師欽利，高 濤

（國網山西省電力公司呂梁供電公司二次運檢室，山西 呂梁 033000）

對220 kV線路保護壓力閉重開關量的研究

師欽利，高 濤

（國網山西省電力公司呂梁供電公司二次運檢室，山西 呂梁 033000）

通過對河南平高ZF11-252(L)、新東北ZF6-252、山東泰開ZF16-252GIS組合電氣斷路器操動機構的對比，從機構“重合閘閉鎖”的定義入手，對“合閘壓力降低”開關量的由來、作用，回路的實現(xiàn)以及與操作箱、保護重合閘的配合等多方面進行了研究，通過故障實例相關開關量變化的比較驗證，總結出了此開關量在保護動作過程中的出現(xiàn)規(guī)律，并據此正確推斷出一起重合閘保護未動作真正原因，排除了一處隱患。

操動機構；合閘壓力降低；閉鎖重合閘

1 斷路器操動機構的認識

斷路器操動機構的任務是進行斷路器的合閘、分閘操作以及合閘狀態(tài)的保持。《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》 （修訂版） 防止GIS（包括HGIS）、SF6斷路器事故部分要求，新訂貨斷路器應優(yōu)先選用彈簧機構、液壓機構（包括彈簧儲能液壓機構）。目前常見的220 kV GIS斷路器操動機構有液壓操動機構、彈簧貯能操動機構，氣動操動機構正在逐步退出運行。

1.1 標準化設計要求

對于以上3種操動機構的斷路器的控制回路在滿足基本要求外還應滿足下列要求：液壓操作機構應有操作液壓閉鎖；彈簧操作機構應有彈簧是否完成儲能的閉鎖；氣動操作機構的斷路器，應有操作用壓縮空氣的氣壓閉鎖。根據標準設計原則要求，斷路器跳、合閘壓力異常閉鎖功能應由斷路器本體機構實現(xiàn)，應能提供2組完全獨立的壓力閉鎖接點。

1.2 機構重合閘閉鎖的含義

重合閘操作是指一個完整的重合閘操作順序，即O—0.3 s—CO。重合閘閉鎖是指對整個操作順序的閉鎖。也就是說，壓力有泄漏且低于設定值時，斷路器不應執(zhí)行“O—0.3 s—CO”這樣的操作順序，而只能執(zhí)行單分或單合操作；當壓力高于設定值時,機構能執(zhí)行完整的“O—0.3 s—CO”操作。重合閘閉鎖信號是在操動機構的壓力下降時由壓力開關發(fā)出的。本回路可結合斷路器重合閘裝置、操作箱綜合分析。

對于電磁、氣動、液壓等操動機構要求在分合閘電源電壓、氣壓或液壓在一定范圍內變化時，仍能可靠工作。壓力降低禁止重合閘回路正是對應以上兩個要求而設置的與重合閘保護的配合回路。

1.3 操作機構工作壓力規(guī)定

河南平高ZF11-252(L)操作機構（ABB LTD/ HMB-4.3）工作壓力表如表1所示。

表1 河南平高ZF11-252(L)操作機構（ABB LTD/HMB-4.3）工作壓力表MPa

山東泰開ZF16-252GIS斷路器操作機構工作壓力（單/三相）表如表2所示。

表2 山東泰開ZF16-252GIS斷路器操作機構工作壓力（單/三相）表MPa

若液壓機構的開關泄壓，其壓力閉鎖接點接通的順序為啟動電機、閉鎖重合、閉鎖合、閉鎖分及總閉鎖。

當壓力低于44.4 MPa重合閘閉鎖壓力值時，閉鎖重合閘壓力接點閉合，接通操作箱內“壓力降低禁止重合閘”回路，操作箱內通過相關繼電器的動作或復歸，分別給2套保護裝置“壓力低”開入，視重合閘保護動作情況閉鎖重合閘。

2 操作箱壓力降低禁止重合閘回路比較

2.1 “合閘壓力降低”開關量——CZX-12R2(南瑞操作箱）

當斷路器壓力降低禁止重合閘，對應的接點閉合，將n50、n32短接，21YJJ、22YJJ失磁返回，對應接點將重合閘閉鎖，并給出壓力降低禁止重合閘信號。若在合閘過程中氣壓降低，由于延時返回（0.3 s）仍能保證可靠合閘。CZX-12R2結構如圖1所示。

