馮偉，陳文，鄒逸云

（泰州供電公司，江蘇泰州225300）

ABB公司的REB103母差保護因其動作速度快、可靠性高，在我國的電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。對于使用REB103母差保護的220kV系統(tǒng)，母聯(lián)和分段開關(guān)的合閘回路在通過測控裝置后還需接入母差的斷連回路才能最終接至機構(gòu)箱內(nèi)的合閘線圈。所以現(xiàn)在的運行規(guī)程中都規(guī)定，禁止在開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)合閘操作，除了防止故障時無保護跳閘外，也防止其母差用流變二次電流不接入母差，從而引起母差誤動[1]。以江蘇省500kV泰興變?yōu)槔瑢y控裝置與斷連回路配合時產(chǎn)生的問題進行分析，并提出相應(yīng)的解決方案。

1 防跳回路

開關(guān)的防跳功能可以在操作箱或開關(guān)的機構(gòu)箱內(nèi)實現(xiàn)，用于防止合閘接點黏連或合閘脈沖過長造成的多次合于故障。泰興變220kV母聯(lián)和分段使用的是杭州西門子3AQ1EE型開關(guān)，其防跳回路在機構(gòu)箱內(nèi)實現(xiàn)，如圖1所示。

開關(guān)控制選擇開關(guān)S8正常切至“遠方”位置，在合閘過程中，只要合閘脈沖使1SHJ勵磁后，HBJ便可通過自身的自保持回路完成整個合閘過程。當(dāng)合閘脈沖過長或1SHJ的輔助接點黏連時，開關(guān)合閘到位后，S1LA，S1LB，S1LC常開接點閉合，K7LA，K7LB，K7LC及K8LB，K8LC繼電器得電自保持，K12LA，K12LB，K12LC繼電器失電，其輔助接點打開。當(dāng)開關(guān)因故斷開后，S1LA，S1LB，S1LC常閉接點閉合，但K7LA，K7LB，K7LC繼電器仍得電，開關(guān)合閘回路被斷開，從而阻止開關(guān)在合閘脈沖展寬時間內(nèi)再次合閘。從以上的分析可以得出：

（1）K7，K8繼電器在防跳回路中起著關(guān)鍵的作用，如合閘脈沖過長或合閘接點黏連，開關(guān)第一次合上后，K7，K8繼電器使合閘回路一直處于斷開狀態(tài)，從而防止開關(guān)跳開后再一次合上。

（2）如果在1SHJ勵磁后便切斷合閘脈沖，開關(guān)斷開后，由于無正電源，開關(guān)也不會再次合閘。

（3）值得注意的是，若開關(guān)合閘脈沖出現(xiàn)間斷，即在開關(guān)分閘時合閘脈沖斷開，而開關(guān)分閘后再出現(xiàn)合閘脈沖，由于S1LA，S1LB，S1LC常開接點打開，K7，K8繼電器無法得電，則防跳回路失去作用，開關(guān)將再次合上。

圖1 3AQ1EE型開關(guān)防跳回路圖

2 斷連回路

ABB母差保護REB103中存在再連回路、互連回路和斷連回路。再連回路主要是通過母線閘刀的輔助接點，將相關(guān)線路的電流引入母差保護并且溝通所在母線的母差出口回路，若開關(guān)的2把母線刀閘均在分位，則自動將該開關(guān)電流互感器（TA）二次回路短路接地。REB103母差保護的斷連回路如圖2所示。互聯(lián)回路則是反映線路2把母線刀閘均在合位時保護的狀況，如熱倒時，母差保護會自動將Ⅰ（Ⅲ）母元件TA的二次電流引入Ⅱ（Ⅳ）母差，溝通2條母線的跳閘出口，同時Ⅰ（Ⅲ）母差動退出，由Ⅱ（Ⅳ）母母差保護Ⅰ－Ⅱ（Ⅲ－Ⅳ）母；同時接出一付接點（圖2中+U9.131.101）至母聯(lián)開關(guān)的斷連回路，使母聯(lián)的母差TA退出母差回路。而斷連回路只用于母聯(lián)和分段開關(guān)，當(dāng)母聯(lián)、分段開關(guān)通過測控裝置遙控合閘時，保證先將母聯(lián)、分段TA二次接入母差，后合母聯(lián)、分段開關(guān)；若任一母線故障，則立刻短接母聯(lián)、分段TA二次，保證母聯(lián)、分段開關(guān)與TA間故障或母線故障母聯(lián)、分段開關(guān)拒動時能可靠切除故障點。

