摘要：针对电力线路发生瞬时故障概率高的特点，电网普遍采用线路故障跳闸后进行一次重合闸的方式来恢复其正常供电，从而提高供电可靠性。尽管线路自动重合闸装置已广泛使用，但在实际设备安装、运行和维护中，仍会出现一些异常，造成误动、拒动及其他不正常情况。尤其是在目前智能变电站推广的形势下，部分新型保护装置陆续投入运行，有些新装置独特的设计和技术细节会给安装调试和运维检修增加难度，本文解析一起新保护装置重合闸无法启动的案例。
关键词:自动装置；重合闸；故障诊断
1重合闸整定信息
某变电站 10 k V 普通架空线路保护装置型号为 LCS–5511，该型装置在该地区电网第一次投用。保护装置投入三段式过流保护及后加速过流保护，投一次重合闸，重合闸充电时间 10 s，一次重合闸时间 1 s，重合检同期及检无压方式均未投。该线路保护已进行投产前试验。
2试验过程
2.1 重合闸启动方式
2.1.1 位置不对应启动方式
跳闸位置继电器动作（TWJ = 1），证明断路器处于断开状态。但同时控制开关在合闸后，说明断路器是处于合闸状态的。这两个位置不对应，启动重合闸的方式称作位置不对应启动方式。用不对应方式启动重合闸后既可在线路上发生短路时保护将断路器跳开后启动重合闸，也可以在断路器“偷跳”以后启动重合闸。所谓断路器“偷跳”是指系统中没有发生过短路，也不是手动跳闸，而由于某种原因，例如工作人员不小心误碰了断路器的操动机构，保护装置的出口继电器接点由于撞击振动而闭合，断路器的操作机构失灵等原因造成的断路器跳闸。发生这种“偷跳”时保护没有发出跳闸命令，如果不加不对应启动方式就无法用重合闸来进行补救。
2.1.2 保护启动方式
绝大多数的情况都是先由保护动作发出过跳闸命令后才需要重合闸发合闸命令的，因此重合闸可由保护来启动。当本保护装置发出单相跳闸命令且检查到该相线路无电流（一般称作单跳固定继电器 TGa 动作），或本保护装置发出三相跳闸命令且三相线路无电流（一般称作三跳固定继电器 TGabc 动作）时启动重合闸，这是本保护启动重合闸的方式之一。该装置说明书中表明该重合闸启动方式有两种，保护启动和断路器不对应启动，且分别进行试验验证。
2.2 保护启动重合闸试验过程
手动合闸后待装置重合闸充电灯亮，模拟瞬时三相短路故障，保护装置动作跳闸后远超过1 s 延时后迟迟未见重合闸动作。查看装置事件记录信息，过流保护动作过程完全正确，重合闸在开关跳开后放电。试验时测试仪加量等操作均标准化，可完全排除人为因素。再次手合待装置重合闸充电后，再模拟瞬时两相相间短路故障，装置动作跳闸后仍无法重合闸。试验方法及各细节均正确，多次重复试验结果均相同。
2.3不对应启动重合闸试验过程
线路保护的控制回路原理如图 1 所示。通过五防闭锁及控制 KK 手动合闸后待装置重合闸充电灯亮，根据控制回路原理图，用回路 101 的正电源直接短接开关机构前跳闸回路 137 令开关跳开，此时 HHJ = 1，而 TWJ = 0，模拟开关偷跳。远超重合闸延时 1 s 后迟迟未见保护重合闸动作。查看装置事件记录有开关变位及重合闸放电信息。多次重复该试验，仍不能重合成功。
2.4 装置开入量再检查
上述不能重合的现象确实令人费解，再次检查分析试验过程中装置开入量。检查装置开关量输入菜单，发现有名称为“检同期”的开入。试验过程中，是否因该开入量变位导致重合不成功。仔细核查说明书及原理图，核实该开入量仅仅为一普通信号的开入，实际回路接入为弹簧未储能信号，装置内部界面上显示为“检同期”，这是该装置细节上不够完善之处。
3 保护重合闸启动逻辑
该装置说明书中重合闸启动逻辑如图 2 所示，图中保护启动重合闸逻辑并不特殊，在保护启动同时判线路无流，试验时在保护动作跳闸后立即切去所加电流量，试验方法并无明显差错，但重合不成功。尤其该图中不对应启动重合闸逻辑非常简单明晰，但按此逻辑多次严谨仔细试验重合无法成功，故推断保护装置存在原理缺陷或该逻辑图存在错误（逻辑图未正确反映保护装置真实设计原理）。
4重合闸无法启动的原因
在多方面查找均未发现问题原因的情况下，图 2 中的无流判据 Imax<In/16 及 3I0<In/16 引起检修人员的重视，该判据不仅判别三相无流而且判别零序电流，须要明确三相电流及零序电流的 In分别以哪个参数为基准，调度部门所给定值单中只写明保护电流互感器变比为 800/5，零序电流互感器变比没有体现。查看保护装置菜单中“参数”中的保护电流互感器及测量电流互感器二次值均已设为 5 A，但零序电流互感器二次值默认为 1 A，这意味着无流判据中的 In/16 = 0.0625 A。装置的零序电流的零漂值有可能大于 0.0625 A，那么图 2 中的保护启动重合闸无流判据无法满足，重合闸就无法成功。
5问题的解决
查看该站投产试验报告，其中未提及零序电流互感器变比。之后查看设计图，零序电流互感器变比确实为100/5，将装置“参数”中零序电流互感器一次值及二次值对应设好。再做保护启动重合闸试验，结果重合成功。此时再按前文提及的方法进行不对应启动重合闸试
验，重合也成功。前文推测图 2 存在错误也应属实，不对应启动重合闸也须判线路无流。
联系厂方研发人员告知问题现象及错误所在，让其认真进行严格测试并将相关错误之处进行修正。厂方测试改正后的重合闸启动逻辑如图 3 所示。在不对应启动重合闸方式中，“跳闸位置继电器动作 TWJ = 1”的条件中可加入检查线路无电流的条件以进一步确认断路器现处于断开状态，提高可靠性，防止由于 TWJ 继电器异常、接点粘连等使重合闸一直处于启动状态。但该案例中此判据在装置存在零漂及参数不合适的情况下也导致重合不成功。从电力系统运行原理来看，该装置的重合启动逻辑中，无流判据考虑零序电流意义不大。因为在
10 k V 小电流接地系统中，单相接地故障会出现容性零序电流，但尚能够运行1 ～ 2 h，开关不会跳开。其他情况下，10 k V 线路均为三
相重合闸，零序电流不轻易出现。
国内主流中低压线路保护产品，其设备参数的零序流互感器变比仅与保护装置显示一次值及远传遥测量相关，不影响重合闸功能和逻辑。该产品实属特例，应当引起足够重视，以避免隐患。
6结束语
案例中的问题现象及处理过程，可供从业人员参考借鉴。此案例中暴露出一些问题，当引起足够重视，该站在建设完成后，当时不需要马上投产的线路未曾完整调试，未用调试定值进行重合闸试验。在变电站建设完工后对所有设备的验收不够仔细，未能对此次试验的线路进行重合闸验收。保护新装置未经严格出厂测试，包括说明书在内均未检查核实就匆忙投入电网运行。调度部门所出整定单应尽量规范化，装置重要参数应明确纳入书面定值单之中。
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论文作者: 李璐、李霄、何钦
论文发表刊物:《科技中国》2018年1期
论文发表时间:2018/7/18
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