“主變失靈聯(lián)跳回路”的討論及改進(jìn)方案

王曉光等

摘要：本地區(qū)220kV變電站“主變失靈聯(lián)跳回路”的設(shè)計(jì)簡單，并且存在無法實(shí)現(xiàn)保護(hù)的雙重化、閉鎖條件不足等問題。本文通過分析該設(shè)計(jì)的缺陷和不足，根據(jù)雙重化配置的原則，結(jié)合國家電網(wǎng)公司“六統(tǒng)一”的設(shè)計(jì)理念，提出本地區(qū)“主變失靈聯(lián)跳回路”改進(jìn)方案，實(shí)現(xiàn)失靈啟動(dòng)模塊和變壓器電量保護(hù)的雙重化配置，完善電流判據(jù)、復(fù)合電壓閉鎖判據(jù)等方面的問題。

關(guān)鍵詞：失靈聯(lián)跳；雙重化配置；非電量保護(hù)；“六統(tǒng)一”

前言

國家電網(wǎng)公司發(fā)布的《十八項(xiàng)反措》要求：220kV電壓等級(jí)線路、變壓器……等設(shè)備微機(jī)保護(hù)應(yīng)按雙重化配置[1]。而主變的失靈保護(hù)又在變壓器保護(hù)中尤為重要，為此，為保證本地220kV變電站的供電可靠性，我們認(rèn)真貫徹反措要求，仔細(xì)分析和研究了本地區(qū)六個(gè)220kV變電站主變開關(guān)失靈啟動(dòng)回路和失靈聯(lián)跳回路的雙重化配置實(shí)現(xiàn)情況。

我們發(fā)現(xiàn)本地區(qū)的主變失靈聯(lián)跳回路絕大部分采用主變開關(guān)失靈保護(hù)出口啟動(dòng)非電量保護(hù)直跳繼電器的方式實(shí)現(xiàn)，然而非電量保護(hù)普遍采用了單套配置的方式，這樣，實(shí)際采用雙套配置的“主變失靈聯(lián)跳回路”并沒有實(shí)現(xiàn)雙套配置[2]，當(dāng)非電量保護(hù)因故或短時(shí)退出運(yùn)行，變壓器高壓側(cè)斷路器將同時(shí)失去兩套失靈聯(lián)跳回路。

很明顯這種設(shè)計(jì)是存在缺陷的，為此，我們認(rèn)真分析和研究這一問題，嚴(yán)格按照反措要求，并結(jié)合國網(wǎng)公司“六統(tǒng)一”設(shè)計(jì)，研究了本地區(qū)“主變失靈聯(lián)跳回路”的改進(jìn)方案。

1.采用“啟動(dòng)非電量直跳繼電器方式聯(lián)跳主變?nèi)齻?cè)”的方式實(shí)現(xiàn)主變高壓側(cè)開關(guān)失靈保護(hù)的理念。

在廊坊地區(qū)，早期220kV變電站的主變高壓側(cè)開關(guān)是沒有失靈保護(hù)的，這主要是由于主變電量保護(hù)動(dòng)作較線路、斷路器等保護(hù)存在啟動(dòng)后返回較慢的特點(diǎn)，失靈保護(hù)存在誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。由于失靈保護(hù)動(dòng)作后，對(duì)整個(gè)變電站影響很大，而本地區(qū)早期220kV主干網(wǎng)比較單一，采用開環(huán)供電方式，如果一個(gè)220kV變電站失去電源，則會(huì)造成很大區(qū)域失去供電能力，所以，基于上述考慮，廊坊地區(qū)早期的主變高壓側(cè)開關(guān)沒有采用失靈保護(hù)。

近些年，隨著本地區(qū)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電源點(diǎn)的不斷增多，220kV變電站逐步采用并列運(yùn)行方式且站內(nèi)滿足“N-1”的供電方式，因此，我們對(duì)主變高壓側(cè)的保護(hù)設(shè)計(jì)和加入了失靈保護(hù)。由于實(shí)際條件的限制，設(shè)計(jì)上通常采用主變高壓側(cè)開關(guān)失靈后啟動(dòng)非電量保護(hù)的方式來實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)開關(guān)失靈隔離主變的功能，這種設(shè)計(jì)基本上可以滿足主變高壓側(cè)開關(guān)失靈的動(dòng)作邏輯，但存在以下兩個(gè)問題。

1.1非電量單套配置問題

由于主變非電量保護(hù)通常使用單套配置原則，同時(shí)主變高壓側(cè)開關(guān)失靈保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)非電量采用直跳繼電器模式，顯然，上述動(dòng)作邏輯并沒有真正意義上實(shí)現(xiàn)保護(hù)的雙重化配置原則。當(dāng)非電量保護(hù)因直流接地等異常行為需短時(shí)退出運(yùn)行時(shí)，變壓器將會(huì)同時(shí)失去兩套高壓側(cè)開關(guān)的失靈保護(hù)。如果此時(shí)出現(xiàn)了高壓側(cè)故障，且高壓側(cè)開關(guān)失靈，那么將有可能造成該系統(tǒng)經(jīng)110kV并列運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)或變壓器向故障點(diǎn)供出故障電流的情況，更甚的有變壓器其他側(cè)電源點(diǎn)經(jīng)變壓器向故障點(diǎn)反供故障電流，這些情況下都不利于故障的快速切除，甚至?xí)铀俟收宵c(diǎn)的損壞[3]。

