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事故中雙跳圈開(kāi)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(lái)源： 1．四川電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2．四川省超高壓運(yùn)檢公司西昌中心			點(diǎn) 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(kāi)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(xué)院，四川成都610072；2．四川省超高壓運(yùn)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(kāi)關(guān)操作回路，因設(shè)計(jì)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(dú)立，致使操作直流電源時(shí)控制回路存在互相干擾，引起開(kāi)關(guān)誤動(dòng)的實(shí)例。并提出了解決的
方法和防止開(kāi)關(guān)誤動(dòng)的措施，這對(duì)提高供電的可靠性，具有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：雙跳圈開(kāi)關(guān)；操作回路；兩路電源；開(kāi)關(guān)誤動(dòng)
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(lèi)號(hào)：TM571 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1003—6954(2010)03—0047—03
0 引 言
按照國(guó)網(wǎng)公司相關(guān)規(guī)程規(guī)定，220 kV及以上電
壓等級(jí)要求配置雙套保護(hù)，每套保護(hù)裝置的直流電源
應(yīng)取自不同的直流饋線屏，兩套保護(hù)的跳閘回路也應(yīng)
分別作用于斷路器的兩個(gè)跳閘線圈，兩套保護(hù)裝置之
間不應(yīng)有電氣聯(lián)系。在某些保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)
開(kāi)關(guān)回路時(shí)，為了監(jiān)視和操作開(kāi)關(guān)的兩個(gè)跳圈，若設(shè)
計(jì)不合理就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)跳圈對(duì)應(yīng)的兩路電源之間有
電的絞接(尤其是保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)出口的雙跳圈和手
跳啟動(dòng)出口的回路)。設(shè)備投運(yùn)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(wèn)題，但是
在外部電源異常和違反常規(guī)的操作中就會(huì)發(fā)生和暴
露出兩回路問(wèn)竄電的問(wèn)題，嚴(yán)重的可能引發(fā)開(kāi)關(guān)跳閘
的事故。
下面就發(fā)生在某220 kV變電站，因開(kāi)關(guān)操作回
路電源相互干擾，引起開(kāi)關(guān)無(wú)保護(hù)動(dòng)作跳閘的案例，
以此借鑒去分析其他它類(lèi)似回路。
1 事件經(jīng)過(guò)
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(tái)220
kV主變壓器并聯(lián)運(yùn)行帶8條110 kV出線、10 kV母
線運(yùn)行。10 kV一臺(tái)站用變壓器運(yùn)行帶直流充電機(jī)
和一組蓄電池組供全站直流負(fù)荷。有一天，值班人員
按照每月的常規(guī)設(shè)備切換制度對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行蓄電
池組的切換操作，由運(yùn)行的蓄電池切換到備用的蓄電
池運(yùn)行。3小時(shí)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(jī)因無(wú)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(shí)的維護(hù)中
未檢查出來(lái)，當(dāng)充電停運(yùn)后，蓄電池組由于開(kāi)路而不
能向全站直流系統(tǒng)正常供電。)。
1．2 直流恢復(fù)后操作引發(fā)問(wèn)題
現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行緊急事故處理程序(全站一次設(shè)備按
