重合闸后加速保护在SEL351微机保护上的应用

重合闸后加速保护在 SEL351微机保护上的应用

成奕佳

昆明钢铁控股有限公司动力能源分公司电气自动化车间

摘要：本文通过昆钢110kV四总降压站SEL微机保护改造，对在35kV线路改造中SEL351微机保护装置的重合闸及重合闸后加速逻辑进行探讨研究，并对此SEL-351的后加速逻辑进行推广应用。

关键词：SEL保护装置 逻辑设置 重合闸 后加速

前 言 电力系统的运行经验证明，架空线路的故障大多是“瞬时性”的，如大风引起的线路之间的互碰、鸟类及小动行碰撞造成线路摇摆，雷电引起的绝缘子表面闪络等。在故障由继电保护装置迅速断开后，故障点表面绝缘恢复，如利用自动重合闸装置将对断路器进行一次合闸会大大提高供电的可靠性，因此在电力系统中应用较广。重合闸后加速保护，在一些电力系统中，是一种常用的技术，主要用于如下场合:①用于没有全线范围瞬时保护的线路，以尽可能减弱重合于故障时对系统的冲击;②用以辅助纵联保护的动作。或用以校正原有保护装置的固有缺陷，例如接于线路侧电压互感器的方向距离保护，当重合于出口三相嫂路时将拒绝动作;③在单相重合闸过程中，用以对保留运行中的两相发生的故津进行保护，使相邻元件保护装置的动作保持选择性，被加速的保护主要是相电流与零序电流保护，或非方向距离保护。

1．昆钢四总降35kV线路保护现状

四总降35kV架空线路的安全、可靠牵动着昆钢日常生产和生活，为了提高架空线输电和架空线供电线路供电的可靠性，均采取了自动重合闸装置。架空线路在运行过程中可能会出现这种情况，重合闸或手动合闸合于故障上，按照电力规程规定这种情况下后加速应该立即动作，迅速切除断路器，以免扩大事故范围，造成设备损坏。但是，对于诸如变电站投产较早的自动重合闸装置（如图1），四总降压站所有继电保护装置均使用传统电磁式继电器，存在继电器性能老化（可能造成保护误动或拒动）、备品件采购困难（部分继电器

已无厂家生产）、检修维护及保护调试工作量大等困难，严重影响了供配电的可靠性和维成本。

图1 电磁式继电器保护原理图

2．SEL-351保护器功能说明

SEL351装置主要用于110KV线路的关口保护，以实现负荷联切、低周逆功率、检同期自投和重合闸等功能。

在SEL-351中，固有逻辑里不包含合于故障的逻辑，也就是后加速保护功能，如果没有后加速保护功能，当线路重合闸于永久性故障状态下时，断路器不能及时断开，那么故障将会影响到整个供电系统或造成上一级跳闸将事故扩大化，严重威胁供电系统安全供电，因此还是需要繁琐的中间环节和传统电磁式继电器来实现后加速保护功能，相较传统电磁式继电器装置的可靠性和易维护性能提升不大。

3．SEL-351重合闸逻辑

目前昆钢四总降压站重合闸都是一次重合，因此在继电器整定值79OI1中输入重合闸动作定值，79OI2、79OI3、79OI4中整定为0，表示重合闸只动作一次。在SELLOGIC控制方程整定值中，设置79RI=TRIP，其中79RI指重合闸启动条件，本句逻辑是指保护跳闸后启动重合闸。设置79RIS =52A，其中79RIS指重合闸启动监视，52A指断路器状态输入，当79RIS=逻辑1时开始监视79RI，当79RIS=逻辑0时重合闸闭锁；本句逻辑的意思是当断路器在合位时，重合闸功能开放。设置OUT102=CLOSE，即是合闸及重合闸功能由OUT2出口执行。

4．SEL-351重合闸后加速的应用

架空线路在运行过程中可能会出现这种情况，重合闸或手动合闸合于故障上，按照电力规程规定这种情况下后加速应该立即动作，迅速切除断路器，以免扩大事故范围，造成设备损坏。经研究，在四总降的架空线路SEL-351保护装置中做了以下逻辑，经调试保护动作情况正确。

