王娟

摘 要：隨著時代的進(jìn)步，電力行業(yè)的發(fā)展也越來越迅速。一些地區(qū)也不斷有電廠接入電網(wǎng)。一般情況下為了節(jié)省投資，多會采用線路變壓器組的主接線方式并網(wǎng)。線路變壓器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、操作簡便、宜于擴(kuò)建。由于該接線方式，其保護(hù)功能配置與二次回路設(shè)計也與一般情況下有所不同，基于此，本文以某實例對某電廠線路變壓器組繼電保護(hù)展開相關(guān)論述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);保護(hù)配置;二次回路;重合閘;線路變壓器組

一、某電廠的接線方式與保護(hù)配置

1、一次接線方式。一次接線應(yīng)根據(jù)符合等級要求保證供電可靠性;同時主接線應(yīng)力求簡單、運(yùn)用靈活、操作安全方便。如圖1所示，某電廠110kV并網(wǎng)線路僅通過1臺斷路器與110kV主變壓器直接連接，形成獨(dú)立的接線單元，線路與主變壓器之間無110kV母線及110kV橋斷路器連接;10kV側(cè)裝有1段母線，連接有發(fā)電機(jī)、TV等元件。電廠一次接線的特殊之處在于：110kV線路與主變壓器共用1臺斷路器，且110kV側(cè)僅有1組電壓互感器。

2、保護(hù)配置。110kV并網(wǎng)線電廠側(cè)為電源點(diǎn)，故配置1套線路保護(hù)，為了利于保護(hù)整定配合，兼顧繼電保護(hù)的靈敏性與選擇性，除距離、零序（方向）及自動重合閘外，線路保護(hù)還集成了光纖電流差動功能，此外操作箱插件也配置在線路保護(hù)裝置中。主變壓器配置差動、后備及非電量保護(hù)，均按分箱配置;主變壓器各側(cè)控制回路集成在同一臺操作箱裝置中，與保護(hù)獨(dú)立配置并組于同一面屏柜。

二、該電廠的電流二次回路問題

1、TA配置及繞組分配問題。由于電廠主變壓器與110kV線路均配置了能快速切除故障的差動保護(hù)，為充分發(fā)揮保護(hù)的性能，消除保護(hù)死區(qū)，主變壓器差動保護(hù)與線路保護(hù)范圍應(yīng)盡量交叉?？紤]高壓側(cè)斷路器TA配置1臺的情況，如圖2（左）所示，高壓側(cè)斷路器僅線路側(cè)裝設(shè)1臺TA，主變壓器差動保護(hù)與線路保護(hù)均取自該TA。為盡可能滿足主保護(hù)范圍交叉的原則，主變壓器差動保護(hù)所用繞組1LH應(yīng)位于110kV線路保護(hù)所用繞組2LH靠外側(cè)（線路側(cè)），在1LH與2LH繞組之間發(fā)生短路時，主變壓器差動保護(hù)與110kV線路保護(hù)將同時動作，跳開主變壓器兩側(cè)斷路器與線路對側(cè)斷路器將故障快速切除。采用該方案時需要注意的事項如下：

①由于高壓側(cè)斷路器僅有1臺TA，當(dāng)TA最靠近斷路器的繞組與斷路器之間發(fā)生短路時，對于線路保護(hù)屬于區(qū)外短路，主變壓器差動保護(hù)動作跳開主變壓器兩側(cè)斷路器后，系統(tǒng)將繼續(xù)向故障點(diǎn)輸送短路電流，然后由110kV線路對側(cè)Ⅱ段保護(hù)（如距離Ⅱ段、零序Ⅱ段）經(jīng)短延時動作隔離故障：所以當(dāng)斷路器與TA之間短路時，故障無法實現(xiàn)快速切除。220kV及以上電壓等級的線變組可采用主變壓器保護(hù)出口時啟動遠(yuǎn)跳的方法實現(xiàn)快切故障;110kV及以下線路無快切要求，主變壓器保護(hù)動作無需啟動遠(yuǎn)跳。

②當(dāng)斷路器TA在吊裝時造成了一次側(cè)反向（即P1、P2顛倒），則1LH將位于2LH靠主變壓器側(cè)，若一、二次繞組均不作調(diào)整，將導(dǎo)致1LH與2LH之間存在死區(qū)，如圖2（右）所示。故當(dāng)TA吊裝顛倒時，應(yīng)將1LH用于線路保護(hù)，2LH用于主變壓器差動（此時二次側(cè)應(yīng)反向接線進(jìn)行方向糾正），或?qū)A一次側(cè)倒轉(zhuǎn)方向后進(jìn)行重新吊裝，以解決TA一次側(cè)反向帶來的保護(hù)死區(qū)問題。

