馮偉，陳文，鄒逸云

（泰州供電公司，江蘇泰州225300）

ABB公司的REB103母差保護(hù)因其動(dòng)作速度快、可靠性高，在我國(guó)的電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于使用REB103母差保護(hù)的220kV系統(tǒng)，母聯(lián)和分段開(kāi)關(guān)的合閘回路在通過(guò)測(cè)控裝置后還需接入母差的斷連回路才能最終接至機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的合閘線圈。所以現(xiàn)在的運(yùn)行規(guī)程中都規(guī)定，禁止在開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)合閘操作，除了防止故障時(shí)無(wú)保護(hù)跳閘外，也防止其母差用流變二次電流不接入母差，從而引起母差誤動(dòng)[1]。以江蘇省500kV泰興變?yōu)槔?，?duì)測(cè)控裝置與斷連回路配合時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決方案。

1 防跳回路

開(kāi)關(guān)的防跳功能可以在操作箱或開(kāi)關(guān)的機(jī)構(gòu)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)，用于防止合閘接點(diǎn)黏連或合閘脈沖過(guò)長(zhǎng)造成的多次合于故障。泰興變220kV母聯(lián)和分段使用的是杭州西門子3AQ1EE型開(kāi)關(guān)，其防跳回路在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。

開(kāi)關(guān)控制選擇開(kāi)關(guān)S8正常切至“遠(yuǎn)方”位置，在合閘過(guò)程中，只要合閘脈沖使1SHJ勵(lì)磁后，HBJ便可通過(guò)自身的自保持回路完成整個(gè)合閘過(guò)程。當(dāng)合閘脈沖過(guò)長(zhǎng)或1SHJ的輔助接點(diǎn)黏連時(shí)，開(kāi)關(guān)合閘到位后，S1LA，S1LB，S1LC常開(kāi)接點(diǎn)閉合，K7LA，K7LB，K7LC及K8LB，K8LC繼電器得電自保持，K12LA，K12LB，K12LC繼電器失電，其輔助接點(diǎn)打開(kāi)。當(dāng)開(kāi)關(guān)因故斷開(kāi)后，S1LA，S1LB，S1LC常閉接點(diǎn)閉合，但K7LA，K7LB，K7LC繼電器仍得電，開(kāi)關(guān)合閘回路被斷開(kāi)，從而阻止開(kāi)關(guān)在合閘脈沖展寬時(shí)間內(nèi)再次合閘。從以上的分析可以得出：

（1）K7，K8繼電器在防跳回路中起著關(guān)鍵的作用，如合閘脈沖過(guò)長(zhǎng)或合閘接點(diǎn)黏連，開(kāi)關(guān)第一次合上后，K7，K8繼電器使合閘回路一直處于斷開(kāi)狀態(tài)，從而防止開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后再一次合上。

（2）如果在1SHJ勵(lì)磁后便切斷合閘脈沖，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，由于無(wú)正電源，開(kāi)關(guān)也不會(huì)再次合閘。

（3）值得注意的是，若開(kāi)關(guān)合閘脈沖出現(xiàn)間斷，即在開(kāi)關(guān)分閘時(shí)合閘脈沖斷開(kāi)，而開(kāi)關(guān)分閘后再出現(xiàn)合閘脈沖，由于S1LA，S1LB，S1LC常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，K7，K8繼電器無(wú)法得電，則防跳回路失去作用，開(kāi)關(guān)將再次合上。

