李 曄，朱 江，李曉梅

(1.徐州供電公司，江蘇徐州221003；2.阜寧供電公司，江蘇阜寧224412)

壓變二次切換在變電站倒閘操作中，特別是220 kV母線操作中非常頻繁。為避免發(fā)生二次誤操作事故，保護(hù)電氣設(shè)備免受破壞，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，壓變二次切換操作的正確性、可靠性尤為重要。特別是二次并列切換操作與母差互聯(lián)、母聯(lián)非自動(dòng)等二次方面配合均有嚴(yán)格要求。以前使用的單線圈壓變二次切換,存在固有的缺點(diǎn)和局限，給變電站安全運(yùn)行帶來隱患。近年來基于雙線圈繼電器壓變二次回路已逐步取代傳統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備，并以其接點(diǎn)容量大、自適應(yīng)能力強(qiáng)、動(dòng)作可靠、具有掉電自保持功能等性能，在現(xiàn)場(chǎng)已廣泛使用。文中就單線圈和雙線圈2種不同類型的繼電器壓變二次切換的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出最佳的壓變二次操作方案。

1 2種類型繼電器壓變二次切換原理

1.1保護(hù)交流電壓的取得

220 kV雙母線正常運(yùn)行方式下，母聯(lián)開關(guān)運(yùn)行在合閘狀態(tài)，正、副母線上各運(yùn)行一組壓變（如圖1所示），其中正母線上出線的二次設(shè)備從1號(hào)母壓變?nèi)〉媒涣麟妷?；副母線上出線的二次設(shè)備從2號(hào)母壓變?nèi)〉媒涣麟妷骸Ｆ淇刂品椒ǚ治鋈缦拢耗嘎?lián)斷路器DL及兩側(cè)隔離開關(guān)1G，2G三相確在合閘位置是壓變二次并列的先決條件 （如圖2所示），正、副母線壓變高壓側(cè)隔離開關(guān)1PTG，2PTG在合閘位置，其常開輔助接點(diǎn)閉合，1GWJ，2GWJ單線圈繼電器勵(lì)磁，其常開接點(diǎn)接通A601～A630，壓變二次電壓經(jīng)空開1ZKK，2ZKK分別經(jīng)1GWJ，2GWJ接點(diǎn)，接通至交流電壓小母線（如圖3所示）[1]；此時(shí)出線L1運(yùn)行于正母線，本間隔1G隔離開關(guān)在合位，線路1G隔離開關(guān)常開接點(diǎn)閉合，切換繼電器1YQJ（如圖4所示）勵(lì)磁，其接點(diǎn)閉合接通A720端子，將小母線電壓 1YMa～1YMc引至 RCS-931，PSL-602保護(hù)屏（如圖 2 所示），其他出線間隔 L2，L3，L4保護(hù)交流電壓取得原理同上，只是運(yùn)行于副母線出線從副母壓變?nèi)〉媒涣麟妷骸?/p>

圖2壓變二次控制回路

1.2單線圈并列繼電器壓變二次并列操作

220 kV雙母線正常運(yùn)行方式時(shí)，每組母線上裝設(shè)的壓變分別供測(cè)量和保護(hù)用電壓。相應(yīng)地二次母線也設(shè)為兩段電壓小母線，壓變二次并列切換裝置要跟隨一次方式的變化而相應(yīng)切換操作。

（1）母線壓變二次并列切換裝置滿足2組母線壓變互為備用，用于保證交流電壓小母線，當(dāng)一次方式發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)行并列或解列操作。

（2）母線壓變二次并列切換裝置要確保各電氣單元二次設(shè)備的電壓回路隨同一次設(shè)備元件一起投退操作。

圖3 RCS-931和PSL-602保護(hù)交流電壓回路

圖4線路交流電壓切換控制回路

單線圈并列繼電器的壓變二次并列操作為：先將母聯(lián)及母聯(lián)兩側(cè)的隔離開關(guān)合上，再將壓變二次并列裝置屏上的轉(zhuǎn)換小開關(guān)BK由“解列”位置切至“并列”位置，此時(shí)“①③”接點(diǎn)接通（如圖2所示），將并列繼電器QJ勵(lì)磁，裝置屏上并列指示燈燃亮，并列繼電器接點(diǎn)將兩段電壓小母線1YMa～1YMc和2YMa～2YMc接通（如圖3所示）。

