張靜芳

（廣東電網(wǎng)公司惠州供電局，廣東 惠州 516003）

按照南方電網(wǎng)公司總調(diào)對500 kV系統(tǒng)穩(wěn)定的分析結(jié)果，若直流落點區(qū)域中500 kV變電站故障不能快速切除，則有可能導(dǎo)致直流閉鎖，使系統(tǒng)在380 ms后失去穩(wěn)定。

500 kV惠州變電站是廣東東部電網(wǎng)直流落點區(qū)域內(nèi)的樞紐變電站，現(xiàn)已投運3臺500 kV主變壓器，變壓器中壓側(cè)220 kV電氣接線采用雙母線帶旁路形式。在220 kV旁路開關(guān)帶主變變中開關(guān)運行時，為避免差動保護范圍縮小，將主變差動保護中壓側(cè)電流回路取旁路開關(guān)CT回路。220 kV旁路代主變變中的過程中，旁路開關(guān)和主變開關(guān)合環(huán)、主變差動電流回路切換等操作，都可能會對保護的快速切除帶來一定的影響。若主變發(fā)生故障導(dǎo)致保護不能快速切除，則可能造成直流閉鎖，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

1 旁路代路操作分析

1.1 旁路與主變斷路器CT變比一致時

由于電流互感器輸出的電流基本不變，當一次側(cè)不帶電時，電流互感器的阻抗約為幾千歐，接近于開路，可以近似為電流源。

在旁路開關(guān)代路前，將旁路CT的電流回路接入主變差動保護的差電流回路，如圖1所示。由于此時旁路開關(guān)處于分閘狀態(tài)，主變中壓側(cè)開關(guān)處于合閘狀態(tài)，旁路CT沒有電流輸出，即=0。旁路CT的電流回路對于主變差動回路而言近似開路，因而差動保護電流回路里只有主變?nèi)齻?cè)開關(guān)的電流，不會產(chǎn)生差流，差動保護也不會誤動。

圖1 500 kV主變變中代路電流回路

當旁路開關(guān)與被帶主變開關(guān)合環(huán)時，2臺開關(guān)均處于合閘狀態(tài)，旁路電流互感器和主變開關(guān)電流互感器二次側(cè)均有電流輸出，2組電流輸出并聯(lián)進入了主變差動保護的差電流回路，這與一次側(cè)的

當旁路開關(guān)代路后，旁路CT的電流回路接入主變差動保護，旁路開關(guān)為合閘狀態(tài)，被帶主變開關(guān)為斷開狀態(tài)，主變開關(guān)CT沒有電流輸出，即0，主變CT的電流回路對于主變差動回路而言近似開路，因而在差動回路里只有旁路開關(guān)和主變其他兩側(cè)開關(guān)的電流，沒有差流產(chǎn)生，差動保護也不會誤動。

正常運行(即沒有代路)時，旁路接口屏接入各主變保護的電流回路均為短接狀態(tài)。變電站1，2號主變變中開關(guān)CT與旁路開關(guān)CT變比一致，在1，2號主變變中代路操作過程中，合旁路開關(guān)前，無需退出主變差動保護，只需切換旁路開關(guān)CT接入主變保護的電流回路即可。即將旁路開關(guān)CT接入代路主變保護的電流回路改為“投入”，將接入其余主變保護的電流回路改為“斷開”，切換完成后再合旁路開關(guān)，檢查旁路電流正常后，再斷開主變變中開關(guān)。

1.2 旁路與主變斷路器CT變比不一致時

為使差動保護退出的時間盡可能縮短，其具體操作過程如下。代路操作過程中，在旁路接口屏和主變保護屏進行主變保護220 kV側(cè)開關(guān)和旁路開關(guān)CT回路的切換，把旁路開關(guān)CT接入3號主變保護的電流回路改為“投入”，把接入其余主變保護的電流回路改為“斷開”。切換完成后，退出主變2套差動保護，將主變保護定值切換到代路定值區(qū)，再進行旁路斷路器合閘操作，然后斷開主變變中開關(guān)，檢查差動保護電流正常后恢復(fù)投入主變2套差動保護。這樣，退出差動保護的時間僅為切換定值區(qū)、合旁路開關(guān)和斷開主變開關(guān)的時間之和。

2 風(fēng)險分析

代路的風(fēng)險按存在時間的不同可分為2類：一類是代路倒閘操作時存在的風(fēng)險，另一類是在整個代路期間均存在的風(fēng)險。

2.1 代路倒閘操作時存在的風(fēng)險

當旁路開關(guān)與主變斷路器CT變比不一致時，代路操作需要退出主變差動保護來進行CT回路的切換。因退出差動保護期間主變沒有快速保護，若此時主變及引線發(fā)生故障，主變將無法快速切除故障，只有主變和旁路后備保護一起動作才能切除故障，故障持續(xù)時間將超過3 s。

代路操作存在主變變中開關(guān)和旁路開關(guān)同時合環(huán)運行的過程。由于分支系數(shù)的影響，當主變或引線發(fā)生故障時，變中和旁路后備保護靈敏度降低，均可能無法動作，最終導(dǎo)致主變保護拒動，故障需上一級線路后備保護動作才能切除，從而使得故障切除的時間更長。這可能會破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大面積停電甚至系統(tǒng)失穩(wěn)的風(fēng)險。

