“非主流”變壓器保護措施實施

宋光新（新疆新能發展公司檢修一工區，新疆 庫爾勒 841000）

“非主流”變壓器保護措施實施

宋光新
（新疆新能發展公司檢修一工區，新疆 庫爾勒 841000）

摘要：大山口電廠檢修繼電保護專業通過創新思維，利用光端機等設備實現了大山口二級電站臨時送電變壓器主保護及后備保護功能。在繼電保護方面具備了上網發電的條件，實現了提前上網發電產生經濟效益的目標。

關鍵詞：PLC；遠方聯動；光端機；變壓器保護

新疆新能發展公司大山口二級電站位于大山口一級電站下游6km處，通過一級電站尾水渠道開挖涵洞引水發電，設計裝機3×19.5MW。大山口二級電站在2013 年7月就已初步具備發電條件，而與之配套的由巴州電力公司建設的匯集站（變電所）由于各種原因未能按期建成，不能投運，于是采用了大山口一級站退役的舊變壓器（25000kVA）2臺，通過大山口一級電站的110kV山匯線1669斷路器送電到大山口一級電站110kV母線上，通過大山口一級電站的110kV山帆線和山靜線送出至巴州電網的臨時送電方案。

1　問題提出

問題1：按《繼電保護技術規程》規定，主保護瞬時動作斷開主變各側斷路器，如何斷開6km外的110kV側斷路器？

問題2：如何在主變低壓側故障時正確可靠斷開110kV線路斷路器？

2　實現目標

2.1變壓器主保護瞬時動作斷開主變各側斷路器。

2.2配置主變后備電流保護用于切除主變低壓側故障。

3　實施方案探討

3.1問題1實施方案探討

方案1：如果放一根6km的控制電纜，通過電纜來現實斷路器跳閘，這種做法由于電纜太長壓降很大，末端電壓很低無法啟動跳閘回路，且成本很高，這種方法不可取。

方案2：用光纖做通訊，通過微機監控系統開出繼電器動作斷路器跳閘回路。如果要實現這種方法，大山口電站和大山口二級電站微機監控系統需要廠家來現場編寫程序，做法成本高，時間長。

方案3：使用一對光端機，一個光端機安裝在一級電站，另一個光端機安裝在二級電站，二級電站光端機的電源串在重瓦斯保護的中間繼電器的閉接點上，當主變瓦斯保護動作后，中間繼電器動作常閉接點斷開，切斷光端機電源，二級電站光端機失電后，一級電站光端機收不到由二級電站發送的光信號就會告警。光端機告警燈的點亮是由光端機內部的一個5V繼電器開出的。打開光端機找到報警5V繼電器的備用接點，將這對接點引出至公用系統監控24V繼電器線圈，24V繼電器常開接點接至斷路器跳閘回路，從而實現聯動6km外的大山口一級電站的110kV1669斷路器。這種方案無需投資，可在1天內完成。

結論：通過具體分析以上3種方案，我們得出結論：第3種方案可取。

3.2問題2實施方案探討

主變110kV側斷路器配置的是長園深瑞的PIS753D線路保護裝置，該保護裝置沒有配置過電流保護出口功能，如果在臨時送電的變壓器10kV側發生短路故障，此時故障點不在該保護的保護區內，無法切除故障，這樣會造成保護越級動作，大山口一級電站的主變零序保護或線路零序遠后備保護來切除故障，這樣擴大了事故停電范圍，給電網及發電廠安全運行造成了很大隱患。

110kV1669斷路器間隔，測量用的電流互感器二次側已接至交采裝置（HSLANGGHENGPD6804E），該交采裝置的作用是，把1669的電流、電壓通過485通訊口和微機監控系統通訊。把交采裝置的電流回路打開串接進去一個電流變送器，該電流變送器輸出4mA~20mA的模擬量，至微機監控系統的模擬量輸入模塊，（GE9030PLC）利用PLC編寫一段簡單邏輯梯形圖，當輸入的模擬量A、B、C三相電流只要其中一相大于定值時，延時1秒，啟動1669跳閘的開出繼電器，從而實現過電流保護功能，也是變壓器的后備保護。經過測試用繼電保護測試儀在電流互感器二次側通流模擬過電流情況，該保護可以滿足0.95倍的定值可靠不動作，1.05倍的定值可靠動作。同時進行了保護聯動試驗，能正確跳開1669斷路器。實現了主變后備電流保護切除主變低壓側故障的目標。

4　落實方案并實施

4.1確定設備功能：二級電站將要建成的永久線路保護使用的光纜（線路保護差動用）已經敷設到位，由于匯流站未建好，暫時也沒用，可利用這根光纖連接兩個光端機。A光端機1口發送光信號，B光端機的2口接收光信號。給兩個光端機上電，用尾纖連接兩個光端機光口，此時斷開一個光端機電源，另一個光端機發出收無光告警信號。打開光端機外殼，找到一個5V繼電器該繼電器有兩對常開、兩對常閉接點，一對常開接點用在了點亮收無光告警燈，還有一對備用接點。接通/斷開另外一個光端機電源，使用萬用表測量接點通斷，要使用這個繼電器的接點來接通另一個微機監控系統的24V繼電器（omRonMK3P-I）的線圈，經測量24V繼電器線圈電阻400Ω左右，線圈啟動電流只有0.06A，為經過測試5V繼電器的接點容量足夠滿足24V繼電器線圈啟動。經過以上測試確定該5V繼電器可以使用。

4.2二次接線：從二級電站臨時送電的變壓器敷設一根4×2.5的KVVP控制電纜至二級電站發電機保護屏。接入發電機保護非電量保護開入，通過保護壓板進保護裝置。大山口一級電站光端機印刷電路板5V繼電器備用常開接點針腳焊接1.0mm多股銅芯線，敷設2×1.5RVV電纜引至微機監控系統繼電器開出屏。24V繼電器安裝及接線，1669斷路器控制回路接線。

4.3聯動試驗：接線完畢后先進行一級電站聯動試驗。拔出一級電站安裝的光端機光纖，此時光纖通道中斷，光端機告警燈點亮。大山口一級電站110kV1669斷路器跳閘。二級電站二級接線完成后，進行一二級電站整組聯動試驗。按下臨時變壓器重瓦斯繼電器試驗探針，大山口一級電站110kV1669斷路器跳閘，二級電站發電機出口斷路器跳閘，微機監控系統打出主變重瓦斯保護動作信號，保護動作正確。實現了變壓器主保護瞬時動作斷開主變各側斷路器的目標。

5　應用實效

2013年9月15日二級電廠至臨時變壓器敷設的主變重瓦斯保護用臨時電纜被施工車輛軋斷，造成電纜短路，臨時變壓器兩側斷路器跳閘，由此證明此方案是可靠的。

結語

該案例通過光端機實現了聯動遠方斷路器，用PLC實現了變壓器后備保護，實現了提前上網發電產生經濟效益的目標。

參考文獻

[1] GB/T14285-2006，繼電保護和安全自動裝置技術規程[S].

中圖分類號：TM41

文獻標識碼：A