1.3雙線圈并列繼電器壓變二次并列操作

（1）正 （副）母線壓變高壓側(cè)隔離開關(guān)1PTG(2PTG)在合閘后，其常開輔助接點(diǎn)閉合，將1ZJ(2ZJ)勵(lì)磁，雙線圈繼電器動(dòng)作線圈勵(lì)磁，其常開接點(diǎn)閉合，接通A601～A630(A602～A640)，使壓變二次小母線得電，此時(shí)出線刀閘運(yùn)行在正母線 （如圖5所示），正母刀閘常開接點(diǎn)1G閉合，勵(lì)磁1YQJ1～1YQJ7，將交流電壓送至保護(hù)[2]。

圖5 CZX-12R操作箱自保持的雙線圈電壓切換繼電器

（2）并列操作。母聯(lián)及母聯(lián)兩側(cè)的隔離開關(guān)合上是壓變二次并列的先決條件，其常開接點(diǎn)1G，DL，2G閉合，壓變二次并列裝置屏上的轉(zhuǎn)換小開關(guān)BK由“解列”位置切至“并列”位置，此時(shí)“①②”接點(diǎn)接通，勵(lì)磁雙線圈并列繼電器3ZJ。另一種自動(dòng)并列操作：母聯(lián)及母聯(lián)兩側(cè)的隔離開關(guān)合位置，BK并列小開關(guān)在“解列”位置，其接點(diǎn)“①②”在斷開狀態(tài)。當(dāng)壓變高壓側(cè)隔離開關(guān)1PTG(2PTG)拉開后，1ZJ常閉接點(diǎn)閉合，短接BK并列小開關(guān)，將3ZJ勵(lì)磁，完成二次自動(dòng)并列操作（如圖6所示）。

圖6雙線圈壓變二次并列切換回路

（3）解列操作。當(dāng)壓變高壓側(cè)隔離開關(guān)1PTG（2PTG）合閘位置時(shí)，1ZJ，2ZJ 接點(diǎn)閉合，只需將壓變二次并列裝置屏上的轉(zhuǎn)換小開關(guān)BK切換至 “解列”位置，3ZJ復(fù)歸線圈勵(lì)磁，壓變二次交流電壓小母線解列。另外一種自動(dòng)解列操作：正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)母聯(lián)或母聯(lián)兩側(cè)的任一組隔離開關(guān)在分閘位置時(shí)，其常閉輔助接點(diǎn)閉合，3ZJ復(fù)歸線圈勵(lì)磁，完成自動(dòng)解列操作（如圖6所示）。

（4）并列后保護(hù)電壓的取得。3ZJ動(dòng)作線圈勵(lì)磁后，其常開接點(diǎn)閉合，接通兩段電壓小母線（如圖7所示），正（副）母線出線1G（2G）刀閘在合閘位置時(shí)，勵(lì)磁 1YQJ1～1YQJ2（2YQJ1～2YQJ2），保護(hù)屏上空開ZK在合閘位置時(shí)，在倒母線操作中，先合2G刀閘，后拉開1G刀閘（以正母線停電為例），其2YQJ1～2YQJ2 閉合，1YQJ1～1YQJ2接點(diǎn)打開，完成切換操作，將小母線電壓送到保護(hù)裝置。

圖7雙線圈壓變二次并列交流電壓切換回路

2 2種類型繼電器壓變二次切換優(yōu)缺點(diǎn)比較

單線圈壓變二次切換的缺點(diǎn)和局限如下。

（1）出線隔離開關(guān)1G（2G）輔助接點(diǎn)接觸不良時(shí)，單線圈繼電器1YQJ（2YQJ）返回，造成本間隔保護(hù)交流電壓無法開入,母線差動(dòng)保護(hù)屏BP-2B（RCS-915）會(huì)發(fā)出“開入異?！毙盘?hào)。

