟動(dòng)回路不動(dòng)作；

④沒有閉鎖重合閘條件。

2.2 重合閘閉鎖條件

①控制回路斷線后，延時(shí)10 s放電；

②彈簧未儲(chǔ)能端子高電位，延時(shí)2 s放電；

③閉鎖重合閘端子高電位；

④永跳后（如低周動(dòng)作、低壓解列動(dòng)作、過負(fù)荷動(dòng)作）；

⑤手跳或遙跳；

⑥檢無壓或檢同期不成功。

由此，可以分析出本次重合閘誤動(dòng)事件的過程：10：03：08.359時(shí)刻，小車開關(guān)開始移動(dòng)并斷開開關(guān)控制回路，保護(hù)裝置采不到開關(guān)輔助接點(diǎn)，造成TWJ信號(hào)消失。按照裝置定值，重合閘充電開始計(jì)時(shí)5 s，控制回路斷線閉鎖重合閘開始計(jì)時(shí)

10 s。10：03：13.500時(shí)刻，保護(hù)裝置重合閘充電滿電。10：03：17.437時(shí)刻，小車開關(guān)到達(dá)工作位置，此時(shí)控制回路斷線計(jì)時(shí)未到達(dá)10 s，因此未能閉鎖重合閘。控制回路接通后，裝置檢測到TWJ給出的分位信號(hào)，觸發(fā)位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘，經(jīng)過1.5 s定值后出口，將開關(guān)合閘。

綜上所述，本次事件發(fā)生的直接原因是“重合閘充電時(shí)間整定值”5秒與“控制回路斷線后放電”的延時(shí)10 s配合不當(dāng)，導(dǎo)致重合閘在未判明控制回路斷線的前提下就已經(jīng)完成了充電。間接原因則是該型號(hào)保護(hù)裝置的邏輯對(duì)開關(guān)合閘的判斷僅僅采用了“TWJ取反”的方式，在TWJ消失后，保護(hù)裝置收到TWJ為“0”，即認(rèn)為開關(guān)合閘，并在控制回路接通后誤認(rèn)為開關(guān)發(fā)生偷跳，啟動(dòng)了重合閘。

此外，運(yùn)行操作人員在搖動(dòng)小車開關(guān)的過程中沒有發(fā)現(xiàn)裝置重合閘異常充電而及時(shí)查明原因，也是造成本次事件的原因之一。

事件發(fā)生后，×局繼保專業(yè)將該裝置重合閘充電時(shí)間整定值由5 s更改為15 s，大于控制回路斷線后放電延時(shí)10 s，并進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，裝置重合閘異常充電現(xiàn)象消失。經(jīng)查，該線路保護(hù)在近期的綜自改造中更換了新裝置，因此直到本次操作才暴露出定值設(shè)置錯(cuò)誤的問題。

目前絕大部分10 kV和110 kV保護(hù)裝置都具備控制回路斷線閉鎖重合閘功能，只要時(shí)間定值和控制字設(shè)置正確，一般不會(huì)發(fā)生重合閘誤動(dòng)。

但仍有部分在三重方式下存在誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的保護(hù)裝置，如應(yīng)用于220 kV線路的四方CSC-103BN裝置，投入三相重合閘功能時(shí)，其內(nèi)部對(duì)開關(guān)三相偷跳的判斷邏輯僅與三相TWJ位置和“三相TWJ啟動(dòng)重合閘”控制字有關(guān)，在開關(guān)因保護(hù)動(dòng)作跳閘、出現(xiàn)控制回路斷線而又沒有閉鎖重合閘充電的情況下，重合閘充電滿、三相TWJ恢復(fù)后滿足不對(duì)應(yīng)起動(dòng)重合閘的動(dòng)作判據(jù)，將會(huì)導(dǎo)致重合閘誤動(dòng)作，甚至在線路永久故障時(shí)由于控制回路斷線（彈簧儲(chǔ)能）而發(fā)生多次誤重合動(dòng)作。

3 整改、防范措施

3.1 消除時(shí)間定值配合不當(dāng)現(xiàn)象

立即開展對(duì)該地區(qū)所有變電站10 kV出線保護(hù)重合閘定值的檢查工作，特別針對(duì)更換過裝置且尚未有過操作記錄的應(yīng)重點(diǎn)檢查。通過查閱保護(hù)說明書確定各類保護(hù)裝置的重合閘閉鎖條件，與重合閘充電時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，可能造成誤動(dòng)作的要及時(shí)上報(bào)整改。

