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[摘 要] 随着我国电力建设的不断发展,500kV变电所的数量也在不断增加,3/2开关的接线方式的使用也越来越普遍。对于这种接线方式下重合闸的配合问题相对比较复杂。本文通过对华东地区常见的ABB的REB551和南瑞公司的LFP-921开关保护装置的重合闸原理和相互之间的配合来进行一些讨论,希望能增加新参加运行人员对各种重合闸配置方式下的整定、运行和操作的了解。
[关键词] 3/2接线方式 重合闸 优先回路 配合
一、前言
我国500kV电网在不断的发展,500kV变电所的数量也在不断增加。对于500kV系统有如下特点:
1、500kV变电所多采用3/2开关的接线方式,电压等级高,地位重要,对可靠性要求最高,;
2、线路发生单相故障概率大,多采用单相重合闸,不会出现非同期合闸,对系统冲击小;
在3/2开关接线情况下,每条线路对应两台开关,线路故障时同时跳开两台开关,而重合时开关无需同时合闸,以减少开关重复动作的几率,这就使开关的重合闸及其配合显得比较复杂,尤其在部分变电所中,对同一串的开关配置了不同厂家的保护装置,重合闸的配合问题就更显得突出。
二、500kV重合闸配置的特殊性
500kV系统由于采用3/2开关接线,因而其重合闸配置与220kV存在不同。具体来说,表现为重合闸按断路器配置。
实际上,重合闸按断路器配置,是一般性命题,非专指3/2开关接线方式,是针对把重合闸作为继电保护装置的一个必要组成部分而言的。对于220kV系统,由于采用双母线接线方式,两套线路保护均作用于同一个断路器,因此重合闸可以整合至线路保护内。而对于3/2开关接线方式,如果双重化的线路保护均各带专用重合闸,其二次回路接线必然相当复杂,也给运行维护、现场试验带来困难,因而影响继电保护的运行安全。
因此,对于500kV的3/2开关接线方式,线路保护仅仅负责保证跳闸的可靠性,即当单相故障时给故障相的断路器发单相跳闸命令;多相故障时给断路器发三相跳闸命令。是否允许重合,是否实现单相重合闸,在满足什么条件(如检查无电压、检查同步、允许气压等)下允许进行重合闸等,唯一的只与所控制的断路器有关,即用专用的含重合闸功能的断路器保护控制被控制断路器。这样可以显著的简化相关二次回路,而且层次分明,连接关系清楚,方便运行和维护,保证了继电保护的安全运行。
以下就华东电网中常见的ABB的REB551和南瑞公司的LFP-921开关保护装置谈谈在3/2开关接线方式中的重合闸及其配合的问题。
三、ABB的REB551开关保护的重合闸简述
1、重合闸的启动及闭锁回路
1)重合闸可以由线路保护动作时分相启动及三相启动。由于华东地区均采用单相重合闸方式,故均为线路保护分相启动。
2)根据需要,闭锁重合闸的保护有:
线路保护延时段动作闭锁重合闸
母线保护闭锁重合闸
短线保护闭锁重合闸
失灵保护动作闭锁重合闸
开关二相以上跳闸闭锁重合闸
远方跳闸闭锁重合闸
开关压力降低闭锁重合闸
手合开关闭锁重合闸
2、重合闸的动作逻辑
图1 重合闸的启动逻辑
图1为REB551的重合闸启动逻辑示意图。
REB551中有重合闸的准备回路,它通过检查断路器的位置来决定重合闸是否启动,即在开关跳闸前,开关必须在合闸位置持续5秒钟以上,才允许进行重合。此时如果断路器准备完好(压力正常)、保护内部设置为重合闸开放,且没有闭锁和禁止信号(母差保护、失灵保护、主变保护、后备保护、远方跳闸及短线保护、高抗保护闭锁重合闸信号),而线路保护来启动重合闸,才能完成重合闸的启动。重合闸启动后自保持。
图2为REB551的重合闸动作逻辑示意图。
图2 REB551重合闸的动作逻辑