（2）壓變高壓側(cè)隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)接觸不良時(shí)，經(jīng) 1PTG（2PTG）接點(diǎn)勵(lì)磁的 1GWJ（2GWJ）接點(diǎn)返回，造成A630（A640）交流電壓小母線失電，連接在正（副）母線上的出線保護(hù)用交流電壓消失，經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖的保護(hù)將開放，其后果更為嚴(yán)重。

（3）直流控制回路＋KM—-KM中，因控制電源消失，1GWJ（2GWJ），1PTG（2PTG）接點(diǎn)全部返回，連接運(yùn)正、副母線上出線L1～L4，保護(hù)全部失去交流電壓，線路距離保護(hù)可能因失壓而誤動(dòng)。

（4）在倒母線操作過程中，頻繁操作一次刀閘，1YQJ（2YQJ）也跟隨切換，其接點(diǎn)容量不足，易燒壞接點(diǎn)，造成接點(diǎn)接觸不良。

（5）采用單線圈壓變二次并列繼電器QJ，若因其接點(diǎn)接觸不良，正常并列時(shí)無法使A630～A640電壓小母線并列，若停用一組壓變，將進(jìn)一步造成接觸不良相失電。

以CZX-12R操作箱為例，雙線圈壓變二次切換的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

（1）220 kV出線間隔采用自保持的雙線圈電壓切換繼電器，雙線圈分為動(dòng)作線圈、復(fù)歸線圈。當(dāng)正母1G刀閘在合位，其常開輔助接點(diǎn)閉合時(shí)，常閉輔助接點(diǎn)1G打開，電壓切換繼電器動(dòng)作線圈勵(lì)磁，1YQJ4～1YQJ7動(dòng)作并自保持，將壓變二次電壓經(jīng)ZKK送至保護(hù)裝置。當(dāng)正母1G刀閘拉開后，只有其常閉輔助接點(diǎn)1G閉合后，復(fù)歸線圈勵(lì)磁，1YQJ4～1YQJ7復(fù)歸，接點(diǎn)返回。優(yōu)點(diǎn)是在一次隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)接觸不良的情況下，保持雙線圈繼電器不會(huì)失磁，保護(hù)裝置不會(huì)失壓（如圖8所示）。

圖8交流電壓切換回路

（2）采用接點(diǎn)容量大的雙線圈1YQJ4～1YQJ7（2YQJ4～2YQJ7），在倒母線操作過程中，操作一次刀閘，不會(huì)因頻繁切換操作燒壞接點(diǎn)，即使造成接點(diǎn)接觸不良，也不會(huì)造成保護(hù)失壓。

（3）壓變并列裝置采用自保持的雙線圈電壓切換繼電器，不會(huì)因母聯(lián)開關(guān)及母聯(lián)兩側(cè)刀閘輔助接點(diǎn)接觸不良而造成并列繼電器失磁，保證了并列繼電器自保持。只有當(dāng)母聯(lián)開關(guān)或母聯(lián)及兩側(cè)任一組刀閘拉開后，才能完成自動(dòng)解列操作。

（4）能夠完成自動(dòng)切換操作，母聯(lián)開關(guān)及母聯(lián)兩側(cè)刀閘在合位，當(dāng)壓變高壓側(cè)隔離開關(guān)拉開后，1ZJF（2ZJF）常閉接點(diǎn)閉合，勵(lì)磁3ZJ，將電壓二次小母線并列。