圖1 3AQ1EE型開(kāi)關(guān)防跳回路圖

2 斷連回路

ABB母差保護(hù)REB103中存在再連回路、互連回路和斷連回路。再連回路主要是通過(guò)母線閘刀的輔助接點(diǎn)，將相關(guān)線路的電流引入母差保護(hù)并且溝通所在母線的母差出口回路，若開(kāi)關(guān)的2把母線刀閘均在分位，則自動(dòng)將該開(kāi)關(guān)電流互感器（TA）二次回路短路接地。REB103母差保護(hù)的斷連回路如圖2所示。互聯(lián)回路則是反映線路2把母線刀閘均在合位時(shí)保護(hù)的狀況，如熱倒時(shí)，母差保護(hù)會(huì)自動(dòng)將Ⅰ（Ⅲ）母元件TA的二次電流引入Ⅱ（Ⅳ）母差，溝通2條母線的跳閘出口，同時(shí)Ⅰ（Ⅲ）母差動(dòng)退出，由Ⅱ（Ⅳ）母母差保護(hù)Ⅰ－Ⅱ（Ⅲ－Ⅳ）母；同時(shí)接出一付接點(diǎn)（圖2中+U9.131.101）至母聯(lián)開(kāi)關(guān)的斷連回路，使母聯(lián)的母差TA退出母差回路。而斷連回路只用于母聯(lián)和分段開(kāi)關(guān)，當(dāng)母聯(lián)、分段開(kāi)關(guān)通過(guò)測(cè)控裝置遙控合閘時(shí)，保證先將母聯(lián)、分段TA二次接入母差，后合母聯(lián)、分段開(kāi)關(guān)；若任一母線故障，則立刻短接母聯(lián)、分段TA二次，保證母聯(lián)、分段開(kāi)關(guān)與TA間故障或母線故障母聯(lián)、分段開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)能可靠切除故障點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)查閱設(shè)備出廠資料后得知，西門子3AQ1EE型開(kāi)關(guān)完全合閘所需時(shí)間為100ms左右，完全分閘時(shí)間不大于60ms，母差保護(hù)動(dòng)作后展寬100ms返回，REB103斷連回路內(nèi)125繼電器輔助接點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作的時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置為150ms。圖2中的101繼電器和103繼電器為雙位置繼電器，該繼電器有2組線圈，上面1組線圈得電時(shí)，其輔助接點(diǎn)動(dòng)作；下面1組線圈得電時(shí)，其輔助接點(diǎn)復(fù)歸。

當(dāng)測(cè)控裝置給出“CLOSE CB ORDER”，即遙控合閘令時(shí)，回路接通，101繼電器帶電，其輔助接點(diǎn)閉合，將母聯(lián)TA二次電流接入母差。由于此時(shí)開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)BC:①在合位，125繼電器和113繼電器都將得電勵(lì)磁。113繼電器輔助接點(diǎn)動(dòng)作后一方面斷開(kāi)母聯(lián)TA二次電流短接回路，另一方面將合閘脈沖送入機(jī)構(gòu)箱內(nèi)啟動(dòng)1SHJ繼電器，進(jìn)行合閘操作，保證了母聯(lián)TA二次電流在母聯(lián)開(kāi)關(guān)主觸點(diǎn)閉合前接入母差。100ms后開(kāi)關(guān)合閘完成，開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)BC:①打開(kāi)，由于125繼電器輔助接點(diǎn)設(shè)置的延時(shí)為150ms，其輔助接點(diǎn)不會(huì)動(dòng)作。此時(shí)若合閘脈沖依然存在，則機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器K7，K8動(dòng)作，直至合閘脈沖消失。

圖2 REB103斷連回路圖

當(dāng)母線發(fā)生故障，母差保護(hù)動(dòng)作時(shí)，會(huì)同時(shí)接通3個(gè)回路，如圖3所示，分別為：“BC1-TC1+”至“BC1-TC1”之間的回路，“BC1-TC2+”至“BC1-TC2”之間的回路和“BC1 CTD”回路。這3個(gè)回路得電后，分別至圖2中相應(yīng)位置：前2路至機(jī)構(gòu)箱內(nèi)1TJR和2TJR啟動(dòng)跳閘回路，跳開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)；另1路使325繼電器得電，輔助接點(diǎn)325:②和325:③打開(kāi)，斷開(kāi)合閘脈沖輸入回路，從而確保在保護(hù)動(dòng)作過(guò)程中開(kāi)關(guān)無(wú)法進(jìn)行合閘操作；輔助接點(diǎn)325:①也同時(shí)閉合，將正電源“BC+”引入125繼電器使其得電勵(lì)磁。

