王宇

（國網福州供電公司 福建省福州 350000）

關于FTU二次重合閘聯調遇到的問題及解決措施

王宇

（國網福州供電公司 福建省福州 350000）

二次重合閘能有效縮短瞬時性故障引起的停電時間、保障供電連續(xù)性和可靠性。詳細介紹了二次重合閘邏輯的實現方案，對FTU和ZW32斷路器進行了聯調。對聯調過程中遇到的一些常見問題進行了分析，并提出相應的解決方案。

饋線自動化測控終端；二次重合閘；ZW32斷路器

1 引言

由于配電網中的大多數故障都是瞬時性的，故障點經去游離后電弧熄滅，絕緣可以能自動恢復，故障隨即自動消除。重合閘的核心任務是迅速恢復由于瞬時性故障而造成的短路跳閘現象，不但能提高供電安全性和可靠性，還可提高環(huán)網并列運行的穩(wěn)定性、增大線路容量及糾正保護動作引起的誤跳閘。但據電力部門統計，我國配電網中的重合閘成功率較低。隨著用戶對用電可靠性要求的逐步提高，傳統的一次重合閘方案難以滿足重要用戶的需求，必須采用二次或多次重合閘來縮短停電時間。

ZW32型戶外柱上高壓真空斷路器（以下簡稱ZW32斷路器）的最大分、合閘時間只有數十毫秒，滿足了繼電保護的實時性需求，主要用于開斷、關合配電網中的負荷電流、過載電流和短路電流，在變電站、工礦企業(yè)及農村配電系統中尤為常見。FTU憑借體積小、可靠性高、能快速實現故障定位及恢復非故障區(qū)域供電等優(yōu)點，已在配電網中得到了廣泛的應用。由于采用高速DSP處理器，能實時監(jiān)控線路運行狀態(tài)并實現三遙功能。

本文對FTU裝置與ZW32斷路器進行了安裝前的聯調。由于二次重合閘邏輯較為復雜且對電網的影響較大，因此重點進行了調試。在對FTU二次重合閘邏輯調試過程中，經常會遇到一些問題，本文就某幾個經常遇到的問題進行逐步分析并提出解決方案。首先根據FTU技術說明詳細介紹二次重合閘邏輯的實現方案。

2 FTU二次重合閘實現方案

二次重合閘實現方案如圖1～3所示。圖1表示二次重合成功，圖2表示一次重合成功，圖3表示二次重合不成功。圖中，低電平表示柱上開關分閘，高電平表示柱上開關合閘，tCD為充電時間，tCH1為第一次重合閘延時，tBS為二次重合閘閉鎖延時，tCH2為第二次重合閘延時。所有延時參數均可根據需要進行配置。t1為從第一次重合閘成功后開始的二次故障發(fā)生時刻。

圖1 二次重合成功圖

二次重合閘包含如下過程：

（1）線路上電后，重合閘邏輯開始充電，充電完成后等待故障發(fā)生，若充電時間內檢測到故障則不進行重合閘。

（2）FTU檢測到線路故障且滿足事先設定的故障延時之后，判斷為故障發(fā)生并開始第一次重合閘計時。一次重合閘時間到后，控制ZW32斷路器合閘。

圖2 一次重合成功圖

圖3 二次重合不成功圖

（3）第一次重合閘成功后，二次重合閘開始閉鎖延時。假如二次故障發(fā)生時刻t1小于二次重合閘閉鎖時間tBS，則立即向后加速邏輯發(fā)信并閉鎖二次重合閘，并判斷為永久性故障且只有主站才能復歸，如圖3所示；假如tBS＜t1＜tCD，則向后加速邏輯發(fā)信并開始第二次重合閘延時，延時時間到后進行第二次重合閘，并判斷為瞬時性故障，如圖1所示；假如在充電時間tCD內一直未檢測到故障，則重合閘成功并判斷為瞬時性故障，二次重合閘邏輯結束，如圖2所示。

3 FTU與ZW32開關聯調的等效電路

在設備安裝前的調試過程中，通常用繼保儀直接向ZW32斷路器三個進線端施加電流，三相電流經CT后接入FTU的IA、IB、IC和IN端。ZW32斷路器分合閘過程實質上是由FTU直連的繼電器控制的，只是斷路器位置狀態(tài)變化與繼電器在時間上相比可能存在幾十毫秒乃至幾秒的滯后。實時反映ZW32開關狀態(tài)的輔助觸點接到FTU的相應遙信端口。因此，為直觀表示測試過程，FTU和ZW32斷路器聯調時可等效為如圖4所示的等效測試電路。圖4中，繼保儀用以手動模擬線路正常電流和故障電流。繼電器直接等效斷路器的狀態(tài)，其常開與常閉觸點分別與FTU的YX1和YX2端口連接，ZW32斷路器輸出端線路正常上電時上報合閘遙信（YX1-合、YX2-分），停電時上報分閘遙信（YX1-分、YX2-合）。FTU的YK1+和YK2+端口在需要控制斷路器分合閘時將輸出脈沖電平。

