220kV变电站隔离开关接触缺陷对断路器保护的影响

220kV变电站隔离开关接触缺陷对断路器保护的影响
摘要：220kV变电站作为国家电力系统的核心枢纽，承担着保障变电站的长期、
安全、平稳运行的重任，因此，降低其事故发生率对电力系统的稳定运行有重要
的现实意义。

以某220kV变电站中隔离开关接触不良缺陷现象为例，分析了此缺
陷对保护装置的正常运行造成的影响。

研究发现，在隔离开关接触不良时易导致
断路器失灵保护和断路器死区保护无法正确动作，且可能存在电网运行安全风险。

关键词：220kV 变电站；隔离开关接触缺陷；断路器保护；影响
引言
现阶段，电网对 220kV 变电站均采取了调控中心集中监控的技术，充分体现
了我国电力信息化建设的先进性。

但是在无人值守背景下，如果变电站在其运行
中出现警告信息采集不全，抑或是断路器保护装置不能真实地体现设备真实异常
状态时，就很有可能造成事故进一步发展。

1.220kV 变电站中隔离开关接触缺陷
220kV 变电站中隔离开关接触缺陷是变电站运行过程中的常见问题，本文以
一个实例为分析对象，对 220kV 变电站中隔离开关接触缺陷问题进行分析。

调控
中心监控员发现某 220kV 变电站 3362的开关 A 相遥测值显示为 0，但 B、C 相遥
测信号显示正常，间隔没有发生异常遥信动作。

监控人员立即将该情况报告给运
行维护人员，运行维护人员赶到现场进行检查之后发现，220kV 变电站综自系统
后台的 3362 开关的 A 相遥测值和 3362 开关断路器保护 A 相的采样值为 0，Ⅱ母
母差保护中 3362 开关支路 A 相的采样值也是 0，明显是一个异常状况。

但该断路
器保护装置并没有发出任何警告，而且断路器运行正常。

进一步对故障进行调查
发现，3362 开关的Ⅱ母侧隔离开关 A 相发生了接触缺陷，因此 3362开关的 A 相
遥测值与 3362 开关断路器保护 A 相的采样值最终显示都为 0。

2.失灵保护与死区保护分析
2.1失灵保护
为了能够确保在某开关失灵时可以准确切除故障，断路器应配置失灵保护。

如图 1 所示，如果 L1 线路中 K1 出现故障，线路保护则需要避开 3312、3310 断路器，假如 3312 失灵，3312 断路器失灵保护需要跳开Ⅱ母上连接的全部断路器。

如在Ⅱ母上 K2点产生短路故障，母线保护跳开连接在母线上的全部断路器。

如
果此时 3312 断路器失灵，那么 3312 失灵保护则需要将 3310 装置跳开，同时发
出远方跳闸命令，跳开对侧 3311 装置，此时故障点方可被隔离。

同样，分析
3310 断路器失灵保护，如果线路 L1 中K1 点出现故障时，那么这时 3310 断路器
出现失灵，3310 断路器失灵保护则需要动作跳开 3311、3312 断路器，发远方跳
闸跳开对侧 3311、3321 断路器，故障点被隔离。

图1 断路器 K1、K2 点发生短路
当Ⅱ母上 K2 点出现故障，Ⅱ母差保护需要跳开连接Ⅱ母全部断路器（包括3312 断路器）。

如 3312 A 相拒动，就需要失灵保护动作去跳开 3310 断路器且发
远方跳闸跳开对侧 3311 断路器。

鉴于 33122 刀闸 A 相接触缺陷，断路器保护中
没有 A 相电流采样值，无法达到触动失灵保护装置，因此 3312 断路器失灵保护
无法执行正确动作，故障点未能隔离。

2.2 死区保护
3/2 接线中，如断路器和电流互感器间出现短路故障时，通常在保护动作跳
开断路器后，故障仍未切除。

如图 2 所示，线路 K3 点产生故障，Ⅱ母母差保护
动作跳开3312 后，故障点未隔离；线路 K4 点产生故障，L2 线路保护动作跳开3310 后，故障点未隔离。

在这过程中，尽管能够利用断路器失灵保护切除故障，
然而其动作延时十分长，因而设计了更为迅速的死区保护。

假如 33121 刀闸 A 相
接触缺陷，当 K3 点发相接地故障，Ⅱ母差保护动作跳开连接于Ⅰ母全部断路器（包括3312）后，此时故障点未隔离，需 3312 断路器死区保护跳开相连 3310 断
路器并发远方跳闸保护跳开对侧 3311，但是鉴于 33121 隔离开关 A 相接触缺陷，
因此断路器死区保护不能收集 A 相电流，不达到死区保护动作触发条件，故障点
未能隔离。

图2 断路器 K3、K4 点发生短路
2.3 20kV 变电站中隔离开关接触缺陷处理方法
一般来讲，在 220kV 变电站运行管理过程中，监控人员会对遥测值采用定期
巡视的方法，当出现隔离开关合闸不到位的问题时，调度中心的监控人员并不能
及时发现其中的缺陷，系统运行存在较大的安全风险。

为了解决这类风险，可以
采取以下两个措施。

1）保护装置中增加低负荷 TA 断线判据
从上述分析可知，由于变电站的保护装置中的 TA 不平衡判据为自产零序电
流值要大于零序电流启动定值，而且定值整定的零序启动电流值比较大，所以无
法对一些负荷较小的支路隔离开关的接触不良情况进行反映。

当出现这种问题的
时候，可以在保护装置中增加低负荷 TA 断线判据，然后再对其进行判断。

如果
电路正常运行的时候线路的负荷水平较低，则可以适当投入低负荷 TA 断线告警
控制字，实现对线路的有序控制。

2）调控中心监控系统增加遥测值归零告警信号
（下转第59页）
在 220kV 变电站运行过程中，只有当遥测信号的位置发生改变的时候才会出
现警告信息，而且会产生语音警告，对监控人员以及运维人员进行提示。

一般来说，对于变电站系统中的遥测值，只要定期巡视就可以，但是定期巡视并不能反
映出完整的数据。

因此，当变电站的隔离开关接触不良的时候，监控与不能及时
发现故障。

为了对这个问题进行解决，提高故障发现水平，并且及时对故障进行
处理，可以在调控中心监控系统中增加遥测值归零告警。

经过处理之后，如果开
关是闭合状态，但是没有遥测值，则监控系统的警告窗应该要弹出“XX 间隔遥测
值归零”的警告信息，并且进行语音提示，直到运维人员对故障进行检查之后才可以停止报警。

3.结语
综上所述，在变电站运行过程中，隔离开关准确接合是电路安全运行的前提，但是在变电站中很容易出现隔离开关接触不良的现象。

隔离开关接触不良对于继
电器保护动作有较大影响，一般会导致保护动作无法真正开展，使得故障不能被
及时清除。

因此针对变电站隔离开关不能良好接触的问题，必须要采取相应方法
加以处理，当出现接触缺陷故障的时候，第一时间将故障消除，降低事故风险。

参考文献：
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[2]张昊.220kV变电站中刀闸接触缺陷对断路器保护的影响[J].电子测试，2016（22）.
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