60ms后開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，其輔助接點(diǎn)閉合，正電源“BC1+”也經(jīng)開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)BC:①引至125繼電器，再經(jīng)過(guò)40ms，母差保護(hù)返回，325繼電器失電，輔助接點(diǎn)325:②和325:③閉合，合閘脈沖輸入回路再次導(dǎo)通；同時(shí)輔助接點(diǎn)325:①打開(kāi)，125繼電器正電源“BC+”失去，但由于正電源“BC1+”仍可通過(guò)開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)引入，125繼電器繼續(xù)得電。50ms延時(shí)后，125繼電器輔助接點(diǎn)125:②閉合，再次斷開(kāi)合閘脈沖輸入回路；輔助接點(diǎn)125:①也同時(shí)閉合，113繼電器和101繼電器依次得電翻轉(zhuǎn)，他們的輔助接點(diǎn)動(dòng)作后保證將母聯(lián)TA二次電流先短接后開(kāi)出母差，125繼電器正電源“BC1+”輸入回路也被斷開(kāi)，使125繼電器失電返回。

圖3 REB103跳閘出口回路圖

3 測(cè)控裝置與REB103配合中的問(wèn)題

以上的分析基于這樣一個(gè)假設(shè)：故障發(fā)生在合閘脈沖消失之后。但實(shí)際情況中故障可能發(fā)生在合閘脈沖展寬時(shí)間內(nèi)的。

本所使用的測(cè)控裝置為上?；莅补镜腄25，由于無(wú)法在裝置本身查出合閘脈沖的展寬，經(jīng)詢問(wèn)廠家后得知本所母聯(lián)及分段開(kāi)關(guān)的合閘脈沖展寬設(shè)置的時(shí)間為2s，也就是說(shuō)在開(kāi)關(guān)合閘過(guò)程中“CLOSE CB ORDER”保持的時(shí)間為2s。在合閘脈沖展寬時(shí)間內(nèi)故障發(fā)生時(shí)母差斷連回路內(nèi)繼電器及開(kāi)關(guān)相應(yīng)的動(dòng)作時(shí)序，如圖4所示。

圖4 動(dòng)作時(shí)序圖

圖4中動(dòng)作時(shí)序Ⅰ～Ⅷ的含義：

Ⅰ為給出合閘令。

Ⅰ—Ⅱ?yàn)?01，125，113繼電器依次分別得電，母差保護(hù)用流變二次電流先接入后拆除短接，并將合閘脈沖送入機(jī)構(gòu)箱。

Ⅱ?yàn)殚_(kāi)關(guān)合閘到位。

Ⅱ—Ⅲ為開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)BC:①打開(kāi)，125繼電器失電，由于合閘脈沖的仍然存在，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)1SHJ繼續(xù)得電，防跳繼電器K7，K8動(dòng)作，斷開(kāi)合閘回路；開(kāi)關(guān)合上后可能會(huì)直接合于故障或者在合閘后時(shí)間t（0＜t≤1650ms）內(nèi)剛好發(fā)生故障。

Ⅲ為母差保護(hù)動(dòng)作（脈沖展寬100ms）。

Ⅲ—Ⅳ為跳閘脈沖送入機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，1TJR，2TJR得電，同時(shí)325繼電器得電，其常開(kāi)輔助接點(diǎn)325:①閉合，正電源“BC+”引入，125繼電器得電勵(lì)磁；常閉輔助接點(diǎn)325:②和325:③打開(kāi)，斷開(kāi)送入機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的合閘脈沖，防跳繼電器K7，K8失電。

