林　蔚

[摘要]繼電保護的正常、穩(wěn)定、安全運行對整個電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。文章對影響繼電保護正常運行的幾個問題進行分析，并提出改進措施，可供有關(guān)廠家和同行探討。

[關(guān)鍵詞]220kV主變；差動保護；問題分析；防范措施

[作者簡介]林蔚，廣東電網(wǎng)公司中山供電局變電部助理工程師，研究方向：繼電保護，廣東

中山，528400

[中圖分類號]TM773

[文獻標識碼]A

[文章編號]1007-7723(2009)09-0124-0002

一、主變差動保護死區(qū)的問題分析

在雙母線帶旁路的母線運行方式中，當主變側(cè)開關(guān)檢修時，需用旁路開關(guān)(或母聯(lián)兼旁路)代主變側(cè)開關(guān)運行，此時須將主變開關(guān)的TA切換至套管的TA，從而使主變差動保護范圍從開關(guān)的TA縮小至主變套管附近。一般來說，旁路保護在代主變側(cè)開關(guān)時是退出的，因此從旁路的TA至套管的TA處這一段旁母線和引線便是一段死區(qū)。因為此段范圍母差保護也顧及不到，而且主變保護的后備保護延時較長，如此段范圍內(nèi)出現(xiàn)故障，只有靠線路對側(cè)的后備保護延時動作切除故障，否則將會造成全站停電。

(一)目前采取的兩種防范措施

1、起用旁路保護

(1)高壓側(cè)存在死區(qū)的解決辦法：當高壓側(cè)的旁路開關(guān)代運，目前一般是利用旁路保護屏中的距離Ⅱ段及零序Ⅱ段來作為旁路母線及引出線的主保護，其他各段及高頻保護仍然退出運行。此時距離Ⅱ段的定值按躲過變壓器其他側(cè)母線相間故障時的最小短路阻抗；零序Ⅱ段的定值按躲過變壓器其他側(cè)母線接地故障時流過保護裝置的最大零序電流來整定，其時間與變壓器差動保護相配合。但此法還需考慮的是當該段旁路母線及引出線真正發(fā)生故障時，旁路保護經(jīng)過短延時跳開旁路開關(guān)，但是主變其他側(cè)開關(guān)并沒有跳開，如果其他側(cè)有大電源或小電源(特別是幾臺主變中壓側(cè)并列運行時)，對主變和中低壓系統(tǒng)會造成危險。因此必須考慮旁路代運主變開關(guān)時，旁路保護聯(lián)跳主變其他側(cè)開關(guān)，可在旁路保護出口接點中引一對接點來啟動主變保護的BCJ出口繼電器。與此同時，需在旁路保護屏及主變保護屏增加出口壓板，以避免在旁路代運其他線路時誤跳主變側(cè)開關(guān)。

(2)中壓側(cè)死區(qū)的解決辦法：當中壓側(cè)電源較強時，同樣可采用中壓側(cè)旁路保護來解決；但如果中壓側(cè)電源很弱，在中壓側(cè)旁路母線及引出線發(fā)生故障時，流經(jīng)中壓側(cè)旁路開關(guān)的電流太小，因而不能通過上述方法來解決。最好的辦法是將主變其中一套差動保護TA切換至中壓側(cè)旁母TA，而不是切換至中壓側(cè)套管TA。

2、采用切換至旁路TA回路

將其中一套主變保護差動TA切換至旁路TA。但目前旁路TA二次繞組配置不夠，一般需配置6組，但有的甚至只配有4組。旁路TA二次繞組主要用于下列回路：220kV旁路保護+故障錄波、充電保護+母聯(lián)失靈(母聯(lián)兼旁路方式)、母差I(lǐng)、母差Ⅱ(雙母差配套或單套中阻抗型母差)、測量、計量。當TA二次繞組配置為6組時，如果母差保護只需一組TA，或者只是作專用旁路，即省去充電保護+母聯(lián)失靈(母聯(lián)兼旁路方式)這一組TA二次繞組，也只剩下一組TA二次繞組給主變保護。倘若變電站有2臺或3臺以上的主變，則目前旁路TA所配置的6組二次繞組就不夠了。因此，在高壓側(cè)旁路TA需配置7組二次繞組，中壓側(cè)旁路TA需配置6組二次繞組(僅考慮一套母差)。同時在l、2號主變保護屏均具備能切換旁路同一、二次繞組的切換回路。

(二)注意事項

采用第二種方法時，在旁路開關(guān)與主變側(cè)開關(guān)操作合環(huán)前，主變差動TA只接了主變開關(guān)和旁路開關(guān)中的一組TA(這和傳統(tǒng)的切換至主變套管TA不同，套管TA流過的電流為主變開關(guān)和旁路開關(guān)之和)，考慮到有可能因負荷電流過大，合環(huán)后兩臺開關(guān)分流，導(dǎo)致達到差動保護定值而誤動，因而必須在旁路開關(guān)與主變側(cè)開關(guān)操作合環(huán)前退出差動電流，切至旁路開關(guān)TA所對應(yīng)的差動保護。

