主变开关在旁路代运时的保护死区问题探讨

余国雄

摘要：本文分析了在变高侧开关停电检修由旁路开关代运的情况下，差动及失灵保护出现死区的问题，分别提出了旁路代运时主变差动及失灵保护回路的死区消除方案。

关键词：主变开关旁代开关失灵保护死区RCS-915

0引言

结合目前双母线带旁路的接线方式下，所采用的旁路代主变变高开关运行的现状，分析了由于差动保护范围缩小而引起的保护死区及主变启动失灵回路存在的几个问题，并提出了相应的改进措施。

1旁路开关代主变侧开关运行时主变差动保护死区的问题

在高压侧为220kV的主变微机保护中,一般配置两套完整的主Ⅰ、主Ⅱ保护，各有完整的差动保护和220kV、110kV、10kV三级后备保护。主Ⅰ保护一般采用开关CT的电流、主Ⅱ保护采用套管CT的电流，在双母线带旁路的母线运行方式中，当主变高压侧开关检修时，需用220kV旁路开关代主变高压侧开关运行，此时有两种处理方法：其一，将主Ⅰ保护的电流回路切换到旁路CT，但目前旁路CT二次绕组配置不够，一般配置为6组，有的甚至只有4组，而旁路CT二次绕组主要用于下列回路：220kV旁路保护、安稳自动装置+故障录波、充电保护+母联失灵(母联兼旁路方式)、母差I、母差II、测量计量，旁路CT所配置的二次绕组6组仍然不够。因此在高压侧旁路CT需配置7组二次绕组，同时在各主变保护屏均具备本线、旁路CT绕组的切换回路，这种方法原理简单，保护范围基本不变。但由于要切换差动保护的电流回路，使值班员操作繁琐，极易由于操作不当引起CT开路或接触不良而引起差动保护误动，这在很多事故通报中屡见不鲜。其二，将采用开关CT的主Ⅰ差动保护及高后备保护停用，将采用套管CT的主II保护正常投入运行，这种方式操作简单。但会导致主变差动保护范围从开关CT缩小至主变套管附近，因而，从旁路CT至套管CT处这一段旁母线和引线便是一段死区，区间包括了几十米甚至一、二百米的旁路母线和部分引线，有文章分析认为该死区内出现故障的可能性较小，且主变具有后备保护（如220kV侧复合电压闭锁过流和220kV侧零序方向过流保护）。然而，主变的后备保护的时限较220kV侧线路保护的后备时限要长，且220kV侧复合电压闭锁过流甚至不可能启动，同时，此段范围母差保护也顾及不到，不可能也不允许启动220kV母差保护和失灵保护，可以说这一死区是名副其实的“死区”。此时，只有靠线路对侧的后备保护延时动作切除故障，从而造成与该站相关联的220kV线路均被切除，结果会造成全站停电。解决的办法是充分利用旁路开关的线路保护。同时，增加220kV旁路联跳变中、变低的跳闸回路，使旁路代主变高压侧开关运行时主变保护更完备。

2主变开关失灵启动回路问题

2.1失灵启动回路的死区问题主变高压侧断路器启动失灵的判据一般为：同时满足保护动作出口和电流两个条件即启动失灵保护，在过去的设计中，将判断失灵的电流取自主变套管电流互感器，是因为考虑在失灵保护起动回路电流元件和所串接保护出口触点在旁路开关代主变开关运行时，可直接切换到旁路失灵保护起动回路中，而不必使用旁路间隔中的电流起动元件。可避免因使用旁路间隔电流元件可能存在的起动定值调整的操作。当原设计中主变套管电流大于整定值，主变保护屏电量保护出口触点不返回，因而220kV断路器失灵屏通过上述回路可感受到主变开关拒动的信息，从而跳开主变所在母线的所有断路器。但是当我们将主变套管电流作为启动断路器失灵的电流判据时，会存在一段启动失灵的死区，即主变开关CT至套管CT处这一段引线发生故障时，主变差动及后备保护均正确动作，如此时主变高压侧断路器因某种原因拒动失灵，主变差动及后备保护动作触点不会返回，但故障发生在主变套管CT之前，即220kV侧提供的短路电流不会通过主变套管CT，因此接入主变套管CT的主变断路器失灵保护不会发出启动失灵的命令，特别是110kV和10kV侧为弱电源端的情况，整个失灵保护失去作用，可以想象，后果是极其严重的。为避免出现上述问题，改进的办法是，将作为断路器启动失灵保护的电流取至开关CT，由于回路切换操作失误常常会导致严重事故。

2.2旁代主变开关时失灵启动回路切换的优化设计及运用当旁路开关代运主变高压侧开关时，采用旁路保护来启动失灵，要把主变电量保护出口回路切换到旁路失灵启动回路中，构成主变变高被旁代时的失灵启动回路。然而，启动电流TA的选取、主变失灵起动回路的切换在传统保护中实现构成回路非常复杂，且运行操作繁琐。随着微机母线保护的运用及发展，这些问题都可以由软件灵活解决，大大简化了运行人员的操作，减少了误操作的可能性。其中南瑞公司的RCS915微机母线保护集成各支路失灵起动的电流判据以及利用母差保护中经过校验的刀闸位置信息，并与母线保护公用出口构成完整的失灵保护装置的方案，大大简化了失灵保护的二次接线，提高了失灵保护的安全性和可靠性。首先，因为RCS-915保护中包含了各支路的失灵起动的电流判据，旁路开关代主变开关时旁路支路采用旁路开关CT电流，避免了采用变压器套管CT电流存在失灵保护死区的问题，也省去了电流回路切换操作。如图2所示，在双母带旁路的主接线中，RCS915AB保护中将支路1、6、11、16定义为主变支路，支路18定义为旁路。RCS915AB专门为支路1、6、11、16和旁路提供了用于起动失灵的跳闸接点，以满足母差保护动作起动失灵的要求；为支路1、6、11、16提供了联跳主变其他各侧开关的跳闸接点。在主变保护屏上，用于起动失灵的跳闸接点经过投退压板和本线、旁路切换接至相应的RCS-915AB的失灵起动开入。主变未被旁代时将切换片切至本线，主变开关失灵情况下在跳开主变支路所在母线的同时，联跳主变其他侧开关；主变被旁代时将切换片切至旁路，并根据旁路所代主变投入相应的“支路XX旁带压板”，旁路开关失灵情况下在跳开旁路所在母线的同时，根据“支路XX旁带压板”投入情况联跳相应主变的其他侧开关。当用于母联兼旁路（或旁路兼母联）主接线系统、母联旁代主变的运行方式下，在代路母联开关失灵时装置也可完成相应的联跳功能。

在各种不同的主接线系统，RCS-915系列微机母线保护都可以完成旁代主变开关运行方式下的失灵保护功能，可见其简化了运行人员的操作，减少了误操作的可能性，结合RCS-915的死区问题解决方案在今后应得到大力推广应用。

3小结

本文针对主变开关在旁路代运的时候，会导致主变差动保护及失灵起动回路出现死区的问题，提出通过整定相对应的旁代定值，加强旁路开关保护的功能，以消除差动死区的问题；同时通过采用先进的微机装置，通过软件设计，优化失灵起动回路的切换功能，达到消除失灵死区的问题。实践证明，两种方法都在实际运行中收到良好效果。

参考文献：

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