（5）出線間隔采用雙線圈繼電器缺點(diǎn)是：在復(fù)歸線圈勵(lì)磁不可靠的情況下，繼電器保持原狀態(tài)，YQJ接點(diǎn)粘連，則壓變將出現(xiàn)二次并列現(xiàn)象。因此，繼電器校驗(yàn)完畢后，工作人員應(yīng)檢查測(cè)量?jī)山M帶保持YQJ繼電器，確保只有一組電壓切換繼電器動(dòng)作。運(yùn)行人員投入停運(yùn)壓變二次保險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)測(cè)量壓變二次保險(xiǎn)下端，確認(rèn)下端不帶電后，方可投入壓變二次保險(xiǎn)，避免壓變二次并列反充電事故的發(fā)生。

3壓變二次并列與母差保護(hù)及母聯(lián)改非自動(dòng)操作順序方案的擬定

在220 kV倒母線操作前，為保證二次設(shè)備操作跟隨一次設(shè)備操作的正確性，保證一次設(shè)備安全可靠，倒排前須：（1）將壓變二次并列裝置上的BK由“解列”切至 “并列”位置；（2）將母線保護(hù)BP-2B（RCS-915）母差方式改為“互聯(lián)”；（3） 將母聯(lián)斷路器操作電源小開關(guān)分開，即將母聯(lián)改為非自動(dòng)。操作步驟不同，對(duì)一次設(shè)備操作的安全可靠性要求截然不同。

若先將母聯(lián)開關(guān)改非自動(dòng)，后投入母差“互聯(lián)”壓板，在這兩步操作之間，此時(shí)任一母線發(fā)生故障，則母差保護(hù)先切除故障母線，然后靠母聯(lián)斷路器失靈延時(shí)0.2 s切除非故障母線，延長(zhǎng)保護(hù)動(dòng)作出口時(shí)間，破壞了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。所以母差“互聯(lián)”壓板投入應(yīng)在母聯(lián)斷路器改非自動(dòng)之前操作，正確的操作步驟是先（2），后（1）。

若先將壓變二次并列，后將母聯(lián)斷路器改為非自動(dòng)，若此時(shí)在這兩步操作之間，任一母線故障后母聯(lián)斷路器跳開，可能由于母聯(lián)斷路器常開接點(diǎn)滯后打開，并列繼電器仍然保持在勵(lì)磁狀態(tài)。此時(shí)則通過壓變二次并列回路向故障母線已停電的母線反充電，壓變及二次并列回路可能都將損壞，甚至造成非故障母線壓變二次2ZKK跳開，引起非故障壓變二次電壓小母線失壓。

另一種情況是，若先將壓變二次并列，母聯(lián)斷路器尚未改非自動(dòng)前，母聯(lián)斷路器有可能分閘，如開關(guān)偷跳，造成母聯(lián)斷路器在分閘位置，使壓變二次不具備并列條件。所以母聯(lián)斷路器改非自動(dòng)操作應(yīng)在壓變二次并列之前，正確的操作步驟是先（3），后（1）。

通過以上論證，得出最佳二次操作方案是：先將母差方式改為“互聯(lián)”，再將母聯(lián)斷路器改為非自動(dòng)，最后將壓變二次并列小開關(guān)BK切至“并列”位置。

4結(jié)束語

220 kV雙母線運(yùn)行方式下，基于雙線圈繼電器壓變二次操作是一項(xiàng)新的技術(shù)，安全性、可靠性得到增強(qiáng)，在壓變操作、母線操作中，特別是母差方式“互聯(lián)”投退、母聯(lián)改為非自動(dòng)、壓變二次并列等二次操作中，需要進(jìn)行全面考慮。分析得出了單線圈和雙線圈2種不同類型的繼電器壓變二次切換的優(yōu)缺點(diǎn)，分析討論了接點(diǎn)容量大，自適應(yīng)能力強(qiáng)、動(dòng)作可靠、具有掉電自保持功能的雙線圈的壓變二次的切換操作方法，提出了合理壓變二次操作方案，有助于變電站值班員在壓變二次操作中有章可循，確保二次變電設(shè)備安全運(yùn)行。

[1]賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京：水利電力出版社，1991.

[2]許世輝，方國(guó)元，張輝明，等.二次回路[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.