經(jīng)過查閱設(shè)備出廠資料后得知，西門子3AQ1EE型開關(guān)完全合閘所需時間為100ms左右，完全分閘時間不大于60ms，母差保護動作后展寬100ms返回，REB103斷連回路內(nèi)125繼電器輔助接點延時動作的時間現(xiàn)場設(shè)置為150ms。圖2中的101繼電器和103繼電器為雙位置繼電器，該繼電器有2組線圈，上面1組線圈得電時，其輔助接點動作；下面1組線圈得電時，其輔助接點復(fù)歸。

當(dāng)測控裝置給出“CLOSE CB ORDER”，即遙控合閘令時，回路接通，101繼電器帶電，其輔助接點閉合，將母聯(lián)TA二次電流接入母差。由于此時開關(guān)輔助接點BC:①在合位，125繼電器和113繼電器都將得電勵磁。113繼電器輔助接點動作后一方面斷開母聯(lián)TA二次電流短接回路，另一方面將合閘脈沖送入機構(gòu)箱內(nèi)啟動1SHJ繼電器，進行合閘操作，保證了母聯(lián)TA二次電流在母聯(lián)開關(guān)主觸點閉合前接入母差。100ms后開關(guān)合閘完成，開關(guān)輔助接點BC:①打開，由于125繼電器輔助接點設(shè)置的延時為150ms，其輔助接點不會動作。此時若合閘脈沖依然存在，則機構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器K7，K8動作，直至合閘脈沖消失。

圖2 REB103斷連回路圖

當(dāng)母線發(fā)生故障，母差保護動作時，會同時接通3個回路，如圖3所示，分別為：“BC1-TC1+”至“BC1-TC1”之間的回路，“BC1-TC2+”至“BC1-TC2”之間的回路和“BC1 CTD”回路。這3個回路得電后，分別至圖2中相應(yīng)位置：前2路至機構(gòu)箱內(nèi)1TJR和2TJR啟動跳閘回路，跳開母聯(lián)開關(guān)；另1路使325繼電器得電，輔助接點325:②和325:③打開，斷開合閘脈沖輸入回路，從而確保在保護動作過程中開關(guān)無法進行合閘操作；輔助接點325:①也同時閉合，將正電源“BC+”引入125繼電器使其得電勵磁。

60ms后開關(guān)跳開，其輔助接點閉合，正電源“BC1+”也經(jīng)開關(guān)輔助接點BC:①引至125繼電器，再經(jīng)過40ms，母差保護返回，325繼電器失電，輔助接點325:②和325:③閉合，合閘脈沖輸入回路再次導(dǎo)通；同時輔助接點325:①打開，125繼電器正電源“BC+”失去，但由于正電源“BC1+”仍可通過開關(guān)輔助接點引入，125繼電器繼續(xù)得電。50ms延時后，125繼電器輔助接點125:②閉合，再次斷開合閘脈沖輸入回路；輔助接點125:①也同時閉合，113繼電器和101繼電器依次得電翻轉(zhuǎn)，他們的輔助接點動作后保證將母聯(lián)TA二次電流先短接后開出母差，125繼電器正電源“BC1+”輸入回路也被斷開，使125繼電器失電返回。

圖3 REB103跳閘出口回路圖

3 測控裝置與REB103配合中的問題

以上的分析基于這樣一個假設(shè)：故障發(fā)生在合閘脈沖消失之后。但實際情況中故障可能發(fā)生在合閘脈沖展寬時間內(nèi)的。

本所使用的測控裝置為上?；莅补镜腄25，由于無法在裝置本身查出合閘脈沖的展寬，經(jīng)詢問廠家后得知本所母聯(lián)及分段開關(guān)的合閘脈沖展寬設(shè)置的時間為2s，也就是說在開關(guān)合閘過程中“CLOSE CB ORDER”保持的時間為2s。在合閘脈沖展寬時間內(nèi)故障發(fā)生時母差斷連回路內(nèi)繼電器及開關(guān)相應(yīng)的動作時序，如圖4所示。

