主變保護校驗時聯(lián)跳壓板的投退原則分析

張李奇，黃紅飛，湯向華，沈 鑫，季銘言，萬家彬

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司海門供電分公司，江蘇 南通 226100)

0 引言

新能源技術(shù)快速進步，使大量分布式電源以微電網(wǎng)等形式接入電網(wǎng)，增加了運維人員倒閘操作工作的復(fù)雜性。變電站主變保護校驗時，由于需要投退大量的保護壓板，要求運維人員避免誤投、漏投壓板。因此分析正確的倒閘操作原則對電網(wǎng)的安全可靠運行具有重要的意義。

主變保護校驗時，該主變負荷由其他主變供電。由于校驗保護的需要，需要注意避免觸發(fā)其對運行中的設(shè)備的保護功能，以避免影響到正常運行設(shè)備和電網(wǎng)的安全。因此，相比于正常運行方式時，其聯(lián)跳壓板的投退將有很大的不同。

以兩臺主變的110 kV變電站為例進行分析。在110 kV變電站中，以最為常見的單母線分段和內(nèi)橋接線兩種主接線方式，分別對正常運行時和一臺主變進行保護校驗時，相關(guān)聯(lián)跳壓板投退的原則進行了分析，闡明了相關(guān)壓板正確投退的必要性。

1 聯(lián)跳壓板概況

在變電站倒閘操作中，二次設(shè)備操作的主要項目之一是保護壓板的投退。保護壓板控制著保護功能的啟用和停用，其正確投退保證了保護功能的正常運行。保護壓板主要有保護功能壓板和出口壓板兩種，其中保護功能壓板的作用是控制特定的保護功能投退，如變壓器主保護、后備保護等;而出口壓板則負責(zé)傳遞保護功能發(fā)出的動作命令，進而將保護功能作用于相關(guān)的設(shè)備。聯(lián)跳壓板屬于出口壓板，是基于縮短停電范圍等考慮，在繼保裝置動作后，除跳開被保護設(shè)備自身開關(guān)外，跳開其他開關(guān)。

2 正常運行下的投退原則

正常運行下，各側(cè)分段開關(guān)處于熱備用，各臺主變分別供電給對應(yīng)的低壓側(cè)母線。在內(nèi)橋接線和單母線分段運行時，聯(lián)跳壓板投退原則有所不同。

圖1和圖2分別是常見的單母線分段和內(nèi)橋接線兩種110 kV變電站主接線方式。其中，圖1中的10 kV 141線、10 kV 151線，圖2中的10 kV 121線、10 kV 131線均為接有電廠等的小電源線。

圖1 110 kV單母線分段接線運行方式

圖2 110 kV內(nèi)橋接線運行方式

熱電、風(fēng)力、光伏等小容量電源往往通過10 kV線路作為小電源線接入電網(wǎng)。正常運行時，10 kV分段開關(guān)熱備用，當(dāng)10 kV母線及其設(shè)備出現(xiàn)故障，如果主變保護動作未跳開小電源線開關(guān)，則故障將會影響小電源線，可能導(dǎo)致小電源系統(tǒng)瓦解。此外，也應(yīng)保證正常運行時不誤退出小電源線。因此，要求運維人員在進行倒閘操作時，要特別注意小電源線相關(guān)聯(lián)跳回路壓板的正確投退。

此外，主變保護跳分段開關(guān)的壓板投退也需要綜合繼電保護與系統(tǒng)自動裝置整定值單規(guī)定及運行的實際情況來決定。

2.1 單母線分段接線

圖1為典型的110 kV單母線分段接線方式。正常運行時，110 kV分段770開關(guān)和10 kV分段170開關(guān)均在熱備用。此時，110 kV 911線供110 kV Ⅰ段母線，經(jīng)701開關(guān)供1號主變，經(jīng)101開關(guān)供10 kV Ⅱ段母線及各自出線;同時，110 kV 921線供110 kV I段母線，經(jīng)702開關(guān)供2號主變，經(jīng)102開關(guān)供10 kV Ⅱ段母線及各自出線。以1號主變?yōu)槔浔Ｗo將根據(jù)動作條件分別跳開兩側(cè)的701開關(guān)和101開關(guān)。

此時，主變保護的聯(lián)跳回路需要考慮小電源線存在的影響，應(yīng)保證當(dāng)所帶10 kV母線出現(xiàn)故障時，聯(lián)跳回路能將本側(cè)小電源線及時退出，且保證對側(cè)主變保護不誤退出本側(cè)小電源，以避免小電源受到損害。

