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提高220kV线路保护重合闸可靠性

作者：蒋超伟

来源：《华中电力》2013年第04期

摘要：本文对宁夏电网220kV线路保护重合闸配置情况进行了现场调查，采用鱼刺图法分析出了目前重合闸可靠性较低的主要原因，充分利用现场设备重新优化改进重合闸二次回路，实现了线路保护重合闸的双重化配置，大幅提高了重合闸的可靠性。 关键词：重合闸 回路 双重化 可靠性 1 引言

近年来电网迅猛发展，220kV线路大大增多，已经成为为城市和厂区大用户供电的主要联络方式。输电线路的自动重合闸技术是保证电力安全供电和稳定运行的有效措施，在提高供电可靠性以及节约投资等方面具有较为显著的技术经济效果。电力系统的运行经验表明，架空输电线路瞬时性故障占线路故障的90%以上。因此，使用自动重合闸，可以提高供电的可靠性。 目前宁夏电网的220kV线路的自动重合闸多为单套配置，在装置出现故障时，重合闸即退出运行，可靠性较低。笔者在常胜220kV变电站220kV花常丙线高频保护更换过程中发现这一潜在隐患，结合现场实际，通过改进重合闸回路，提高了220kV线路保护重合闸的可靠性。

2 现状调查及原因分析 2.1 现状调查

国家电网公司《线路及辅助装置标准化设计规范》中未对自动重合闸装置的配置方案做出明确要求，对宁夏电网220kV线路自动重合闸配置方式进行现状调查，具体情况见表1所示，图1为模型一配置原理图，图2为模型二配置原理图，图3为模型三配置原理图。 保护一是否具备

重合功能 保护二是否具备

重合功能 断路器辅助保护是否具备重合功能 配置方式 模型一 是 是 是 使用断路器辅助保护重合闸功能 是 否 是

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否 是 是

模型二 是 是 否 使用线路保护一重合闸功能 模型三 是 是 否 使用线路保护二重合闸功能

表1 宁夏电网220kV线路自动重合闸配置方式统计表 图1 模型一配置原理图

图2 模型二配置原理图 图3 模型三配置原理图

大量运行经验表明，在大多数情况下自动重合闸的退出并非是由于自身功能出现故障，而多是由于它所集成的设备出现故障或者进行定值操作时需要退出运行，因此可以看出现在使用的自动重合闸可靠性较低。 2.2 原因分析

在满足反措关于保护双重化配置前提下，从人员、设备、方法和环境四个方面对现有重合闸可靠性较低进行分析，图4为原因分析鱼刺图，通过查阅培训档案，及现场考核发现人员方面工作经验少、工作人员操作不当为非要因，通过技术分析并与厂家沟通后得知设备方面现场断路器只有一组合闸线圈、操作箱只有一个合闸继电器也为非要因，在各个变电站现场实测发现环境方面设备过热、受潮及运行环境差导致重合闸退出运行也为非要因，在宁夏电网常胜220kV变电站220kV花常丙线高频保护工作现场充分利用现场设备进行重合闸回路改进是要因。因此，采取优化改进重合闸二次回路接线的方法，可有效提高线路保护重合闸可靠性，值得推广应用。

图4 原因分析鱼刺图 3 实施对策及改进方法

显然，通过前文的现状调查及原因分析，重新优化设计二次回路，利用现有设备的重合闸功能，可实现重合闸的双重化配置，有效提高重合闸的可靠性。且在设计二次回路时应保证两套重合闸装置功能独立，回路独立，避免出现寄生回路。将使用一套重合闸功能的220kV线路保护，改为与线路保护一一对应的双重化配置，启动重合闸及闭锁重合闸功能均由装置内部逻辑完成。将原来线路保护中跳闸和重合闸共用正电公共端，改为重合闸使用独立的公共端，保证两套重合闸都使用第一路操作电源，以解决操作箱只有一个重合闸继电器的问题。 以宁夏电网220kV线路保护双重化配置且带断路器辅助保护的典型组屏方案为模型，制定两种配置方案，方案一：使用两套线路保护的重合闸功能，方案二：不具备重合闸功能的线路保护使用断路器辅助保护的重合闸。图5为方案一改造后的重合闸配置方案，图6为方案二

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改造后的重合闸配置方案。针对方案一和方案二重新设计了重合闸二次回路，图7为重合闸二次回路原理图。

图5 方法一改造后的重合闸配置方案 图6 方法二改造后的重合闸配置方案 图7 重合闸二次回路原理图

经上级主管生产技术部门批准使用后，2013年9月1日检修人员在常胜220kV变电站花常丙线高频保护更换现场，对二次回路实施了技术改造，并对变更后的二次回路进行了功能验证。首先，模拟正常运行状态，两套线路保护均正常运行，分别进行断路器单相跳闸单相重合及断路器重合后加速的传动试验，两套保护及重合闸均动作正确；其次，将第一套线路保护停运，装置电源断开，对第二套线路保护进行断路器单相跳闸单相重合及断路器重合后加速的传动试验，第二套线路保护及重合闸动作正确；然后，将第二套线路保护停运，装置电源断开，对第一套线路保护进行断路器单相跳闸单相重合及断路器重合后加速的传动试验，第一套线路保护及重合闸也动作正确。

综上所述，此次二次回路变更是满足相关规程及反措要求的，经技术改造后的间隔投运后一切正常。通过验证试验可以看出，其中一套重合闸装置退出运行，线路重合闸功能仍能实现，同时也简化了沟通三跳、启动重合闸及闭锁重闸合回路，使得线路保护重合闸的可靠性大幅提高。 4 结束语

通过充分利用现场设备，重新优化设计二次回路，实现了重合闸的双重化配置，大幅提高了线路保护重合闸的可靠性，具有很大的推广意义；同时在不增加成本的前提下，减少了停电损失，增大了高压线路的输送容量，经济效益亦十分可观。 参考文献

[1]国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护实用技术问答.北京电力出版社，2000. [2]罗虎，张双梓等.220kV线路重合闸运行分析[J].技术与应用（电气技术），2013，（2）：64-67.

[3]国家电力调度中心.电力系统继电保护规定汇编[S].1997.

[4]卢纯义，张良.220kV线路保护重合闸回路解析[J].机电信息（电气工程与自动化），2010，18（264）：87-88.