1.2非電量繼電器的延時(shí)問題

在母差保護(hù)裝置失靈模塊定值中規(guī)定了主變高壓側(cè)開關(guān)失靈保護(hù)的延時(shí)，要求毫秒級(jí)的精確，而《十八項(xiàng)反措》明確規(guī)定“變壓器非電量保護(hù)裝置繼電器不要求靈敏動(dòng)作”[1]，也就是說，失靈保護(hù)在直跳繼電器層次上無法滿足快速性要求，這也為故障切除造成了隱患。

2.“六統(tǒng)一”設(shè)計(jì)理念下的“主變失靈聯(lián)跳回路”的改進(jìn)方案

目前，在本地區(qū)，除新投運(yùn)的XXX變電站按照國家電網(wǎng)公司“六統(tǒng)一”采用變壓器電量保護(hù)中的失靈保護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)失靈聯(lián)跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)外，所有“主變失靈聯(lián)跳回路” 失靈保護(hù)出口啟動(dòng)非電量保護(hù)均采用直跳繼電器的方式來實(shí)現(xiàn)[4]。

我們通過對(duì)現(xiàn)在“主變失靈聯(lián)跳回路”不足的分析和研究，結(jié)合國家電網(wǎng)公司“六統(tǒng)一”的設(shè)計(jì)理念，對(duì)“主變失靈聯(lián)跳回路”采用了母差動(dòng)作或主變動(dòng)作節(jié)點(diǎn)作為失靈啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)，采用變壓器電量保護(hù)中的電流作為故障電流判據(jù)，變壓器電量保護(hù)中的電壓判據(jù)作為復(fù)合電壓閉鎖判據(jù)

根據(jù)上述兩個(gè)原理圖，我們能夠看出采用“六統(tǒng)一”設(shè)計(jì)，不但符合了技術(shù)規(guī)范及實(shí)際應(yīng)用要求，也實(shí)現(xiàn)了主變高壓側(cè)開關(guān)失靈保護(hù)的雙重化配置，同時(shí)，在一套電量保護(hù)裝置中，將動(dòng)作節(jié)點(diǎn)、電流、電壓判據(jù)在進(jìn)入故障計(jì)算后同時(shí)進(jìn)行處理，保證了設(shè)備處理的同步性和準(zhǔn)確性，出口采用電量保護(hù)跳閘出口，解決了跳閘延時(shí)不準(zhǔn)確問題，該設(shè)計(jì)還用跳閘矩陣或出口控制字實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳開關(guān)的設(shè)計(jì)，保證了失靈保護(hù)在不適用地區(qū)使用時(shí)，“軟件退出”的可靠性。

3.對(duì)本地區(qū)“主變失靈聯(lián)跳回路”改進(jìn)措施的建議

根據(jù)上述分析，在本地區(qū)，應(yīng)盡快開展“主變失靈聯(lián)跳回路”的改進(jìn)工作。首先，明確“六統(tǒng)一”的設(shè)計(jì)思路，嚴(yán)格遵循“六統(tǒng)一”的設(shè)計(jì)來完善回路。具體實(shí)施方案可有以下幾種：

結(jié)合技改工作開展。在技改工作前期，一定將“主變失靈聯(lián)跳回路”作為設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)議題，保證在技改后設(shè)備符合“六統(tǒng)一”標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

對(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)非電量部分直流接地且該廠站短時(shí)無技改工程的情況，應(yīng)在負(fù)荷較輕時(shí)采用輪退保護(hù)或例行維護(hù)工作開展期間，采用升級(jí)軟件、更換硬件的方法盡快完善該回路。

在其他基建站，無論是常規(guī)變電站或是智能變電站，“主變失靈聯(lián)跳回路”應(yīng)作為重點(diǎn)考察項(xiàng)目，要嚴(yán)格檢查設(shè)計(jì)是否滿足要求，保證設(shè)備設(shè)計(jì)滿足“六統(tǒng)一”的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)論

某一地區(qū)的回路設(shè)計(jì)存在相應(yīng)的區(qū)域特色，我們應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，將原先的“保守設(shè)計(jì)”升級(jí)，充分滿足電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的要求，提高設(shè)計(jì)思路，完善設(shè)計(jì)方案，新的改進(jìn)對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有著極其重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施[M].國家電 網(wǎng)公司，2012.

[2]國家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M].中國電力出版社，2012

[3l李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析[M].中國電力出版社，2007

[4l張保全，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].中國電力出版社，2005.

作者簡介：

王曉光（1983-），男，漢，河北省廊坊市，工程師，主要從事繼電保護(hù)調(diào)試及檢修工作。

楊博（1986-），女，漢，河北省廊坊市，工程師，主要從事繼電保護(hù)調(diào)試及檢修工作。

劉海濤（1982-），男，漢，河北省廊坊市，工程師，主要從事繼電保護(hù)調(diào)試及檢修工作。

程金強(qiáng)（1985-），男，漢，河北省廊坊市，工程師，主要從事繼電保護(hù)調(diào)試及檢修工作。