220kV失靈保護改造問題探討

龍春紅

(廣西電網(wǎng)公司桂林供電局，廣西 桂林 541002)

1 引言

斷路器失靈保護是指故障電氣設(shè)備的繼電保護動作發(fā)出跳閘命令而斷路器拒動時利用故障設(shè)備的保護動作信息與拒動斷路器的電流信息構(gòu)成對斷路器失靈的判別，能夠以較短的時限切除同一廠站內(nèi)其他有關(guān)的斷路器，使停電范圍限制在最小，從而保證整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，避免造成發(fā)電機、變壓器等故障元件的嚴重燒損和電網(wǎng)的崩潰瓦解事故。我局所轄的220kV變電站的220kV失靈保護均為南瑞繼保、國電南自、北京四方三大公司生產(chǎn)?，F(xiàn)對這三大公司的某一型號的保護分別提出220kV失靈保護改造的實施方案，以此來拋磚引玉。

2 反措

2011年5月2日，貴州電網(wǎng)500kV鴨溪變1#主變5032開關(guān)CT發(fā)生C相死區(qū)故障，由于5032開關(guān)失靈保護未設(shè)計聯(lián)跳主變各側(cè)回路，故障持續(xù)時間約851ms后，發(fā)展為主變區(qū)內(nèi)故障，主變差動速斷保護動作跳開主變各側(cè)開關(guān)。

2011年6月總調(diào)組織開展了南方電網(wǎng)220kV及以上系統(tǒng)變壓器開關(guān)失靈聯(lián)跳主變各側(cè)開關(guān)回路檢查。經(jīng)檢查，220kV及以上變壓器失靈聯(lián)跳各側(cè)回路不完善的共 981臺，其中500kV變壓器 18臺，除500kV鴨溪1#主變的500kV及220kV側(cè)開關(guān)均未設(shè)計失靈聯(lián)跳各側(cè)回路外，其余17臺500kV變壓器為220kV側(cè)開關(guān)未設(shè)計失靈聯(lián)跳各側(cè)回路。為防范失靈聯(lián)跳回路不完善造成的系統(tǒng)風險，明確反措要求如下:

新建、改擴建工程的 500kV、220kV變壓器的500kV、220kV側(cè)開關(guān)失靈應(yīng)聯(lián)跳變壓器各側(cè)開關(guān)。新建工程中，220kV系統(tǒng)雙母接線應(yīng)配置雙重化母線保護裝置(含母差、失靈保護功能)，采用母線保護裝置內(nèi)部的失靈電流判別功能，由母線失靈保護實現(xiàn)斷路器失靈跳閘的電壓閉鎖功能及聯(lián)跳主變各側(cè)功能。

回路設(shè)計不符合要求的已運行220kV及以上系統(tǒng)變壓器各運行維護單位應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際完善失靈聯(lián)跳各側(cè)回路，實現(xiàn)聯(lián)跳各側(cè)功能。

3 廠家保護改造實施方案

3.1 方案制定圍繞的主要問題

問題一:對于目前不同設(shè)計，失靈保護電流的判據(jù)在哪完成?

(1)在母線保護中:按母線區(qū)分，按間隔區(qū)分;

(2)在斷路器輔助保護中。

問題二:主變失靈聯(lián)跳主變各側(cè)的接點由誰提供?

(1)母線保護裝置提供;

