“六統(tǒng)一”設(shè)計下的雙母線方式斷路器失靈保護(hù)運行分析

朱江，董余凡，李曄

(1.徐州供電公司，江蘇徐州221003；2.丹陽供電公司，江蘇丹陽212300)

斷路器失靈保護(hù)作為一種遠(yuǎn)后備保護(hù)對超高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運行有著重要的作用，在江蘇電力系統(tǒng)調(diào)度規(guī)程中規(guī)定，失靈保護(hù)的操作由現(xiàn)場值班員負(fù)責(zé)[1]，因此，作為現(xiàn)場人員必須對失靈保護(hù)的原理回路有清楚的認(rèn)識。但是由于失靈保護(hù)相關(guān)回路較為復(fù)雜，許多現(xiàn)場人員很難搞清楚。繼電保護(hù)“六統(tǒng)一”后，失靈保護(hù)在原理接線、參數(shù)整定等方面又發(fā)生了很大的變化，對于新失靈保護(hù)的認(rèn)識需進(jìn)一步熟悉掌握。

1 “六統(tǒng)一”前220kV線路斷路器失靈保護(hù)

繼電保護(hù)“六統(tǒng)一”之前，若220kV母線接線為雙母線，則其線路的斷路器失靈保護(hù)的原理接線是一致的。以線路保護(hù)配置PSL 602，RCS 931，PSL 631A，CZX-12R為例來說明線路失靈保護(hù)，其接線原理如圖1所示。

正常運行工況下，PSL 602保護(hù)屏上LP7～LP9、RCS 931保護(hù)屏的LP9～LP11失靈啟動壓板均投入。當(dāng)線路故障時，線路保護(hù)裝置動作，PSL 602保護(hù)的TJA～TJC任意接點閉合,或RCS931保護(hù)的TJA～TJC任意接點閉合，斷路器跳開，故障電流消失，故障被切除；若線路斷路器拒動，故障電流持續(xù)存在，則失靈保護(hù)的正電源經(jīng)故障相的TJ觸點、經(jīng)對應(yīng)相的失靈啟動壓板、對應(yīng)相的失靈電流判別繼電器觸點，將電壓加在啟動失靈繼電器QSLJ上。QSLJ動作后，其常開接點閉合，則母差屏的開入電源經(jīng)該觸點、PSL 602保護(hù)屏上的本間隔失靈啟動母差的15LP13壓板、母差保護(hù)屏上的該線路斷路器失靈啟動母差保護(hù)的壓板LP 56 ，啟動母差保護(hù)裝置，如圖2所示。母差保護(hù)啟動，同時故障母線的復(fù)合電壓閉鎖動作，經(jīng)短延時0.3s跳母聯(lián)斷路器；經(jīng)長延時0.6s跳開連接在故障母線的其他全部出線斷路器，如圖3所示。

線路故障，線路后備段保護(hù)或其他保護(hù)啟動TJQ、TJR三相跳閘出口，若斷路器拒動，則失靈保護(hù)經(jīng)TJQ或TJR及LJ3接點，啟動QSLJ繼而起動母差保護(hù)裝置出口。

2 “六統(tǒng)一”后線路斷路器失靈保護(hù)

2.1 線路失靈保護(hù)設(shè)計規(guī)范

國家電網(wǎng)公司發(fā)布的《線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范》中，220 kV母線為雙母線的線路保護(hù)組屏（柜）方案有兩面屏和三面屏2種。兩面屏組屏方案為線路保護(hù)屏1和線路保護(hù)屏2。線路保護(hù)屏1：線路保護(hù)1+重合閘+操作箱或操作繼電器接口1+電壓切換箱1+（過電壓及遠(yuǎn)方跳閘1）；線路保護(hù)屏2：線路保護(hù)2+重合閘+操作箱或操作繼電器接口2+電壓切換箱2+（過電壓及遠(yuǎn)方跳閘2）。三面屏組屏方案為線路保護(hù)屏1和線路保護(hù)屏2及第三面屏。線路保護(hù)屏1：線路保護(hù)1+重合閘+電壓切換箱1+（過電壓及遠(yuǎn)方跳閘1）；線路保護(hù)屏2：線路保護(hù)2+重合閘+電壓切換箱2+（過電壓及遠(yuǎn)方跳閘2）；第三面屏稱為線路輔助屏，配置為分相操作箱或斷路器操作繼電器接口[2]。

從《規(guī)范》中可以看出，新組屏方案取消了斷路器保護(hù)的配置，傳統(tǒng)的“獨立的”失靈保護(hù)不復(fù)存在。但失靈保護(hù)作為一種后備保護(hù)，對電網(wǎng)設(shè)備的安全和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定有重要的作用而不會被取消，在新的設(shè)計規(guī)范中它只是換了形式存在。在《線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，母差保護(hù)雙重化配置時，“宜采用母差保護(hù)內(nèi)部失靈電流判別元件”。這條規(guī)定表明，原來失靈保護(hù)的啟動元件不變，但是失靈電流判別元件由母差保護(hù)裝置實現(xiàn)，原來的“失靈保護(hù)”功能被母差保護(hù)裝置取代。失靈保護(hù)形式的變化帶來了二次回路的變化，且運行維護(hù)也應(yīng)隨之變化。

