基于FCX-12HP操作箱失靈回路改進分析

何承濤

（貴州凱里供電局，貴州 凱里 556000）

0 引 言

針對220 kV以上電壓等級變電站，失靈保護作為繼電保護系統中非常重要的保護功能，在故障發生時，通過隔離故障的方法來避免因斷路器失靈而導致整個電網頻率降低甚至電網解列事故事件的發生，因此確保失靈回路的完整性和獨立性對整個電力系統的可靠性、穩定性以及安全性有著非常重要的意義[1-10]。

近些年來，南方電網公司對于變電站內繼電保護專業規范化和精益化要求越來越高，按照2014版反事故措施規范要求，應取消操作箱第一組、第二組操作電源自動切換功能，防止Ⅰ段直流和Ⅱ段直流合環。繼保人員在對某站220 kV母差保護裝置改造中發現，國電南自廠家的FCX-12HP型操作箱在取消直流電源自動切換功能后，A、B套失靈回路不滿足相互獨立的要求，當第一組操作電源失電時，會導致三跳節點（TJR）分別啟A、B套母差保護的失靈回路都不存在，即失去失靈再失靈功能，從而對電網安全穩定運行帶來一定的隱患。

1 問題概述

應繼電保護專業《南方電網電力系統繼電保護反事故措施匯編2014版（修改稿）》中4.1.3點要求，互為冗余配置的兩套主保護、兩套安穩裝置、兩組跳閘回路以及兩套通道設備等的直流供電電源必須取自不同段直流母線，兩組直流之間不允許直流回路采用自動切換。另外，反事故措施精益化檢查表單（2020年版）中要求兩組跳閘回路直流之間不允許直流回路采用自動切換。FCX-12HP操作箱直流電源切換回路如圖1所示。

圖1 FCX-12HP操作箱直流電源自動切換回路

FCX-12HP操作箱直流電源自動切換回路中，壓力監視電源的正負電通過第一組操作電源監視繼電器1JJ的常開和常閉節點進行第一組操作電源和第二組操作電源的自動切換，從而保證壓力監視回路中的電源在任意一組操作電源失電時都有電源。現應反措要求，按照圖1中FCX-12HP操作箱直流電源自動切換回路進行了修改，即壓力監視電源單獨由第一組操作電源提供。

國電南自廠家的FCX-12HP操作箱現場圖片如圖2所示。由于此型號操作箱的TJR節點總共只有3副節點，按照原設計要求，分別用于主一保護啟遠跳、主二保護啟遠跳，給中間繼電器勵磁后再引出輔助節點給A、B套母差啟失靈，具體情況如圖3主一、主二遠跳及2ZJ繼電器所示。

圖2 國電南自FCX-12HP操作箱

圖3 主一、主二遠跳及2ZJ中間繼電器

從圖3主一、主二遠跳及2ZJ中間繼電器中可以看出，主一保護裝置引TJR節點4n14、4n237啟遠跳，主二保護裝置引TJR節點4n87、4n238啟遠跳。由操作電源自動切換后的壓力監視電源提供正負電，引TJR節點4n260、4n261給中間繼電器2ZJ勵磁。

結合圖4主一保護啟A套母差失靈回路和圖5主二保護啟B套母差失靈回路來分析，A、B套母差保護裝置都采中間繼電器2ZJ的輔助節點來實現三跳啟失靈，即TJR啟失靈功能。從圖3中可以看出給中間繼電器2ZJ勵磁的直流電源是切換后的電源，但由于直流切換回路已經取消，此時切換后的直流電源就是第一組操作電源，故當第一組操作電源失電后，A、B套母差保護中的三跳（TJR）啟失靈回路也就消失了，會導致母差保護裝置失去失靈保護中的失靈再失靈功能。特別針對主變間隔風險極高，當在第一組操作電源失電的情況下，若此時母差保護動作，母差保護跳主變220 kV側開關，同時該開關失靈時，會導致主變無法啟動失靈聯跳主變三側功能，即無法跳開主變的110 kV側和10 kV側來隔離故障，從而會擴大停電范圍，更有甚會發生電網越級跳閘事故。

圖4 主一保護啟A套母差失靈回路圖

圖5 主二保護啟B套母差失靈回路圖

3 整改方案

針對上述情況，特制定了整改方案，如圖6和圖7所示，并在進行方案講解前進行以下幾點說明。首先，原A套母差保護裝置為BP-2B，不具備判流功能，現技改為PCS-915NA，具備判流功能。其次，A套母差保護裝置接I段直流，220kV XX線路主一保護裝置和第二組操作電源接I段直流。最后，B套母差保護裝置接II段直流，220kV XX線路主二保護裝置和第一組操作電源接II段直流。

整改方案如下。此操作箱內部共有兩個中間繼電器，分別是1ZJ和2ZJ，通過由第二組操作電源提供正負電，引TJR節點4n87、4n238給2ZJ中間繼電器勵磁，然后主一保護裝置取2ZJ的一副輔助節點來作為遠跳開入，母差A套取2ZJ的另一副輔助節點來作為三跳啟失靈的開入。同理，通過由第一組操作電源提供正負電，引TJR節點4n14、4n237給1ZJ中間繼電器勵磁，然后主二保護裝置取1ZJ的一副輔助節點來作為遠跳開入，母差B套取1ZJ的另一副輔助節點來作為三跳啟失靈的開入。這樣，既滿足了反措中要求的不允許直流切換的要求，又滿足了任意一組操作電源消失時，另外一套的三跳啟失靈回路依舊完好，實現了相互獨立和N-1的要求。主一保護啟A套母差保護失靈回路修改如圖6所示，主二保護啟B套母差保護失靈回路修改如圖7所示。

圖6 主一保護啟A套母差保護失靈回路修改

圖7 主二保護啟B套母差保護失靈回路修改

4 建 議

建議全網排查國電南自廠家的FCX-12HP這類型操作箱，查看是否發生上述情況，如若存在則建議及時停電進行整改，確保失靈回路的獨立性和完整性，保證電網的安全穩定運行。