摘要：对一起线路故障联动串补后出现“紧急合闸”动作异常进行分析。对出现“紧急合闸”的原因进行分析，根据国内外串补控制保护厂家参数设置及现场试验结果，提出“紧急合闸”开入防抖时间设置建议，为串补控制保护开入防抖设置标准提供现场分析依据。
关键词：串补控制保护；紧急合闸；防抖
1 故障简况
500kV砚山串补为固定串联补偿装置，含两套独立的固定串补装置。目前两套串补装置串联后接入500kV砚崇甲线，分别为串补Ⅰ分段、Ⅱ分段。
故障前500kV砚崇甲线在运行状态，500kV砚崇甲线串补Ⅰ分段在接地状态，串补Ⅱ分段在旁路状态。2012年04月24日21点35分投入500kV砚崇甲线串补Ⅱ分段，500kV砚崇甲线串补Ⅱ分段旁路开关三相分闸，500kV砚崇甲线串补Ⅱ分段投入运行且串补重投功能投入，接着500kV砚崇甲线发生A相发生瞬时接地短路故障，500kV砚崇甲线的线路保护正确动作，线路重合成功。500kV砚崇甲线串补Ⅱ分段控制保护系统两套保护收到“线路联动串补”信号后闭合500kV砚崇甲线串补Ⅱ分段旁路开关A相，500kV砚崇甲线串补Ⅱ分段“串补重投”未动作，500kV砚崇甲线串补Ⅱ分段“开关三相不一致”动作，500kV砚崇甲线串补Ⅱ分段旁路开关三相合闸动作。
2故障分析
针对500kV砚崇甲线串补Ⅱ分段保护动作出现“开关紧急合闸启动动作”，结合保护动作波形、保护动作逻辑及现场测试对保护动作行为进行逐一分析。
2.1 保护动作行为分析
（1）500kV砚崇甲线A相短路前动作分析
串补投入运行（即旁路开关三相分闸）后出现串补控制保护A套 “开关紧急合闸启动动作”。根据装置设计原理，“开关紧急合闸启动动作”闭锁了串补重投功能（紧急合闸闭锁功能归属于平台保护单元[1]）。但是现场未使用开关紧急合闸按钮，而且旁路开关也未出现紧急合闸。因此，串补投入运行后出现“开关紧急合闸启动动作”与实际不符。
（2）500kV砚崇甲线A相短路后动作分析
500kV砚崇甲线线路发生A相短路故障后，500kV砚崇甲线的线路保护装置动作，同时向500kV砚崇甲线Ⅱ分段串补控制保护发出A相联动串补命令，500kV砚崇甲线Ⅱ分段串补保护装置收到该命令后，500kV砚崇甲线Ⅱ分段串补A相动作，闭合500kV砚崇甲线Ⅱ分段串补A相旁路开关，500kV砚崇甲线Ⅱ分段串补暂时闭锁，600ms后上报“MOV保护解除暂时闭锁动作”（线路联动串补功能归属于MOV保护单元[1]）但由于“开关紧急合闸启动动作”引起的闭锁串补功能未接触，因此，500kV砚崇甲线Ⅱ分段串补控制保护未发出“串补重投”命令。因串补A相旁路开关未重投而一直处于合闸状态，其他两相一直处于分闸，经2S（三相不一致保护延长定值）旁路开关三相不一致保护动作。结合逻辑设计原理，500kV砚崇甲线A相短路后串补的动作行为正确。
综上分析，造成本次串补正确动作的原因是A套系统出现了“开关紧急合闸启动动作。
2.2 “开关紧急合闸启动动作”分析
2.2.1 软硬件测试
串补投入运行（即旁路开关三相分闸）后出现串补控制保护A套 “开关紧急合闸启动动作”，同时由于保护软件对各种开入信号状态的处理机制通过相同的代码实现，而其他开入信号并未发生异常上报，同时经厂家进行模拟仿真反复测试及论证，排除了“开关紧急合闸启动动作”上报是装置软件逻辑上的可能性。同时对A套系统硬件进行检测，检测合格，排查硬件因素。
2.2.2 紧急合闸按钮接接点测试
对现场对开关分合闸回路及开关分合位辅助接点进行绝缘、震动测试、外观检查，光隔端子检测，防抖精度检测，结果合格，排除接点自身原因。
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2.2.3紧急合闸按钮回路抗干扰测试
（1）现场“紧急合闸”开入在仅线路带电下的抗干扰测试
