35kV输电线路故障跳闸原因（一起35千伏输电线路跳闸后重合不成功的故障分析）

35kV输电线路故障跳闸原因（一起35千伏输电线路跳闸后重合不成功的故障分析）图2 装置重合闸失败且跳、合位灯同时亮起表1 保护动作情况220kV园区变电站35kV部分采用单母分段接线，共有35kV出线8条，该站35kV侧中性点经消弧线圈接地，35kV出线配有三段式电流保护及一次重合闸，保护装置型号为南瑞科技NSR—3611R保护测控一体装置。故障发生时一次系统图如图1所示，馈线2开关运行于35kV Ⅰ段母线，馈线6开关运行于35kV Ⅱ段母线，1号主变低压侧301开关及1号分段开关在合位，2号主变302开关在分位，1号主变301开关带35kV全部负荷。图1 园区变电站35kV部分一次系统图5月20日05:52，调度中心报该站35kV馈线2线路、35kV馈线6线路过电流保护动作，动作情况见表1。调度值班人员发现开关重合闸未成功后，通知运行人员至现场进行检查，发现保护装置上跳、合位灯同时亮起，如图2所示。

输电线路重合闸对提高电网的安全稳定性具有重要作用，重合闸未正确动作会造成线路停运、负荷损失。国网泰州供电公司的研究人员吴笑天、徐新、陆飞、印吉景，在2021年第11期《电气技术》上撰文，对220kV园区变电站两条35kV线路跳闸后重合闸动作不成功的故障进行研究，分析线路跳闸及重合闸失败的原因。

针对保护装置跳闸后重合闸动作失败且跳、合位灯同时亮起的情况，在排除二次回路故障原因后，提供一种从装置操作板件查找问题的思路，确认板件上合闸位置继电器动作后未返回是本次故障的直接原因。最后针对此类缺陷提出相应的整改措施，有效提高了二次设备运行的可靠性。

运行经验表明，电力系统中输电线路故障大多是瞬时性故障，微机线路保护一般配有自动重合闸功能，在线路故障跳闸后启动重合闸可以及时恢复供电，有效提高供电可靠性。重合闸启动方式分为保护启动及位置不对应启动，通常需要取用断路器操作箱的各相跳闸位置继电器触点信号作为动作条件。如果硬件或二次回路出现故障，就可能导致重合闸失败。

本文介绍一起220kV变电站两条35kV线路跳闸后重合闸不成功的故障，根据保护装置上跳、合位灯同时亮起及重合闸的动作逻辑，分析重合闸失败的原因，提出一种从保护装置操作板件查找问题的新思路。

1 事件基本情况

220kV园区变电站35kV部分采用单母分段接线，共有35kV出线8条，该站35kV侧中性点经消弧线圈接地，35kV出线配有三段式电流保护及一次重合闸，保护装置型号为南瑞科技NSR—3611R保护测控一体装置。故障发生时一次系统图如图1所示，馈线2开关运行于35kV Ⅰ段母线，馈线6开关运行于35kV Ⅱ段母线，1号主变低压侧301开关及1号分段开关在合位，2号主变302开关在分位，1号主变301开关带35kV全部负荷。

图1 园区变电站35kV部分一次系统图

5月20日05:52，调度中心报该站35kV馈线2线路、35kV馈线6线路过电流保护动作，动作情况见表1。调度值班人员发现开关重合闸未成功后，通知运行人员至现场进行检查，发现保护装置上跳、合位灯同时亮起，如图2所示。

表1 保护动作情况

图2 装置重合闸失败且跳、合位灯同时亮起

2 故障分析

2.1 故障波形分析

该站两台故障线路保护装置记录了当时的故障情况，馈线2线路故障波形如图3所示，馈线6线路故障波形如图4所示。

结合保护装置记录的故障波形文件及后台报文进行分析，5月20日当天有中雨，凌晨03:00左右，园区变35kV Ⅰ母发生单相接地，35kV Ⅰ母A相电压降低，原因系馈线2线路A相单相接地，因园区变35kV侧中性点经消弧线圈接地，因此系统仍能继续运行，但此时B、C两相相电压升高至线电压。

05:52，从故障波形可以看出，此时馈线6线路上C相发生接地故障，由于馈线2线路A相原来就存在接地故障，因此35kV中性点不接地系统发生异名相两相接地短路故障，馈线2线路A相及馈线6线路C相流过较大故障电流。故障过程中因线路闪络，造成线路A、B、C三相短路，此时馈线2、馈线6线路保护装置过电流Ⅰ段保护动作，两条故障线路断路器事故分闸，系统恢复正常。