圖4 等效測試電路圖

ZW32斷路器動作邏輯如下：

首先用繼保儀給ZW32開關施加正常的三相電流，FTU檢測到電流并換算為實際電流后開始進行重合閘充電延時，并由YK1+和YKCOM輸出脈沖電平，繼電器K1和K2線圈得電后，K1常閉觸點斷開、常開觸點閉合，上報合閘遙信（YX1-合，YX2-分）；K2常開觸點閉合，至此電源VCC與GND在K1、K2線圈、K3常閉觸點與K2常開觸點之間形成回路并閉鎖，保持K1和K2線圈一直有電。等待重合閘邏輯充電完成后，用繼保儀給ZW32開關施加大電流（必須大于過流設定值），FTU檢測到過流后由YK2+和YKCOM輸出脈沖電平并開始一次重合閘延時，繼電器K3線圈得電，K3常閉觸點斷開，進而K1和K2線圈失電，相應常閉觸點閉合、常開觸點斷開，上報分閘遙信（YX1-分、YX2-合）。一次重合閘延時到后，由YK2+和YKCOM輸出脈沖電平，執(zhí)行合閘操作，合閘后開始二次重合閘閉鎖延時，上報合閘遙信。假如用繼保儀在二次重合閘閉鎖時間內施加過流，FTU檢測到過流后控制繼電器K1分閘，閉鎖二次重合閘；假如用繼保儀在二次重合閘閉鎖時間外且充電時間內施加過流，FTU檢測到過流后控制繼電器K1分閘，并開始二次重合閘延時，延時到后控制繼電器K1合閘；假如在充電時間內繼保儀一直沒有施加過流，則二次重合邏輯結束，繼電器K1狀態(tài)應不變。

默認參數如下：充電時間tCD為30s，一次重合閘延時tCH1為5s，二次重合閘閉鎖延時tBS為3s，二次重合閘延時tCH2為15s。

4 聯調過程中遇到的問題及解決措施

（1）ZW32斷路器不能正常分合閘。①確保斷路器在遙控分閘時處于合閘狀態(tài)、在遙控合閘時處于分閘狀態(tài)且無任何機械閉鎖或軟件閉鎖。②通過上位機手動遙控分合閘，假如手動分合閘未成功，則檢查接線情況并排除；否則可判定為二次重合閘邏輯或參數設置問題。在聯調過程中經常會遇到接線錯接或連接端子排松動的問題。③檢查二次重合閘邏輯是否完成充電。充電完成是保證二次重合閘啟動的充分條件之一，由于充電時間設置較長，在聯調中因時間緊迫往往會忽視充電的問題。因此必須在繼保儀施加電流且合閘后等待充電完成方可進行二次重合閘測試。

（2）二次重合閘不能正常閉鎖。在第一次重合閘成功后，若在二次重合閘閉鎖時間內施加過流，結果應該為閉鎖二次重合閘并上報永久性故障及閉鎖遙信，但調試中經常發(fā)生二次重合閘。經對二次重合閘實現邏輯分析可知，在一次重合成功后檢測到過流時，由于FTU需要在合閘成功后根據狀態(tài)信息才能判斷是否發(fā)生過流，而斷路器機械結構的限制，合閘需要幾十毫秒乃至幾秒的時間延時。假如過早施加二次過流故障，FTU在沒有檢測到斷路器合位之前將不進行過流判斷，進而檢測到二次故障時已過閉鎖二次重合閘的時間，因此閉鎖二次重合閘的條件不滿足，待跳閘后繼續(xù)開始二次重合閘延時。解決此問題的方法是在設置二次重合閘閉鎖時間時要以躲過斷路器的分合閘時間為準則，但又不能太長，太長的話容易使永久性故障的過流對設備造成損壞。

（3）一次重合成功后再次施加故障電流不能及時跳閘。造成這種現象的可能性原因是FTU速斷跳閘條件不滿足或ZW32斷路器在第一次合閘后未成功儲能。①必須確保故障電流大于過流設定值并滿足相應延時條件；②用上位機軟件遙控合閘一次檢查合閘后彈簧是否成功儲能，假如彈簧能儲能，則排除儲能機械故障，應考慮儲能時間的問題；③出現不能及時跳閘的絕大部分原因是由于在第一次重合閘后施加故障電流太快導致彈簧儲能時間未到。因此必須給斷路器充足的時間保證順利儲能，防止故障電流持續(xù)過長而造成的電網沖擊及設備損壞。

5 結論

與ZW32-12斷路器結合對FTU二次重合閘聯調時發(fā)現存在的主要問題是參數設置問題。由于二次重合閘邏輯比較復雜，參數設置不好很可能造成誤動或拒動。因此，在設置與二次重合閘相關時間參數時必須綜合考慮各種情況。而由于線路情況復雜，依靠人工經驗進行二次重合閘參數設置已不能滿足現代智能電網快速發(fā)展的需要。必須引入先進的智能算法，根據實際情況實現參數設置的自整定，以確保電網正常運行、提高電力供應的可靠性并盡可能減小對電力設備的損壞。

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