3.2 在10 kV小車開關(guān)操作過程中退出重合閘

修改10 kV線路操作的典型操作票。在搖小車操作之前，除了將“遠(yuǎn)方/就地”切換把手切換至就地位置以阻止遙控合閘外，還應(yīng)增加“退出保護(hù)重合閘出口壓板”的操作步驟，以防止保護(hù)重合閘誤動(dòng)。在搖小車操作完畢后再按要求投入或保持退出狀態(tài)。

3.3 排查其它類似的誤動(dòng)隱患

對(duì)于10 kV、110 kV三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)的線路開關(guān)以及投入三相重合閘功能的220 kV線路開關(guān)，在啟用三相跳位啟動(dòng)重合閘功能后，需要考慮其合閘控制回路斷線、TWJ位置消失后對(duì)重合閘充電的影響，以防止控制回路恢復(fù)后重合閘誤動(dòng)作。常見造成合閘控制回路斷線的因素包括搖10 kV小車開關(guān)操作、開關(guān)彈簧機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能、斷開開關(guān)操作電源等。

對(duì)于具備控制回路斷線閉鎖重合閘功能的裝置，正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)投入該功能，且需要考慮重合閘充電時(shí)間與斷線閉鎖重合閘時(shí)間配合問題，在控制回路斷線發(fā)生后及時(shí)閉鎖重合閘。

對(duì)于不具備控制回路斷線閉鎖重合閘的裝置，需要考慮控制回路斷線是否會(huì)造成重合閘誤動(dòng)，否則應(yīng)考慮增加避免誤動(dòng)的措施：①非三相聯(lián)動(dòng)的開關(guān)在三重方式下應(yīng)考慮退出“三相跳位啟動(dòng)重合閘”功能；②三相聯(lián)動(dòng)開關(guān)在儲(chǔ)能時(shí)間大于重合閘充電時(shí)間的前提下，應(yīng)考慮將彈簧未儲(chǔ)能接點(diǎn)接入閉鎖重合閘回路。

3.4 加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行人員的技術(shù)和技能培訓(xùn)

①在任何電氣設(shè)備的操作過程中，操作人和監(jiān)護(hù)人應(yīng)時(shí)刻留意設(shè)備狀態(tài)的變化，比如保護(hù)測控裝置指示燈和液晶面板顯示的內(nèi)容。出現(xiàn)異常必須查明原因后再操作，嚴(yán)禁盲目作業(yè)。

②搖小車的動(dòng)作應(yīng)連貫、果斷，不可長時(shí)間在中間位置停留。如確因機(jī)構(gòu)卡澀需退回運(yùn)行位置，應(yīng)確定開關(guān)沒有合閘的風(fēng)險(xiǎn)后再操作。

③加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，使運(yùn)行人員清楚重合閘的動(dòng)作邏輯，在核對(duì)驗(yàn)收定值和控制字的過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并提出問題。

④在保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘或繼保專業(yè)進(jìn)行過跳閘試驗(yàn)后，應(yīng)及時(shí)復(fù)歸保護(hù)裝置后再進(jìn)行后續(xù)操作，以降低位置不對(duì)應(yīng)誤啟動(dòng)重合閘的可能性。

3.5 確保開關(guān)柜機(jī)械防誤的可靠性

在開關(guān)柜維護(hù)檢修作業(yè)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)驗(yàn)證機(jī)械閉鎖的可靠性。當(dāng)小車處于工作位置與試驗(yàn)位置間時(shí)，限位開關(guān)能有效的斷開開關(guān)控制回路，使開關(guān)不能合閘；當(dāng)開關(guān)處于合閘狀態(tài)時(shí)，不能移動(dòng)小車，確?！白詈笠坏婪谰€”的有效性。

3.6 技術(shù)改進(jìn)

在新建和改造變電站設(shè)計(jì)過程中，考慮使保護(hù)裝置的重合閘出口受開關(guān)本體“遠(yuǎn)方/就地”把手閉鎖，以降低人身傷害的風(fēng)險(xiǎn)，并在裝置選型和接線方面考慮控制回路斷線時(shí)對(duì)三相重合閘功能的有效閉鎖。

4 結(jié) 語

本文通過一起事件分析了引起10 kV設(shè)備操作過程中重合閘誤動(dòng)的原因——重合閘充電時(shí)間與控制回路斷線閉鎖重合閘時(shí)間配合不當(dāng)，并從裝置設(shè)計(jì)接線、定值配合、操作方法和人員運(yùn)維技能等方面提出了一些相應(yīng)的改進(jìn)措施，為類似性質(zhì)的保護(hù)裝置運(yùn)維和設(shè)備操作提供了指引。

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