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事故中雙跳圈開關(guān)操作回路的電源分析

文檔作者：羅永剛薛永原龔在禮文檔來源： 1．四川電力職業(yè)技術(shù)學院 2．四川省超高壓運檢公司西昌中心			點擊數(shù)：
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第33卷第3期
2010年6月
四川電力技術(shù)
Siehuan Electfic Power Technology
Vo1．33，No．3
Jun．，2010
事故中雙跳圈開關(guān)操作回路的電源分析
羅永剛 ，薛永原 ，龔在禮
(1．四川電力職業(yè)技術(shù)學院，四川成都610072；2．四川省超高壓運檢公司西昌中心，四川西昌615000)
摘要：著重介紹了220 kV及以上具有雙跳圈的開關(guān)操作回路，因設(shè)計考慮不合理，使用反向二極管隔離兩路直流操作
電源，造成電氣上不完全獨立，致使操作直流電源時控制回路存在互相干擾，引起開關(guān)誤動的實例。并提出了解決的
方法和防止開關(guān)誤動的措施，這對提高供電的可靠性，具有一定的指導意義。
關(guān)鍵詞：雙跳圈開關(guān)；操作回路；兩路電源；開關(guān)誤動
Abstract：An example is described that because of the unreasonable design，in the switch operating circuit with redundant trip
coil in 220 kV power grid and above，using backward diodes to isolate the operational power supplies of two—way direct cur—
rent will cause the incomplete independence electrically，SO there are existing mutual interference in control circuit when oper·
ating DC power supply and it will lead to miss operation of switch．The solutions and measures are put forward to prevent the
miss operation of switch，which is helpful for improving the reliability of power supply．
Keywords：switch of redundant trip coil；operating circuit；two—way power supply；miss operation of switch
中圖分類號：TM571 文獻標志碼：B 文章編號：1003—6954(2010)03—0047—03
0 引 言
按照國網(wǎng)公司相關(guān)規(guī)程規(guī)定，220 kV及以上電
壓等級要求配置雙套保護，每套保護裝置的直流電源
應(yīng)取自不同的直流饋線屏，兩套保護的跳閘回路也應(yīng)
分別作用于斷路器的兩個跳閘線圈，兩套保護裝置之
間不應(yīng)有電氣聯(lián)系。在某些保護裝置生產(chǎn)廠家設(shè)計
開關(guān)回路時，為了監(jiān)視和操作開關(guān)的兩個跳圈，若設(shè)
計不合理就會產(chǎn)生兩個跳圈對應(yīng)的兩路電源之間有
電的絞接(尤其是保護動作啟動出口的雙跳圈和手
跳啟動出口的回路)。設(shè)備投運后用常規(guī)的思路去
分析電路，雙跳圈操作回路不可能有什么問題，但是
在外部電源異常和違反常規(guī)的操作中就會發(fā)生和暴