2、電流極性、方向問題。電流互感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測量的儀器。它一般按減極性原則設(shè)置，即一次側(cè)從P1流入，P2端流出，則二次側(cè)從S1端流出。通常TA一次繞組P1端位于靠出線側(cè)，P2端位于靠母線側(cè)，電流以流出母線為正方向。然而線變組接線電廠110kV側(cè)無母線，造成了該側(cè)TA一次P1、P2朝向該如何布置沒有明確的參照點(diǎn)。若TA二次側(cè)S1、S2朝向與一次側(cè)P1、P2朝向不對應(yīng)導(dǎo)致電流極性接反，將存在以下風(fēng)險：①110kV線路區(qū)外故障時，線路差動保護(hù)誤動;110kV線路區(qū)內(nèi)故障時，線路距離保護(hù)、帶方向的零序保護(hù)拒動;②主變壓器區(qū)外故障時，差動保護(hù)誤動;主變壓器后備保護(hù)所指向的正方向故障時，后備保護(hù)拒動;③110kV線路正方向故障時，故障錄波測距將錯誤地認(rèn)為是區(qū)外故障，導(dǎo)致正向故障時無錄波測距信息;110kV線路反方向故障時，故障錄波測距將錯誤地認(rèn)為是區(qū)內(nèi)故障。以上所述表明，合理、正確地設(shè)置TA二次繞組接線的方向?qū)τ诖_保保護(hù)正確動作起到了極為關(guān)鍵的作用。如圖3所示，TA一次繞組P1位于線路側(cè)，P2位于主變壓器側(cè)。主變壓器差動、后備保護(hù)以指向主變壓器為正，故二次側(cè)電流應(yīng)從S1端流出;線路保護(hù)、故障錄波以指向線路為正，故二次側(cè)電流應(yīng)從S2端流出。

三、該電廠110kV并網(wǎng)線重合閘問題

1、重合閘方式選擇。故障清除后的短時間內(nèi)閉合斷路器稱之為重合。為縮短線路故障后恢復(fù)送電的操作步驟和時間，110kV并網(wǎng)線路的電廠側(cè)可考慮投入自動重合閘。為防止非同期并列，110kV并網(wǎng)線路系統(tǒng)側(cè)重合閘應(yīng)選擇檢線路無壓方式，電廠110kV線路重合閘可考慮檢同期方式。由于升壓站無110kV母線，故僅在110kV線路側(cè)裝設(shè)了1組TV，取10kV母線某單相電壓或相間電壓作為抽取電壓Ux。電廠主變壓器為Y/△-11接線方式，即低壓側(cè)電壓超前高壓側(cè)電壓30°，如圖4所示。若在110kV線路保護(hù)跳閘啟動重合閘時直接進(jìn)行檢同期比較，將存在以下風(fēng)險：①線路跳閘后若發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)一次系統(tǒng)始終保持同期，則二次電壓將存在一定的角度差，最終將導(dǎo)致重合閘檢同期不成功而動作失敗;②線路跳閘后若發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)一次系統(tǒng)始終不能保持同期但未解列，若在某一時刻低壓側(cè)一次電壓滯后高壓側(cè)一次電壓約30°時，二次電壓恰好能滿足同期條件，從而重合閘順利地“檢同期”成功而動作，將可能帶來非同期并列的后果?？紤]到以上因素，在電壓同期比較時可在微機(jī)保護(hù)程序中對同期電壓Ux進(jìn)行-30°的轉(zhuǎn)角處理，使高壓側(cè)線路與低壓側(cè)母線一、二次電壓相位差始終相等。

2、重合閘閉鎖回路設(shè)計。重合閘是保證電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要手段之一，線變組接線的電廠，由于110kV線路與主變壓器高壓側(cè)共用1臺斷路器，為防止主變壓器故障時“不對應(yīng)啟動重合閘”動作而導(dǎo)致斷路器重合于永久故障，在二次回路設(shè)計時應(yīng)考慮主變壓器保護(hù)動作時閉鎖110kV并網(wǎng)線路重合閘。此處選用間接閉重方式：對于操作箱設(shè)有TJR永跳繼電器的110kV線路保護(hù)，宜采取間接閉重的方式，即主保護(hù)、后備保護(hù)及非電量保護(hù)出口并聯(lián)后直接接入110kV線路保護(hù)操作箱TJR永跳回路，TJR繼電器的1副接點(diǎn)通過裝置內(nèi)部回路閉鎖線路保護(hù)重合閘。若出口接入主變壓器保護(hù)屏操作箱TJR回路，將無法直接達(dá)到閉鎖線路重合閘的效果，4套主變壓器保護(hù)裝置仍需各輸出第2副接點(diǎn)至線路保護(hù)閉重開入。

四、該電廠110kV斷路器控制回路問題

斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行。由于該電廠110kV線路與主變壓器高壓側(cè)共用1臺斷路器，且110kV線路保護(hù)自帶操作插件，同時主變壓器保護(hù)屏配有1臺操作箱裝置，此處使用線路保護(hù)操作箱。當(dāng)高壓側(cè)斷路器使用線路保護(hù)自帶操作箱的控制回路時，保護(hù)裝置可通過內(nèi)部回路監(jiān)視其自帶操作箱采集到的斷路器位置，當(dāng)HWJ=0且TWJ=0時認(rèn)為斷路器控制回路斷線并發(fā)告警信號。

五、小結(jié)

綜上所述，本文以某電廠采用線路主變壓器組的主接線方式并網(wǎng)為例，對其涉及的接線方式與保護(hù)配置、電流二次回路問題、并網(wǎng)線路的重合閘問題以及斷路器控制回路等繼電保護(hù)問題進(jìn)行討論，以期為今后的相關(guān)工作提供參考。

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