正常運行時，主變保護跳分段開關(guān)出口壓板的投退，需要綜合定值單規(guī)定和實際運行情況來考慮。定值單常常會規(guī)定該壓板為投入，若未規(guī)定投入，則根據(jù)實際運行情況考慮。以圖1中正常運行時1號主變發(fā)生故障為例，當(dāng)故障點不在10 kV側(cè)，此時如果1號主變保護動作跳開101開關(guān)，且未閉鎖10 kV備自投，則此時10 kV備自投動作將會合上10 kV分段170開關(guān)，10 kV I段母線由2號主變經(jīng)10 kV分段170開關(guān)兼供，即10 kV端均正常供電未受影響。

此時，當(dāng)進一步發(fā)生故障時，若2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)壓板未投入，則保護動作將可能跳開102開關(guān)，使停電范圍為10 kV I段母線和10 kV II段母線;相對地，10 kV I段母線及其設(shè)備的故障時，若2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)壓板在投位，則此時低后備保護動作跳開10 kV分段170開關(guān)，并閉鎖其對應(yīng)10 kV備自投，102開關(guān)仍在合位，相比該壓板未投入時，停電范圍縮小到了10 kV I段母線。因此，正常運行時，考慮可能的故障，投入主變低后備保護跳分段開關(guān)壓板更有利于電網(wǎng)的可靠運行。

綜上所述，考慮到運行的可靠性，單母線分段接線正常運行時，兩臺主變需要投退的相關(guān)聯(lián)跳回路壓板分別為：投入1號主變聯(lián)跳本側(cè)小電源10 kV 141開關(guān)出口壓板，退出1號主變聯(lián)跳小電源10 kV 151開關(guān)出口壓板;投入2號主變聯(lián)跳本側(cè)小電源10 kV 151開關(guān)出口壓板，退出2號主變聯(lián)跳小電源10 kV 141開關(guān)出口壓板。同時，應(yīng)投入1號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)和2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)出口壓板。

2.2 內(nèi)橋接線

圖2為典型的110 kV內(nèi)橋接線方式。正常運行時，由于110 kV分段770開關(guān)和10 kV分段170開關(guān)均在熱備用，其供電方式與單母線分段時的基本相同，而單母線分段僅僅多了主變高壓側(cè)開關(guān)及對應(yīng)刀閘，即內(nèi)橋接線供電方式為：110 kV 765線供1號主變，經(jīng)101開關(guān)供10 kV I段母線;110 kV 766線供2號主變，經(jīng)102開關(guān)供10 kV II段母線。

但此時由于主變有兩個高壓側(cè)開關(guān)，無論是差動保護、后備保護還是非電量保護等主變保護，需要跳開的各側(cè)開關(guān)相比于單母線分段接線時更多。以1號主變?yōu)槔韪鶕?jù)保護條件跳765開關(guān)、770開關(guān)、101開關(guān)。而需要投退的相關(guān)聯(lián)跳壓板則與單母線分段時類似：投入1號主變聯(lián)跳本側(cè)小電源10 kV 121開關(guān)出口壓板，退出1號主變聯(lián)跳小電源131開關(guān)出口壓板;投入2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)和聯(lián)跳本側(cè)小電源10 kV 131開關(guān)出口壓板，并退出2號主變聯(lián)跳小電源121開關(guān)出口壓板。同時，也應(yīng)投入1號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)和2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)出口壓板。

2.3 小結(jié)

綜上所述，正常運行方式時，單母線分段和內(nèi)橋接線時所需投退的出口壓板略有不同，均需要特別注意應(yīng)當(dāng)僅投入本側(cè)小電源線的聯(lián)跳回路壓板，而需要退出對側(cè)小電源聯(lián)跳回路壓板。

3 主變保護校驗時的投退原則

主變保護校驗時，應(yīng)保證該主變保護不誤跳運行中的設(shè)備，且保證因該主變停運而由其他主變供電的設(shè)備的相關(guān)聯(lián)跳功能仍能作用。以圖2中1號主變由正常運行狀態(tài)進入保護校驗為例，此時10 kV I段母線及出線由2號主變經(jīng)10 kV分段170開關(guān)兼供。由于1號主變各側(cè)開關(guān)已經(jīng)拉開，而保護校驗過程中，其保護功能仍可能導(dǎo)致相關(guān)運行開關(guān)動作，因此首先應(yīng)考慮退出1號主變保護聯(lián)跳相關(guān)運行開關(guān)的出口壓板，并投入2號主變聯(lián)跳這些相關(guān)運行開關(guān)的出口壓板。由于內(nèi)橋接線與單母線分段接線在主變保護校驗時所斷開開關(guān)不同，因此需要分別進行分析，首先分析內(nèi)橋接線。

