秦瑞兵??

摘要：本文分析變壓器啟動(dòng)失靈保護(hù)的特點(diǎn)，然后針對(duì)220kV主變壓器高壓側(cè)斷路器啟動(dòng)失靈保護(hù)電路、失靈保護(hù)跳主變壓器斷路器回路進(jìn)行探討。根據(jù)以上的分析，提出220kV雙母線、線變組接線方式下變壓器啟動(dòng)失靈相關(guān)回路，最終給出了針對(duì)這兩種接線方式220kV側(cè)斷路器失靈保護(hù)配置方案。

關(guān)鍵詞：主變壓器；失靈保護(hù)；220kV側(cè)斷路；雙母線；線變組

《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》明確指出“線路—變壓器和線路—發(fā)變組的線路和主設(shè)備電氣量保護(hù)均應(yīng)起動(dòng)斷路器失靈保護(hù)。當(dāng)本側(cè)斷路器無法切除故障時(shí)，應(yīng)采取起動(dòng)遠(yuǎn)方跳閘等后備措施加以解決。220kV及以上電壓等級(jí)變壓器的斷路器失靈時(shí)，除應(yīng)跳開失靈斷路器相鄰的全部斷路器外，還應(yīng)跳開本變壓器連接其他電源側(cè)的斷路器?！北疚膶⒁罁?jù)上述要求及結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)220kV雙母線、線變組接線方式下主變壓器220kV側(cè)斷路器失靈故障下問題的分析及解決方案。

1 主變啟動(dòng)失靈保護(hù)基本原理

對(duì)于220kV變壓器，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，變壓器的差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出跳閘命令，跳開其他側(cè)斷路器，但是主變220kV側(cè)斷路器拒動(dòng)，220kV側(cè)電源依然會(huì)向變壓器內(nèi)部故障點(diǎn)供電，此時(shí)，需變壓器保護(hù)裝置開出失靈保護(hù)，切除其他所有斷路器，使故障點(diǎn)完全切除。如果不配置失靈保護(hù)，需利用其他電源線路遠(yuǎn)后備保護(hù)切除故障，這樣不僅造成停電范圍擴(kuò)大，還增長故障切除時(shí)間，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有不利影響。

2 主變220kV側(cè)斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作分析

線變組接線就是線路和變壓器直接相連，是一種最簡單的接線方式，其特點(diǎn)是設(shè)備少、投資省、操作簡單、易于擴(kuò)建，但靈活性和可靠性較低。這種接線方式在新能源項(xiàng)目應(yīng)用較廣。雙母線接線具有供電可靠、檢修方便、調(diào)度靈活或便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但這種接線所用設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性較差。這種接線方式主要應(yīng)用于系統(tǒng)變電站及大的用戶站。本文根據(jù)這兩種接線方式闡述主變220kV斷路器失靈保護(hù)。

2.1 220kV雙母線接線的主變220kV斷路器失靈保護(hù)分析

2.1.1 220kV雙母線接線斷路器失靈保護(hù)

（1）220kV線路故障。220kV線路斷路器失靈時(shí)，啟動(dòng)失靈保護(hù)，開入給220kV母線保護(hù)，由220kV母線保護(hù)失靈保護(hù)跳開母聯(lián)，并聯(lián)跳該線路所連接母線上的其他支路斷路器，同時(shí)220kV母差保護(hù)跳閘出口通過該線路保護(hù)裝置給對(duì)側(cè)保護(hù)裝置開入遠(yuǎn)跳信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)跳。這種情況下失靈保護(hù)不跳開變壓器其他側(cè)斷路器。

（2）變壓器故障。變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，變壓器220kV側(cè)斷路器失靈，變壓器主保護(hù)差動(dòng)保護(hù)將變壓器其他側(cè)斷路器跳開，同時(shí)主變壓器差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)失靈保護(hù)，開入給220kV母線保護(hù)，由220kV母線保護(hù)失靈保護(hù)跳開母聯(lián)，并聯(lián)跳該主變壓器所連接母線上的其他支路斷路器，這種情況下失靈保護(hù)也不需要跳開變壓器其他側(cè)斷路器。