露出兩回路問竄電的問題，嚴重的可能引發(fā)開關(guān)跳閘
的事故。
下面就發(fā)生在某220 kV變電站，因開關(guān)操作回
路電源相互干擾，引起開關(guān)無保護動作跳閘的案例，
以此借鑒去分析其他它類似回路。
1 事件經(jīng)過
1．1 站用變交流電源消失引發(fā)直流電源失電
該220 kV變電站有兩條220 kV出線、兩臺220
kV主變壓器并聯(lián)運行帶8條110 kV出線、10 kV母
線運行。10 kV一臺站用變壓器運行帶直流充電機
和一組蓄電池組供全站直流負荷。有一天，值班人員
按照每月的常規(guī)設(shè)備切換制度對直流系統(tǒng)進行蓄電
池組的切換操作，由運行的蓄電池切換到備用的蓄電
池運行。3小時后發(fā)生10 kV站用變壓器跳閘，接著
全站直流系統(tǒng)發(fā)生直流消失(直流消失原因是站用
變跳閘后，直流充電機因無交流輸入而停止工作，備
用的蓄電池組中間有一只壞的電池，在平時的維護中
未檢查出來，當充電停運后，蓄電池組由于開路而不
能向全站直流系統(tǒng)正常供電。)。
1．2 直流恢復后操作引發(fā)問題
現(xiàn)場進行緊急事故處理程序(全站一次設(shè)備按
原有方式運行)，斷開全站所有保護及開關(guān)控制電源
后將直流切人至另一組好的蓄電池組，由蓄電池供
電。待整個站內(nèi)直流系統(tǒng)母線電壓恢復正常，匯報調(diào)
度后立即對各元件保護、線路保護和各開關(guān)控制電源
進行恢復。當恢復到2號主變壓器總電源Ⅱ路時，發(fā)
生2號主變壓器220 kV高壓側(cè)跳閘。2號主變壓器
主變壓器保護裝置上無任何報文和信號，主變壓器控
制屏也無任何音響事故光字牌動作。
1．3 繼電保護人員現(xiàn)場模擬再現(xiàn)事故
． 47 ．
第33卷第3．期
2010年6月
四川電力技術(shù)
Sichuan Electric Power Technology
V01．33。No．3
Jun．，2010
事后繼保人員對2號主變壓器模擬運行人員操
作，合上用模擬斷路器操作箱代替的高壓側(cè)開關(guān)，模
擬當值運行人員操作順序反復地斷合2號主變壓器
總電源I、Ⅱ電源開關(guān)(總電源I、Ⅱ電源開關(guān)分別
在1號、2號直流饋線屏上)，經(jīng)10余次試驗后事故
得到重演。I路電源合上后，在合Ⅱ路電源開關(guān)時主
變壓器開關(guān)發(fā)生跳閘，同樣無任何音響光字。
1．4 分析事故
查閱主變壓器操作回路圖紙進行動作邏輯分析
并對保護屏內(nèi)接線核對圖紙均無問題，是什么原因使
跳閘線圈一端帶上正電的呢?如果是保護因拉合直
流造成保護誤動，那么應(yīng)有保護報文，即使沒有報文，
保護出口觸點啟動操作回路中的信號繼電器也會動
作發(fā)信號，實際也沒任何音響光字信號?再次實驗又
發(fā)現(xiàn)它的兩個跳閘線圈(STJ和2BTJ)都動作了，分
析又回到圖紙上，再一次推敲使兩個線圈同時動作的
回路。于是將保護啟動雙跳圈回路的聯(lián)線在屏上端
子解除，用指針式萬用表測試兩跳圈的操作回路，又
經(jīng)多次試驗，測得第2跳圈啟動回路對地測試有直流
正脈沖出現(xiàn)，同時操作回路中的手跳繼電器也會動
作，雙跳圈的電源回路在這里發(fā)生了絞接(保護廠家
為了使保護出口更可靠，出口的同時導通兩只正向二
圖2 正常運行時主變壓器保護控制回路圖
第33卷第3期
2010年6月
四川電力技術(shù)
Sichuan Electric Power Technology
Vo1．33。No．3
Jun．，2010
注1：1BCJ表不第1套主變壓器保護動作出口接點，201表不第1路控制正電源；
注2：2BCJ表示第2套主變壓器保護動作出口接點，201a表示第1I路控制正電源。
圖3 開關(guān)誤動回路故障分析圖
極管去溝通開關(guān)操作箱的手跳繼電器回路，兩保護出 且無保護出口，現(xiàn)就此異常情況進行分析。該變電站