重合闸启动后,如果没有“重合闸等待”和“重合闸禁止”信号(这两个信号在优先回路中说明),经一延时(华东地区一般整定为0.7秒),发出合闸脉冲。
四、南瑞的LEP-921装置的重合闸功能简述
1、重合闸的启动和闭锁回路
1)重合闸可由保护启动和开关位置不对应启动。与REB551保护中的重合闸准备回路类似的是,LFP-921装置采用数字充电方式构成一次合闸脉冲回路,必须在“充电”准备完成后才能起动合闸回路。未充好电时,禁止重合出口,并经控制字使重合闸沟通三跳回路动作,则任何跳闸命令均转化为三跳出口。
起动“充电”的条件为:开关跳闸位置继电器TWJ不动作,开关合闸位置,重合闸投入,无“放电”条件。
2)重合闸的闭锁即“放电”条件有:
开关压力不足,延时放电;
收到外部闭锁重合闸信号立即放电;
合闸脉冲发出的同时放电;
判断跳开相为永久故障时延时放电;
失灵保护动作时立即放电;
后合开关单重时间到,但后合延时未到时再收到线路保护的跳闸信号,立即放电不重合。
五、3/2开关接线方式中重合闸的优先回路
在3/2开关接线方式中,每条线路对应两台开关,线路故障后,同时跳开两台开关以切除故障。而在重合时,没有必要同时合上两台开关,否则如合于故障,它们都要再切除一次故障。因此,为了减少开关的动作次数,缩短永久性故障的切除时间,在故障断开后,一般采用先后合闸的方式进行重合闸,即两台开关中指定一台作为先合开关。重合闸时,先合开关合闸后,如故障已经消除,经一定延时后再合另一台开关。如果是永久性故障,先合开关重合不成功,线路保护加速动作并同时三跳两台开关并闭锁其重合闸,不再重合。
考虑到如果线路发生永久性单项接地故障先合中开关,同时中开关出现失灵将会同时切除该串的两条线路(或主变)及对侧开关,造成大面积的停电,而如果先合边开关,则仅仅切除边开关所在母线上所有边开关,不会影响供电,所以,华东电网中一般采用边开关先合的方式。
下面将讨论在不同的保护配置中是如何实现优先回路的。
六、边开关及中开关均使用REB551保护的配合
在REB551中将首先重合的开关称为主开关,当它重合成功不再跳闸时,再合第二台开关,两台开关重合闸之间的配合通过传送信号来完成。
所谓信号,其实是一些二进制输入或输出量,当保护输出一个信号时,驱动一个常开接点,接通直流电源的回路,而这个强电二进制输出量连接到本保护或其它保护的二进制输入模块,经光耦隔离,转换为弱电信号,进入保护装置,实现相应的功能。
这此信号主要有:
1、AR-WFMASTER(重合闸-等待主开关)重合闸等待:
1)线路保护跳闸,同时启动两台开关的重合闸。当母线侧开关重合闸启动后,向中间开关保护发“重合闸等待”信号,中间开关保护的AR-WAIT模块收到此信号,即等待母线侧开关先重合。重合成功后,此信号消失,中间开关的重合闸才动作。
2)当母线侧开关的重合闸停用或开关分闸时,其重合闸不启动,也就不向中间开关发此信号,中间开关立即动作重合。
3)如果母线侧开关虽重合闸启动,但未能出口发合闸命令,或是母线侧开关拒动,则中间开关也将不能重合,直至开关本体的三相不一致保护动作跳开开关。
在母线侧开关检修时,由于开关有可能被合上,而此时线路发生单相故障,母线侧开关的重合闸将被启动,有可能造成人身伤害,或是使中间开关重合闸始终处于等待状态而不重合,从而使线路丧失一次重合闸的机会。因此,在线路检修时,应将母线侧的重合闸停用,即将REB551保护屏上的重合闸方式切换开关切至“停用”位置。
2、AR-UNSUC(重合闸不成功)
如果故障是永久性故障,母线侧开关重合不成功后,向中间开关保护发“重合闸不成功”信号,中间开关保护的AR-INHIBIT(重合闸禁止)模块接收此信号后,不再重合。
此时,母线侧开关的重合闸在启动同时发AR-SOTF(准备重合于故障)信号至相应的线路保护,使线路保护准备三相跳闸,一旦重合于故障,线路保护立即发三跳命令,跳开两台开关。