原有方式運(yùn)行)，斷開(kāi)全站所有保護(hù)及開(kāi)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(gè)站內(nèi)直流系統(tǒng)母線電壓恢復(fù)正常，匯報(bào)調(diào)
度后立即對(duì)各元件保護(hù)、線路保護(hù)和各開(kāi)關(guān)控制電源
進(jìn)行恢復(fù)。當(dāng)恢復(fù)到2號(hào)主變壓器總電源Ⅱ路時(shí)，發(fā)
生2號(hào)主變壓器220 kV高壓側(cè)跳閘。2號(hào)主變壓器
主變壓器保護(hù)裝置上無(wú)任何報(bào)文和信號(hào)，主變壓器控
制屏也無(wú)任何音響事故光字牌動(dòng)作。
1．3 繼電保護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)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(duì)2號(hào)主變壓器模擬運(yùn)行人員操
作，合上用模擬斷路器操作箱代替的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，模
擬當(dāng)值運(yùn)行人員操作順序反復(fù)地?cái)嗪?號(hào)主變壓器
總電源I、Ⅱ電源開(kāi)關(guān)(總電源I、Ⅱ電源開(kāi)關(guān)分別
在1號(hào)、2號(hào)直流饋線屏上)，經(jīng)10余次試驗(yàn)后事故
得到重演。I路電源合上后，在合Ⅱ路電源開(kāi)關(guān)時(shí)主
變壓器開(kāi)關(guān)發(fā)生跳閘，同樣無(wú)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(jìn)行動(dòng)作邏輯分析
并對(duì)保護(hù)屏內(nèi)接線核對(duì)圖紙均無(wú)問(wèn)題，是什么原因使
跳閘線圈一端帶上正電的呢?如果是保護(hù)因拉合直
流造成保護(hù)誤動(dòng)，那么應(yīng)有保護(hù)報(bào)文，即使沒(méi)有報(bào)文，
保護(hù)出口觸點(diǎn)啟動(dòng)操作回路中的信號(hào)繼電器也會(huì)動(dòng)
作發(fā)信號(hào)，實(shí)際也沒(méi)任何音響光字信號(hào)?再次實(shí)驗(yàn)又
發(fā)現(xiàn)它的兩個(gè)跳閘線圈(STJ和2BTJ)都動(dòng)作了，分
析又回到圖紙上，再一次推敲使兩個(gè)線圈同時(shí)動(dòng)作的
回路。于是將保護(hù)啟動(dòng)雙跳圈回路的聯(lián)線在屏上端
子解除，用指針式萬(wàn)用表測(cè)試兩跳圈的操作回路，又
經(jīng)多次試驗(yàn)，測(cè)得第2跳圈啟動(dòng)回路對(duì)地測(cè)試有直流
正脈沖出現(xiàn)，同時(shí)操作回路中的手跳繼電器也會(huì)動(dòng)
作，雙跳圈的電源回路在這里發(fā)生了絞接(保護(hù)廠家
為了使保護(hù)出口更可靠，出口的同時(shí)導(dǎo)通兩只正向二
圖2 正常運(yùn)行時(shí)主變壓器保護(hù)控制回路圖
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Vo1．33。No．3
Jun．，2010
注1：1BCJ表不第1套主變壓器保護(hù)動(dòng)作出口接點(diǎn)，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(hù)動(dòng)作出口接點(diǎn)，201a表示第1I路控制正電源。
圖3 開(kāi)關(guān)誤動(dòng)回路故障分析圖
極管去溝通開(kāi)關(guān)操作箱的手跳繼電器回路，兩保護(hù)出 且無(wú)保護(hù)出口，現(xiàn)就此異常情況進(jìn)行分析。該變電站
口觸點(diǎn)一端分別接I、Ⅱ路電源。圖上兩路電源間連 2號(hào)主變壓器保護(hù)配置許繼電氣股份有限公司，型號(hào)
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(jī)變壓器成套保護(hù)裝置。附圖2
誤動(dòng)原因已有了線索。正脈沖從哪里來(lái)?是沖擊感 為廠家隨屏提供的主變壓器保護(hù)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(kāi)關(guān)時(shí) 跳圈操作回路圖。其中2號(hào)主變壓器1號(hào)保護(hù)屏電
才會(huì)出現(xiàn)?進(jìn)一步對(duì)Ⅱ路電源進(jìn)行查找，將Ⅱ路電源 源、202開(kāi)關(guān)第1路控制電源由1號(hào)直流饋電屏
引至保護(hù)屏的電纜解開(kāi)，在拉合Ⅱ路電源開(kāi)關(guān)時(shí)用指 (1DK空開(kāi))提供；2號(hào)主變壓器2號(hào)保護(hù)屏電源、202
