廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局 李杏宇

1 變電站常見的主變保護(hù)配置

主變是變電站的重要元件，主變保護(hù)裝置是重要的保護(hù)裝置，為確保電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，其應(yīng)具備區(qū)內(nèi)故障時(shí)可靠跳閘切除故障、區(qū)外故障時(shí)不誤動(dòng)的作用。主變保護(hù)通常分為非電量保護(hù)、高后備保護(hù)、低后備保護(hù)及差動(dòng)保護(hù)。根據(jù)要求，為確保主變保護(hù)可靠動(dòng)作，220kV變電站的主變應(yīng)配置主一和主二保護(hù)，同時(shí)主一保護(hù)和主二保護(hù)裝置應(yīng)來自不同廠家[1]。

在主變保護(hù)中差動(dòng)保護(hù)為主保護(hù)。因?yàn)閷?shí)際系統(tǒng)多是采用Yd11聯(lián)結(jié)方式的三相變壓器或三個(gè)單相變壓器組成的變壓器組，所以需對電流相位進(jìn)行修正才可使系統(tǒng)無故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)差流為0。變壓器各側(cè)CT二次電流相位由軟件調(diào)整，不同廠家的差動(dòng)保護(hù)邏輯略有不同。以南瑞繼保PCS-978主變保護(hù)裝置為代表的廠家多采用Δ-＞Y變化調(diào)整差流平衡，以Y側(cè)電流相位為基準(zhǔn)，用d側(cè)電流進(jìn)行移相[2]。其 原 理 如 下。Y0側(cè)：IAH=(IA-I0)、IBH=(IB-I0)、ICH=(IC-I0)；Δ側(cè)：IaL=(Ia-Ic)/式中：Ia、Ib、Ic為Δ側(cè)二次電流，IaL、IbL、IcL為Δ側(cè)校正后各相電流，IA、IB、IC為Y0側(cè)二次電流，IAH、IBH、ICH為Y0側(cè)校正后各相電流。

以長園深瑞PRS-778主變保護(hù)裝置為代表的廠家多采用Y→Δ變化調(diào)整差流平衡，以d側(cè)電流相位為基準(zhǔn)，用Y側(cè)電流進(jìn)行移相[3]。其原理如下。Y0側(cè)式中：Ia、Ib、Ic為Δ側(cè)二次電流，IaL、IbL、IcL為Δ側(cè)校正后各相電流，IA、IB、IC為Y0側(cè)二次電流，IAH、IBH、ICH為Y0側(cè)校正后各相電流。

2 變電站主變差動(dòng)保護(hù)裝置的檢驗(yàn)

根據(jù)南方電網(wǎng)繼電保護(hù)檢驗(yàn)規(guī)程，要求對保護(hù)裝置的邏輯功能及二次回路進(jìn)行檢驗(yàn)，該項(xiàng)工作始終貫穿繼保人員的日常。由于該項(xiàng)工作繁多且重要，如何實(shí)現(xiàn)高效可靠地完成檢驗(yàn)成為關(guān)鍵。對主變差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，主要需校驗(yàn)系統(tǒng)無故障時(shí)電流平衡及系統(tǒng)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)比率差動(dòng)保護(hù)準(zhǔn)確動(dòng)作等項(xiàng)目。對變電站主變保護(hù)裝置差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行邏輯檢驗(yàn)的具體流程如下。

首先確保工作票及二次措施單安全措施已完成，確保電流電壓連片已打開并密封非工作側(cè)，聯(lián)跳出口壓板已退出并密封，相關(guān)聯(lián)跳端子已密封；根據(jù)定值單的變壓器容量、CT變比、二次額定電壓等數(shù)值，分別計(jì)算出高壓側(cè)和低壓側(cè)額定二次電流值：式 中：Ihe為高壓側(cè)額定電流，Ile為低壓側(cè)額定電流，Sn為變壓器額定容量，U1n為高壓側(cè)額定電壓，N1為高壓側(cè)CT變比，U2n為中壓側(cè)額定電壓，N2為中壓側(cè)CT變比。

