“主變失靈聯跳回路”的討論及改進方案

王曉光等

摘要：本地區220kV變電站“主變失靈聯跳回路”的設計簡單，并且存在無法實現保護的雙重化、閉鎖條件不足等問題。本文通過分析該設計的缺陷和不足，根據雙重化配置的原則，結合國家電網公司“六統一”的設計理念，提出本地區“主變失靈聯跳回路”改進方案，實現失靈啟動模塊和變壓器電量保護的雙重化配置，完善電流判據、復合電壓閉鎖判據等方面的問題。

關鍵詞：失靈聯跳；雙重化配置；非電量保護；“六統一”

前言

國家電網公司發布的《十八項反措》要求：220kV電壓等級線路、變壓器……等設備微機保護應按雙重化配置[1]。而主變的失靈保護又在變壓器保護中尤為重要，為此，為保證本地220kV變電站的供電可靠性，我們認真貫徹反措要求，仔細分析和研究了本地區六個220kV變電站主變開關失靈啟動回路和失靈聯跳回路的雙重化配置實現情況。

我們發現本地區的主變失靈聯跳回路絕大部分采用主變開關失靈保護出口啟動非電量保護直跳繼電器的方式實現，然而非電量保護普遍采用了單套配置的方式，這樣，實際采用雙套配置的“主變失靈聯跳回路”并沒有實現雙套配置[2]，當非電量保護因故或短時退出運行，變壓器高壓側斷路器將同時失去兩套失靈聯跳回路。

很明顯這種設計是存在缺陷的，為此，我們認真分析和研究這一問題，嚴格按照反措要求，并結合國網公司“六統一”設計，研究了本地區“主變失靈聯跳回路”的改進方案。

1.采用“啟動非電量直跳繼電器方式聯跳主變三側”的方式實現主變高壓側開關失靈保護的理念。

在廊坊地區，早期220kV變電站的主變高壓側開關是沒有失靈保護的，這主要是由于主變電量保護動作較線路、斷路器等保護存在啟動后返回較慢的特點，失靈保護存在誤動的風險。由于失靈保護動作后，對整個變電站影響很大，而本地區早期220kV主干網比較單一，采用開環供電方式，如果一個220kV變電站失去電源，則會造成很大區域失去供電能力，所以，基于上述考慮，廊坊地區早期的主變高壓側開關沒有采用失靈保護。

近些年，隨著本地區電網的不斷發展，電源點的不斷增多，220kV變電站逐步采用并列運行方式且站內滿足“N-1”的供電方式，因此，我們對主變高壓側的保護設計和加入了失靈保護。由于實際條件的限制，設計上通常采用主變高壓側開關失靈后啟動非電量保護的方式來實現高壓側開關失靈隔離主變的功能，這種設計基本上可以滿足主變高壓側開關失靈的動作邏輯，但存在以下兩個問題。

1.1非電量單套配置問題

由于主變非電量保護通常使用單套配置原則，同時主變高壓側開關失靈保護動作啟動非電量采用直跳繼電器模式，顯然，上述動作邏輯并沒有真正意義上實現保護的雙重化配置原則。當非電量保護因直流接地等異常行為需短時退出運行時，變壓器將會同時失去兩套高壓側開關的失靈保護。如果此時出現了高壓側故障，且高壓側開關失靈，那么將有可能造成該系統經110kV并列運行網絡或變壓器向故障點供出故障電流的情況，更甚的有變壓器其他側電源點經變壓器向故障點反供故障電流，這些情況下都不利于故障的快速切除，甚至會加速故障點的損壞[3]。

1.2非電量繼電器的延時問題

在母差保護裝置失靈模塊定值中規定了主變高壓側開關失靈保護的延時，要求毫秒級的精確，而《十八項反措》明確規定“變壓器非電量保護裝置繼電器不要求靈敏動作”[1]，也就是說，失靈保護在直跳繼電器層次上無法滿足快速性要求，這也為故障切除造成了隱患。

2.“六統一”設計理念下的“主變失靈聯跳回路”的改進方案

目前，在本地區，除新投運的XXX變電站按照國家電網公司“六統一”采用變壓器電量保護中的失靈保護模塊實現失靈聯跳主變三側開關外，所有“主變失靈聯跳回路” 失靈保護出口啟動非電量保護均采用直跳繼電器的方式來實現[4]。

我們通過對現在“主變失靈聯跳回路”不足的分析和研究，結合國家電網公司“六統一”的設計理念，對“主變失靈聯跳回路”采用了母差動作或主變動作節點作為失靈啟動節點，采用變壓器電量保護中的電流作為故障電流判據，變壓器電量保護中的電壓判據作為復合電壓閉鎖判據

根據上述兩個原理圖，我們能夠看出采用“六統一”設計，不但符合了技術規范及實際應用要求，也實現了主變高壓側開關失靈保護的雙重化配置，同時，在一套電量保護裝置中，將動作節點、電流、電壓判據在進入故障計算后同時進行處理，保證了設備處理的同步性和準確性，出口采用電量保護跳閘出口，解決了跳閘延時不準確問題，該設計還用跳閘矩陣或出口控制字實現保護跳開關的設計，保證了失靈保護在不適用地區使用時，“軟件退出”的可靠性。

3.對本地區“主變失靈聯跳回路”改進措施的建議

根據上述分析，在本地區，應盡快開展“主變失靈聯跳回路”的改進工作。首先，明確“六統一”的設計思路，嚴格遵循“六統一”的設計來完善回路。具體實施方案可有以下幾種：

結合技改工作開展。在技改工作前期，一定將“主變失靈聯跳回路”作為設計聯絡議題，保證在技改后設備符合“六統一”標準設計。

對于經常出現非電量部分直流接地且該廠站短時無技改工程的情況，應在負荷較輕時采用輪退保護或例行維護工作開展期間，采用升級軟件、更換硬件的方法盡快完善該回路。

在其他基建站，無論是常規變電站或是智能變電站，“主變失靈聯跳回路”應作為重點考察項目，要嚴格檢查設計是否滿足要求，保證設備設計滿足“六統一”的設計標準。

4.結論

某一地區的回路設計存在相應的區域特色，我們應根據電網的不斷發展，將原先的“保守設計”升級，充分滿足電網運行可靠性的要求，提高設計思路，完善設計方案，新的改進對于系統穩定運行有著極其重要的意義。

參考文獻：

[1]國家電網公司十八項電網重大反事故措施[M].國家電 網公司，2012.

[2]國家電網公司繼電保護培訓教材[M].中國電力出版社，2012

[3l李光琦.電力系統暫態分析[M].中國電力出版社，2007

[4l張保全，尹項根.電力系統繼電保護[M].中國電力出版社，2005.

作者簡介：

王曉光（1983-），男，漢，河北省廊坊市，工程師，主要從事繼電保護調試及檢修工作。

楊博（1986-），女，漢，河北省廊坊市，工程師，主要從事繼電保護調試及檢修工作。

劉海濤（1982-），男，漢，河北省廊坊市，工程師，主要從事繼電保護調試及檢修工作。

程金強（1985-），男，漢，河北省廊坊市，工程師，主要從事繼電保護調試及檢修工作。