3.1 內(nèi)橋接線

圖2中，當(dāng)1號主變停電并有保護校驗時，10 kV I段母線及出線由2號主變通過10 kV 170開關(guān)兼供。此時，110 kV 765開關(guān)、110 kV分段770開關(guān)、10 kV 101開關(guān)均已斷開，需退出1號主變保護跳765開關(guān)、770開關(guān)的相關(guān)壓板，并退出低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)出口壓板，并確認2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)出口壓板在投位。同時，1號主變聯(lián)跳10 kV 121及10 kV 131小電源開關(guān)的回路壓板也均需要退出，還應(yīng)采取安全措施，以防止誤投入上述壓板，確保主變保護校驗工作時不誤跳運行開關(guān)。

此外，由于此時10 kV 121小電源線由2號主變供電，還應(yīng)投入2號主變保護聯(lián)跳10 kV 121小電源開關(guān)，并確認2號主變保護聯(lián)跳10 kV 131小電源開關(guān)在投位，以確保當(dāng)10kV母線及其設(shè)備發(fā)生故障時，2號主變保護能迅速將小電源回路切除，防止小電源系統(tǒng)瓦解。

3.2 單母線分段接線

相比內(nèi)橋接線，單母線分段接線方式下，1號主變保護校驗時的壓板投退要相對簡單。此時需退出1號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)壓板，并確認2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關(guān)出口壓板在投位。

在小電源聯(lián)跳壓板方面，應(yīng)該退出1號主變聯(lián)跳本側(cè)小電源10 kV 121、對側(cè)小電源10 kV 131開關(guān)出口壓板，且同樣設(shè)有相應(yīng)的防止誤投相關(guān)聯(lián)跳壓板的措施，保證工作時不誤跳運行開關(guān)。也應(yīng)投入2號主變保護聯(lián)跳對側(cè)小電源10 kV 121開關(guān)出口壓板，并確認2號主變保護聯(lián)跳10 kV 131小電源開關(guān)在投位確保故障時及時切除小電源線。

3.3 誤投退小電源線聯(lián)跳壓板分析

根據(jù)上述分析，主變保護校驗時，無論何種接線方式，均需要退出該主變保護跳運行開關(guān)的出口壓板，并投入兼供這些運行開關(guān)的主變跳運行開關(guān)的出口壓板。內(nèi)橋接線則需要注意主變高壓側(cè)兩個開關(guān)的相關(guān)保護壓板投退。應(yīng)特別注意投退相關(guān)聯(lián)跳小電源回路的出口壓板，并保證該主變低后備保護跳相關(guān)10 kV分段開關(guān)壓板在退位，其他運行中主變的低后備保護聯(lián)跳相關(guān)10 kV分段開關(guān)壓板在投位。如果沒有正確投退這些聯(lián)跳壓板，會對電網(wǎng)運行造成一定的危害。

當(dāng)1號主變保護校驗時，若未退出1號主變聯(lián)跳10 kV 121開關(guān)出口壓板，則原本由2號主變通過10 kV分段170開關(guān)兼供的10 kV 121開關(guān)，有在主變保護校驗時被誤跳開的風(fēng)險。

當(dāng)1號主變保護校驗時，若未投入2號主變聯(lián)跳10 kV 121開關(guān)出口壓板，則當(dāng)10 kV I段母線故障時，10 kV 121開關(guān)無法被正確地聯(lián)跳退出，這將導(dǎo)致10 kV 121線所帶電廠受到故障危害，極大地威脅電廠設(shè)備安全。

因此，上述兩種誤投退壓板的操作均會給電網(wǎng)可靠運行帶來威脅，需要運行人員確保其正確投退。

4 結(jié)論

正常運行時，聯(lián)跳小電源線開關(guān)的功能由各自主變保護實現(xiàn)，相關(guān)運行開關(guān)聯(lián)跳壓板應(yīng)正常投入。一旦進行主變保護校驗，則應(yīng)退出該主變低后備保護跳相關(guān)分段開關(guān)出口壓板和小電源聯(lián)跳回路出口壓板，投入兼供該運行開關(guān)的主變聯(lián)跳該小電源開關(guān)的出口壓板，并保證兼供該運行開關(guān)的主變的相關(guān)分段開關(guān)出口壓板在投位。根據(jù)小電源聯(lián)跳壓板誤投退分析，當(dāng)主變保護校驗時小電源線聯(lián)跳壓板發(fā)生誤投退時，將造成小電源線開關(guān)被跳開或發(fā)生故障時無法及時正確斷開小電源線開關(guān)的風(fēng)險。

以設(shè)有兩臺主變的110 kV變電站為例，基于主變保護校驗的工作場景，對在正常運行和主變保護校驗時兩種主接線方式下的相關(guān)聯(lián)跳壓板的投退原則進行了分析比較，闡明了主變保護校驗時，相關(guān)壓板投退操作原則及其必要性，以保證此時電網(wǎng)運行的可靠性和安全性。