（国网陕西省电力公司检修公司 陕西渭南 714000）
摘要：330kV变电站作为国家电力系统的核心枢纽，承担着保障变电站的长期、安全、平稳运行的重任，因此，降低其事故发生率对电力系统的稳定运行有重要的现实意义。以某330kV变电站中刀闸接触不良缺陷现象为例，分析了此缺陷对保护装置的正常运行造成的影响。研究发现，在刀闸接触不良时易导致断路器失灵保护和断路器死区保护无法正确动作，且可能存在安全风险。因此，提出了针对此问题的解决措施，以免此类问题再次发生。
关键词：330kV变电站；刀闸接触不良；断路器保护的影响
1、前言
目前，国家电网公司35kV及以上变电站均实现了调控中心集中监控和无人值守，在无人值守变电站运行过程中，当告警信息采集不全或装置无法正确的反映一次设备异常情况时，就会导致异常缺陷发展为事故并造成事故扩大。因此对发生此类缺陷时是否会对站内保护装置的正常运行产生影响进行分析，并针对此类问题给出解决措施。
2、事件概述
2015年11月15日，监控员在对某330kV变电站监控巡视的过程中发现，该变电站3362开关A相遥测值显示为0，B、C两相遥测值正常，该间隔无异常遥信光子动作。经运维人员到站检查发现，变电站综自后台3362开关A相遥测值及3362开关PSL632断路器保护A相采样值为0，330kVⅡ母母差保护中3362开关支路A相采样值也为0，但保护装置并无告警，装置运行正常。在通知检修人员及保护人员到场检查后确定原因为:3362开关Ⅱ母侧33622刀闸A相接触不良，故3362开关A相遥测值及3362开关断路器保护A相采样值都为0。
3、刀闸接触不良对保护装置的影响分析
3.1对断路器失灵保护的影响分析
3.1.1刀闸接触良好时断路器失灵保护动作分析
在3/2接线的变电站中，为了保证在某一开关失灵时能够可靠地切除故障，在断路器保护中配置有断路器失灵保护。图1是典型的330kV变电站中3/2“线线串”接线图，当L1线路上K1点发生故障时，线路保护应当跳开3312、3310两个断路器。如果此时边断路器3312失灵时，3312断路器失灵保护应动作跳开Ⅱ母上连接的所有断路器。如果在Ⅱ母上K2点发生短路故障，母线保护动作跳开连接于母线的所有断路器。假如此时3312断路器失灵，则3312失灵保护应将3310断路器跳开，同时发远方跳闸命令跳开对侧3311断路器，此时故障点才能被隔离。再来看3310断路器失灵保护，当线路L1上K1点发生故障时，若此时3310断路器失灵，则3310断路器失灵保护应动作跳开3311、3312两个断路器，同时发远方跳闸跳开对侧3311、3321断路器，此时故障点将被隔离。
3.1.2刀闸接触不良时断路器失灵保护动作分析
当33122刀闸和33121刀闸A相发生接触不良的缺陷时，3312电流互感器TA1中会间歇流过电流，所以3312断路器保护中A相电流采样值并不能真实反映一次电流情况，当发生故障时保护将不能快速隔离故障点，具体分析如下:
(1)如图1所示，假如此时线路L1上K点发生A相接地故障，线路保护应动作跳开3312断路器3310断路器。若此时3312断路器A相拒动，则需要失灵保护动作去跳开3310断路器并发远方跳闸跳开对侧3311断路器。由于33122刀闸接触不良，此时3312断路器保护中可能没有A相电流的采样值，不满足失灵保护启动条件，所以3312断路器失灵保护无法启动，失灵保护将不能正确动作，故障点不能被及时隔离。
图1， K1、 K2 点发生短路故障示意图
(2)如图1所示，当Ⅱ母上K2点发生短路故障时，Ⅱ母母差保护应动作跳开连接在Ⅱ母上的所以断路器(包括3312断路器)。若此时3312断路器A相拒动，则需要失灵保护动作去跳开3310断路器并发远方跳闸跳开对侧3311断路器。由于33122刀闸接触不良，此时3312断路器保护中可能没有A相电流的采样值，不满足失灵保护启动条件，所以3312断路器失灵保护无法启动，失灵保护将不能正确动作，故障点不能被及时隔离。
3.2对断路器死区保护的影响分析
3.2.1刀闸接触良好时死区保护动作分析