利用繼保儀分別向保護(hù)裝置高壓側(cè)和低壓側(cè)加入電流，使兩側(cè)電流平衡。盡管不同廠家軟件調(diào)整變壓器各側(cè)CT二次電流相位的方法略有不同，但其最終都需達(dá)到系統(tǒng)無區(qū)內(nèi)故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)差流為0這一目的。所以，在高低壓各側(cè)均加入三相正序額定二次電流Ihe、Ile，且高壓側(cè)超前低壓側(cè)同相電流150°時(shí)，保護(hù)裝置顯示高低壓側(cè)差流應(yīng)為0。

值得注意的是，不同廠家調(diào)整變壓器各側(cè)CT二次電流相位的方法略有不同，導(dǎo)致如要求“試驗(yàn)加量只能從高低兩側(cè)加電流，用三相電流實(shí)現(xiàn)?！辈煌瑥S家實(shí)現(xiàn)方法不同。對于PCS978而言，由于其采用Δ-＞Y的方法，則應(yīng)該采用“高壓側(cè)電流是A進(jìn)B出，低壓側(cè)是a進(jìn)n出”的加量方式來校驗(yàn)平衡。此時(shí)保護(hù)裝置高壓側(cè)原始采樣二次電流為IA＝1Ihe∠0、IB=1Ihe∠180、IC=0；低壓側(cè)原始采樣二次電流為Ia=經(jīng)過相角轉(zhuǎn)換后高壓側(cè)二次電流為IAH=1Ihe∠0、IBH=1Ihe∠180、ICH=0；經(jīng)過相角轉(zhuǎn)換后低壓側(cè)二次電流為IaL=1Ile∠180、IbL=1Ile∠0、IcL=0；高低壓側(cè)差流為0。

對于PRS-778而言，由于其采用Y→Δ的方法，應(yīng)采用“高壓側(cè)電流是A進(jìn)N出，低壓側(cè)是a進(jìn)c出”的加量方式來校驗(yàn)平衡。此時(shí)保護(hù)裝置高壓側(cè)原始采樣二次電流為IA=√3Ihe∠0、IB=0、IC=0；經(jīng)過相角轉(zhuǎn)換后高壓側(cè)二次電流為IAH=1Ihe∠0、IBH=0、ICH=1Ihe∠180；低壓側(cè)原始采樣二次電流為Ia=1Ile∠180、Ib=0、Ic=1Ile∠0；經(jīng)過相角轉(zhuǎn)換后低壓側(cè)二次電流為IaL=1Ile∠180、IbL=0、IcL=1Ile∠0；高低壓側(cè)差流為0。

圖1 PCS978用三相電流實(shí)現(xiàn)高低壓側(cè)電流平衡

如采用高壓側(cè)和低壓側(cè)都加入三相正序電流的方法，固定低壓側(cè)電流為1Ile，逐漸增大高壓側(cè)電流，當(dāng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)記錄下第一次保護(hù)動(dòng)作時(shí)的高低壓側(cè)電流值。改變低壓側(cè)電流為2Ile并固定，再次逐漸增大高壓側(cè)電流，當(dāng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)記錄下第二次保護(hù)動(dòng)作時(shí)的高低壓側(cè)電流值。根據(jù)額定電流對兩個(gè)值折算后可計(jì)算出制動(dòng)電流及差動(dòng)電流，進(jìn)而計(jì)算出比率制動(dòng)系數(shù)k值是否符合要求。需注意，取點(diǎn)時(shí)需相關(guān)的點(diǎn)落在相關(guān)曲線上，如采用僅用一組三相電流就實(shí)現(xiàn)高低壓側(cè)電流平衡法需注意折算：k=(Id1-Id2)/(Ir1-Ir2)，式中：Id為差動(dòng)電流、Ir為制動(dòng)電流、k為比率制動(dòng)系數(shù)。

3 繼電保護(hù)裝置定檢小程序的開發(fā)