(2)在斷路器輔助保護提供。

3.2 南瑞繼保改造方案

以母線保護:RCS－915AB－V3.32主變輔助保護:RCS－974A－V1.10為例。

3.2.1 方案一

斷路器失靈保護可以按間隔區(qū)分失靈，能區(qū)分是主變間隔還是線路間隔發(fā)生失靈，失靈電流判據(jù)在各間隔內(nèi)完成，回路示意圖。

圖1 失靈電流判據(jù)在間隔內(nèi)完成

圖2 啟動斷路器輔助保護失靈回路

RCS－915AB V3.32母線保護需升級到RCS－915AB－HB，不需硬件升級，需要將聯(lián)跳接點配線到端子。

圖3 主變失靈解除復壓閉鎖回路

圖4 啟動母線保護失靈回路

投入非電量延時保護功能。非電量延時接點閉合起動跳閘跳主變各側(cè)開關(guān)。

3.2.2 方案二

220kV配置雙套斷路器失靈保護，按間隔區(qū)分起動失靈，并且失靈保護電流判據(jù)與母差共用，回路示意圖。

圖6 主變失靈解除復壓閉鎖回路

說明:當采用南網(wǎng)新220kV母線失靈保護技術(shù)規(guī)范的裝置時，母差保護動作后主變斷路器失靈由母差失靈保護內(nèi)部完成，起動失靈回路不接TJR接點。

3.3 國電南自改造方案

以母線保護:WMZ－41B－V1.0、主變輔助保護:PST－1206B－V2.50為例。

圖7 啟動母線保護失靈回路

圖8 失靈聯(lián)跳主變各側(cè)回路

WMZ－41B無法升級，推薦使用主變斷路器輔助保護的出口聯(lián)跳主變各側(cè)開關(guān)。

PST－1206B不需升級，需增加一副接點的配線;還需通過更改內(nèi)部跳閘矩陣，用解除復壓閉鎖的兩副接點去解除復壓閉鎖和啟動失靈，啟動失靈保護延時的一副接點聯(lián)跳主變各側(cè)開關(guān)。

圖9 啟動失靈回路(南自)

圖10 失靈聯(lián)跳主變各側(cè)回路(南自)

3.4 母線保護

CSC－150－V1.25主變輔助保護 :CSC－122TV1.0(北京四方)。

3.4.1 解決方案

V1.0版本:更換裝置。更換后按照以下V1.1版本的方案進行改造。

V1.1版本:軟件升級(需要軟件重新開發(fā))。

圖11 失靈聯(lián)跳主變各側(cè)回路(四方)

3.4.2 注意事項

(1)改造后，解除復壓與啟動失靈共用啟動失靈的邏輯和定值;失靈聯(lián)跳采用原來解除復壓邏輯和定值。需要修改和增加外部連線;

(2)改造后，“保護動作”判據(jù)應(yīng)固定退出，即主變保護動作接點不再接入CSC122T的“保護動作”開入端子;但在相應(yīng)失靈啟動、解除復壓、聯(lián)跳各側(cè)回路中要串接主變保護動作接點;

(3)改造后，解除復壓“相電流”判據(jù)固定投入。

4 結(jié)語

上述主變高壓側(cè)開關(guān)失靈聯(lián)跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)改造方案的實施，能夠避免在220kV母線故障而主變220kV側(cè)開關(guān)失靈時，主變因受110kV系統(tǒng)到送過來的較大短路電流沖擊而損壞，縮短開關(guān)切除故障的時間，減小對220kV系統(tǒng)和主變的沖擊，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

［1］ 中國南方電網(wǎng)公司繼電保護反事故措施匯編釋義.中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度通信中心，2008年12月.

［2］ 南京南瑞繼保電氣有限公司.RCS－915AB母線保護裝置技術(shù)和使用說明書.

［3］ 南京南瑞繼保電氣有限公司.RCS－974A(AG)型變壓器非電量及輔助保護裝置技術(shù)和使用說明書.

［4］ 國電南京自動化有限公司.WMZ－41B母線保護裝置技術(shù)和使用說明書.

［5］ 國電南京自動化有限公司.PST－1206B數(shù)字式斷路器輔助保護裝置技術(shù)和使用說明書.

［6］ 北京四方繼保自動化有限公司.CSC－150數(shù)字式母線保護裝置技術(shù)和使用說明書.

［7］ 北京四方繼保自動化有限公司.CSC－122T數(shù)字式斷路器輔助保護裝置技術(shù)和使用說明書.