Ⅳ為開(kāi)關(guān)完全分閘到位，故障切除。

Ⅳ—Ⅴ為開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)BC:①閉合，“BC1+”正電源也經(jīng)開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)引至125繼電器。

Ⅴ為母差保護(hù)返回。

Ⅴ—Ⅵ為325繼電器失電，常開(kāi)輔助接點(diǎn)325:①打開(kāi)，125繼電器正電源“BC+”失去，但由于正電源“BC1+”仍可通過(guò)開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)BC:①引入，125繼電器繼續(xù)得電；常閉輔助接點(diǎn)325:②和325:③閉合，合閘脈沖再次送入機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，在125繼電器輔助接點(diǎn)動(dòng)作前，該次合閘脈沖送入機(jī)構(gòu)箱的時(shí)間可以維持50ms左右，而此時(shí)由于機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器已經(jīng)失電，防跳回路不會(huì)再起作用，合閘回路導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)將再次合閘。

Ⅵ為125繼電器輔助接點(diǎn)動(dòng)作。

Ⅵ—Ⅶ為常開(kāi)輔助接點(diǎn)125:②閉合后，合閘正電源被引至125繼電器，使其得以自保持并斷開(kāi)合閘脈沖；輔助接點(diǎn)125:①閉合后，113，101繼電器得電翻轉(zhuǎn)，將母差保護(hù)用流變二次電流先短接后開(kāi)出，同時(shí)125繼電器正電源“BC1+”輸入回路也被斷開(kāi)，但這并不影響125繼電器繼續(xù)得電（自保持），直至合閘脈沖徹底消失。

Ⅶ為開(kāi)關(guān)再次合閘到位。

Ⅶ—Ⅷ為125繼電器保持得電，開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)BC:①打開(kāi)，雖然一次開(kāi)關(guān)已經(jīng)合閘到位，但其母差用二次電流并沒(méi)有接入，此時(shí)若故障仍存在，對(duì)于母差來(lái)說(shuō)二次上必定存在差流，母差將再次動(dòng)作跳開(kāi)另一條母線上所有開(kāi)關(guān)；若故障已經(jīng)消失，由于在第一次母差動(dòng)作時(shí)已經(jīng)將故障母線上所有的開(kāi)關(guān)均跳開(kāi)了，母聯(lián)開(kāi)關(guān)再次合上只相當(dāng)于對(duì)母線充電，而此差流可能并不會(huì)達(dá)到母差動(dòng)作的門檻值，開(kāi)關(guān)也就可能不會(huì)再次跳開(kāi)。

Ⅷ為合閘脈沖“CLOSE CB ORDER”消失，125繼電器失電返回。

由以上分析看出，若故障發(fā)生在合閘脈沖展寬時(shí)間內(nèi)，有可能會(huì)導(dǎo)致母聯(lián)或分段開(kāi)關(guān)在跳開(kāi)后再次合閘，若故障仍存在，開(kāi)關(guān)會(huì)再次跳開(kāi)；若故障已消失，開(kāi)關(guān)可能不會(huì)再分開(kāi)，但其二次電流并不會(huì)接入母差，這時(shí)只有手動(dòng)分閘才能讓一、二次恢復(fù)正確狀態(tài)。

4 原因分析及解決方案

在合閘脈沖展寬的范圍內(nèi)發(fā)生故障，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳回路本應(yīng)動(dòng)作，阻止開(kāi)關(guān)在跳開(kāi)后再次合于故障。但在本例中由于REB103內(nèi)斷連回路的參與使得送入機(jī)構(gòu)箱的合閘脈沖在保護(hù)動(dòng)作后斷開(kāi)，而在開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后又再次送入。雖然測(cè)控裝置只發(fā)了一個(gè)合閘脈沖，但防跳回路卻認(rèn)為中斷后送入的脈沖為另一個(gè)合閘令，故防跳回路不會(huì)起作用，造成開(kāi)關(guān)再次合上。因此，在保證開(kāi)關(guān)可以完全合上的基礎(chǔ)上，如果送入機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的合閘令只有一次，即可阻止開(kāi)關(guān)再次合上。根據(jù)以上分析提出幾種解決方案。