2.2 整個代路期間均存在的風(fēng)險

在旁路代路運行期間，變壓器只有單套主保護運行，單套主保護拒動時，需變壓器后備保護動作才能切除故障，這可能會破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大面積停電甚至系統(tǒng)失穩(wěn)。

旁路開關(guān)代主變開關(guān)運行時，若發(fā)生主變中、低壓側(cè)故障且220 kV旁路開關(guān)失靈的情況，由于電壓下降幅度較小，220 kV失靈保護不滿足復(fù)壓開放條件，則220 kV失靈保護有可能拒動，且在代路運行期間，將喪失旁路開關(guān)失靈聯(lián)跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)的功能。若發(fā)生主變故障且旁路開關(guān)失靈無法跳開的情況，則需由主變后備保護跳開主變?nèi)齻?cè)，故障切除時間將超過2 s。

旁路代路時，如相應(yīng)的定值、壓板、通道等投退不正確，將可能導(dǎo)致保護不正確動作。當旁路與主變斷路器CT變比一致時，運行人員在主變差動保護不退出的情況下進行電流回路的切換，如果旁路開關(guān)CT回路短接片操作不正確，將導(dǎo)致主變差動保護產(chǎn)生差流，使得主變差動保護存在誤動風(fēng)險，人員誤操作造成保護誤動作的風(fēng)險增大。人員誤操作造成保護誤動作風(fēng)險的觸發(fā)因素不僅存在于代路倒閘操作期間，而且該風(fēng)險將一直存在于整個代路期間。

3 防控措施

根據(jù)項目全生命周期風(fēng)險管理(Lifecycle Risk Management)的要求，應(yīng)從投資籌建、設(shè)計建造、生產(chǎn)服役到廢棄全過程進行風(fēng)險管理。針對不同階段的風(fēng)險采取相應(yīng)的鑒別技術(shù)和危險與后果管理等方法，有效管理整個生命周期內(nèi)的風(fēng)險。對變中代路風(fēng)險的防控措施，可分為近期、中期和遠期3種。近期防控措施側(cè)重加強日常運維、預(yù)試定檢、優(yōu)化運行操作方式和做好應(yīng)急預(yù)案管理；中期防控措施側(cè)重立項進行技術(shù)改造，根據(jù)設(shè)備風(fēng)險評估結(jié)果指導(dǎo)技改檢修計劃的制訂，通過調(diào)整設(shè)備功能、性能控制設(shè)備風(fēng)險，將其納入設(shè)備的技改檢修項目并安排計劃實施；遠期防控措施則注重關(guān)口前移，規(guī)范技術(shù)標準、規(guī)劃設(shè)計和可行性研究。

3.1 近期防控措施

在主變變中旁路代路時，應(yīng)做好風(fēng)險預(yù)控措施，盡量采用短時停電的方式，即先將變中開關(guān)轉(zhuǎn)熱備用后再代路。在緊急搶修等設(shè)備無法停電的情況下代路，應(yīng)發(fā)布風(fēng)險并做好線路越級跳閘事故預(yù)想，采取有效的措施防范代路風(fēng)險。通過穩(wěn)定計算、保護定值校核等方式，確保若出現(xiàn)保護拒動的情況能由相鄰線路后備保護可靠切除，且保護切除時間滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求。

代路操作時，要嚴格按照現(xiàn)場運行規(guī)程檢查差動保護通道和差流是否正常，注意旁路開關(guān)CT和本線開關(guān)CT的變比、保護型號、相關(guān)定值的修改等情況，嚴防誤操作。

日常運維要做好旁路的防拒動檢查，通過“三檢兩巡”，落實全方位維護的要求，并定期進行設(shè)備健康狀態(tài)評估，及時消除設(shè)備缺陷。

3.2 中期防控措施

當旁路與主變斷路器CT變比不一致時，代路操作必須退出差動保護，這將直接影響保護的快速切除。針對旁路與主變斷路器CT變比不一致的情況，可申請更換主變變中CT，將變比改為相同變比的CT。

另外還可研究保護升級改造項目，在主變保護增設(shè)旁路側(cè)，按各自的變比分別計算主變CT和旁路CT的電流采集量。對于現(xiàn)在的微機保護，無論是硬件還是程序軟件，都可使二次側(cè)電流正確反映一次接線的情況，消除因變比不一致而產(chǎn)生的不平衡電流。

3.3 遠期防控措施

遠期防控的根本方法是取消500 kV主變變中代路操作，防范因設(shè)備保護拒動帶來系統(tǒng)失穩(wěn)的風(fēng)險。因此，應(yīng)對現(xiàn)有的技術(shù)標準進行梳理、完善、明晰和細化，明確在標準電氣接線中取消旁路，基建工程中規(guī)范變電站電氣接線，盡量減少旁路接線的出現(xiàn)。

4 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大和電網(wǎng)聯(lián)系的增強，雙回路供電線路不斷增多，旁路斷路器對提高供電可靠性發(fā)揮的積極作用相對降低。同時，旁路代路操作復(fù)雜、代路過程中保護單套運行等因素影響了故障的快速切除。尤其對于在直流落點區(qū)域內(nèi)的變電站，代路有可能導(dǎo)致直流閉鎖，引發(fā)系統(tǒng)的穩(wěn)定問題。因此，取消直流落點區(qū)域內(nèi)的旁路斷路器是當前風(fēng)險控制的一種趨勢。

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