（3）220kV母線故障。變壓器所連接的220kV母線發(fā)生故障，母線保護(hù)動(dòng)作跳開母聯(lián)，并聯(lián)跳該變壓器所連接母線上所有支路斷路器，但變壓器220kV側(cè)斷路器失靈，變壓器低壓側(cè)可能會(huì)繼續(xù)向220kV母線故障點(diǎn)提供短路電流，且變壓器保護(hù)裝置后備保護(hù)切除故障的保護(hù)時(shí)間較長，會(huì)對(duì)變壓器造成損害，這種情況下失靈保護(hù)需要跳開變壓器其他側(cè)斷路器。

2.1.2 220kV雙母線接線主變220kV側(cè)斷路器失靈保護(hù)回路設(shè)計(jì)及配置

對(duì)于220kV變壓器保護(hù)配置基本采用雙微機(jī)保護(hù)。第一套帶主變壓器保護(hù)I+高壓側(cè)操作箱。第二套帶主變壓器保護(hù)II+中低壓側(cè)操作箱。第三套帶主變壓器非電量保護(hù)。根據(jù)上述220kV雙母線接線斷路器失靈保護(hù)故障分析，220kV雙母線接線主變220kV側(cè)斷路器失靈保護(hù)回路設(shè)計(jì)如下：

（1）變壓器內(nèi)部故障。變壓器內(nèi)部發(fā)生故障且變壓器220kV側(cè)斷路器失靈情況下，變壓器主保護(hù)差動(dòng)保護(hù)將變壓器其他側(cè)斷路器跳開，同時(shí)主變壓器差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)失靈保護(hù)，開入給220kV母線保護(hù)，由220kV母線保護(hù)失靈保護(hù)跳開母聯(lián)，并聯(lián)跳該主變壓器所連接母線上的所有支路斷路器。此外220kV母線保護(hù)設(shè)置“主變解除失靈電壓閉鎖”，為防止主變低壓側(cè)故障高壓側(cè)開關(guān)失靈時(shí)，高壓側(cè)母線的電壓閉鎖靈敏度不夠的情況，這種情況下將主變保護(hù)的另一付跳閘接點(diǎn)接至對(duì)應(yīng)的220kV母差保護(hù)“主變解除失靈電壓閉鎖”開入，該主變保護(hù)接點(diǎn)動(dòng)作時(shí)允許解除電壓閉鎖。

（2）220kV母線故障。220kV母線故障且變壓器220kV側(cè)斷路器失靈情況下，220kV母線保護(hù)動(dòng)作跳開母聯(lián)，并聯(lián)跳該變壓器所連接母線上所有支路斷路器，變壓器低壓側(cè)有可能會(huì)繼續(xù)向220kV母線故障點(diǎn)提供短路電流，且變壓器保護(hù)裝置后備保護(hù)切除故障的保護(hù)時(shí)間較長，會(huì)對(duì)變壓器造成損害，這種情況下220kV母線保護(hù)配置主變失靈聯(lián)跳出口，接入主變非電量保護(hù)，實(shí)現(xiàn)主變壓器其他側(cè)快速跳閘。

2.2 220kV線變組接線的主變220kV斷路器失靈保護(hù)分析

2.2.1 220kV線變組接線斷路器失靈保護(hù)

（1）220kV線路故障。對(duì)于線變組接線，220kV線路斷路器即為變壓器220kV側(cè)斷路器，這種接線方式不配置220kV母線保護(hù)，當(dāng)220kV線路斷路器失靈時(shí)，需通過本線路保護(hù)裝置給對(duì)側(cè)線路保護(hù)裝置開入遠(yuǎn)跳信號(hào)，跳開對(duì)側(cè)斷路器，解除斷路器失靈。這種情況下失靈保護(hù)不跳開變壓器其他側(cè)斷路器。

（2）變壓器故障。變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，變壓器220kV側(cè)斷路器失靈，變壓器主保護(hù)差動(dòng)保護(hù)將變壓器其他側(cè)斷路器跳開，同時(shí)主變壓器差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)失靈保護(hù)，開入給220kV線路保護(hù)，由220kV線路保護(hù)失靈保護(hù)跳開對(duì)側(cè)斷路器，這種情況下失靈保護(hù)也不需要跳開變壓器其他側(cè)斷路器。