2.2 “六統(tǒng)一”失靈保護(hù)工程應(yīng)用

在實際工程應(yīng)用中，在繼電保護(hù)“六統(tǒng)一”后，近期新上多座按新規(guī)范設(shè)計的變電站。線路保護(hù)組屏和以前的方案基本相同，一面保護(hù)屏上布置操作箱和第二套線路保護(hù)，另外一面保護(hù)屏配置斷路器保護(hù)和第一套線路保護(hù)。在斷路器保護(hù)中使用充電保護(hù)功能，如圖4所示。保護(hù)動作后通過TJR出口，而其他功能并不使用。因此，新變電站失靈保護(hù)的相關(guān)操作及安全措施不同于傳統(tǒng)的失靈保護(hù)。新建或改造后220 kV雙母線接線的變電站，按繼電保護(hù)新的“六統(tǒng)一”標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，其中作為出線斷路器的PSL 631 U保護(hù)裝置中失靈、三相不一致、死區(qū)、充電過流(控制字短時投入,外部壓板退出)保護(hù)功能中，失靈保護(hù)實際作用見圖4中控制字設(shè)置，線路故障斷路器拒動時，由母差保護(hù)的失靈保護(hù)啟動，線路保護(hù)PSL 603 U和PCS 931提供跳閘接點，母線差動保護(hù)自身判別故障電流。母差電流仍為原來的電流回路，即原線路出線TA不同二次繞組中，有一組專為母差保護(hù)提供電流。而失靈保護(hù)電流由TA不同的次級提供，兩者電流取自不同的上次繞組。區(qū)別于PSL 631 A判故障電流,而PSL 631 U失靈保護(hù)啟動母線差動，故障電流的判別則由母差保護(hù)完成。

“六統(tǒng)一”后失靈保護(hù)的實際應(yīng)用方式為：第一套線路保護(hù)動作后，其分相跳閘觸點輸出至第一套母差保護(hù)，啟動第一套母差的失靈保護(hù)；第二套線路保護(hù)動作后，其分相跳閘觸點輸出至第二套母差保護(hù)，啟動第二套母差的失靈保護(hù)；充電保護(hù)動作后，啟動操作箱內(nèi)的1 TJR，2 TJR，1 TJR，2 TJR的觸點分別經(jīng)三跳啟動失靈壓板輸出至兩套母差，作為三跳啟動失靈開入啟動母差出口。

以某變電站線路保護(hù)配置PSL 603 U，PCS 931，PSL 631 U，CZX-12G為例，畫出線路開關(guān)失靈保護(hù)原理接線圖，用于探討。如圖5、圖6所示。

在“六統(tǒng)一”失靈保護(hù)中，只在母差保護(hù)屏中設(shè)置一塊失靈保護(hù)投入功能壓板，取消了原來線路保護(hù)屏和母差屏的失靈保護(hù)啟動壓板（見圖2）中的15LP13和LP 56 兩塊壓板。

“六統(tǒng)一”失靈保護(hù)還取消了跳母聯(lián)和跳出線斷路器的時間差，啟動后以一個時間段，同時跳開連接在母線上的所有斷路器。

3 繼?！傲y(tǒng)一”前后失靈保護(hù)的操作

3.1 “六統(tǒng)一”前失靈保護(hù)的操作

在“六統(tǒng)一”之前，失靈保護(hù)為斷路器保護(hù)的一部分，在斷路器檢修，斷路器保護(hù)需校驗的情況下停用。為防止失靈保護(hù)誤啟動母差保護(hù)出口跳閘，停用失靈保護(hù)是斷路器檢修的重要安全措施之一。正確停用失靈保護(hù)的第一種方法，將PSL 602保護(hù)屏上的失靈啟動A相（B相、C相）LP7，LP 8，LP9三塊壓板，RCS 931保護(hù)屏上的失靈啟動A相（B相、C相）LP9，LP 10 ，LP11的共計六塊壓板退出，退出PSL 602保護(hù)屏上本間隔出線失靈啟動母差的15LP13壓板，退出母差保護(hù)屏上的本出線間隔失靈啟動母差的LP 56 壓板（圖1 B）；第二種方法，PSL 602，RCS 931保護(hù)屏上的失靈啟動A相（B相、C相）的壓板不退，只將母差保護(hù)屏上的本出線間隔失靈啟動母差的LP 56 壓板退出。這2種方法中，退出母差保護(hù)屏上的LP 56 壓板是較為關(guān)鍵和重要的操作，因為母差屏不是線路保護(hù)工作范圍，LP 56 壓板一般不會被誤投入，退出LP 56 壓板從根本上斷開了斷路器失靈保護(hù)誤起動母差的回路。從絕對安全性出發(fā)，第一種操作方法無疑更為可靠。