口觸點一端分別接I、Ⅱ路電源。圖上兩路電源間連 2號主變壓器保護配置許繼電氣股份有限公司，型號
接的反向二極管從表面上看隔離了I、Ⅱ路電源)。 為WBH一100型微機變壓器成套保護裝置。附圖2
誤動原因已有了線索。正脈沖從哪里來?是沖擊感 為廠家隨屏提供的主變壓器保護高壓側(cè)(220 kV)雙
應(yīng)嗎?不可能。為什么只有在拉合Ⅱ路電源開關(guān)時 跳圈操作回路圖。其中2號主變壓器1號保護屏電
才會出現(xiàn)?進一步對Ⅱ路電源進行查找，將Ⅱ路電源 源、202開關(guān)第1路控制電源由1號直流饋電屏
引至保護屏的電纜解開，在拉合Ⅱ路電源開關(guān)時用指 (1DK空開)提供；2號主變壓器2號保護屏電源、202
針式萬用表分別測試解開處電纜芯正負極的對地電 開關(guān)第Ⅱ路控制電源由2號直流饋電屏(2DK空開)
位，多次試驗過程中測得解開處電纜芯正極線有時會 提供，如圖1所示。
變成負電位，負極線有時會變成正電位。經(jīng)仔細檢查 變電站值班人員進行直流操作時，先合上第1路
發(fā)現(xiàn)問題出在直流饋線屏各支路饋線運行監(jiān)視燈上 直流電源1DK，再合第Ⅱ路直流電源2DK時，由于
(直流各支路為了監(jiān)視其運行狀況在每路開關(guān)的負 2DK合上時正負極接觸不同步，使得2DK正極下端
荷端正負極間并接了一個指示燈)。以上問題完全 頭先導通，正電源通過先導通的2DK正極，經(jīng)直流饋
查清了，原因就是廠家在設(shè)計保護啟動雙跳圈回路時 線監(jiān)視燈竄入2DK負極下端頭，導致第Ⅱ路電源負
在電氣上沒有分開，當合上I路操作電源正常后，操 極帶上正電(脈沖)，直接導通手跳回路，引起開關(guān)無
作Ⅱ路電源時由于開關(guān)負載端正負極刀口接觸不同 保護跳閘，具體溝通回路：201a—TD一202a一9D58一
步，正極先接觸，使得正電經(jīng)監(jiān)視燈后回到負載負極 R2B7J--+IR2B7J一4D一3D—R I S7Y(R I S7Y)一
端。同時正電又經(jīng)正向二極管啟動了手跳繼電器回 S7Y(S7Y)一9D6—202，如圖3所示。事后通過試驗
路回到了I路直流電源的負極，使開關(guān)跳閘。 證明拉合2DK開關(guān)，正負極的確存在導通不同期現(xiàn)
2 總結(jié)分析
220 kV變電站值班員在進行直流電源恢復操作
時，該站2號主變壓器高壓側(cè)(202)開關(guān)異常跳閘，
象，在2DK負極下端頭(202a)可能出現(xiàn)波動，202a
波動幅值的大小與合上拉開第Ⅱ路控制電源開關(guān)快
慢有關(guān)，范圍在幾伏至一百伏之間，可能溝通控制回
路的手跳繼電器STJ，造成202開關(guān)不明跳閘。進一
(下轉(zhuǎn)第55頁)
． 49 ·
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Vo1．33。No．3
Jun．，2010
順序，不但給安裝設(shè)計帶來不便，也給運行維護帶來很
多麻煩，因此這種方案也不可能做到。下面結(jié)合電容
器、諧波以及港口用電的實際談一點自己的認識。
3 實施對策
綜合以上分析，已經(jīng)了解了高次諧波對電力電容
器的影響，諧波的抑制方法以及實際運行中存在的具
體問題。同時也知道高次諧波并非僅對電力電容器
造成危害和影響，諧波對電力系統(tǒng)中的其它設(shè)備同樣
存在危害和影響。那么如何才能解決好諧波的影響
與危害問題呢，通過上面的分析已經(jīng)知道，任何一種
固定電抗率的電抗器都不可能對多次諧波都能起到
很好的抑制作用，并且諧波一旦大量流人電力系統(tǒng)危
害其它設(shè)備，影響同樣嚴重。因此必須綜合地考慮無
功電容補償設(shè)備對諧波的抑制與對系統(tǒng)其它設(shè)備的
影響問題。
根據(jù)國家電力電容器設(shè)計制造規(guī)范，電力電容器