2.2.2 220kV線變組接線主變220kV側(cè)斷路器失靈保護(hù)回路設(shè)計(jì)及配置

對(duì)于220kV變壓器保護(hù)配置基本采用雙微機(jī)保護(hù)。第一套帶主變壓器保護(hù)I+高壓側(cè)操作箱。第二套帶主變壓器保護(hù)II+中低壓側(cè)操作箱。第三套帶主變壓器非電量保護(hù)。根據(jù)上述220kV線變組接線斷路器失靈保護(hù)故障分析，220kV線變組接線主變220kV側(cè)斷路器失靈保護(hù)回路設(shè)計(jì)如下：

（1）220kV線路故障。線變組接線，220kV線路斷路器即為變壓器220kV側(cè)斷路器，這種接線方式不配置220kV母線保護(hù)，當(dāng)220kV線路斷路器失靈時(shí)，需通過遠(yuǎn)跳回路實(shí)現(xiàn)。在線變組接線方式下，斷路器失靈保護(hù)出口需單獨(dú)設(shè)置，在工程的實(shí)際應(yīng)用中，需單獨(dú)配置失靈保護(hù)裝置或主變壓器非電量保護(hù)內(nèi)含失靈保護(hù)功能，通過遠(yuǎn)跳回路實(shí)現(xiàn)斷路器失靈保護(hù)。此外遠(yuǎn)跳回路的實(shí)現(xiàn)，還需與當(dāng)?shù)卣{(diào)度部門溝通，取消對(duì)端220kV線路保護(hù)遠(yuǎn)跳功能的就地故障判據(jù)，才能更好的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)跳功能。這種情況下失靈保護(hù)不跳開變壓器其他側(cè)斷路器，通過遠(yuǎn)跳回路，跳開對(duì)側(cè)線路斷路器。

（2）變壓器內(nèi)部故障。變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，變壓器220kV側(cè)斷路器失靈，變壓器主保護(hù)差動(dòng)保護(hù)將變壓器其他側(cè)斷路器跳開，同時(shí)主變壓器差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)失靈保護(hù)，開入給220kV線路保護(hù)操作箱不起動(dòng)重合閘起動(dòng)失靈或永跳起失靈跳閘回路，通過操作箱起失靈內(nèi)繼電器給220kV線路保護(hù)開入遠(yuǎn)跳信號(hào)，通過遠(yuǎn)跳功能實(shí)現(xiàn)。同220k'V線路保護(hù)一樣，遠(yuǎn)跳回路的實(shí)現(xiàn)，還需與當(dāng)?shù)卣{(diào)度部門溝通，取消對(duì)端220kV線路保護(hù)遠(yuǎn)跳功能的就地故障判據(jù)，才能更好的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)跳功能。這種情況下失靈保護(hù)也不需要跳開變壓器其他側(cè)斷路器。這種情況下失靈保護(hù)不跳開變壓器其他側(cè)斷路器，通過遠(yuǎn)跳回路，跳開對(duì)側(cè)線路斷路器。

通過以上分析討論，我們可以看出，220kV雙母線接線與220kV線變組主變壓器高壓側(cè)斷路器的失靈有不同之處。對(duì)于220kV雙母線接線變壓器內(nèi)部故障，通過220kV母線保護(hù)解除主變壓器高壓側(cè)斷路器失靈；220kV母線故障，通過非電量保護(hù)解除主變壓器高壓側(cè)斷路器失靈。對(duì)于220kV線變組接線220kV線路故障，需單獨(dú)配置失靈保護(hù)裝置或主變壓器非電量保護(hù)裝置內(nèi)含失靈保護(hù)功能，通過220線路保護(hù)遠(yuǎn)跳回路解除220kV線路斷路器失靈，即變壓器高壓側(cè)斷路器失靈；變壓器內(nèi)部故障，直接通過220kV線路保護(hù)遠(yuǎn)跳回路解除主變壓器高壓側(cè)斷路器失靈。綜上所述，主變壓器220kV側(cè)斷路器失靈保護(hù)原理相同，因主接線方式不同，保護(hù)配置有一定差異，還需我們?cè)诠こ虒?shí)際應(yīng)用中認(rèn)真對(duì)待，認(rèn)真探討，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，力求方案最優(yōu)。

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作者簡介：秦瑞兵（1989），男，內(nèi)蒙古四子王旗人，本科，研究方向：新能源風(fēng)電、光伏電氣設(shè)計(jì)。