針式萬(wàn)用表分別測(cè)試解開(kāi)處電纜芯正負(fù)極的對(duì)地電 開(kāi)關(guān)第Ⅱ路控制電源由2號(hào)直流饋電屏(2DK空開(kāi))
位，多次試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)得解開(kāi)處電纜芯正極線有時(shí)會(huì) 提供，如圖1所示。
變成負(fù)電位，負(fù)極線有時(shí)會(huì)變成正電位。經(jīng)仔細(xì)檢查 變電站值班人員進(jìn)行直流操作時(shí)，先合上第1路
發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在直流饋線屏各支路饋線運(yùn)行監(jiān)視燈上 直流電源1DK，再合第Ⅱ路直流電源2DK時(shí)，由于
(直流各支路為了監(jiān)視其運(yùn)行狀況在每路開(kāi)關(guān)的負(fù) 2DK合上時(shí)正負(fù)極接觸不同步，使得2DK正極下端
荷端正負(fù)極間并接了一個(gè)指示燈)。以上問(wèn)題完全 頭先導(dǎo)通，正電源通過(guò)先導(dǎo)通的2DK正極，經(jīng)直流饋
查清了，原因就是廠家在設(shè)計(jì)保護(hù)啟動(dòng)雙跳圈回路時(shí) 線監(jiān)視燈竄入2DK負(fù)極下端頭，導(dǎo)致第Ⅱ路電源負(fù)
在電氣上沒(méi)有分開(kāi)，當(dāng)合上I路操作電源正常后，操 極帶上正電(脈沖)，直接導(dǎo)通手跳回路，引起開(kāi)關(guān)無(wú)
作Ⅱ路電源時(shí)由于開(kāi)關(guān)負(fù)載端正負(fù)極刀口接觸不同 保護(hù)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(fù)載負(fù)極 R2B7J--+IR2B7J一4D一3D—R I S7Y(R I S7Y)一
端。同時(shí)正電又經(jīng)正向二極管啟動(dòng)了手跳繼電器回 S7Y(S7Y)一9D6—202，如圖3所示。事后通過(guò)試驗(yàn)
路回到了I路直流電源的負(fù)極，使開(kāi)關(guān)跳閘。 證明拉合2DK開(kāi)關(guān)，正負(fù)極的確存在導(dǎo)通不同期現(xiàn)
2 總結(jié)分析
220 kV變電站值班員在進(jìn)行直流電源恢復(fù)操作
時(shí)，該站2號(hào)主變壓器高壓側(cè)(202)開(kāi)關(guān)異常跳閘，
象，在2DK負(fù)極下端頭(202a)可能出現(xiàn)波動(dòng)，202a
波動(dòng)幅值的大小與合上拉開(kāi)第Ⅱ路控制電源開(kāi)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(kāi)關(guān)不明跳閘。進(jìn)一
(下轉(zhuǎn)第55頁(yè))
． 49 ·
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順序，不但給安裝設(shè)計(jì)帶來(lái)不便，也給運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)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(shí)際談一點(diǎn)自己的認(rèn)識(shí)。
3 實(shí)施對(duì)策
綜合以上分析，已經(jīng)了解了高次諧波對(duì)電力電容
器的影響，諧波的抑制方法以及實(shí)際運(yùn)行中存在的具
體問(wèn)題。同時(shí)也知道高次諧波并非僅對(duì)電力電容器
造成危害和影響，諧波對(duì)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(wèn)題呢，通過(guò)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(duì)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(yán)重。因此必須綜合地考慮無(wú)
功電容補(bǔ)償設(shè)備對(duì)諧波的抑制與對(duì)系統(tǒng)其它設(shè)備的
影響問(wèn)題。
根據(jù)國(guó)家電力電容器設(shè)計(jì)制造規(guī)范，電力電容器
設(shè)計(jì)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(wú)功補(bǔ)償設(shè)備是為了實(shí)施
無(wú)功功率補(bǔ)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(shí)也不可能