圖4 動作時序圖

圖4中動作時序Ⅰ～Ⅷ的含義：

Ⅰ為給出合閘令。

Ⅰ—Ⅱ為101，125，113繼電器依次分別得電，母差保護用流變二次電流先接入后拆除短接，并將合閘脈沖送入機構(gòu)箱。

Ⅱ為開關(guān)合閘到位。

Ⅱ—Ⅲ為開關(guān)輔助接點BC:①打開，125繼電器失電，由于合閘脈沖的仍然存在，機構(gòu)箱內(nèi)1SHJ繼續(xù)得電，防跳繼電器K7，K8動作，斷開合閘回路；開關(guān)合上后可能會直接合于故障或者在合閘后時間t（0＜t≤1650ms）內(nèi)剛好發(fā)生故障。

Ⅲ為母差保護動作（脈沖展寬100ms）。

Ⅲ—Ⅳ為跳閘脈沖送入機構(gòu)箱內(nèi)，1TJR，2TJR得電，同時325繼電器得電，其常開輔助接點325:①閉合，正電源“BC+”引入，125繼電器得電勵磁；常閉輔助接點325:②和325:③打開，斷開送入機構(gòu)箱內(nèi)的合閘脈沖，防跳繼電器K7，K8失電。

Ⅳ為開關(guān)完全分閘到位，故障切除。

Ⅳ—Ⅴ為開關(guān)輔助接點BC:①閉合，“BC1+”正電源也經(jīng)開關(guān)輔助接點引至125繼電器。

Ⅴ為母差保護返回。

Ⅴ—Ⅵ為325繼電器失電，常開輔助接點325:①打開，125繼電器正電源“BC+”失去，但由于正電源“BC1+”仍可通過開關(guān)輔助接點BC:①引入，125繼電器繼續(xù)得電；常閉輔助接點325:②和325:③閉合，合閘脈沖再次送入機構(gòu)箱內(nèi)，在125繼電器輔助接點動作前，該次合閘脈沖送入機構(gòu)箱的時間可以維持50ms左右，而此時由于機構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器已經(jīng)失電，防跳回路不會再起作用，合閘回路導(dǎo)通，開關(guān)將再次合閘。

Ⅵ為125繼電器輔助接點動作。

Ⅵ—Ⅶ為常開輔助接點125:②閉合后，合閘正電源被引至125繼電器，使其得以自保持并斷開合閘脈沖；輔助接點125:①閉合后，113，101繼電器得電翻轉(zhuǎn)，將母差保護用流變二次電流先短接后開出，同時125繼電器正電源“BC1+”輸入回路也被斷開，但這并不影響125繼電器繼續(xù)得電（自保持），直至合閘脈沖徹底消失。

Ⅶ為開關(guān)再次合閘到位。

Ⅶ—Ⅷ為125繼電器保持得電，開關(guān)輔助接點BC:①打開，雖然一次開關(guān)已經(jīng)合閘到位，但其母差用二次電流并沒有接入，此時若故障仍存在，對于母差來說二次上必定存在差流，母差將再次動作跳開另一條母線上所有開關(guān)；若故障已經(jīng)消失，由于在第一次母差動作時已經(jīng)將故障母線上所有的開關(guān)均跳開了，母聯(lián)開關(guān)再次合上只相當(dāng)于對母線充電，而此差流可能并不會達到母差動作的門檻值，開關(guān)也就可能不會再次跳開。

Ⅷ為合閘脈沖“CLOSE CB ORDER”消失，125繼電器失電返回。

由以上分析看出，若故障發(fā)生在合閘脈沖展寬時間內(nèi)，有可能會導(dǎo)致母聯(lián)或分段開關(guān)在跳開后再次合閘，若故障仍存在，開關(guān)會再次跳開；若故障已消失，開關(guān)可能不會再分開，但其二次電流并不會接入母差，這時只有手動分閘才能讓一、二次恢復(fù)正確狀態(tài)。