根据10次的测试结果显示，分闸时产出的较明显的干扰波持续5ms左右，峰值约12V，合闸时产出的较明显的干扰波持续2ms左右，峰值达约6V，波形均属于高频波。在甩开开关操作箱与开关本体电缆后，单独用模拟器进行“开关操作箱”分合监测“紧急合闸”开入DI板前的二次回路，并进行干扰测试。根据10次结果显示，开关分合闸前后，“紧急合闸”开入DI板前的二次回路均未出现明显干扰波。
对比开关操作箱与开关本体电缆是否甩开的两组测试结果可以判定，“紧急合闸”开入在开关分合中确实受到了电磁干扰。
（2）现场线路及串补带电下的抗干扰测试
根据2009年砚山串补站投产调试过程中的电磁干扰测试报告，对断路器和隔离开关操作大小不等的189个各种共模骚扰波形进行分析，其中对于电缆备用芯线的测试旁路开关合闸干扰振荡波幅值为20V（振荡波峰－峰值40V），对于电缆备用芯线的测试旁路开关分闸干扰振荡波幅值为40.6V（振荡波峰－峰值68V）。[3]
波形相似，进一步证明了干扰的存在，同时，根据开关分合对变电站、串补站的干扰研究显示，伴随着开关两端电压的提高和行程的加大，开关操作产生电磁骚扰的强度和持续时间也在增加，骚扰脉冲的重复周期也会随之加大[3-5]。因此，在线路带负荷的情况下，串补开关分闸电磁干扰的强度更大。同时根据文[6]曾提到国际大电网会议WG36.04工作组提出的变电站电磁兼容专题报告指出，二次回路导体中的共模骚扰电流峰值为0.5A至10A，开关分合导致的干扰可以让光隔端子中的光耦导通，同时厂家紧急合闸开入防抖设置3ms，根据厂家串补控制保护软件内部软件采样频率计算（一个周波采256个点），3ms内平均采样3.8个点，每个采样点间隔约790s，而干扰波的脉冲重复周期为46s-360s，理论上在防抖时间3ms内，存在装置实际采样时刻与干扰波峰时刻重叠的可能。
2.3.4 结论
因此，根据上述数据机测试结果显示，紧急合闸按钮的4对接点串补投入投入过程中受到电磁干扰，其中接至A套控制保护系统DI机箱的紧急合闸按钮接点闭合，同时因为紧急合闸开入防抖时间设置为3ms，时间过短，造成控保系统判别为有效并永久闭锁串补重投功能。
3改进建议
3.1串补厂家在设计要考虑二次的回路的屏蔽技术，防止串补投切产生瞬间过电压（浪涌电压）和高频震荡电流并通过电磁感应、静电感应或公共回路的耦合在二次系统形成干扰。
3.2对于串补控制保护系统装置应通过滤波及设置合适的防抖延长时间，减少对电磁干扰对采样、开入的影响，同时考虑交流串入直流的影响，防抖时间应设置在10-30ms之间。
3.3设备验收时，验收人员应根据现场时间情况对二次回路的抗干扰水平进行验收，严把质量验收关。
3.4现场维护过程中应注意每次线路故障导致线路投切后串补控制系统的采样及开入量进行检查，定期结合串补停电对二次回路的抗干扰能力及采取的措施进行检验。
参考文献
[1]固定串补装置（FSC）控制保护系统说明书［S］．北京：中电普瑞科技有限公司
[2]田方.继电保护合自动装置的干扰问题[J]. 西北水电，2008，05：47-50.
[3]李小建，钟尧，霍宏，刘涛，聂鼎.500kV串补站开关操作电磁骚扰测试与分析[A].2009年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C].2009
[4]马其燕.特高压串补装置开关操作引起的电磁瞬态过程研究.华北电力大学工学博士学位论文,北京:华北电力大学电气与电子工程学院,2013
[5]张卫东.变电站开关操作瞬时电磁干扰问题的研究.华北电力大学工学博士学位论文,北京:华北电力大学电力工程系,2013
[6]崔翔. 2002年国际大电网会议系列报道－电力系统电磁兼容研究进展[J]电力系统自动化，2003，27（4）：1－5.
论文作者:梁兴海,韦举仁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/9
标签：动作论文; 紧急论文; 旁路论文; 干扰论文; 测试论文; 回路论文; 线路论文; 《电力设备》2018年第24期论文;