无论各个变电所的重合闸整定有何不同,应了解重合闸配合的基本原理,这样才能在根据不同的整定决定不同的操作方式,作到心中有数。断路器重合闸装置随着自身的不断完善,必将会在电网的安全稳定运行发挥其重要作用。■
[关键词] 3/2接线方式 重合闸 优先回路 配合
一、前言
我国500kV电网在不断的发展,500kV变电所的数量也在不断增加。对于500kV系统有如下特点:
1、500kV变电所多采用3/2开关的接线方式,电压等级高,地位重要,对可靠性要求最高,;
2、线路发生单相故障概率大,多采用单相重合闸,不会出现非同期合闸,对系统冲击小;
在3/2开关接线情况下,每条线路对应两台开关,线路故障时同时跳开两台开关,而重合时开关无需同时合闸,以减少开关重复动作的几率,这就使开关的重合闸及其配合显得比较复杂,尤其在部分变电所中,对同一串的开关配置了不同厂家的保护装置,重合闸的配合问题就更显得突出。
二、500kV重合闸配置的特殊性
500kV系统由于采用3/2开关接线,因而其重合闸配置与220kV存在不同。具体来说,表现为重合闸按断路器配置。
实际上,重合闸按断路器配置,是一般性命题,非专指3/2开关接线方式,是针对把重合闸作为继电保护装置的一个必要组成部分而言的。对于220kV系统,由于采用双母线接线方式,两套线路保护均作用于同一个断路器,因此重合闸可以整合至线路保护内。而对于3/2开关接线方式,如果双重化的线路保护均各带专用重合闸,其二次回路接线必然相当复杂,也给运行维护、现场试验带来困难,因而影响继电保护的运行安全。
因此,对于500kV的3/2开关接线方式,线路保护仅仅负责保证跳闸的可靠性,即当单相故障时给故障相的断路器发单相跳闸命令;多相故障时给断路器发三相跳闸命令。是否允许重合,是否实现单相重合闸,在满足什么条件(如检查无电压、检查同步、允许气压等)下允许进行重合闸等,唯一的只与所控制的断路器有关,即用专用的含重合闸功能的断路器保护控制被控制断路器。这样可以显著的简化相关二次回路,而且层次分明,连接关系清楚,方便运行和维护,保证了继电保护的安全运行。
以下就华东电网中常见的ABB的REB551和南瑞公司的LFP-921开关保护装置谈谈在3/2开关接线方式中的重合闸及其配合的问题。
三、ABB的REB551开关保护的重合闸简述
1、重合闸的启动及闭锁回路
1)重合闸可以由线路保护动作时分相启动及三相启动。由于华东地区均采用单相重合闸方式,故均为线路保护分相启动。
2)根据需要,闭锁重合闸的保护有:
线路保护延时段动作闭锁重合闸
母线保护闭锁重合闸
短线保护闭锁重合闸
失灵保护动作闭锁重合闸
开关二相以上跳闸闭锁重合闸
远方跳闸闭锁重合闸
开关压力降低闭锁重合闸
手合开关闭锁重合闸
2、重合闸的动作逻辑
图1 重合闸的启动逻辑
图1为REB551的重合闸启动逻辑示意图。
REB551中有重合闸的准备回路,它通过检查断路器的位置来决定重合闸是否启动,即在开关跳闸前,开关必须在合闸位置持续5秒钟以上,才允许进行重合。此时如果断路器准备完好(压力正常)、保护内部设置为重合闸开放,且没有闭锁和禁止信号(母差保护、失灵保护、主变保护、后备保护、远方跳闸及短线保护、高抗保护闭锁重合闸信号),而线路保护来启动重合闸,才能完成重合闸的启动。重合闸启动后自保持。
图2为REB551的重合闸动作逻辑示意图。
图2 REB551重合闸的动作逻辑
重合闸启动后,如果没有“重合闸等待”和“重合闸禁止”信号(这两个信号在优先回路中说明),经一延时(华东地区一般整定为0.7秒),发出合闸脉冲。
四、南瑞的LEP-921装置的重合闸功能简述
1、重合闸的启动和闭锁回路