4 原因分析及解決方案

在合閘脈沖展寬的范圍內(nèi)發(fā)生故障，機構(gòu)箱內(nèi)防跳回路本應(yīng)動作，阻止開關(guān)在跳開后再次合于故障。但在本例中由于REB103內(nèi)斷連回路的參與使得送入機構(gòu)箱的合閘脈沖在保護動作后斷開，而在開關(guān)跳開后又再次送入。雖然測控裝置只發(fā)了一個合閘脈沖，但防跳回路卻認為中斷后送入的脈沖為另一個合閘令，故防跳回路不會起作用，造成開關(guān)再次合上。因此，在保證開關(guān)可以完全合上的基礎(chǔ)上，如果送入機構(gòu)箱內(nèi)的合閘令只有一次，即可阻止開關(guān)再次合上。根據(jù)以上分析提出幾種解決方案。

（1）縮短合閘脈沖的展寬時間。考慮到開關(guān)合閘時可能直接合于故障，母差保護動作后100ms返回，若將合閘脈沖縮短至100ms以內(nèi)，在開關(guān)跳開后，斷開合閘回路正電源，即可防止開關(guān)再次合閘。

（2）適當(dāng)延長母差保護動作脈沖展寬時間，即延遲325繼電器勵磁時間。由于325繼電器失電時間早于125繼電器延時接點動作時間50ms，若將母差保護動作返回時間設(shè)置為大于150ms，則在常開輔助接點125:②閉合前，常閉輔助接點325:②和325:③一直處于打開位置，開關(guān)分閘后，無合閘脈沖送入機構(gòu)箱，這同樣可阻止開關(guān)再次合上。

（3）縮短125繼電器的延時接點125:②動作時間。如果將常開接點125:②動作時間縮短至100ms以內(nèi)，則在325繼電器失電前合閘脈沖已被斷開并被引至125繼電器，125繼電器得電自保持，合閘脈沖不會再送入機構(gòu)箱，直至“CLOSE CB ORDER”的消失。

（4）將325繼電器2個常閉接點325:②和325:③短接，即將圖2中A，B的2點短接。雖然在開關(guān)分閘后至125:②輔助接點動作前，有大約90ms的時間合閘脈沖送入機構(gòu)箱，但由于合閘脈沖一直沒有中斷過，機構(gòu)箱內(nèi)防跳繼電器K7，K8得電，開關(guān)不會再次合上。

5 結(jié)束語

當(dāng)測控裝置通過REB103母差保護的斷連回路對母聯(lián)及分段開關(guān)進行合閘操作時，若在合閘展寬時間內(nèi)發(fā)生故障母差保護動作，則有可能導(dǎo)致開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)的防跳回路不起作用，使開關(guān)跳開后再次合于故障，為電網(wǎng)安全留下了隱患。

在本文提出的解決方案中，第1方案和第4方案實現(xiàn)比較簡單，未改變保護設(shè)計思想，也不會對設(shè)備帶來其他副作用，應(yīng)該是解決該問題的可行措施。

需要說明的是，本文討論的問題僅在母差保護動作時出現(xiàn)，如果在合閘脈沖展寬時間內(nèi)，由于接點黏連或其他非保護動作的原因?qū)е麻_關(guān)跳開，則325繼電器不會得電，合閘脈沖將送人機構(gòu)箱內(nèi)，直到125繼電器延時接點動作后，其本身的自保持回路才將合閘脈沖斷開并一直保持至合閘脈沖消失。因此，在這種情況下，送入機構(gòu)箱內(nèi)的合閘令只有一次，不會造成開關(guān)跳開后再次合上現(xiàn)象的出現(xiàn)。

[1] 華東電網(wǎng)有限公司培訓(xùn)中心，華東電力調(diào)度交易中心.500kV變電站值班人員技能培訓(xùn)教材[S].2006.