论时间继电器不经过所设定的定值时间而直接动作对设备的影响分析与对策

王友旭

广东电网有限责任公司湛江供电局  广东湛江 524000

摘要：本文结合220kV培训站220kV培评甲线机构三相不一致时间继电器试验存在问题，几率出现不经过所设定的定值时间而直接动作情况案例，具体对开关动作跳闸情况、保护整定值进行定量分析，了解时间继电器对开关动作的影响，并从变电站运行人员安全角度分析采取对策，提高设备安全运行的可靠性。

关键字：时间继电器、三相不一致、跳闸、安全

引言：通过故障分析发现220kV培评甲线机构三相不一致时间继电器试验存在缺陷问题，偶然性出现早于设定的定值时间动作，几率出现不经过所设定的定值时间而直接动作情况，造成三相不一致回路提前动作跳闸，对变电设备的安全运行造成极大的影响。

一、案例分析

（1）事件简单经过

2021年4月26日10时49分05秒，220kV培评甲线因雷击发生故障，线路两侧开关动作跳闸，培训站培评甲线开关纵联差动、分相差动、接地距离1段保护动作C相跳闸，约250ms三相不一致启动将A、B相分闸。现场雷雨天气，

（2）故障前运行方式

（a）故障前状态

220kV #1、#2 母线运行；#1主变在运行；220kV港培甲乙线、培评甲乙线、培庞甲乙线、2021母联在运行。

（b）故障后运行状态

220kV #1、#2 母线运行；#1主变在运行；220kV港培甲乙线、培评乙线、培庞甲乙线、2021母联在运行。

（3）故障发生过程

2021年4月26日10时49分05秒，220kV培评甲线因雷击发生故障，线路两侧开关动作跳闸，培训站培评甲线开关纵联差动、分相差动、接地距离1段保护动作C相跳闸，约250ms三相不一致启动将A、B相分闸。

（4）故障影响

本次跳闸未造成变电站失压、电网解列、负荷减供等事件，无负荷损失。

（5）设备铭牌参数

1、培评甲线开关：     投运日期：2018-04-25

开关型号：LTB245E1（机构BLK222）

生产厂家：北京ABB    出厂编号：1360755758-01B

2、培评甲线主一保护：型号：CSC-103BN 

保护版本：2.01    厂家：北京四方

3、培评甲线主二保护：型号：PCS-931N2 

保护版本：3.00   厂家：南瑞继保

4、培评甲线辅助保护：型号：PCS-923NX

保护版本：2.00   厂家：南瑞继保

（6）历史运维情况

1、巡视检查情况

220kV培训站220kV培评甲线为III级风险管控，日常巡视、红外测温、专业红外测温均按要求执行，最近一次巡视时间为2021年4月19日，防小动物检查时间为2021年4月7日，结果无异常。详见附件1。

2、预防性试验情况

2019年04月19日开展了220kV 培评甲线4523开关相关试验工作，结果无异常。详见附件2。

3、检修定检情况

2019年04月19日开展了220kV培评甲开关机构B类检修，结果无异常。

2019年04月20日开展了220kV培评甲线保护定检及传动试验，结果无异常。

2020年11月11日-12日，220kV培评甲线主一及主二保护升级及试验，结果无异常。

二、故障处理过程

（一）关键事件节点

2021年4月26日10时49分05秒，220kV培训站220kV培评甲线开关跳闸。

2021年4月26日10时52分，调度电话联系值班电话告知220kV培评甲线跳闸没有重合，要求到站检查。

2021年4月26日11时20分，运行人员到站，查看220kV培评甲线主一、主二保护动作报文、相关二次设备状态及后台显示的设备状态情况后汇报调度：220kV培评甲线差动保护动作跳C相，重合闸没有启动，保护装置面板C相跳闸灯亮，A、B相跳闸灯不亮。保护装置压板投退状态正确，重合闸方式切换把手在单重位置正确，在后台显示220kV培评甲线三相开关在分位，保护测距22.63km，故障录波测距21.524km。

2021年4月26日11时40分，运行人员趁雨势变小到场地查看220kV培评甲线一次设备状态后汇报调度：220kV培评甲线一次设备外观检测正常，4523开关各相机构箱及开关机构箱密封良好，没有进水及小动物入侵现象。

