某500 kV主變壓器失靈保護拒動原因分析

王天民，張小剛 ，高波

(安陽供電公司，河南 安陽 455000)

0 引言

在對某500 kV變電站二期擴建工程傳動驗收過程中，發現#3主變壓器高壓側斷路器失靈保護動作后，啟動該主變壓器保護聯跳主變壓器三側開關的保護拒動，經檢查為圖紙設計錯誤。由于該期與一期的保護裝置型號相同，設計原理相同，故對一期實際接線進行核查，發現在主變壓器保護屏端子排處將8D5－15與8D5－17短接。作者分析認為，更改回路后，雖然實現了聯跳功能，避免了保護拒動，但有悖于保護廠家失靈直跳雙重動雙開入的設計初衷，容易造成保護誤動。為此，作者提出了更為可靠、安全、合理的變更方法，可有效避免該保護的拒動和誤動。

1 #3主變壓器高壓側失靈保護回路分析

該500 kV變電站一次接線采用3/2斷路器接線方式(如圖1所示)。#3主變壓器該期僅上2臺開關，為不完整串，高壓側由邊斷路器(5043)和中斷路器(5042)組成，主變壓器保護為2套，同為許繼集團有限公司的產品，型號為WBH－801A/P/R5，其高壓側失靈啟動動作原理為:當發生故障時，主變壓器高壓側任一斷路器拒動，該斷路器失靈保護動作后，失靈聯跳接點閉合，同時啟動大功率重動繼電器ZJ1和ZJ2，主變壓器保護同時收到“直跳回路開入1”和“直跳回路開入2”后，聯跳三側斷路器。如果僅有1個開入，裝置僅報“直跳回路開入1異常開入告警”或“直跳回路開入2異常開入告警”，但不會跳閘出口。

現場#3主變壓器失靈聯跳保護設計如圖2所示，從圖2中可以看出，ZJ1由5042斷路器失靈聯跳接點啟動，ZJ2由5043斷路器失靈聯跳接點啟動，根據主變壓器保護原理對該回路進行分析。

(1)當5042斷路器、5043斷路器同時運行時，若發生故障，5042斷路器、5043斷路器同時發生拒動，其失靈聯跳接點均閉合，重動繼電器ZJ1與ZJ2同時動作，ZJ1與ZJ2接點8－7同時閉合給裝置開入。此時，保護能啟動并動作出口跳閘，但此種情況在實際運行中發生的幾率很小。

(2)當5042斷路器、5043斷路器同時運行或僅有一臺運行而另一臺斷路器停電、檢修時，若發生故障，5042斷路器、5043斷路器僅有一臺發生拒動，另一臺保護正確動作跳閘或只存在一臺斷路器失靈的情況時，失靈聯跳接點最多閉合1個，重動繼電器ZJ1與ZJ2最多動作1個，ZJ1與ZJ2接點8－7最多閉合1個給裝置開入。此時，保護僅能啟動開入告警，卻不能動作出口跳閘，此種情況在實際中發生的幾率很大，故此時保護存在拒動的可能。

2 #2主變壓器高壓側失靈保護回路分析

由于該期#3主變壓器與一期#2主變壓器的一次接線方式相同，保護裝置型號相同，設計原理也相同，故對一期實際接線進行核查，發現一期施工人員為了實現跳閘功能，在#2主變壓器保護屏端子排處將8D5－15與8D5－17短接。#2主變壓器高壓側失靈直跳回路原理如圖3所示。

圖3 #2主變壓器高壓側失靈直跳回路原理圖

由圖3可見，不論#2主變壓器高壓側開關斷路器一次運行方式如何(2臺同時運行或僅有1臺運行)，當發生故障時，只要有2臺斷路器同時失靈或1臺斷路器失靈，均同時啟動ZJ1和ZJ2重動繼電器，實現雙開入而使保護動作跳閘。作者認為，該回路在實際運行維護過程中，比如#2主變壓器高壓側任一斷路器保護裝置在日常維護、停電檢修、不停電檢查時，由于檢修調試人員二次安全措施不到位造成誤碰，或由于在二次電纜線芯絕緣能力降低導致短路等不可避免的情況下造成5011開關失靈聯跳接點或5012開關失靈聯跳接點誤開入，而變壓器保護本身對該直跳回路開入不進行其他邏輯判斷，即不進行失靈電流啟動判別，也不經電壓閉鎖，保護動作可靠性差，存在安全隱患，保護存在誤動的可能性比較大，作者認為，該方案考慮有些欠妥［1］。

根據參考文獻［2］“斷路器失靈保護接線回路中任何一個且僅一個繼電器發生異常動作不返回時，不應使多臺斷路器跳閘，至多只能跳開一臺斷路器”的論述，當5011開關失靈聯跳接點或5012開關失靈聯跳接點任一個接點不管是設備原因還是人為原因造成接點導通或誤導通后接點不返回，均會造成主變壓器三側開關跳閘，不符合上述規定。

3 主變壓器高壓側失靈保護回路改進方案

為了有效避免上述2種接線方式的不足，防止保護的拒動和誤動，提高保護動作的可靠性、安全性和合理性，對主變壓器高壓失靈保護回路進行改進，主變壓器高壓側失靈直跳改進回路原理如圖4所示。

圖4 #3主變壓器高壓側失靈直跳改進回路原理圖

在該改進回路中，每一斷路器保護再增加2對失靈聯跳接點，分別并在原失靈聯跳節點上，即每個斷路器保護失靈保護動作后由2對接點分別啟動重動繼電器ZJ1和ZJ2，這樣，有效避免了將8D5－15與8D5－17短接所引起的保護誤動情況的發生。

4 結論

本文通過對500 kV主變壓器失靈保護拒動原因的分析，指出了現場回路實際整改方案的不足，提出了更加合理的設計方案，使繼電保護更加滿足“四性”的要求。

［1］國家電力調度通信中心.電力系統繼電保護實用技術問答［M］.北京:中國電力出版社，2001.

［2］皺森元.《電力系統繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點》條例分析［M］.北京:中國電力出版社，2005.