葉建東

（廣東電網(wǎng)有限責任公司陽江供電局，廣東陽江529500）

0 引言

考慮到旁路接線方式具有運行方式靈活、投資少等優(yōu)點，早期投運的220 kV變電站220 kV母線、110 kV母線都帶有旁母，帶旁路運行的接線方式普遍存在。220 kV變電站主變保護按照雙重配置原則，一般配置有主一、主二保護，非電量保護。變高有接入220 kV母差失靈保護，并且按照規(guī)范要求，要具備變高失靈聯(lián)跳三側的功能。

在主變旁代運行時，主一、主二保護中的差動、后備保護由于CT繞組的變化，相關保護范圍隨之變化，需要做出相應調(diào)整。同時，也要考慮對220 kV母差失靈保護的影響，保證母差失靈保護的正常運行。

1 變高旁代運行時失靈保護分析

1.1 雙母帶旁路接線方式CT繞組的典型配置

一般情況下，220 kV變電站主變配置有主變開關CT及主變套管CT。比較典型的配置方式是主一保護采用開關CT、主二保護采用套管CT，且主二保護電流串聯(lián)短路器保護，而失靈電流判據(jù)在各間隔的斷路器保護中實現(xiàn)，如圖1所示。

圖1 220 kV主變CT繞組典型配置方式

1.2 變高代路對失靈保護的影響及措施

220 kV變電站通常配置有失靈保護，舊的變電站失靈方案是在本間隔通過開關保護來實現(xiàn)失靈判據(jù)，然后開出到失靈屏，從而實現(xiàn)失靈保護的。而斷路器保護所采用的電流是串聯(lián)變壓器主二保護的電流，即采用主變套管電流。

當主變旁代運行時，如果故障發(fā)生在變高套管到旁路開關CT之間，如圖2短路點A處。高后備保護首先切母聯(lián)，然后切旁路，最后切各側。在保護動作同時已經(jīng)啟動失靈開入斷路器保護，而直到切除各側之前短路電流一直存在，也就是同時滿足失靈判據(jù)的條件，導致斷路器保護開出到失靈屏，滿足電壓開放，220 kV失靈保護將誤動。

圖2 主變旁代運行時接線方式

另外一種情況，同樣是A處故障，如果保護能成功動作切除母聯(lián)和主變?nèi)齻?，而此時旁路開關失靈。由于變中、變低已經(jīng)跳開，故障電流通過母線到旁路，再到故障點，如圖2所示。套管CT感受不到故障電流，斷路器失靈保護電流判據(jù)不滿足，失靈不會動作，導致220 kV失靈保護拒動。

根據(jù)上述分析，在主變旁代運行時，如果不采取措施，220 kV失靈保護有拒動和誤動的風險，而這種情況一旦發(fā)生，都將產(chǎn)生嚴重的后果。

1.3 采取旁路保護配合及增加旁路斷路器的措施

配置旁路保護，一方面能夠解決變高套管至旁路開關這一段死區(qū)的問題，另一方面通過調(diào)整代路定值，保證近區(qū)故障快速動作跳旁路開關，能夠解決由于跳閘速度慢失靈電流一直存在的問題。要注意的是，定值整定過程中，要確保變高套管至旁路開關這一段足夠的靈敏度及快速性。

早期舊站沒有配置旁路斷路器保護，通過增加旁路斷路器保護，可以實現(xiàn)代路時由該保護對變高失靈電流進行判別，從而解決上述套管電流感受不到故障電流失靈拒動的問題。

上述問題是基于早期的失靈保護設計，隨著問題的提出和解決措施的探討，廣東電網(wǎng)全網(wǎng)內(nèi)開展了失靈保護標準化改造，下面的章節(jié)將對改造后的問題進行分析。

2 變高代路時失靈聯(lián)跳三側問題分析

母差失靈標準化改造后，啟動失靈在各自間隔實現(xiàn)，電流判據(jù)在失靈屏實現(xiàn)，且均采用開關CT，在這種接線方式下，主變旁代運行時旁路開關的失靈不受變高套管CT的影響，由此可以徹底解決上述提到的220 kV失靈保護誤動和拒動的問題。雙母差雙失靈的接線方式如圖3所示。

圖3 雙母差雙失靈配置接線方式

改造后母差失靈保護設置了主變專用通道，判斷主變變高失靈時有一副聯(lián)跳三側的節(jié)點，通過主變非電量跳主變?nèi)齻?。然而在變高代路情況下，旁路開關失靈，母差失靈保護跳220 kV母線。此時，由于旁路通道沒有聯(lián)跳三側節(jié)點開出，而主變通道由于變高沒有電流聯(lián)跳三側節(jié)點不動作，主變變中、變低開關無法跳開。