2021年4月26日14时05分，许可220kV培评甲线保护动作后检查工作，对设备开展检查。

2021年4月26日15时15分，完成220kV培评甲线一、二次设备的检查，发现机构三相不一致时间继电器存在问题，并进行了紧急更换，更换后相关试验正常。

2021年4月26日15时52分，完成220kV培评甲线送电操作，恢复正常运行方式。

（二）现场检查情况

1、一次设备检查情况

（1）开关外观检查

220kV培评甲线开关本体外观无异常，没有发现明显击穿情况，引线情况良好。

图1：开关本体情况

（2）开关机构检查

三相开关位置在分位，机械各部件处于正常分位状态，机构箱密封、封堵及清洁良好，无小动物活动痕迹，加热器运作正常，内部元件未受潮，二次电缆外观良好，接线牢靠，无破损和受潮现象。

 

图2：开关机构情况

2、二次设备检查情况

（1）二次设备外观正常，回路及继电器干净整洁，未见进水或压伤线皮等情况，检查操作回路及信号回路不存在寄生回路。

（2）现场检查了220kV培评甲线主一保护屏、主二保护屏，发现培评甲开关操作箱A、B、C三相分位指示灯点亮。面板“一组跳C”、“二组跳C”、“状态不对应”指示灯点亮。

（3）220kV培评甲线主一保护动作情况，2021年4月26日10时49分05秒，培训站220kV培评甲线C相故障，保护分相差动及接地距离Ⅰ段动作C相跳闸，56ms保护装置采集到C相开关跳开同时保护跳闸出口命令返回，约250ms后保护装置采集到A、B两相开关跳开。

（4）220kV培评甲线主二保护动作情况，2021年4月26日10时49分05秒，培训站220kV培评甲线C相故障，保护纵联差动动作C相跳闸，50ms保护装置采集到C相开关跳开同时保护跳闸出口命令返回，约250ms后保护装置采集到A、B两相开关跳开。

图3：220kV培评甲线主一保护动作报告

图4：220kV培评甲线主二保护动作报告

图5：监控系统报文

图6：故障录波记录

（三）现场试验情况

1、对培评甲线开关控制回路进行寄生回路检查，结果正常。

2、对培评甲线开关控制回路进行绝缘检查，结果正常。

3、检查本体三相不一致时间继电器。现场使用试验回路测试时间继电器，通过7次左右试验，发现继电器出现1次不经过所设定的定值时间而直接动作情况，然后立刻复归。时间继电器的动作会触发中间继电器动作，导致本体三相不一致启动。符合本次培评甲线动作时序：C相跳闸——三相不一致启动回路导通——时间继电器动作（偶然性）——接通三相不一致中间继电器——启动机构三相不一致回路——A、B相同时分闸。

       

图7：本体三相不一致时间继电器原理图           图8：时间继电器测试回路

   

图9：测试结果                          图10：本体三相不一致回路图

（四）现场处理情况

将220kV培评甲线的三相不一致时间继电器进行更换，并开展了相关试验，试验结果正常，随后断路器恢复送电。

三、原因分析

结合上述检查情况及试验情况，220kV培评甲线机构三相不一致时间继电器试验存在问题，几率出现不经过所设定的定值时间而直接动作情况，分析培训站220kV培评甲线4523开关非计划停运的原因为三相不一致时间继电器存在问题导致。

四、暴露问题

时间继电器存在缺陷，偶然性出现早于设定的定值时间动作，造成三相不一致回路提前动作跳闸。

五、下一步工作计划

1、进一步检查分析时间继电器存在的提前动作问题。

2、开展220kV培训站同厂家同型号时间继电器的排查工作。

3、加快推进220kV培训站（非关键重要变电站）220kV断路器三相不一致回路整改工作。

总结

通过对220kV培训站220kV培评甲线机构三相不一致时间继电器试验存在问题，几率出现不经过所设定的定值时间而直接动作的案例，综合分析开关动作过程、录波和试验数据，让运行人员对时间继电器、开关保护原理及整定有了进一步认识把握，对设备原理更加熟悉。变电运行人员应从设备安全运行生产、避免人身事故角度出发，提出对策，并切实执行，真正做到设备主人管理设备，人人都懂原理、讲安全，确保变电站健康安全运行，避免出现大面积停电责任事故。