黃家勝　萬世洲

摘要：文章對線路保護現場檢驗中出現的不可克服的問題進行了剖析，并介紹了對其難題攻關的具體實現。通過這次的實踐，自行開發(fā)設計了模擬機構箱，并利用相關備品備件進行了機構箱的制作，滿足了試驗需求，還降低了成本，為單位節(jié)省了經費，并保證了保護裝置可靠的投入運行，確保電網安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞：高壓開關；線路保護；跳閘位置；重合閘；模擬機構箱；保護裝置；保護校驗

中圖分類號：TG241 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）02-0035-03

1 概述

有些微機線路保護裝置，要求帶實際高壓開關才能進行保護校驗和重合閘試驗，保護校驗項目很多，所以保護動作頻繁，若每次保護動作都帶實際高壓開關斷合，對高壓開關有不利影響，會縮短其使用壽命。操作次數對開關的操作機構和導電回路的機械壽命有直接影響。達到一定的操作次數后，必然引起機件的疲勞、變形、斷裂等問題。這就需要開關模擬機構箱代替實際開關來進行保護校驗。線路保護裝置通過TWJ、HWJ勵磁，感受其接點閉合來進行對開入量的識別，從而進行邏輯判別和程序流程，完成保護校驗和重合閘試驗。在此次我單位110kV五條線路微機保護新安裝工作中，由于客觀上的原因，我們沒有訂購廠家提供的開關模擬機構箱來進行保護傳動試驗，所以保護校驗設備并不完整，沒有辦法實現完整的校驗過程。在本文中作者就現場實際出現的問題怎樣得到圓滿的解決作了詳細的闡述。

2 原理簡析

以許繼電氣股份有限公司生產的WXH-811線路保護裝置為例進行分析，WXH-811線路保護裝置是基于32位浮點型DSP為基本的硬件平臺和實時多任務操作系統(tǒng)上的線路保護裝置，適用于110kV輸電線路的保護裝置，該裝置還含有雙母線交流電壓切換回路、適用于斷路器單或雙跳閘線圈的出口操作回路。其配置為：具有三段式相間距離及接地距離保護；具有TV斷線投入的二段過流保護；具有雙回線相繼速動功能；具有不對稱故障相繼速動功能；具有四段式零序方向電流保護，具有三相一次重合閘功能；具有手動同期合閘功能；具有雙母線交流電壓切換回路和斷路器出口操作回路。

在這里我們著重介紹三相一次重合閘，它也是此次我們自行研制模擬箱的直接原因。

本裝置可以實現三相重合閘、停用重合閘兩種方式。

三重方式：任何故障三相跳閘三相重合。

停用方式：重合閘停用，重合回路被放電，不輸出重合閘命令。重合閘不用時，應設置于停用方式。

其中重合閘的充放電：

在重合閘的充放電原理中，本軟件專門設置了一個計數器，模仿自動重合閘中電容器的充放電功能。重合閘的重合功能必須在“充電”完成后才能投入，以避免發(fā)生多次重合閘。滿足如下條件時充電計數器開始計數：斷路器在“合閘”位置，即斷路器跳閘位置繼電器TWJ不動作；重合閘啟動回路不動作；不滿足放電條件，沒有低氣壓閉鎖重合閘和閉鎖重合閘開入；重合閘不在停用位置。

充電時間為15s，充電滿后裝置面板上的“重合允許”信號燈點亮，放電后該燈熄滅。

在如下條件下，充電計數器清零：重合閘方式在停用位置；收到外部閉鎖重合閘信號；重合閘脈沖發(fā)出的同時“放電”；重合閘“充電”未滿時，跳閘位置繼電器TWJ動作或有保護啟動重合閘信號開入，控制回路斷線10s后；TWJ開入20s；位置異常；重合閘啟動前合閘壓力低確認200ms“放電”。

重合閘的啟動：

本裝置設有兩個啟動重合閘的回路：保護啟動和斷路器位置不對應啟動。

保護啟動內部設有跳閘啟動重合閘開入（來自跳閘繼電器），重合閘在這些觸點閉合又返回且無電流時開始計時。

斷路器位置不對應啟動主要用于斷路器偷跳?？紤]到許多新設計的變電站不再使用傳統(tǒng)的6個位置的KK操作把手，因而無法提供反映斷路器在合后位置的觸點，裝置僅利用跳閘位置繼電器觸點啟動重合閘，必須保證手跳時通過閉鎖重合閘開入端子將重合閘回路“放電”。

重合啟動后，在未發(fā)重合令前，程序完成以下功能：不斷檢測有無閉鎖重合閘開入，若有，則充電計數器清零；根據重合閘控制字設置的檢同期和檢無壓等方式，進行電壓檢查，不滿足條件時，重合計數器清零；若重合閘一直未能重合，等待一定延時后整組復歸，此延時為2倍重合閘時間加4s，延時加4s是考慮保護Ⅱ段延時動作，一側Ⅱ段跳閘并有一定裕度。

重合閘的告警回路：重合閘檢查到有跳閘位置開入但仍有電流流過，延時1s告警，報跳位異常；重合閘投檢同期或無壓方式，檢查到抽取電壓低于0.7倍額定電壓而且斷路器在合位，則報抽取電壓斷線。

