談主變保護啟動失靈電流回路的問題

王　煉

摘要：文章以某變電站#1主變?yōu)槔治隽耸褂弥髯兲坠蹸T的二次電流來判別斷路器是否斷開這種接線方式所存在的問題，用舉例法指出了這種接線方式在一定條件下會導致斷路器失靈保護誤動或拒動的嚴重后果，希望引起有關設計部門和人員對這個回路的高度重視，并提出了整改建議，以期達到規(guī)范回路接線的目的。

關鍵詞：繼電保護；變壓器；失靈保護；回路

中圖分類號：TM772文獻標識碼：A文章編號：1009－2374(2009)12－0171－02

在220KV變電站中，為了提高斷路器失靈保護動作的可靠性，失靈保護的啟動回路必須同時具備兩個條件：(1)由故障線路或設備的保護能瞬時復歸的出口繼電器動作后不返回；(2)斷路器未斷開的判別元件，可采用能快速復歸的相電流元件。在主變間隔中，使用開關CT二次繞組的電流作為“相電流元件”來判別斷路器是否斷開應更為準確，但是，在管轄的6個220kV變電站中，只有一個變電站是使用開關CT，其它幾個變電站都是使用主變套管CT。

一、現(xiàn)場設備介紹

該變電站是一個雙母線帶旁路接線方式的220KV變電站，#1主變高壓側和中壓側都有電源存在，低壓側為無功補償設備，主變?nèi)齻榷际侨嗦?lián)動的開關，旁路是分相動作的開關。#1主變保護配置有兩套南瑞繼保公司的RCS-978E差動保護，第一套使用開關CT，第二套使用變壓器的套管CT，正常運行時兩套RCS-978E都投入運行，旁路帶路時只投第二套RCS-978E差動保護；配置一套RCS-974失靈啟動裝置，使用套管CT作為相電流判據(jù)。主變啟動失靈回路如圖1所示：由差動保護RCS-978E的出口觸點與RCS-974失靈電流出口觸點SLQD串聯(lián)構成，分別啟動I母失靈或II母失靈。未設計有旁路帶路時的變壓器啟動失靈的回路。

二、主變啟動失靈回路存在問題分析

如圖2所示，#1主變正常運行時，如果故障點發(fā)生在主變內(nèi)部F1處或中壓側F2處、或低壓側F3處時，流過開關CT和流過變壓器高壓側套管CT的一次電流是一樣的，此時不管使用開關CT還是套管CT作為相電流判據(jù)，主變保護啟動失靈的行為和結果都是一樣的。但是當故障點發(fā)生在開關CT和變壓器高壓側套管CT之間時，問題就出現(xiàn)了，下面將舉兩個例子，分別從誤動和拒動兩種情況進行分析。

(一)失靈保護誤動分析

假設#1主變正常運行時，故障發(fā)生在F4處，此時，如果主變110KV中壓側開關失靈，將導致220kV失靈保護誤動。這個結果許多人都不敢相信，請看下面的分析：當故障發(fā)生在F4時，對第二套RCS-978E差動保護來說是區(qū)外故障，因此不動作；對第一套RCS-978E差動保護來說是區(qū)內(nèi)故障，因此可靠動作，發(fā)跳閘命令給主變?nèi)齻?61、161和低壓側開關，由于161開關拒動，因此261和低壓側開關跳開后，故障點F4處仍然存在由161開關通過主變中壓側流到高壓測的故障電流，該故障電流流過高壓側套管CT，因此相電流判據(jù)元件觸點SLQD不返回，同時因為故障電流未完全切除，第一套RCS-978E仍然存在差流，因此其出口觸點1TJ不返回，這樣就導致220kV失靈保護被誤啟動；同時主變間隔有一個解除220kV失靈保護復合電壓閉鎖的回路，在上述條件下，220KV失靈保護復合電壓閉鎖已經(jīng)被解除，因此就造成了220kV失靈保護誤動作，造成事故擴大。實際上高壓側261開關是已經(jīng)跳開了的，導致這個結果的原因就是相電流判別元件不能準確判斷261開關確已斷開。