設(shè)計制造中已經(jīng)考慮了一定諧波分量影響。綜合考
慮電力系統(tǒng)安裝并聯(lián)電容無功補償設(shè)備是為了實施
無功功率補償?shù)闹饕康模虼耍娏ο到y(tǒng)并聯(lián)電容
器的防諧、抑諧串接電抗器不必考慮，同時也不可能
達到一個完全理想的狀況，串接電抗器的電抗率應(yīng)在
保證電力電容器不受損害的情況下，盡量多吸收一些
系統(tǒng)中的諧波電流減小諧波對系統(tǒng)中其它電器設(shè)備
影響。因此筆者建議電力系統(tǒng)的防諧、抑諧應(yīng)按以下
原則來實施。
(1)在保證電力電容器不受損害的前提下，并聯(lián)
電容器串接電抗器的電抗值宜適當選擇一個下限，盡
量避免注入系統(tǒng)的諧波電流過大，從而給系統(tǒng)中其它
設(shè)備和電網(wǎng)帶來不利影響。
(2)根據(jù)規(guī)范，在電容器允許過電流、過電壓等
范圍內(nèi)，允許電容器吸收一部分諧波，以減少諧波過
多進入系統(tǒng)造成損壞。
(3)對于大型設(shè)備和主要諧波源等應(yīng)實施就地
治理和補償，避免過高和超標諧波流人系統(tǒng)，給電容
補償設(shè)備和其它設(shè)備造成影響。
(4)對于系統(tǒng)中相對復雜而又難以控制流入的
諧波問題，通過測試分析，可以采取濾波、抑波相結(jié)合
的治理方案進行解決。
(5)對于準備購置的新設(shè)備或新建的變電所等，
應(yīng)參照類似或已有的成熟運行經(jīng)驗作好諧波的治理
和抑制工作。
總之，諧波的問題比較復雜，影響也比較嚴重。
既要做好并聯(lián)電容器對諧波的抑制防范問題，同時更
要解決好諧波對其它設(shè)備和電網(wǎng)的影響。根本辦法
就是從源頭抓起，對系統(tǒng)內(nèi)部影響較大的諧波源的負
荷實施就地治理，減少過多的諧波電流流入系統(tǒng)，這
是最有效也是最根本的解決途徑。
(收稿日期：2009—10—18)
(上接第49頁)
步仔細分析該控制回路圖發(fā)現(xiàn)：廠家設(shè)計人員為了使
保護動作可靠，設(shè)計第二套主變壓器保護動作觸點
(2BCJ)啟動第二跳圈，同時導通正向二極管(3D，
4D)啟動手跳繼電器；而進行手跳操作時，用反向二
極管(3D，4D)跟第2套保護跳閘回路隔離，因此兩路
控制電源不是完全獨立的(兩路直流電源共用負極
端9D6)，在進行兩路直流控制電源操作時，容易互相
干擾，二極管(3D，4D)失去隔離作用。
3 改進要求
(1)將第二套主變壓器保護動作觸點(2BCJ)啟
動第二跳圈的同時，不應(yīng)再啟動手跳繼電器，從控制
回路圖分析，需要將現(xiàn)有接線正向二極管(3D，4D)斷
開，將I、Ⅱ路操作電源在電氣上徹底分開。
(2)要求直流屏廠家在配置饋線監(jiān)視燈時，應(yīng)考
慮其阻值，應(yīng)盡量大(5 000 n)。
(3)保護在新安裝時必須檢查雙電源供電的操
作回路不能發(fā)生電氣的絞接，試驗方法：用萬用表電
阻檔檢查，必要時用兆歐表對兩路之間進行絕緣檢
查，雙路供電時斷開一路電源用萬用表直流電壓檔測
試斷開的一路正負極分別對地有無電壓，徹底分開絞
接回路。
參考文獻
[1] WBH一100型微機變壓器成套保護裝置技術(shù)說明書
[z]．許繼電氣股份有限公司．
[2] 國家電網(wǎng)公司，防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點
要求：繼電保護實施細則[z]．2002．
[3] 國家發(fā)展和改革委員會，繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置
檢驗規(guī)程[Z]．2006．
(收稿日期：2009—12—1O)
． SS ·

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