繼保人員對保護(hù)裝置進(jìn)行邏輯功能檢驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常遇到如主變差動(dòng)保護(hù)邏輯檢驗(yàn)一樣需閉環(huán)動(dòng)態(tài)計(jì)算的情況，也會(huì)遇到因不同廠家保護(hù)原理不同導(dǎo)致邏輯校驗(yàn)方法不同的情況。本小程序設(shè)置了不同模塊，定檢者可根據(jù)實(shí)際情況選擇高低壓側(cè)均加三相正序電流法或僅用一組三相電流就實(shí)現(xiàn)高低壓側(cè)電流平衡法。極大減少過程計(jì)算時(shí)間，提高工作效率。同時(shí)也設(shè)置了錄波定值核查、母差定檢等模塊，幫助繼電保護(hù)工作人員更高效地完成各項(xiàng)工作。

以PCS978模塊為例，其主要設(shè)計(jì)如下：首先輸入定值單中已知高低壓側(cè)的主變?nèi)萘?、電壓等級、CT變比等值，輸入需要求的額定電流值Ie的倍數(shù)，對應(yīng)框中會(huì)顯示計(jì)算得到對應(yīng)的二次電流值的實(shí)際量，方便作業(yè)人員快速計(jì)算出Ie倍數(shù)對應(yīng)的實(shí)際電流。此外還設(shè)置“試驗(yàn)一”、“試驗(yàn)二”、“試驗(yàn)三”、“預(yù)測”，直觀明了，可根據(jù)提示加量試驗(yàn)。其中“試驗(yàn)一”用于校驗(yàn)額定值的計(jì)算正確性，試驗(yàn)一時(shí)高低壓側(cè)差流應(yīng)該為0，“試驗(yàn)二”用于記錄保護(hù)動(dòng)作曲線上第一個(gè)點(diǎn)的數(shù)值，“試驗(yàn)三”用于記錄保護(hù)動(dòng)作曲線第二個(gè)點(diǎn)的數(shù)值，“預(yù)測”用于已知比率系數(shù)k和“試驗(yàn)二”的第一個(gè)點(diǎn)時(shí)、預(yù)測“試驗(yàn)三”應(yīng)輸入什么值保護(hù)會(huì)動(dòng)作，避免“試驗(yàn)三”盲目加量。最后根據(jù)“試驗(yàn)二”和“試驗(yàn)三”，小程序會(huì)自動(dòng)計(jì)算出兩次差動(dòng)電流、制動(dòng)電流及比率差動(dòng)系數(shù)的檢驗(yàn)結(jié)果，對比定值單已知比率差動(dòng)系數(shù)，可確定試驗(yàn)結(jié)果和定值單的值是否一致。

相比傳統(tǒng)繼保儀計(jì)算界面而言，本小程序可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的閉環(huán)計(jì)算，即可實(shí)時(shí)輸入試驗(yàn)反饋的結(jié)果計(jì)算出實(shí)際值，與理論值比較，實(shí)現(xiàn)一鍵掌上計(jì)算輔助檢驗(yàn)。該微信小程序不拘泥應(yīng)用于任何形式的繼保儀，只要小程序在手，主變差動(dòng)比率制動(dòng)系數(shù)等復(fù)雜檢驗(yàn)無憂。實(shí)現(xiàn)數(shù)字化辦公、方便快捷，提高工作效率，為電網(wǎng)安全運(yùn)行保駕護(hù)航。同時(shí)，這只是一個(gè)方便定檢者計(jì)算的小程序，不存在泄密風(fēng)險(xiǎn)。但又由于針對檢驗(yàn)需求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，增加可視化接線圖，使產(chǎn)品不只是一個(gè)籠統(tǒng)的計(jì)算器，新手亦可根據(jù)小程序提示輕易完成定檢工作。

目前，該產(chǎn)品已經(jīng)在500kV主變定檢、220kV主變定檢中得到應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用表明，小程序在保證準(zhǔn)確率的同時(shí)，將主變差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)系數(shù)校驗(yàn)效率提高了10倍，具有較大的應(yīng)用前景及拓展功能。本產(chǎn)品應(yīng)用前景廣，不僅適合復(fù)雜且重要的檢驗(yàn)，也適用于其它需要進(jìn)行計(jì)算的工作，具有很好的拓展性，具有巨大的價(jià)值?；谖⑿牌脚_(tái)開發(fā)，只需一個(gè)二維碼就可快速傳播，推廣成本低、推廣速度快，可直接推廣至所有繼保自動(dòng)化班組。