旁路代主變開關運行時主變差動保護電流回路配置方式的研討

陳曉禹+余海

摘 要： 旁路開關代主變開關時，在現有設備基礎上通過對主變差動電流回路配置方式的調整，達到更好使主變差動保護適應主變各運行方式的變化的要求。

關鍵詞： 旁路開關代主變開關；差動CT配置方式

1 引言

主變差動保護是變壓器的主要保護手段，基本原理是反應被保護變壓器各端流入和流出電流的差，在保護區內故障，差動回路中的電流值大于整定值，差動保護瞬時動作，而在保護區外故障，主變差動保護則不應動作。在中性點直接接地的高壓電網中，電力主變壓器開關有時因開關機構故障等異常必須退出系統運行，為了保證變壓器連續供電，通常采用旁路開關代主變開關運行。如何在現有設備基礎上通過對差動CT進行靈活配置，達到更好使主變差動保護適應主變各運行方式的變化。

旁路代主變開關運行時差動保護二次電流切換方式及原理

我站接線圖為高中壓側均為雙母線帶旁路母線的接線方式，低壓側則為雙母線各自獨立運行， 旁路代主變開關運行只存在于高中壓側

主變差動回路電流互感器配置情況見附圖1，圖中TA及其位置如下：

（1） 1LH 主變高壓惻開關TA

（2） 6LH 7LH 主變高壓惻套管TA

（3） 9LH 主變中壓惻開關TA

（4） 13LH 14LH主變中壓惻套管TA

（5）16LH 17LH主變低壓惻開關TA

正常運行時，主變差動回路只取用1LH，9LH，16LH及17LH回路電流，其保護范圍包括了各側開關TA以內，并和母差保護相配合，做到了無死區.但主變壓器開關有時因機構故障等異常必須退出系統運行，為了保證變壓器連續供電，特別是由于有重要負荷等原因，通常采用旁路開關代主變開關運行。在此用高壓側代路來舉列，在用旁路215開關代路前，必須將差動保護二次電流回路由1LH切換至6LH及7LH，否則，將會在用旁路215開關代路后，出現一次側電流已經過旁路215開關，主變高壓側201開關上并沒有電流流過，其1LH二次側也不會有電流，在主變差動保護回路中必會出現差流，必會引起主變差動保護動作，造成事故.在切換主變差動保護二次電流回路時，要切記先退出主變差動保護，否則將會在切換二次電流回路時，由于產生差流而引起保護誤動.

2我站主變差動保護配置及在旁路代主變開關運行時所存在的弊病

我站現兩臺主變均使用南瑞的RCS-978系列數字式變壓器裝置， 采用雙套主保護、雙套后備保護配置，具有較先進的性能.且在現場實際運行中采用如下運行方式：正常時，雙套差動保護二次電流均取主變三側開關TA， 旁路代主變開關運行時雙套差動保護相應側二次電流均切換至主變相應側套管TA. 其在旁路代主變開關運行時存在的弊病，此裝置在旁路代主變開關運行時必須使用專用電流切換端子進行切換，此裝置實物如附圖2。

這是基于二次電流回路的硬切換裝置，在旁路代主變開關運行時，必須如下操作：先停用變壓器差動保護出口壓板，在使用專用電流切換端子進行切換，由圖2可知，此端子為雙層壓板結構，其1/2/3/4號端子至主變開關TA，5/6/7/8號端子至差動保護回路，9/10/11/12號端子至主變套管TA.如此：必先將1/2/3/4號端子的上層聯接片先從5/6/7/8號端子上脫離，再相互短接，檢查確已接好后，再將下層聯接片也用同樣方式從5/6/7/8號端子上脫離，再相互短接，此過程中，要務必小心，因為一旦由于短接不好，造成TA二次電流回路開路，將可能產生危險的過電壓，危及人身及設備的安全，這僅僅是將開關TA的二次電流回路退出了差動二次電流回路，下一步，還得將主變套管TA二次電流回路接入差動二次電流回路，同理：即要將9/10/11/12端子先接入差動二次電流回路，再打開它們之間的短接回路，并一起接入差動二次電流回路.這樣也是為了防止二次電流回路開路產生危險的過電壓.操作過程為：先將9/10/11/12上層聯接片相互解開，再接入到5/6/7/8端子，檢查聯接良好后，再將下層端子照樣聯接.此操作過程是繁瑣的，操作要求是精細的，耗時也較多，任何錯誤都將造成惡果，特別是電流二次回路開路或是忘記投入相應的二次電流回路，以及投入的相應二次回路接觸不良等。