達(dá)到一個(gè)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(duì)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(lái)實(shí)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(dāng)選擇一個(gè)下限，盡
量避免注入系統(tǒng)的諧波電流過(guò)大，從而給系統(tǒng)中其它
設(shè)備和電網(wǎng)帶來(lái)不利影響。
(2)根據(jù)規(guī)范，在電容器允許過(guò)電流、過(guò)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(guò)
多進(jìn)入系統(tǒng)造成損壞。
(3)對(duì)于大型設(shè)備和主要諧波源等應(yīng)實(shí)施就地
治理和補(bǔ)償，避免過(guò)高和超標(biāo)諧波流人系統(tǒng)，給電容
補(bǔ)償設(shè)備和其它設(shè)備造成影響。
(4)對(duì)于系統(tǒng)中相對(duì)復(fù)雜而又難以控制流入的
諧波問(wèn)題，通過(guò)測(cè)試分析，可以采取濾波、抑波相結(jié)合
的治理方案進(jìn)行解決。
(5)對(duì)于準(zhǔn)備購(gòu)置的新設(shè)備或新建的變電所等，
應(yīng)參照類(lèi)似或已有的成熟運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)作好諧波的治理
和抑制工作。
總之，諧波的問(wèn)題比較復(fù)雜，影響也比較嚴(yán)重。
既要做好并聯(lián)電容器對(duì)諧波的抑制防范問(wèn)題，同時(shí)更
要解決好諧波對(duì)其它設(shè)備和電網(wǎng)的影響。根本辦法
就是從源頭抓起，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部影響較大的諧波源的負(fù)
荷實(shí)施就地治理，減少過(guò)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(yè))
步仔細(xì)分析該控制回路圖發(fā)現(xiàn)：廠家設(shè)計(jì)人員為了使
保護(hù)動(dòng)作可靠，設(shè)計(jì)第二套主變壓器保護(hù)動(dòng)作觸點(diǎn)
(2BCJ)啟動(dòng)第二跳圈，同時(shí)導(dǎo)通正向二極管(3D，
4D)啟動(dòng)手跳繼電器；而進(jìn)行手跳操作時(shí)，用反向二
極管(3D，4D)跟第2套保護(hù)跳閘回路隔離，因此兩路
控制電源不是完全獨(dú)立的(兩路直流電源共用負(fù)極
端9D6)，在進(jìn)行兩路直流控制電源操作時(shí)，容易互相
干擾，二極管(3D，4D)失去隔離作用。
3 改進(jìn)要求
(1)將第二套主變壓器保護(hù)動(dòng)作觸點(diǎn)(2BCJ)啟
動(dòng)第二跳圈的同時(shí)，不應(yīng)再啟動(dòng)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(kāi)，將I、Ⅱ路操作電源在電氣上徹底分開(kāi)。
(2)要求直流屏廠家在配置饋線監(jiān)視燈時(shí)，應(yīng)考
慮其阻值，應(yīng)盡量大(5 000 n)。
(3)保護(hù)在新安裝時(shí)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(yàn)方法：用萬(wàn)用表電
阻檔檢查，必要時(shí)用兆歐表對(duì)兩路之間進(jìn)行絕緣檢
查，雙路供電時(shí)斷開(kāi)一路電源用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)
試斷開(kāi)的一路正負(fù)極分別對(duì)地有無(wú)電壓，徹底分開(kāi)絞
接回路。
參考文獻(xiàn)
[1] WBH一100型微機(jī)變壓器成套保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū)
[z]．許繼電氣股份有限公司．
[2] 國(guó)家電網(wǎng)公司，防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)
要求：繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則[z]．2002．
[3] 國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)，繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置
檢驗(yàn)規(guī)程[Z]．2006．
(收稿日期：2009—12—1O)
． SS ·

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