重合闸失败原因分析

500kV线路重合闸失败的原因分析及解决办法

摘要：本文分析了某公司生产的LFAA101型重合闸装臵因启动信号与开关压力低闭锁信号配合上的问题导致重合命令不能正常发出的根本原因，并提出了解决办法，确保了保护的正确动作。

关键词：重合闸、压力接点、共存时间、改进

1、概况

我厂在500kV线路保护改造试验中发现了LFAA101重合闸在准备好的前提下，模拟单相瞬时性故障，开关跳开后，重合闸命令无法发出，最后由三相不致保护跳开三相开关的现象。这种现象的发生极其偶然，为此我们进行了深入分析和试验，经过努力终于找到了问题症结，在此作一详细分析并提出解决方案。

2、原理介绍

经过反复的试验明确了LFAA101重合闸装臵要发出可靠的重合命令必须满足以下条件(说明书中未有相关说明,现已得到厂家验证)：

在收到启动信号（也即保护发出单跳命令）的同时断路器的压力接点至少要保持18ms才能变位（如图一），共同接通时间15ms时为临界状态，13ms以下重合闸肯定不能发出合闸脉冲（如图二）。

在本次保护改造中，闭锁重合闸压力接点仍采用原老线路保护的设计方案，即将

三相断路器的OCO（其含义应为分一合一分，也即该接点接通时，可保证断路器进行一次分闸，然后开关重合，再次跳开这么一个循环所需的压力）常闭接点串联。用OCO 接点对断路器的要求是比较高的，它的行程为54.5mm，很接近液压马达开始储能的行程为57.5mm。也就是说当分合断路器用的油压低到行程小于57.5mm时，延时2s钟后，油泵起动打压，当行程达到58.5mm时，停止打压。行程低于34mm时不能进行合分操作，行程低于21mm时不能进行分闸操作。

3、原因分析

断路器在正常运行时，由于高压油在油腔内有一定的微漏，当油压低到行程小于57.5mm时，延时2s钟后，油泵起动打压直到58.5mm。这样油压就一直保持在行程始终大于57.5mm。如果这时线路上发生了A相瞬时性故障，保护动作跳开A相，同时给重合闸一个启动信号，此时油压就会释放一部分，由于OCO的行程与开始打压的行程很接近，分闸过程中闭锁重合闸用的OCO压力接点就会断开。线路发生故障是随机的，跳闸前的行程位臵可以在57.5～58.5mm间任何一个位臵，但这个位臵影响着启动信号与压力信号的共存时间，当位臵接近低位时共存时间应短，反之就长。这种接点竞赛的情况如满足图二的时序关系，重合闸就会失败。

为此，我们进行了实际的录波试验。当压力储足后模拟A相瞬时性故障，测得启动信号与压力信号共存时间为17.1ms，重合闸能正确发出重合命令，开关重合成功。但是当我们人为将A相断路器的压力泄放到刚要启动液压油泵但又未到时又进行了一次试验，此时两信号的共存时间只有14.2ms，重合闸不能发出合闸命令，A相重合失败，三相不一致保护跳开三相开关。我们模拟的这种情况在实际运行中确确实实是可能发生的，所以按目前设计也就存在线路发生瞬时性故障时出现重合闸失败的现象，

我们必须从根本上消除发生此类保护不正确事件的概率。

4、解决办法

目前断路器的压力接点是三个正常接通的接点相串联后进入重合闸装臵，同时扩展一个中间继电器。如果利用扩展继电器的接点进入重合闸装臵，那么接点返回时间可以增加约40 ms，这就比较满足了大于20ms的共同时间了。

经过回路修改并进行带开关传动试验，重合闸能正确发出重合命令，从波形上分析共存时间达到了64ms，确保了每次重合命令的可靠发出。

从试波图的分析和试验看，若启动重合闸信号到重合闸装置后，在15ms内又收到压力闭锁接点信号，重合闸将不会重合。

和继电保护联系过，对于LFAA101型重合闸装置，上述逻辑是固定死的，无法修改，因此，对于LFAA101是否需要进行反措，必须就以下几个方面向开关专业进行确认：

1.从开关跳闸线圈带电，到OCO（闭锁分合分）接点动作，需要多长时间，不同类型的开关是否不一样；

2.对于第1点的时间要求，是否有技术规范？或者是否可以对开关本体相关机构进行调整，使该时间做到大于15ms，从而确保LFAA101重合成功。

如果开关专业的答复为对上述时间没有技术要求，或者说有可能小于15ms，也有可能大于15ms，那么，我觉得有必要对LFAA101回路进行反措，将OCO接点串联一辅助继电器，再将该辅助继电器的动作接点输入至LFAA101回路。

需要注意的是，若原回路OCO接点用的是常开接点，则该辅助继电器应是具有一定的延时返回时间；若原回路OCO接点用的是常闭接点，则该辅助继电器应是具有一定的延时动作时间。

辅助继电器的延时动作或延时返回时间的选取也应考虑一下，时间太短无法起到应有的作用，时间太长是否有其他不利影响。