在整個切換電流回路過程中，操作過程及其繁瑣，且操作過程要求精細，現在本站主變采用的雙套保護裝置，則旁代主變時，按規程規定需依次更改兩套裝置，就耗時更多，本來旁代主變一般原因就是主變開關已經處于不正常工作狀態了，這樣不利于整個電力系統的安全，經濟運行。

3 現有裝置的現場改進措施

雙套微機保護的現階段改進措施，對老的單套主變差動保護，基本上無計可施，只能按上述方法切換相應的二次電流回路.不過，在基干電網系統中，這種保護裝置配備應該不多見了.現在，主要研究在現階段我站這種主變配置的雙套微機保護裝置上如何充分發揮現有資源，達到減低操作強度及風險，提高系統的可靠性的方案。從我站配置的裝置出發，可得到兩種現場改進方案

（1） 第一種方案：將一套微機差動保護裝置接入小差，另一套接入大差.其具體運行方式為： 采用大小差模式作為其差動保護的標準運行方式配置。

第一套大差動保護采用主變各側開關TA，既由1LH 9LH 16LH及17LH構成一個差動回路，而第二套小差動保護采用主變高、中壓側套管TA，既6LH7LH 13LH14LH及低壓側開關TA 16LH17LH構成一個差動回路。從大小差TA配置可以知道，大差動保護范圍在主變各側開關TA之間，而小差動保護范圍在主變套管TA及變低進線開關TA之間，大差動保護范圍不僅完全包括小差動保護范圍，而且還包括主變高、中壓側套管至相應開關TA的引線部分。因此，在主變本體內故障時，大小差保護會同時動作，有效保障主變的安全運行；在主變變高或變中開關TA至主變套管引線故障時，通過大差保護快速切除故障，這種大小差TA配置方案，能很好地滿足主變在正常運行方式下快速保護的要求。endprint

但是，在主變高壓側或主變中壓側開關由旁路開關代運行時，由于第一套大差動保護采用主變各側開關TA，既由1LH 9LH 16LH及17LH構成一個差動回路，其中1LH 或9LH中沒有電流流過，為了防止大差動保護誤動，必須要退出大差保護，只保留小差保護運行。這就使雙套保護配置變成了單套保護，而且造成了主變差動保護范圍的縮小，使大差動保護與小差動保護之間的空檔失去了快速保護，而且和母線差動保護不能無間歇配合，存在一個從各側套管TA到開關TA間的死區，如果在母線差動保護與主變第二套小差動保護之間的空檔發生故障時，只能由主變后備保護來實現保護動作，由于主變后備保護一方面延長了切除故障時間，對主變造成損害，使主變承受了長時間大電流沖擊，縮短了其壽命，甚至造成主變絕緣損壞或燒毀。另一方面由于主變后備保護先動作跳母聯，使保護跳閘范圍擴大，破壞了母線正常運行方式，甚至造成停電范圍的擴大化。給主變及系統的安全運行造成不利的影響。

這種方案在用旁路代路時，只有一套主變差動保護運行，而且同時在高中壓側存在死區問題。

（2）第二種方案：在上述方案的基礎上改進的，而且是在不增加部件的方式下采用的。

在這個方案中不再有大差動和小差動的概念，而是按交叉配置的原則， 差動1為主變高壓側開關TA和中壓側套管TA及低壓側開關TA相配合，既1LH 13LH14LH 16LH17LH配合為一套差動保護的組成.而差動2由主變高壓側套管TA和中壓側開關TA及低壓側開關TA相配合，既6LH7LH 9LH 16LH17LH配合為一套差動保護的組成，這樣通過改進雙差動TA配置，在不改變總差動保護范圍情況下，使主變高壓側引線及中壓側引線分別落在兩個不同的差動保護范圍，使差動1和差動2的差動保護范圍相對均衡。差動 1和差動2沒有大小差動之分，在主變正常運行時，其綜合保護效果與大小差動保護是一樣的；在主變代路運行時，雙套保護配置變成了單套保護，通過保護的配合也能達到大小差動保護的作用。既只在高壓側用旁路代路時，停用差動1保護，而只在中壓側用旁路代路時，停用差動2保護。

這種方案在用旁路代路時，也只有一套差動保護運行，但至少保證了主變至少有一側的保護范圍是完全的。唯一的問題是如果高中壓側同時代路時，將無法滿足運行要求，但這種情況現場運行中出現的可能性極低.

4 結束語

由此可得，在一次設備不做改動的情況下，只通過主變兩套差動保護裝置二次電流回路的交叉靈活配置， 使主變差動保護能最大程度的適應主變各運行方式的變化，且把操作中要花大量時間精心操作才能完成的工作，可靠的簡化到通過簡單操作即可完成.大大提高倒閘操作的時效性同時提高了安全系數和可靠性.endprint