二、主變啟動失靈回路問題

(一)主變啟動失靈回路電流判據(jù)問題

在220kV雙母線接線系統(tǒng)的主變高壓側(cè)斷路器啟動失靈的判據(jù)為：同時滿足保護動作出口和電流兩個條件才啟動失靈保護。在過去的設(shè)計中，將判斷失靈的電流取自主變套管電流互感器，是考慮失靈保護啟動回路電流元件和所串接保護出口接點在旁路帶主變運行時，可直接切換到旁路失靈保護啟動回路中，而不必使用旁路間隔中的電流啟動元件。這樣，可避免因使用旁路間隔電流元件引起的啟動定值可能調(diào)整的操作。主變啟動失靈回路如圖2所示。

圖2中，原設(shè)計為主變套管電流大于整定值，主變保護屏電量保護出口接點不返回，失靈屏正電源01與024接通啟動I母失靈(當主變在220kVI母運行時)；或是01與025接通啟動Ⅱ母失靈(當主變在220kVⅡ母運行時)。因而220kV斷路器失靈屏通過上述回路可感受到主變開關(guān)拒動的信息，從而跳開主變所在母線的所有斷路器。但是當我們將主變套管電流作為啟動斷路器失靈的電流判據(jù)時，會存在一段啟動失靈的死區(qū)。即主變開關(guān)TA至套管TA處這一段引線發(fā)生故障時，主變差動及后備保護均正確動作。如此時主變高壓側(cè)斷路器因某種原因拒動失靈，主變差動及后備保護動作接點不會返回，03與024(或03與025)回路可接通，但故障發(fā)生在主變套管TA之前，即220kV側(cè)提供的短路電流不會通過主變套管TA。因此，接入主變套管TA的主變斷路器失靈保護不會發(fā)出啟動失靈的命令，特別是在110kV和10kV側(cè)為弱電源端的情況，啟動失靈保護將失去作用?？梢韵胂?，后果是極其嚴重的。另外，在主變開關(guān)TA至套管TA處這一段引線發(fā)生故障時，縱差保護拒動，或旁路帶主變運行縱差保護臨時接于7LH處時，只能靠主變后備保護切除故障。按照主變后備保護常規(guī)的方向性設(shè)置和保護配置，先跳開220kV側(cè)母聯(lián)(分段)斷路器，跟著跳開主變高壓側(cè)斷路器，但此時主變中、低壓側(cè)尚未跳開，倘若中壓側(cè)為較強電源會造成7LH故障電流仍然存在，保護出口繼電器也未返回，失靈保護啟動回路接通，失靈保護誤跳閘，也將造成嚴重后果。改進的辦法是如圖3所示，將作為斷路器啟動失靈保護的電流改取至開關(guān)TA，就可避免此種情況的發(fā)生。

(二)主變啟動失靈判據(jù)中斷路器位置取舍問題

在主變斷路器啟動失靈保護的設(shè)計中應(yīng)考慮防止其誤動的措施。引入閉鎖可以防止因誤碰或保護中單一元件異常造成誤啟動失靈保護，在現(xiàn)場實際中，往往采用“保護動作”、高壓側(cè)斷路器“有流”(相電流或零序、負序電流)及高壓側(cè)斷路器位置構(gòu)成與門來啟動失靈，某種程度上便提高了啟動失靈保護的能力。但隨之而來的負面效應(yīng)是：失靈保護的啟動增加了其拒動的概率。變壓器啟動失靈邏輯均不應(yīng)使用反映“斷路器位置”的“合閘位置”或“跳閘位置”接點。因為在斷路器本體機械出現(xiàn)問題時，“斷路器位置”接點的使用會造成失靈保護的拒動。各省電網(wǎng)在實際運行中多次出現(xiàn)因斷路器連桿脫落造成斷路器失靈的情況，此時斷路器主觸頭沒有分開，但其輔助接點已分開，相應(yīng)的“斷路器位置”接點狀態(tài)也就無法反映斷路器主觸頭的位置，以此作為判斷斷路器是否斷開的判據(jù)是錯誤的。

(三)旁路代運時主變啟動失靈回路問題及改進

當旁路開關(guān)代運主變高壓側(cè)開關(guān)時，如果現(xiàn)場主變保護電流采用切換旁路TA，而不是切換至主變套管，此時一般不采用旁路保護來啟動失靈。因為在現(xiàn)場實際回路接線中，主變非電量保護動作接點與電量保護動作接點并聯(lián)出口跳旁路開關(guān)。但反措規(guī)定非電量保護不能啟動失靈，因而主變啟動失靈回路在旁路代運時不能投用旁路保護來啟動失靈。因此，主變斷路器啟動失靈回路還是需要通過主變保護屏來實現(xiàn)，但因主變高壓側(cè)I母隔離開關(guān)及Ⅱ母隔離開關(guān)均在斷開位置，即使主變范圍內(nèi)發(fā)生故障，主變差動及后備保護正確動作，但高壓側(cè)斷路器仍因某種原因拒動。圖2中01與05回路接通，主變高壓側(cè)工母、Ⅱ母隔離開關(guān)重動接點lYQJ，2YQJ均在斷開狀態(tài)，05與024(或是05與025)不能接通，整個主變斷路器啟動失靈保護同樣失去作用。改進辦法如圖4所示，即在主變保護屏增加一塊“旁路代運時啟動失靈”壓板，保護動作接點不變，電流判據(jù)采用主變開關(guān)及旁路開關(guān)切換后的電流，主變所在母線的判據(jù)采用旁路隔離開關(guān)重動接點實現(xiàn)，由此便可讓主變斷路器啟動失靈保護正常發(fā)生作用。