對主變各側開關連續跳閘問題的改進建議

謝長青

（云南電網公司臨滄供電局，云南 臨滄 677000）

1 主變斷路器失靈跳閘解析

當母線發生故障 (除一個半斷路器接線外)，母差保護動作后，對于不帶分支且有縱聯保護的線路，應利用線路縱聯保護促使對側跳閘(閉鎖式縱聯保護采用母差保護動作停信；允許式縱聯保護采用母差保護動作發信；光纖縱差保護采用母差保護動作直跳對側或強制本側電流置零)。對于該母線上的變壓器，除利用母差保護動作接點跳本側斷路器外，還應將另一副母差保護動作接點接入失靈保護，實現主變斷路器失靈跳各側。其中，副母差保護動作節點接入失靈保護為反措，對反措有以下理解。

1.1 增加該條反措的原因

220kV母線故障，主變220kV開關失靈聯跳主變各側開關的做法，在500kV變電站的保護設計中已廣泛使用，但是220kV變電站的保護設計中沒有明確要求實行。對于500kV變電站，若不采取此做法，當220kV母線故障而500kV主變220kV側開關失靈時，500kV系統將經過500kV主變向220kV母線故障點提供很大的短路電流，若靠主變的后備保護經延時去切除500kV開關和35kV開關，在此延時很可能會造成500kV主變損壞，甚至可能引起系統穩定問題的嚴重后果。因此必須在220kV母線故障，連接它的500kV主變220kV側開關失靈時，聯跳500kV主變各側開關的回路。

圖1 母線故障時主變開關失靈示意圖

對于220kV變電站，當220kV母線故障，且220kV主變開關失靈時 (如圖1中1M故障，201開關失靈)，可以依靠主變的后備保護延時切除110kV側和10kV側的開關 (如圖1中的101和001開關)。

近年來，我國電網的220kV母線故障和220kV開關失靈的事故數量不斷上升，110kV系統與220kV系統聯系緊密，接入的電源日益增多，短路容量不斷增加。如圖1所示，當220kV的1M母線故障而201開關失靈時，相鄰的多臺主變雖然掛于不同的220kV母線，但仍可通過110kV母線向#1主變提供短路電流。如果靠后備保護延時去切除#1主變各側開關，可能會產生兩種不良后果：#1主變延時承受110kV系統倒送的較大短路電流而損壞；或者延時使相鄰主變的后備保護達到定值，切除它們的各側開關，擴大事故。因此，有必要縮短#1主變開關切除時間，避免出現上述兩種不良后果。

1.2 回路上實現該邏輯功能的方法

現在的220kV母線保護采用母差保護雙重化配置，每套母差保護都包含失靈保護功能。220kV母線故障時主變開關失靈，采用以下方法聯切主變各側開關：母線保護動作判斷、失靈電流判據和延時出口的功能將在220kV母差保護內實現，每套母線保護引出一對失靈保護跳閘接點至主變非電量保護，非電量保護只負責收到失靈跳閘信號后聯切主變各側開關。

2 改進建議

上述實現方法雖然二次回路接線簡單，但其做法有待商榷。第一，500kV變電站主變高壓側開關、主變中壓側開關的操作箱，有不啟動失靈和啟動失靈兩個不同的跳閘接口。而主變非電量保護，為避免非電量保護返回時間長使失靈保護誤動，是接入“不啟動失靈”接口的。但對于采用3/2接線的500kV變電站，當220kV母線故障且500kV主變220kV側開關失靈時，按照要求應及時跳開主變高壓側開關、主變中壓側開關及主變低壓側開關。若此時主變高壓側開關或主變中壓側開關再失靈，上述的做法：“母線保護動作判斷、失靈電流判據和延時出口的功能將在220kV母線保護(含失靈保護)內實現，每套220kV母線保護引出一對失靈保護跳閘接點至主變非電量保護，非電量保護只負責收到失靈跳閘開入信號后，聯切主變各側開關”。因主變非電量保護是接入操作箱的“不啟動失靈”接口，必須再等待主變高壓側開關的失靈保護動作后才能切除故障。實際上并沒有達到反措要求避免延時、快速切除故障的目的。

第二，500kV變電站由于接線復雜，開關設備多，出現兩個開關失靈的幾率比較大，要滿足反措要求，其實可在調整接線上實現。220kV母線保護采用母差保護雙套配置，且每套母差保護都包含失靈保護功能。220kV母線故障，主變開關失靈，聯切主變各側開關的邏輯調整為以下方法：母線保護動作判斷、失靈電流判據和延時出口的功能由220kV母線保護實現，每套母線保護直接引出變壓器間隔的失靈保護跳閘接點至主變保護的跳三側出口，聯切主變各側開關。接線調整后，上述220kV母線故障又疊加開關失靈的情況可以得到較好解決。

第三，220kV變電站雖然較500kV變電站接線簡單，但增加變壓器間隔的失靈保護跳閘接點的新做法，僅僅需要每套母線保護增加幾對跳閘接點，且不接線至主變非電量保護裝置，接線少了一重環節，也就少了一個故障點，將使二次接線更加明確、清晰。