(二)失靈保護拒動分析

假設#1主變正常運行時，故障發(fā)生在F4處，此時第一套RCS-978E差動保護是區(qū)內(nèi)故障，出口將主變?nèi)齻乳_關跳開。如果此時261開關拒動了，按照電力系統(tǒng)運行方式的要求，應該啟動220kV失靈保護，跳開該母線上的所有開關(含母聯(lián))，將故障隔離，但是，由于失靈保護的相電流判據(jù)元件使用套管CT，當中、低壓側開關跳開后，就已經(jīng)沒有故障電流通過套管CT，因此失靈相電流元件接點SLQD就會返回，這樣就導致了220kV失靈保護拒動。

下面我再舉一次送電的過程來分析，這次送電是在更換了高壓側開關261CT之后的送電，在使用高壓側對主變進行充電之前，為確保剛剛更換過的261CT本體及其引出線沒有故障，決定讓開關CT先帶電，因此有以下幾個送電的步驟：

1主變保護先按正常運行方式投入運行。即兩套RCS一978E差動保護已經(jīng)投入。

2合上2611刀閘(2614刀閘不合上)。

3合上261開關。

4261CT帶電正常后，斷開261開關。

5合上2614刀閘。

6主變送電的步驟……

從上面操作的目的來看是為了檢查CT本體及其引出線是否有故障，也就說明存在故障的可能性是比較大的，如果在開關CT靠近主變的這一側有故障，并且261開關失靈了，那么其結果同樣會導致220kV失靈保護拒動。原因和F4處故障相同，在這里就不重復分析了。

從上面的幾個例子可以知道，使用變壓器套管CT作為相電流判別元件，220kV失靈保護的動作結果剛好與我們所期望的動作結果相反，即該動時拒動，不該動時誤動，這就是要引起大家高度重視的地方。

三、旁路帶路時相電流判據(jù)不起作用

當主變高壓側開關由旁路290帶路時，261開關CT是沒有電流通過的，也許這就是有些設計者考慮采用套管CT的原因，但從圖1可以看出，當主變高壓側用290帶路時，主變的切換繼電器1YQJ4和2YQJ4并沒有動作，因此主變保護啟動失靈的回路是不起作用的，當然，可以另外設計一個由290l和2902刀閘觸點控制的切換繼電器來構成的失靈啟動回路，但是，這要考慮到主變出口觸點和相電流判據(jù)觸點是否夠用，以及290開關帶其它線路開關時的誤動問題。實際上，旁路290保護本身已經(jīng)有了完善的失靈啟動回路，如圖3所示：

主變保護動作后，會作用于290開關操作箱的TJR繼電器，如果290開關任何一相失靈，290開關該相的失靈電流判別觸點就會動作，這樣就可以通過TJR繼電器的觸點啟動失靈保護了。同時290開關也配置有自己的保護，當主變間隔有故障時，290開關的保護也會動作，從而完成啟動失靈的功能。

四、總結和整改建議

從以上的分析知道，主變啟動失靈的電流判據(jù)如果使用變壓器套管CT，那么在一定的條件下，可能導致失靈保護拒動或者誤動，因此我們在設計時，要認真考慮現(xiàn)場可能出現(xiàn)的各種情況，使用更準確代表開關分合狀態(tài)的電流作為相電流判據(jù)，所以我建議現(xiàn)場將失靈電流判據(jù)改用開關CT的二次繞組電流。在220kV雙母線配置的線路間隔中，每個CT均有4個二次繞組是給保護用的，其中母差保護用2個，線路保護用2個，失靈啟動裝置與其中一套線路保護共用。在主變間隔中，由于第二套差動保護使用套管CT，這樣還剩余一個保護級別的繞組給失靈判據(jù)使用。因此建議現(xiàn)場盡快整改。

參考文獻

[1]毛錦慶，電力系統(tǒng)繼電保護規(guī)程匯編[M]，北京：中國電力出版社。2000

[2]DL400—91，繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程[s]

作者簡介：王煉(1979-)，男，廣東電網(wǎng)公司深圳供電局工程師，研究方向：繼電保護。