在3/2接线的变电站中，在断路器与电流互感器之间发生短路故障时，往往在保护动作跳开断路器后，故障并未切除。如图2所示，当K3点发生短路故障时，Ⅱ母母差保护动作跳开3312断路器后，故障点并未隔离。当线路K4点发生短路故障时，L2线路保护动作跳开3310断路器后，故障点并未隔离。此时，虽然可以通过断路器失灵保护来切除故障，但断路器失灵保护动作延时较长，所以设置了动作时间比失灵保护更快地死区保护。
图2，K3、K4 点发生短路故障示意图
3.2.2断路器死区保护是否正确动作分析
当33121刀闸和33102刀闸A相发生接触不良的缺陷时，3312电流互感器TA1和3310电流互感器TA2中会间歇流过电流，所以3312断路器保护和3310断路器保护中A相电流采样值并不能真实反映一次电流情况，当发生故障时保护将不能及时隔离故障点，具体分析如下:
(1)如图2所示，假如33121刀闸A相接触不良，当K3点发生A相接地故障时，Ⅱ母母差保护动作跳开连接于Ⅰ母的所有断路器后(包括3312号断路器)，此时故障点并未隔离，需要3312断路器死区保护作跳开相连的3310断路器并发远方跳闸跳开对侧3311断路器。可是由于33121刀闸A相接触不良，所以断路器死区保护可能无法采集到A相电流，不满足死区保护动作条件，所以死区保护无法正确动作，故障点不能被及时隔离。
(2)如图2所示，假如33102刀闸A相合闸不到位，当K4点发生A相接地故障时，L2线路保护动作跳开3310断路器后，此时故障点并未隔离，需要3310断路器死区保护动作跳开3312断路器并发远方跳闸跳开对侧3311、3321断路器。可是由于33102刀闸A相接触不良，此时3312断路器死区保护可能无法采集到A相电流，不满足死区保护动作条件，死区保护不能正确动作，故障点不能被及时隔离。
4、解决措施
根据上述分析可知，当3/2接线中出现刀闸合闸不到位的情况时，此时合闸不到位的支路电流互感器中将不会流过电流，这将导致断路器失灵保护和断路器死区保护无法正确动作。而由于调控中心监控员对遥测值采取定期巡视的方式，所以在发生刀闸合闸不到位的缺陷时，监控员无法及时发现缺陷，进而存在安全风险。为了解决此类问题，本文提出了两个解决措施。
4.1PSL632C断路器保护装置增加低负荷TA断线
判据根据上述分析可知，由于PSL632C保护装置TA不平衡判据为自产零序电流3I0大于零序电流启动定值3I0set，而由于定值整定的零序启动电流值比较大，所以不能反映负荷较小的支路刀闸接触不良的情况。对于此种情况，可以在PSL632C保护装置中增加低负荷CT断线判据，当正常运行时线路负荷较低时，可以投入低负荷TA断线告警控制字，其逻辑如图4所示。
4.2调控中心监控系统增加遥测值归零告警
调控中心D5000监控系统中，只有当遥信变位时告警窗才会有告警信息并伴随语音告警，而按照国家电网调控中心《调控机构设备集中监视管理规定》要求，遥测值只需定期巡视即可。所以当发生刀闸接触不良时，监控员并不能及时发现缺陷。为了解决此问题，可以在调控中心监控系统中增加遥测值归零告警，当开关处于合位而无遥测值时，告警窗能够弹出“XX间隔遥测值归零”告警，并伴随有语音提示。
5、结语
综上所述，变电站是电力系统的主要组成部分，关系着电力系统的安全、稳定运行。本文探讨了一起330kV变电站因发生刀闸接触不良而导致PSL632C断路器保护失灵保护和死区保护无法正确动作的问题，提出了在保护装置中增加“低负荷TA断线判据”和调控中心监控系统增加“遥测值归零告警”的解决措施，使调控中心监控员在线路低负荷运行中可以及时发现刀闸接触不良的缺陷，并及时将事故的范围缩至最小，以防对人身和设备造成危害。
参考文献：
[1] 杨明喜 王岩.刀闸辅助接点接触不良的浅入分析[J].神华科技，2015（06）.
[2] 郑建梓 陈东海.3/2断路器接线的保护死区分析[J].浙江电力，2007，29(3):54-56.
论文作者:李娟, 许小渭
论文发表刊物:《电力设备》2016年第19期
论文发表时间:2016/12/8
标签：断路器论文; 死区论文; 故障论文; 动作论文; 变电站论文; 跳开论文; 发生论文; 《电力设备》2016年第19期论文;