一起220KV线路单相故障分析

[摘 要]本文重点对一起220KV线路单相重合闸故障进行了分析，旨在为相关工作人员遇到类似状况提供借鉴，缩短线路停电时间，提高电网运行的可靠性。

[关键词]220KV；单相故障；重合闸

中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0055-01

一、220KV线路单相故障

20kV高压输电线路作为中长距离电能输送主要载体，在我国电力网络中占据非常重要的地位，是区域经济发展电能供应的主动脉，担负着区域电能输送的重要使命。高压输电线路作为城市供配电网和系统大电网间联系的重要枢纽，同时也是电厂和用电负荷终端间紧密联系电能输送桥梁，并且也是电力系统中发生故障最多的电能远程输送环境。

在220的架空线路上，由于线间距离大，大部分故障都是单相接地故障。因此，若是只将故障相断开，然后进行单相重合，而未发送故障的两相继续运行，这样大大提高了供电的可靠性以及系统并列运行的稳定性。这种重合闸就是单相重合闸。若是系统发生的是瞬时性的故障，则单相合闸成功，系统恢复正常运行。若是线路发生的是永久性的故障，单相合闸不成功，就需要根据系统的实际情况，若是不允许长期非全相运行时，应该切除三相并不再运行；如果需要转入非全相运行时，则应再次切除单相，再不进行重合。

220kV高压输电线路将自动重合闸装置与继电保护装置相互匹配配置后，不仅可以大大提高输电线路供电可靠性，减小供电线路停电次数，降低输电网络停电损失，同时还可以提高电力系统并列运行的综合稳定可靠性，从而提高整个电力网络的系统传输容量。为了避免重合闸装置在输电线路发生永久性故障后，反复动作使系统遭受巨大的冲击，220kV高压输电线路大多采用自适应重合闸技术，这样可以保证自动重合闸装置在很多时间内精准判定输电线路所发生的故障类型，并采取相应的自适应重合闸决策。但由于导致输电线路发生故障的因素较多，加上继电保护装置、重合闸装置、高压断路器装置等制造厂家各自所研发的技术问存在一定差异，也可能在实际运行过程中发生重合闸装置多次动作情况，现对某220kV输电线路自动重合闸装置反复动作的原因进行具体分析，为其他输电线路运行维护提供一点借鉴。

二、线路单相重合闸故障原因

瞬时性故障：在线路被继电保护迅速断开后，电弧即行熄灭，故障点的绝缘强度重新恢复，外界物体也被电弧烧掉而消失，此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能恢复正常的供电，因此称这类故障为“瞬时性故障”。

在线路被断开以后，故障仍然存在，这时即使再合上电源，由于故障仍然存在，线路还要被继电保护再次断开，因而就不能恢复正常的供电。此类故障称为“永久性故障”。

任何一种重合闸的配置都是针对瞬时故障的，当线路有永久性故障时，重合闸也会动作，重合一次，因为故障没有消除，保护会在此跳开断路器，重合闸将被锁闭，不再进行重合。

瞬时故障多是由于雷击过电压引起的绝缘子表面闪络、大风时的短时碰线、通过鸟类身体放电造成的。从故障发生到第一次重合闸大概需要600毫秒，如果再次故障发生在600毫秒以内，重合闸就会被闭锁，保护动作断路器出口，如果再次故障发生在600毫秒之外、15秒之内，重合闸也只能重合一次，当再次故障时，由于重合闸没有充好电，保护动作断路器出口，重合闸就将被锁闭，跳开的断路器不再进行重合。

三、故障分析

某运行中的220kV线路A相瞬时故障，两侧断路器跳闸，线路一侧的保护单跳单重，动作正确。同时线路另一侧（以下简称为A变电站）线路的保护装置单跳出口，线路边断路器保护单跳单重，中断路器保护三跳出口。显然，A变电站故障线路的中断路器保护本应单跳单重，现场断路器重合失败，三跳出口，存在问题。

A变电站220kV开关场采用的是一个半断路器接线方式，故障位于线路-变压器串上的线路上。故障线路现场配置了南自PSL603G系列保护屏，中断路器配置了南自PSL632C数字式断路器保护。2008年7月17日20时32分，A变电站220kV线路B相发生单相接地故障，两套主保护均正确动作将B相跳开，但两套主保护均未在整定时间（跳闸后0.8s）发出重合闸命令，将B相断路器机构进行重合。最后导致由断路器本体的三相不一致保护经整定时间4s后出口动作将A、C相跳开。

经分析，造成这种事故的原因如下：由于220kV事故线的断路器为1998年投运的西门子早期产品，该断路器操作机构的三相合闸线圈为并联，无分相引接输出（见图1）。该断路器与没有更换保护之前的ABB保护配合时，没有出现问题，主要是由于ABB保护的单相重合闸起动元件仅通过判断线路有流无流，而无需要判断断路器的合/分闸位置。但本线路更换为南瑞继保的RCS系列保护之后，单相重合闸起动方式为由保护动作起动或开关位置不对应起动，需判断断路器的位置，即需要判断保护操作箱的断路器跳位监视继电器TWJ。现场保护改造投运的图纸设计合闸回路接线示意图如图2所示。在操作箱合闸回路中，将A、B、C三相跳闸位置监视回路并联，并与A相合闸回路并联，共用一个出口回路，接入断路器操作合闸回路中。

该回路存在的缺陷为：当任一相，如B相故障跳闸时，A、B、C相跳位监视回路继电器均动作，导致输入保护装置的跳位监视继电器TWJ为A、B、C三相跳位，而不是正确的B相跳位，故保护装置不起动单相重合闸。根据现场模拟事故状态，分析和调试发现：当B相跳闸后，A、C相如果均有流（负载电流大于0.3A），则也能实现单相重合闸功能。但由于故障时220kV事故线路负载较轻，B相跳闸后，A相负载电流小于0.3A（故障录波显示最大为0.293A），C相电流大于0.3A，保护装置判断为A、B相跳闸，故不起动单相重合闸。

解决方案探讨

对于断路器操作机构箱。合闸回路中，取消断路器就地合闸回路及断路器远方僦地切换回路，将断路器A、B、C相合闸回路每相正电源端分开，形成每相独立的合闸回路，并相应取消断路器操

作机构箱内的防跳回路。图3为改进后的断路器操作机构合闸回路示意图。

对于保护装置的操作回路。不再将A、B、C相跳位监视回路并联。而是每一相的跳位监视与该相合闸回路共一个出口，将其与图3所示的改进后的断路器操作机构合闸回路配合，接入相对应的断路器机构合闸回路中。图4即为改进后的合闸回路示意图。

控制回路断线时经延时闭锁重合闸。加延时是为了防止开关跳合闸过程中短时控制回路断线而造成重合闸误闭锁，导致重合不能正常启动。

运行及检修人员要做好相应的措施，例如开关在一次检修时，可以打上保护的重合闸闭锁压板，待一次检修结束及开关带保护传动时再解除闭锁。在装置上电转运行时先投控制电源，再投装置电源，可靠地躲开重合闸的充电时间。

结束语

通过上述分析可以看出，作为地区供电的主要电源线，220kV线路的作用是非常重要的。线路重合闸装置作为线路保护的一个重要组成部分，在保证系统安全稳定供电上有着不可替代的作用，因此运行部门都要引起足够的重视，在保证系统稳定和可靠供电的前提下，出现问题后及时采取合理的措施解决问题。

参考文献

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