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变电站同期合闸功能原理及典型故障的研究.pdf

第39卷第19期 2011年10月1日

电力素统保护与控制 Power System Protection and Control

DB15／T 1597-2019 曳引驱动乘客电梯应急处置导则(蒙)Vol.39 No.19 Oct. 1.2011

沙建峰，韩潇，李永敬，田壮梅，韩洁

【河南省商丘供电公司，河南商丘476000】

Studyaboutsynchronization brakefunctionprincipleandtypefaultinthetransformersubstation

随着电网的快速发展，逐渐形成了以220kV线 路为主供电网络的电力系统新格局，为了满足运行 方式的需要，220kV及以上线路投切操作时有发生， 为了保证系统稳定运行，对断路器进行合闸操作时， 必须考患两侧电压之间是否满足同期条件，以避免可 能会给电网带来的振荡和冲击川，因此，同期合闸装 置和同期合闸回路的完好性就显得尤为重要。河南省 电力公司继电保护处曾在2010年4月份下达专项核 查令，对全省同期装置的配置、功能、回路、使用、 缺陷等情况进行逐一排查、整改。

同期功能包括手动同期功能和重合闸同期功

能。在综合自动化变电站中，手动同期合闻功能设 置在测控装置中[2]，运行人员可以在测控装置上或 者在变电站后台机上，实现手动就地同期合闸或远 方遥控同期合闸。重合闸同期功能设置在保护屏上， 当线路瞬时性故障保护跳闸后，可以实现重合闸装 置的同期合闸。本篇重点叙述手动同期合闸功能常 见问题及对策。

1.2手动同期合闸功能的原理

对于线路间隔来说，若实现同期合闸功能，首 先要有抽压PT，般安装在线路地刀闸外侧A相 导线上。抽压PT能够把线路侧一次电压转变成二 次电压，二次绕组有两个电压值可选，一个为100V （da，dn），一个是57.7V（1a，1n）。同期合闸 时，将该间隔母线电压A相二次值与抽压PT二次 电压值进行比较，如果满足同期定值中对电压、频 率和相角的要求，测控装置开出触点导通，开关同

期合闸。其原理如图1所示

图1同期合闸原理示意图 Fig.1 Principle drawing of synchronization closing

根据最新下发的《河南省电力公司调度规程》

第13.5条“同期装置管理”中“同期装置整定原则” 可知，同期合闸要满足如下条件3]： （1）允许频率差为≤0.5Hz； （2）允许电压差为≤10%； （3）允许相角差为≤30°

如图2所示，这是目前综合自动化变电站的测 控装置中，典型的手动同期合闸功能的二次回路原 理图(4，在满足五防条件的前提下，可以实现断路 器的同期或非同期遥控及手动分、合闸。在“远方” 状态时，9ZK的③、④触点导通，如果9LP2“遥控 投入”压板在合位，则可以在后台机上对断路器进 行遥控分合，合闸时219与220之间的触点导通， 分闸时，219与221之间的触点导通，从而实现远 方分合。在“就地”状态时，9ZK的①、②触点和 ③、③触点导通，可在测控屏上对断路器进行就地 手动分合。当需要手动同期合闸时，将同期转换开 关9TK打在“同期”位置，其①、②触点导通，在 满足同期条件的情况下，测控装置内的222端子和 223端子之间的同期判别触点导通，同期合闻成功。

运行人员对开关进行同期合闸时，有时候会导 致失败，常见的原因有以下几个。

2.1由于抽压PT电压引接不正确，造成同期合闸失

在同期条件比较中，要对母线PT和线路PT的同 相二次电压进行比较，不但要满足电压差的要求， 还要满足相角差的要求。因此，线路PT二次电压的 相别、大小和方向均要正确，才能保证同期合闸成 功。造成线路侧PT二次电压引接不正确的原因有以

图2同期合闸二次回路原理图 ig.2 Secondary loop principle drawing of synchronization closing

儿点： 1）线路侧PT与母线侧PT进行比较的二次电 压相别不同。压差及角差均过大，造成同期合闸失 败。一般情况下，抽压PT安装在A相，假如不是 A相，就要对测控装置内的组态参数进行修改，才 能同期合闸成功。 2）线路侧抽压PT引出的二次电压是100V， 而母线侧二次电压是57.7V，并且在同期定值中没 有对这一情况进行调整，压差过大，造成同期合闸 失败。 3）线路侧抽压PT引出的二次电压极性反接，

即与母线侧二次电压相角相差180°，角差过大， 造成同期合闻失败。矢量图如图3所示。

2.2由于同期合闸二次回路问题，造成同期合闸失

综合自动化变电站中，测控装置对断路器进行 分、合闸的操作电源，是从保护屏取来的的控制电 源，开关位置的红绿灯指示，是从保护屏操作箱上

沙建峰，等变电站同期合闸功能原理及典型故障的研究

引来的TWJ和HWJ的组合。在一次对220kV线路 定检的过程中，保护人员发现该间隔无法实现手动 同期合闸，随后检查发现，测控装置端子排上6D29 处“控制负”端子102线芯的电压值为0，负电没 有引接至测控装置来，导致测控装置中的同期判别 元件无法启动，造成合闻失败，如图4所示。

经进一步检查发现，该线芯在保护屏端接在了 端子排空端子上，没有接至负电源端子。测控屏没 有负电，为什么红绿灯指示正常呢，这是因为保护 屏处TWJ和HWJ的公共端是4D32与4D33端子， 而该间隔负电102是4D49端子，由于4D32与4D49 之间有一短接线，如图5圆圈括住的部分所示，使 得红绿灯指示回路取到正电，红绿灯指示正常。

2.3由于定值及参数整定的不合理燃油燃气锅炉房设计要求，造成同期

某220kV间隔投运时，同期合闸失败，经检查 发现定值及参数设置不合理。该测控装置的型号为 PSR662，其同期定值项定值数据如下： 1）同期控制字

图4无法同期合闸的原因分析图 Fig.4 Reason analysis drawing of synchronization closing lo

01、 ..... 14、抽取侧电压：1（100V） 15、系统侧电压：1（100V） 2）同期定值项 1、** 05、低压闭锁百分值：70 根据以上定值数据，“1）同期控制字”的第14 项“抽取侧电压”和第15项“系统侧电压”整定均 整定为1(100V)，而实际上母线电压A相为57.7V， 抽压PT电压为57.7V，两者均应整定为0(57.7V)， 如果整定为100V，根据“2)同期定值项目”的“第

05项：低压闭锁百分值”，100X70%=70V，即电 玉值低于70V时，闭锁同期合闸功能，造成同期合 不上。 将定值项“抽取侧电压”和“系统侧电压”分 别改成0（57.7V）后，同期合闻成功。

通过以上分析，不难看出，造成同期合闸失败 的原因主要有线路电压大小及极性问题、二次回路 问题、定值整定问题等各个方面，因此，在进行测 控装置安装和检验时GB／T 50491-2018 铁矿球团工程设计标准，尤其要注意同期二次回路和 同期定值项的核查，并尽量模拟实际运行情况对装 置进行同期模拟测试，在新设备投运时，尽量进行 新路器假同期试验，在投运后，进行母线及线路电 玉二次回路的电压值及极性的检查，确保同期合闸 回路的正确完好。

图5红绿灯指示正确的原因分析图 Fig.5 Reason analysis drawing of red/green light denote right