主變開關用旁路代路時死區保護分析

郭嘉

摘 要：主要分析了停電檢修由旁路開關代路時差動和失靈保護出現死區的問題，并提出了相應的解決方案，以期為相關單位提供參考和借鑒。

關鍵詞：主變開關；失靈保護；旁路開關；差動保護

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.080

1 主變差動保護死區

在220 kV主變壓器微機保護中，有主Ⅰ和主Ⅱ配置，其各自具備完全差動保護和220 kV、110 kV和10 kV的三回式保護。主Ⅰ一般采用電流開關CT保護，主Ⅱ一般采用管電流CT保護。維護帶旁路的主變壓器高壓側開關時，即在雙總線連接的總線操作模式中，需要更換220 kV變壓器的旁路開關。此時，可運用2種方式處理：①切換電流回路，主Ⅰ保護的電流回路變為二次繞組后，旁路CT的配置不足，需配置高壓旁路CT二次繞組7組，同時，保護屏幕的每個主變壓器開關行的電路均配備了旁路CT繞組的一面。上述方法簡單、便捷，保護范圍比較固定。由于差動保護的電流回路會頻繁切換，加大了值班工作人員的工作量，易因操作不當而產生各種問題，比如因接觸不良而導致差動保護誤動等。②禁用開關CT初級Ⅰ差動保護和高后備保護，采用途管CT II保障運行。該方式較為簡單，但會導致主變壓器CT從切換范圍至附近變壓器套管的距離縮短。因此，在旁路CT至套管CT區間的死區包含幾十米甚至一兩百米的旁路母線和引線，進而判定該死區具備保護主變壓器的后備保護，所以，存在斷裂帶的可能性較低。然而，主變壓器后備保護的時間比220 kV變壓器保護的長，在線路備用側的保護范圍內，不可能出現復合電壓閉鎖過電流；同時，在該情況下無法啟動220 kV母線差動保護和失靈故障保護，即形成死區。遇到上述情況時，可利用線路后備保護的延時動作達到清除故障的目的。如果220 kV線路出現問題，則可能導致整個站點停電，因此，可采用旁路開關充分保護線路。

2 回路啟動問題

2.1 死區問題

當主變開關失靈時，往往會重新啟動回路，而死區問題也會隨之產生。同一時間產生保護動作和電流時，就可判斷為保護啟動失靈，即主變高壓側的斷路器失靈。在以往的設計中，失靈保護啟動后，回路電流的元件會啟用代替主變開關的旁路開關，進而可直接切換線路，使元件間距調整操作成為可能。主變壓器的套管電流在以往的設計中比整定數值大，且出口的觸點會因主變保護屏的電量保護而不出現返回現象。因此，220 kV斷路器的失靈屏幕可接收到變壓器斷路器通過回路跳閘的信息，進而避開變壓器開關在總線上的斷路器。然而，如果在判斷電流時以主變電壓的套管電流作為依據，則可能會造成CT主變壓器和后備保護啟動失敗。因此，當由于某種原因造成主變壓器高壓側拒動時，主變壓器的差動和后備保護可始終保證不發生返回現象。如果主變套管CT已存在故障，則由220 kV側產生的短路電流不會經過此線路，因此，主變電流斷路器的失靈保護系統不會啟動，尤其是在110 kV和10 kV側的電流較弱的情況下，失靈保護成為了擺設。由此可見，相關工作人員必須用開關CT電流啟動斷路器失靈保護，從而避免在切換回路時引發故障。

2.2 優化設計

應優化旁路代替主變開關啟動失靈時的回路切換設計。當主變高壓側開關被旁路開關代運時，應啟動旁路保護，并用主變電量保護出口的電線回路切換至啟動失靈的回路。在選取電流時啟動、切換回路是十分復雜的工作，雖然用電腦軟件可方便、靈活地解決這些問題，但無法簡化人工操作的部分。比如，RCS915微機母線在行業內的運用率較高，其保護集成了每個支路中用來判斷啟動失靈的電流依據，并利用母差保護中的刀閘信息與被保護的公用出口構成一個完整的保護失靈裝置，從而簡化二次接線保護失靈時的操作，使其更加安全、可靠。由于該微機母線的保護中也包括上述判斷依據，所以，在主變開關被旁路開關替代時，旁路支路使用旁路開關中的電流。這樣不僅可解決變壓器套管死區中CT電流失靈保護啟動失敗的問題，還可使電流回路切換時的操作更加簡單、方便。

在RCS915AB的保護中，將支路中的1，6，11，16定為了主變的支路和旁路，并為這些主變的支路和旁路設置了跳閘接點，以防出現啟動失靈的現象，從而達到啟動母差保護的目的，也為其提供了主變聯跳及其他開關。

3 結束語

綜上所述，出現死區內部故障的原因包括主變開關斷路器故障、采用旁路開關代替主變開關。因此，應從問題的根源出發，解決上述過程中存在的問題，從而促進主變開關用旁路代路技術的發展。

參考文獻

[1]王梅義.電網繼電保護應用[M].北京：中國電力出版社，1999.

[2]朱聲石.高壓電網繼電保護原理與技術[M].北京：中國電力出版社，1995.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： In this paper， the problem of the dead time of the power failure and the failure protection of the power supply and maintenance is analyzed， and the corresponding solutions are put forward to provide reference and reference for the relevant units.

Key words： main transformer switch； failure protection； bypass switch； differential protection