重合閘邏輯見圖1，從邏輯圖中可以得出重合閘的出口條件：充電完成，重合允許燈亮；TWJ勵磁；保護跳閘啟動重合閘；三相均無流；滿足檢無壓、檢同期和不檢條件。

從上面的原理介紹可以看出實現重合閘的條件很多，若用實際回路進行保護校驗，很多條件很容易就可以滿足，保護和重合閘的配合也比較容易實現，但是實際情況不允許帶高壓開關進行保護校驗，若是人為創(chuàng)造條件實現上述的種種條件和解除相應的閉鎖，并保證時間上的配合，條件越多，保護越可靠，但是就越難實現。我們通過對保護和重合閘原理、動作流程的研究發(fā)現，若使用開關機構模擬箱來代替實際高壓開關，既能滿足保護裝置的要求，可以順利進行保護校驗，又能避免高壓開關的頻繁動作。

圖1 重合閘邏輯框圖

3 自行研制高壓開關模擬機構箱

通過上述WXH-811保護的部分介紹，我們可以看出，沒有開關模擬機構箱對保護校驗來說有些困難，而且不完整。WXH-811保護是我們新安裝的保護，與其他類型的保護裝置有一定的區(qū)別，由于沒有訂購開關模擬機構箱，我們就面臨了沒有合適的試驗裝置的難題，盡管我們想盡了一切辦法，人為地滿足種種條件，但還是無法實現時間上的配合，沒有辦法完整地對保護裝置進行校驗。我們不能實現在單獨試驗保護裝置時操作回路的完整，TWJ、HWJ無法正常勵磁致使重合閘功能無法實現，如果僅僅依靠裝置安裝完畢后帶開關試驗一兩次，我們不能完全保證該裝置在投入運行后重合閘功能的可靠性，而且受工期和費用等各種客觀條件的限制，所以我們自行研制了開關模擬機構箱，幫助我們更好地對保護裝置進行校驗，及時地解決了我們在生產中遇到的問題。

通過分析和認真研究WXH-811保護的技術說明書和相關的技術資料，并在咨詢了有關廠家以后，我們開始著手自行設計和制作開關模擬機構箱。經過反復改進試驗，最終得到如圖2所示的開關模擬機構箱回路圖，并且經過我們反復的實踐，效果很好。

1K、2K——繼電器 HA、TA——按鈕

HD——紅燈 LD——綠燈 R——電阻

TJ——保護跳閘接點 CHJ——重合閘接點

圖2 開關模擬機構箱回路圖

圖2是我們自行設計的模擬機構箱的二次回路圖，通過兩個繼電器（1K合閘、2K跳閘）的配合，利用繼電器的接點模擬開關輔助接點，取1K的一對常開接點1K1、一對常閉接點1K5再串接電阻模擬跳合閘線圈，并利用保護裝置開出的接點，將2K的一對常閉接點2K1串入合閘回路，保證合閘回路正常，并加裝了跳合閘按鈕以及紅綠燈指示，模擬機構箱的實際工作情況。

利用開關模擬箱進行保護校驗情況分析：

（1）首先按下HA按鈕，1K繼電器勵磁，1K1閉合，1K繼電器自保持，接點1K4閉合，接點1K5斷開，則保護裝置內HWJ勵磁，TWJ失磁，接點1K2閉合，紅燈HD亮，接點1K3斷開，綠燈LD滅，開關模擬機構箱指示合閘狀態(tài)；由于TWJ不動作，滿足重合閘充電條件，不滿足放電條件，經15s充電完成后，有重合允許指示。若不使用開關模擬機構箱就無法實現TWJ的正確動作行為。

（2）進行保護傳動，模擬線路故障，保護準確動作，保護裝置開出跳閘接點TJ短時閉合，繼電器2K勵磁，接點2K1斷開，繼電器1K失磁，接點1K4斷開，接點1K5閉合，則保護裝置內HWJ失磁，TWJ勵磁，接點1K2斷開，紅燈HD滅，接點1K3閉合，綠燈LD亮，開關模擬機構箱指示跳閘狀態(tài)。

（3）跳閘接點TJ短時閉合后斷開，繼電器2K失磁，接點2K1閉合。

（4）滿足重合啟動條件和出口條件。延時重合，保護裝置開出重合接點CHJ短時閉合，1K繼電器勵磁，1K1閉合，1K繼電器自保持，接點1K4閉合，接點1K5斷開，則保護裝置內HWJ勵磁，TWJ失磁，接點1K2閉合，紅燈HD亮，接點1K3斷開，綠燈LD滅，開關模擬機構箱指示合閘狀態(tài)，重合成功。

4 結語

線路保護工作是不能有任何粗心大意的，特別是新安裝保護。通過這次的實踐，我們自行開發(fā)設計了模擬機構箱，并利用我們班組的備品備件進行了機構箱的制作，相比較市場上銷售的模擬機構箱，雖然簡陋了一些，但是我們設計和制作的機構箱滿足了我們試驗的需求，并且價格要比市場上的模擬機構箱便宜得多。我們自行制作的模擬機構箱在110kV 5條線路的保護改造中起到了很大的作用，及時地解決了生產中存在的疑難問題，保證了保護裝置可靠的投入運行，確保電網安全穩(wěn)定運行，并為我廠節(jié)省了購買試驗裝置的經費。

參考文獻

[1] 許繼電氣有限公司．WXH-810系列微機保護裝置技術說明書[S]．

作者簡介：黃家勝（1972-），女，四川省電力公司內江東興供電局工程師，研究方向：變電運行管理；萬世洲（1971-），男，四川白馬循環(huán)流化床示范電站有限責任公司技師，研究方向：電氣檢修。

（責任編輯：周加轉）