2.2 “合閘壓力降低”開關量——FCX-12HP（南自操作箱）

2YJJ按正常勵磁工作方式接線，斷路器壓力監(jiān)視接點并接在2YJJ線圈兩端 即4n5—4n24之間。2YJJ接點接到重合閘裝置，當壓力降低至不允許重合閘時2YJJ返回，其常閉接點閉合從而實現(xiàn)對重合閘的閉鎖同時有接點送至中央信號回路。FCX-12HP結構如圖2所示。

圖1 南瑞操作箱CZX-12R2結構

圖2 南自操作箱FCX-12HP結構

2.3 操作箱壓力降低閉鎖重合閘兩種不同實現(xiàn)回路

通常有兩種接法，一種是將斷路器壓力接點與操作箱壓力監(jiān)視繼電器線圈并接。正常時，壓力監(jiān)視繼電器處于勵磁狀態(tài)，接入保護裝置的接點斷開，當斷路器壓力接點閉合后將操作箱內壓力監(jiān)視繼電器線圈短接使其失磁，其常閉接點閉合，從而給保護裝置開入壓力低開關量。如圖1、圖2的接法，由于接點與操作箱負電源連接，所以稱之為采用“負電源”接法。如：河南平高電氣股份有限公司生產的ZF11-252(L)GIS組合電氣，斷路器操作機構為液壓機構，重合閘閉鎖回路由斷路器機構提供的“重合閘低油壓閉鎖”接點（該接點正常壓力為斷開狀態(tài),為壓力表接點，三相并聯(lián)） 串按CZX-12R2操作箱4n32與4n50之間實現(xiàn)。

另一種與之相反，稱為“正電源”接法。這種接法很好理解，當斷路器壓力接點閉合后直接將操作箱內壓力監(jiān)視繼電器線圈勵磁磁，其常開接點閉合，從而給保護裝置開入壓力低開關量。如在圖1中，將斷路器壓力接點直接串接在4n42 與4n3（正電源）之間。

兩種接法主要是根據操作箱內壓力低閉鎖重合閘監(jiān)視繼電器開出接點性質的不同來具體選擇，如開出至保護的接點為常閉時，必須采用“負電源”接法，反之則選用“正電源”接法。現(xiàn)場也可以根據斷路器壓力接點性質決定，如對應壓力接點正常時為閉合狀態(tài)，采用“正電源”接法，但操作箱內壓力低閉鎖重合閘監(jiān)視繼電器開出接點必須為常閉接點。所以，上述兩種接法也不是絕對的，應根據現(xiàn)場實際正確選用。

3“合閘壓力降低”開關量開入保護裝置后的動作邏輯

3.1 南瑞RCS931AM保護裝置開關量開入及閉鎖邏輯

610端子：投閉重，此開入有效則重合閘瞬時放電，同時溝通三跳。

625端子：合閘壓力閉鎖，此開入有效，則200ms內若重合閘沒有啟動則放電。

3.2 南自PSL602G保護裝置開關量開入及閉鎖邏輯

5X03端子：閉鎖重合閘，此開入有效則重合閘瞬時放電，同時溝通三跳

5X04端子：低氣壓，此開入有效，則200 ms內若重合閘沒有啟動則放電。

南瑞南自保護裝置監(jiān)測有壓力降低開入后，如果重合閘未啟動展寬200 ms放電，如果重合閘已啟動，不會放電。該邏輯設計理念是為了合閘過程中出現(xiàn)壓力降低保證合閘完成。

4 保護動作時開關量變位分析及總結

4.1 相同保護裝置不同操作箱開關量變位分析

2010年7月17日15時43分，220 kV嵐靜I線發(fā)生C相瞬時接地故障，2012年7月26日17時47分，220 kV云嵐II線發(fā)生C相瞬時接地故障，兩側線路保護均快速動作，重合成功。嵐縣站220 kV斷路器為新東北ZF6-252，操作箱配置不同。

縱聯(lián)差動RCS931AM保護起動后兩線操作箱開關量變位比較如表3所示。

表3 220 kV嵐靜I線251操作箱與220 kV云嵐II線256操作箱開關量變位比較

4.2 相同保護裝置相同操作箱開關量變位分析

2010年11月04日10時31分，220 kV勝昌Ⅱ線發(fā)生A相永久接地故障，線路兩側保護均快速動作，單相重合后加速永跳動作。2012年07月10日18時19分32秒220 kV中文線線路發(fā)生B相接地故障，線路保護均快速動作跳開B相，重合成功。