（1）縮短合閘脈沖的展寬時(shí)間。考慮到開(kāi)關(guān)合閘時(shí)可能直接合于故障，母差保護(hù)動(dòng)作后100ms返回，若將合閘脈沖縮短至100ms以內(nèi)，在開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，斷開(kāi)合閘回路正電源，即可防止開(kāi)關(guān)再次合閘。

（2）適當(dāng)延長(zhǎng)母差保護(hù)動(dòng)作脈沖展寬時(shí)間，即延遲325繼電器勵(lì)磁時(shí)間。由于325繼電器失電時(shí)間早于125繼電器延時(shí)接點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間50ms，若將母差保護(hù)動(dòng)作返回時(shí)間設(shè)置為大于150ms，則在常開(kāi)輔助接點(diǎn)125:②閉合前，常閉輔助接點(diǎn)325:②和325:③一直處于打開(kāi)位置，開(kāi)關(guān)分閘后，無(wú)合閘脈沖送入機(jī)構(gòu)箱，這同樣可阻止開(kāi)關(guān)再次合上。

（3）縮短125繼電器的延時(shí)接點(diǎn)125:②動(dòng)作時(shí)間。如果將常開(kāi)接點(diǎn)125:②動(dòng)作時(shí)間縮短至100ms以內(nèi)，則在325繼電器失電前合閘脈沖已被斷開(kāi)并被引至125繼電器，125繼電器得電自保持，合閘脈沖不會(huì)再送入機(jī)構(gòu)箱，直至“CLOSE CB ORDER”的消失。

（4）將325繼電器2個(gè)常閉接點(diǎn)325:②和325:③短接，即將圖2中A，B的2點(diǎn)短接。雖然在開(kāi)關(guān)分閘后至125:②輔助接點(diǎn)動(dòng)作前，有大約90ms的時(shí)間合閘脈沖送入機(jī)構(gòu)箱，但由于合閘脈沖一直沒(méi)有中斷過(guò)，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器K7，K8得電，開(kāi)關(guān)不會(huì)再次合上。

5 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)測(cè)控裝置通過(guò)REB103母差保護(hù)的斷連回路對(duì)母聯(lián)及分段開(kāi)關(guān)進(jìn)行合閘操作時(shí)，若在合閘展寬時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障母差保護(hù)動(dòng)作，則有可能導(dǎo)致開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的防跳回路不起作用，使開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后再次合于故障，為電網(wǎng)安全留下了隱患。

在本文提出的解決方案中，第1方案和第4方案實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，未改變保護(hù)設(shè)計(jì)思想，也不會(huì)對(duì)設(shè)備帶來(lái)其他副作用，應(yīng)該是解決該問(wèn)題的可行措施。

需要說(shuō)明的是，本文討論的問(wèn)題僅在母差保護(hù)動(dòng)作時(shí)出現(xiàn)，如果在合閘脈沖展寬時(shí)間內(nèi)，由于接點(diǎn)黏連或其他非保護(hù)動(dòng)作的原因?qū)е麻_(kāi)關(guān)跳開(kāi)，則325繼電器不會(huì)得電，合閘脈沖將送人機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，直到125繼電器延時(shí)接點(diǎn)動(dòng)作后，其本身的自保持回路才將合閘脈沖斷開(kāi)并一直保持至合閘脈沖消失。因此，在這種情況下，送入機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的合閘令只有一次，不會(huì)造成開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后再次合上現(xiàn)象的出現(xiàn)。

[1] 華東電網(wǎng)有限公司培訓(xùn)中心，華東電力調(diào)度交易中心.500kV變電站值班人員技能培訓(xùn)教材[S].2006.