要完善變高代路時聯(lián)跳三側的功能，需要對保護邏輯及相關回路進行改造。據(jù)目前保護廠家反饋的結果，保護不考慮變高代路時的失靈情況，但是結合工作實際，考慮到失靈保護的重要性以及無法快速切除故障將對主變設備產(chǎn)生嚴重影響，應該采取措施。通過在失靈保護屏加入主變代路開入（可以通過切換把手實現(xiàn)），修改匹配聯(lián)跳三側節(jié)點開出邏輯，能夠解決上述問題，而這需要保護廠家對保護邏輯及裝置設計進行調(diào)整。

3 失靈保護跳變高啟動聯(lián)跳三側問題分析

新的母差失靈保護由于設定了主變專用通道，在裝置上實現(xiàn)了三跳啟動主變變高失靈的功能，因此不再使用圖3中操作箱的三跳節(jié)點開入，然而在實際的調(diào)試試驗中，部分廠家邏輯功能不完善，在部分特殊情況下失靈聯(lián)跳主變?nèi)齻葻o法出口，導致故障不能快速有效隔離。

以北京四方CSC-150母差失靈保護裝置為例，首先對母線區(qū)內(nèi)故障母差保護動作跳變高時變高失靈的情況進行調(diào)試和分析。如圖4所示，當母線區(qū)內(nèi)故障時，母差保護動作跳主變變高，調(diào)試結果顯示，此時CSC-150內(nèi)部邏輯為母差保護跳主變，自動啟動主變變高失靈，裝置通過主變變高電流判別了變高失靈情況。動作結果為母差保護動作、失靈保護動作、失靈聯(lián)跳主變?nèi)齻日３隹凇?/p>

圖4 母線區(qū)內(nèi)故障示意圖

由此可見，新的母差保護在母差保護動作跳主變時，不通過操作箱的三跳節(jié)點開入，而是通過裝置本身的邏輯實現(xiàn)了啟動變高失靈聯(lián)跳三側。

再進一步分析該母線其他支路失靈跳變高，變高失靈調(diào)試情況，如圖5所示。

圖5 支路故障示意圖

試驗結果顯示：當同母線其他支路失靈時，CSC-150保護裝置動作跳主變變高，如果變高開關失靈，CSC-150保護裝置內(nèi)部邏輯不再判別和啟動主變變高失靈；此時，雖然主變變高電流仍然存在，依然無法判別變高失靈情況。最終，失靈保護動作、失靈聯(lián)跳主變?nèi)齻葻o法出口。

由此可見，該裝置在啟動主變失靈進行邏輯判別時，僅僅考慮了母差保護動作情況，而沒有考慮失靈保護動作情況。為了驗證這個問題，又對其他保護廠家的裝置進行了調(diào)試，目前南瑞繼保的PCS系列、長遠深瑞的BP系列均不存在上述問題。

針對上述問題，需要保護廠家對保護程序進行升級，完善啟動主變失靈的邏輯判據(jù)，由于該種處理方式的流程比較復雜，涉及面較廣，可以通過保留之前操作箱三跳節(jié)點啟動失靈回路的臨時措施來解決問題。

4 結語

母差保護、失靈保護，尤其是變高失靈聯(lián)跳三側功能，經(jīng)歷了幾次改造和完善，在實際生產(chǎn)中，前期的設計確實存在不同接線方式和保護功能不同的實現(xiàn)方法。由于母差失靈保護涉及的回路復雜、涉及的間隔多，同時考慮到母差失靈保護的重要性，一旦投入運行，幾乎無法再進行完整的回路傳動試驗，因此部分遺留問題未能完善和解決。為避免上述類似情況的發(fā)生，對母差失靈保護試驗時，需要通過實際模擬運行時可能存在的各類故障，以校驗母差失靈保護裝置動作出口是否正確。

希望通過上述主變變高失靈的幾個特殊問題的分析和研究，為前期舊母差失靈保護改造以及新母差失靈保護驗收投運提供參考。同時，希望本文針對部分問題提出的措施，能夠結合電網(wǎng)運行的實際情況得到應用，使失靈保護能夠迅速準確地將故障點從系統(tǒng)中切除，最大限度地減少故障對電氣設備的損壞，降低故障對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的影響。