220 kV勝溪站采用山東泰開ZF16-252GIS，220 kV文水站采用河南平高ZF11-252(L)GIS組合電氣，操作箱配置相同，操作箱為南瑞CZX-12R2。

縱聯(lián)差動RCS931AM保護起動后兩線操作箱開關量變位比較如表4所示。

表4 220 kV勝昌Ⅱ線284與220 kV中文線275操作箱開關量變位比較

4.3 開關量變位總結

通過翻閱大量保護動作后開關量的變位報告總結如下。

a） 正常投單重方式，保護動作過程中RCS931AM縱聯(lián)差動保護裝置“閉重三跳”開關量變位一般由“PSL602G先重閉鎖接點”引起，如設計無相互閉鎖回路，該開關量只有在“收到遠跳”開入后出現(xiàn)。

b） 當保護裝置與CZX-12R2操作箱配合時“合閘壓力降低”開入均在300 ms后出現(xiàn)，是因為CZX-12R2操作箱內21YJJ接點延時約300 ms后閉合，而南自FCX-12HP操作箱2YJJ接點為瞬動接點，相關開關量開入保護裝置不帶延時，一般表現(xiàn)為300 ms以內。

5 實例驗證

2010年11月04日10時31分，220 kV某線發(fā)生A相永久接地故障，線路兩側保護均快速動作，單相重合后加速永跳動作，保護動作報告如表5所示。

根據前面對“壓力降低閉鎖重合閘”有關知識的研究和總結，很容易判斷B側縱聯(lián)差動保護“478ms閉重三跳”開關量為一錯誤開入，懷疑此開入實際應為“合閘壓力降低”開入。此錯誤將導致該間隔縱聯(lián)差動保護只要一動作，合閘壓力一降低就無法實現(xiàn)重合。

經現(xiàn)場核查確認：該間隔縱聯(lián)差動保護屏后1RD17端子處（內部配線1RLP2-2與1RD16短接為RCS931AM閉鎖重合閘弱電開入）錯誤的接入4P1D12（來自4n92為21YJJ接點），4P1D12正確應開入1RD18端子（內部配線1n625為RCS931AM壓力低閉鎖重合閘弱電開入）。

表5 2010年11月4日10時31分220kV某線保護動作報告

隱患消除后，2012年09月27日11時33分 00秒220 kV某線再次發(fā)生A相接地故障，線路兩側保護均快速動作跳開A相，后重合于故障，加速跳開斷路器三相，保護動作報告如表6所示。

表6 2012年9月4日10時31分220 kV某線保護動作報告

6 結束語

通過以上研究及實踐印證，對220 kV GIS斷路器操動機構壓力降低閉鎖重合閘相關問題有了初步的了解和認知，希望對大家有所啟發(fā)。實際工作中一定要注意機構內“重合閘閉鎖壓力”接點的正確使用和驗證，對于將“SF6低氣壓閉鎖”接入低氣壓閉鎖回路的設計，作者認為對于彈簧機構沒有該過程量，勿將“彈簧未儲能”接點接入操作箱“壓力降低禁止重合閘”回路，在此提出探討意見。

Study on the Protective Sw itch-on Caused by the Signal of Switch Pressure Reducing in a 220 kV Transmission Line

SHIQinli,GAO Tao

(State Grid Lvliang Power Supply Company of SEPC,Lvliang,Shanxi 033000,China)

By comparing the operating mechanism of GIS circuit breaker of Henan Pinggao ZF11- 252 (L), NewNortheast ZF6- 252,and Shandong Taikai ZF16- 252, according to the definition of Reclosing Blocking, the origin and function of the switch- on caused by the signal of Switch Pressure Reducing are studied. Besides, many other aspects are researched, including the circuit realization and the cooperation between operating box and protective re- closure. The regularities of the happening of switch- on during the protection process are summarized through empirical comparison of the switch- on in the faults, and the reason why protective re- closure didn’t act in a case was inferred so that a hidden fault was thus obviated.

operating mechanism; closing pressure drops; blocking re- closure

TM773

B

1671-0320（2016）02-0067-04

2015-11-10，

2016-02-20

師欽利（1975），男，山西呂梁人，1996年畢業(yè)于太原電力學校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)，工程師，高級技師，從事繼電保護及二次運維專業(yè)工作；

高 濤（1989），男，山西呂梁人，2011年畢業(yè)于西安工業(yè)大學電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)，助理工程師，從事繼電保護及二次運維專業(yè)工作。