3.2 “六統(tǒng)一”后失靈保護(hù)的操作

“六統(tǒng)一”之后，在斷路器檢修同時保護(hù)校驗時，為防止失靈保護(hù)的誤啟動母差，同樣應(yīng)采取安全措施，斷開失靈保護(hù)可能誤啟動的相關(guān)回路。以上述某站的失靈保護(hù)為例來討論。

如圖4、圖5所示，在線路保護(hù)屏和失靈保護(hù)啟動有關(guān)的回路為兩套線路保護(hù)的分相跳閘出口啟動失靈的觸點及其回路，在操作時應(yīng)給予斷開，即退出PSL 603 U屏的失靈啟動A相（B相、C相）LP7，LP 8，LP9三塊壓板，及PSL 931屏的失靈啟動A相（B相、C相）LP9，LP 10 ，LP11三塊壓板。此外，充電保護(hù)出口元件起動的失靈啟動回路，即圖4中的1TJR和圖5中的2TJR支路，這兩個繼電器動作后有可能誤啟動母差保護(hù)出口。因此，必須注意在斷路器保護(hù)校驗時，還需退出4 CLP 1和4 CLP 2兩塊壓板。為防止斷路器檢修期間失靈保護(hù)誤啟動母差保護(hù)，要求繼電保護(hù)工作人員在端子排處拆除失靈保護(hù)TA二次回路，并將檢修斷路器間隔失靈保護(hù)TA二次回路短接退出。

值得注意的是，母差保護(hù)屏上的“投斷路器失靈保護(hù)”壓板1 LP 2，如圖7所示，是控制母差保護(hù)中的失靈保護(hù)功能的，母線上任一斷路器檢修同時保護(hù)校驗時,應(yīng)特別注意不能退出“投斷路器失靈保護(hù)1 LP 2壓板”（這一點與六統(tǒng)一前的要求截然不同），否則其他運行線路故障斷路器拒動時，失靈保護(hù)不能啟動母差出口跳閘，不能切除母線及故障拒動的斷路器，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

4 繼?！傲y(tǒng)一”后失靈保護(hù)的其他注意點

母線集中配置的斷路器失靈保護(hù)，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障時，失靈保護(hù)電壓閉鎖元件的靈敏度可能不足，當(dāng)主變中、低壓側(cè)發(fā)生短路故障時，220kV母線電壓可能降低不會太大,達(dá)不到復(fù)合電壓的動作啟動值,若不解除母差保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖,失靈啟動后,經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖出口的母差保護(hù)有可能拒動,故障將無法切除。所以對于變壓器高壓側(cè)斷路器應(yīng)使用獨立于失靈啟動的解除電壓閉鎖的開人回路，“解除電壓閉鎖”長期開人時，發(fā)出告警信號。采用變壓器保護(hù)裝置的“動作接點”來解除失靈保護(hù)的電壓閉鎖，不再采用變壓器保護(hù)裝置“各側(cè)復(fù)合電壓動作接點”解除失靈保護(hù)的電壓閉鎖。同時啟動失靈和解除失靈電壓閉鎖采用了變壓器保護(hù)裝置不同繼電器的跳閘接點[2]。

220kV雙母線正（副）母線故障時，母線保護(hù)出口跳閘，主變高壓側(cè)斷路器拒動失靈時，除跳開失靈斷路器相鄰的斷路器外，還應(yīng)跳開本變壓器連接其它電源的斷路器，失靈電流的再判別元件由變壓器保護(hù)來完成。不再采用主變保護(hù)裝置中的高壓側(cè)后備保護(hù)，經(jīng)后備保護(hù)的第二時限段跳開主變各側(cè)斷路器。

5 結(jié)束語

220kV雙母線運行方式下，線路斷路器失靈保護(hù)應(yīng)用特別重要?！傲y(tǒng)一”前后，現(xiàn)場變電工程應(yīng)用上差異較大，正確理解、使用，對提高運行管理水平有益，并使得繼電保護(hù)二次設(shè)備運行與檢修的安全性，可靠性得到增強。在變電站安全生產(chǎn)運行中，特別是在斷路器檢修、失靈保護(hù)校驗時，對防止誤啟動母差保護(hù)事故的發(fā)生，起到很大作用。通過對“六統(tǒng)一”前后的失靈保護(hù)的分析與探討，說明了失靈保護(hù)的技術(shù)應(yīng)用的方法要求，對正確操作和有針對性的布置二次設(shè)備的安全措施提出了具體的方法。有助于繼電保護(hù)工作人員和變電站值班員在線路斷路器失靈保護(hù)的操作、保護(hù)校驗等具體的工作中做到原理清楚，心中有數(shù)，確保二次變電設(shè)備安全運行。

[1] Q/GDW-10-35—2005，江蘇電力系統(tǒng)調(diào)度規(guī)程[S].

[2] 線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范[S].北京：國家電科網(wǎng)，2007.