四总降的架空线路因其所带负荷不设保护，架空线保护设置为速断零秒跳闸、过流0.3秒跳闸，重合闸0.7秒动作，若断路器合于故障，则将过流保护进行加速就可以了。合于故障逻辑中的重点就是捕捉到断路器辅助接点在合闸过程中由分到合的变位过程，然后同过流保护启动“与”逻辑，直接出口跳闸。在SEL—351中，用以下逻辑语句完成合于永久故障的后加速跳闸逻辑：

1）52A=IN1断路器辅助接点状态由IN1接点引入到装置。当断路器为分位时，52A、IN1均置位为逻辑0；当断路器为合位时，52A、IN1均置位为逻辑1。

2）SV1=!IN1，SV1PU=0，SV1DO=90其中“！”为逻辑非运算符。当断路器为分位时，中间变量SV1置位为逻辑1，即是说断路器分位是中间变量SV1的启动条件；当断路器为合位时，中间变量SV1置位为逻辑0。中间变量SV1零秒启动（SV1PU），保持90个周波/1.8秒（SV1DO=90）后自动返回。此处SV1DO设置为90个周波/1.8秒，主要是考虑到重合闸动作时间为1秒，再加上保护动作后断路器跳闸时间、断路器辅助接点变位时间以及重合闸动作后断路器合闸时间、断路器辅助接点变位时间，以及一些裕量，以确保逻辑的可靠执行。

3）SV4=SV1T*IN1*50P2，SV4PU=0，SV4DO=50，50P2是相间定时限电流保护第二段，在这里已设置为过流保护启动。当断路器100周波以前为分位，之后为合位，且过流保护启动，SV4置位为逻辑1。其中SV1T*IN1描述了断路器辅助接点在2秒内由分到合的过程。中间变量SV4零秒启动（SV2PU=0），保持50个周波/1秒（SV2DO=50）后自动返回。此处SV4DO设置为50个周波，主要是考虑到SV4T作用于出口跳闸，若该接点保持时间较小，有可能出现保护装置出口接点比断路器辅助接点先断开的情况，这样就会由保护装置出口接点来灭弧，如果该出口接点容量不够就会烧接点。

4）OUT104=SV4T，SV4T置位为逻辑1后由OUT104出口，OUT104接入到断路器跳闸回路中完成后加速跳闸功能。

图2 采用SEL-351微机保护原理图

5．重合闸及后加速保护的试验

在110kV总降压站的35kV架空线路SEL-351保护装置中做了以上逻辑，经调试保护动作情况正确：35kV架空线路保护设置为低电压速断0.5秒跳闸、过流1.6秒跳闸，重合闸1秒动作，线路故障时，保护动作跳闸，同时自动重合闸保护动作于断路器合闸，若断路器合于永久故障，则后加速保护动作跳开断路器。

试验方法：开关合闸后15S后SEL-351保护装置RS灯亮，LO灯熄灭表示重合闸准备状态，将继电保护调试仪串联接入断路器触头和电流端子，升到过流动作开关跳闸，同时重合闸启动断路器自动重合闸成功。保持过流动作值，保护装置然后接收到故障信号，判断为永久故障，则后加速保护动作又跳开断路器。

6．实施效果

根据电力系统对继电保护的要求，自动重合闸及重合闸后加速进行可靠性、快速性及灵敏性校验。通过校验得知，当架空线路发生故障时，保护装置将在1.6秒内切除故障，经过1秒钟之后将断路器重合，若重合于永久性故障时，保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器。2015年昆钢四总降压站35kV出线保护改造完成后2017年7月13日昆钢四总降353#线路发生线路避雷器爆炸事故查微机保护器记录为AB相故障跳闸，自动重合闸成功，因永久性故障后加速保护动作再次跳开开关。保护改造完投运至今继电保护正确动作率均为100%。未发生因装置动作不正确引发的供电系统越级跳闸等造成的经济损失，由于重合闸装置本身的投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中获得了广泛应用。

参考文献：1、《SEL-351保护说明书》

2、中国电力出版社《电力系统继电保护原理》增订版 贺家李 宋从矩 主编