1)重合闸可由保护启动和开关位置不对应启动。与REB551保护中的重合闸准备回路类似的是,LFP-921装置采用数字充电方式构成一次合闸脉冲回路,必须在“充电”准备完成后才能起动合闸回路。未充好电时,禁止重合出口,并经控制字使重合闸沟通三跳回路动作,则任何跳闸命令均转化为三跳出口。
起动“充电”的条件为:开关跳闸位置继电器TWJ不动作,开关合闸位置,重合闸投入,无“放电”条件。
2)重合闸的闭锁即“放电”条件有:
开关压力不足,延时放电;
收到外部闭锁重合闸信号立即放电;
合闸脉冲发出的同时放电;
判断跳开相为永久故障时延时放电;
失灵保护动作时立即放电;
后合开关单重时间到,但后合延时未到时再收到线路保护的跳闸信号,立即放电不重合。
五、3/2开关接线方式中重合闸的优先回路
在3/2开关接线方式中,每条线路对应两台开关,线路故障后,同时跳开两台开关以切除故障。而在重合时,没有必要同时合上两台开关,否则如合于故障,它们都要再切除一次故障。因此,为了减少开关的动作次数,缩短永久性故障的切除时间,在故障断开后,一般采用先后合闸的方式进行重合闸,即两台开关中指定一台作为先合开关。重合闸时,先合开关合闸后,如故障已经消除,经一定延时后再合另一台开关。如果是永久性故障,先合开关重合不成功,线路保护加速动作并同时三跳两台开关并闭锁其重合闸,不再重合。
考虑到如果线路发生永久性单项接地故障先合中开关,同时中开关出现失灵将会同时切除该串的两条线路(或主变)及对侧开关,造成大面积的停电,而如果先合边开关,则仅仅切除边开关所在母线上所有边开关,不会影响供电,所以,华东电网中一般采用边开关先合的方式。
下面将讨论在不同的保护配置中是如何实现优先回路的。
六、边开关及中开关均使用REB551保护的配合
在REB551中将首先重合的开关称为主开关,当它重合成功不再跳闸时,再合第二台开关,两台开关重合闸之间的配合通过传送信号来完成。
所谓信号,其实是一些二进制输入或输出量,当保护输出一个信号时,驱动一个常开接点,接通直流电源的回路,而这个强电二进制输出量连接到本保护或其它保护的二进制输入模块,经光耦隔离,转换为弱电信号,进入保护装置,实现相应的功能。
这此信号主要有:
1、AR-WFMASTER(重合闸-等待主开关)重合闸等待:
1)线路保护跳闸,同时启动两台开关的重合闸。当母线侧开关重合闸启动后,向中间开关保护发“重合闸等待”信号,中间开关保护的AR-WAIT模块收到此信号,即等待母线侧开关先重合。重合成功后,此信号消失,中间开关的重合闸才动作。
2)当母线侧开关的重合闸停用或开关分闸时,其重合闸不启动,也就不向中间开关发此信号,中间开关立即动作重合。
3)如果母线侧开关虽重合闸启动,但未能出口发合闸命令,或是母线侧开关拒动,则中间开关也将不能重合,直至开关本体的三相不一致保护动作跳开开关。
在母线侧开关检修时,由于开关有可能被合上,而此时线路发生单相故障,母线侧开关的重合闸将被启动,有可能造成人身伤害,或是使中间开关重合闸始终处于等待状态而不重合,从而使线路丧失一次重合闸的机会。因此,在线路检修时,应将母线侧的重合闸停用,即将REB551保护屏上的重合闸方式切换开关切至“停用”位置。
2、AR-UNSUC(重合闸不成功)
如果故障是永久性故障,母线侧开关重合不成功后,向中间开关保护发“重合闸不成功”信号,中间开关保护的AR-INHIBIT(重合闸禁止)模块接收此信号后,不再重合。
此时,母线侧开关的重合闸在启动同时发AR-SOTF(准备重合于故障)信号至相应的线路保护,使线路保护准备三相跳闸,一旦重合于故障,线路保护立即发三跳命令,跳开两台开关。
无论各个变电所的重合闸整定有何不同,应了解重合闸配合的基本原理,这样才能在根据不同的整定决定不同的操作方式,作到心中有数。断路器重合闸装置随着自身的不断完善,必将会在电网的安全稳定运行发挥其重要作用。■