图3 馈线2线路故障波形

图4 馈线6线路故障波形

2.2 保护装置跳、合位灯同时亮分析

保护人员到现场时检查发现断路器在跳位状态，而该装置面板跳、合位灯同时亮起。对保护装置进行检查，发现断路器跳合闸回路完好，能够手动、遥控进行分合闸，表明该装置操作回路正常，因此判断跳合闸位置监视回路出现故障的可能性较大。

保护装置的操作回路如图5所示，合闸监视继电器并接于跳闸回路中，断路器在跳位时断路器常开辅助触头打开，断开合闸回路，此时合闸位置继电器应不得电返回，合闸位置继电器触点打开。而事故现场保护装置操作板件上合闸位置继电器触点闭合，导致开关在分位而保护装置合位灯亮。

查阅装置说明书后发现，该装置的合位位置监视回路由电阻和电压继电器串联而成，当电压继电器的电压超过继电器启动值时，则电压继电器动作，装置采集到合位为1；当电压继电器的电压低于继电器启动值时，则电压继电器返回，装置采集到合位为0。现场的合闸位置继电器在断路器跳位时仍然动作，是跳、合位灯同时点亮的直接原因。

图5 NSR—3611保护装置操作回路

将故障装置的操作板拆下，与南瑞科技硬件工程师研究后发现，本批次NSR—3611保护装置操作板件使用的位置监视继电器为TE继电器，型号为 TPA—248D2H1，如图6所示，而厂内最新生产的操作板件的继电器为松下继电器，型号为ST1—DC48V—F，将现场的操作板件寄回南瑞科技实验室并进行大量实验后发现，故障装置使用的合闸位置继电器存在缺陷，受到干扰时继电器节点无法返回，造成故障线路断路器跳开后合闸位置继电器仍然得电，合位灯依然点亮。

图6 现场NSR—3611操作板件（采用TE继电器）

2.3 保护装置重合闸未动作分析

保护人员查阅装置说明书发现，该装置重合闸动作条件为：①重合闸已充电；②无外部闭锁重合闸开入；③Imax＜0.06In；④3I0＜0.06In；⑤断路器不在合位。满足上述条件后，达到重合闸时间定值，重合闸才动作。而现场装置由于操作板件的问题，装置始终可以采到合位，因此造成保护动作断路器跳闸后重合闸不动作。

针对以上分析，厂家采用召回这一批保护装置操作板件的方法，解决重合闸动作失败的问题。同时，由于厂家生产能力不足，板件生产需要较长时间，现考虑将重合闸逻辑改为单位置判断，仅采装置跳位，删除开关不在合位的条件，确保装置功能正常。

3 整改措施

1）针对该站35kV保护测控装置重合闸失败的情况，对辖区内各类保护测控装置的操作板件进行排查，如有使用该批次继电器产品，上报计划一并进行更换。

2）装置重合闸动作失败并有跳、合位灯同时亮的情况，保护人员应清楚重合闸动作逻辑和操作回路的原理，针对重合闸动作条件逐一确认，并对操作回路进行全面排查。在排除二次回路及断路器机构的问题后，重点检查装置的操作板件，确认合闸位置继电器未返回是该问题的症结所在。

3）现场发生跳、合位灯同时亮的情况，保护人员通常会认为是保护装置与断路器机构内防跳回路同时启用，因寄生回路产生这一情况[10]。但若是因防跳回路造成，通常是合上断路器后由于机构内防跳继电器续流才会出现跳、合位灯同时亮的情况，与本文所述情况有一定区别，应具体情况具体分析。

4）加强对设备的运行维护。在日常工作中，对继电保护装置的定期检验需要按标准化作业流程进行，完成各项试验，同时加强对保护装置的管理。

5）规范新设备投运调试工作。设备投运时，验收人员应按验收细则要求对保护装置进行传动试验，确保装置能够正确动作，杜绝发生重合闸动作失败的情况。

4 结论

自动重合闸作为电力系统中一种提高供电可靠性的有效手段，对于电网的安全稳定运行起到重要作用。本文对一起重合闸失败的故障进行分析，在确认二次回路接线正确后，发现故障的直接原因是保护装置操作板件上合闸位置继电器有缺陷，导致装置始终可以采到断路器合位。

这起重合闸失败的故障提高了专业人员对重合闸装置的充电、动作逻辑的进一步认识。此次事件所提供的经验可有效避免此类故障再次发生，显著提高了电网重合闸装置的运行可靠性。

本文编自2021年第11期《电气技术》，论文标题为“一起35kV线路跳闸后重合不成功故障分析”，作者为吴笑天、徐新 等。