茂名地區220kV旁路代路風險分析與預控措施

陳 童

（廣東電網有限責任公司茂名供電局，廣東 茂名525000）

0 引言

廣東茂名地區現有6座變電站設有220kV旁路開關，當線路或主變開關停運時，可以用旁路開關代路運行，以減少停電時間，保證供電持續性，但也存在許多風險，給運行和維護帶來一系列問題。為加強茂名地區220kV旁路代路的風險管控，杜絕相關事故事件發生，本文對茂名地區2011—2014年220kV旁路的運行情況進行分析，并提出了一些預控措施。

1 220kV旁路的運行情況及保護配置

1.1 旁路的運行情況分析

2011—2014年，茂名地區220kV旁路代路87次，平均每月有1.85次，代路總時間3 204.2h，平均每次代路36.8h，其中單次代路最長時間556.8h。代路的原因很多，其中CT本體SF6氣體泄漏缺陷處理代路39次，占比44.8%；計劃性定檢維護代路32次，占比36.8%；其他緊急缺陷處理代路16次，占比18.4%。代路運行情況存在以下突出問題：（1）單次工作代路時間過長。河東站名河乙線C相CT本體SF6氣體泄漏返廠維修，代路時間長達538.7h，金山站金利甲線A相CT本體SF6氣體泄漏返廠維修，代路時間長達556.5h。代路期間，線路長時間單套主保護運行，嚴重影響運行可靠性。（2）缺陷處理工作安排不合理。河東站名河乙線代路12次，原因均為C相CT本體SF6氣體泄漏補氣；金山站名金甲線代路11次，原因也均為B相CT本體SF6氣體泄漏補氣。頻繁的代路操作，大大增加了運行人員誤操作的風險。（3）代路原因不合理。榭平嶺站2014年10月代路進行220kV線路間隔的計劃性大修工程，11月又依次將所有220kV間隔代路或停電進行220kV母差失靈保護的改造，造成兩個月內重復代路或停電。

1.2 旁路的保護配置分析

茂名地區220kV旁路保護均為縱聯距離零序保護，配置情況如下：（1）線路保護均配置了縱聯保護，滿足代路時至少有一套快速保護的要求。由于旁路代路的需要，各線路間隔保護均為“光差＋縱聯”配置。（2）旁路保護與縱聯保護存在廠家和型號不匹配的情況。旁路代路過程中，旁路保護需要與不同廠家的收發信機配合，投退分相式命令。（3）220kV主變保護按“大差＋小差”配置，大差電流取開關CT，小差電流取套管CT。變高或變中旁路代路時，需要退出大差保護。在變中代路運行時，大差退出后需要投入阻抗保護并將時限改為0.1s，作為小差的補充。

2 旁路代路風險分析

2.1 旁路代220kV線路風險分析

（1）本線開關與旁路開關同時并列運行時，本線保護或旁路保護只有一套主保護有收發信通道，且由于本線開關與旁路開關分流，當發生線路故障時，本線和旁路的縱聯保護的故障電流因達不到動作值，可能無法動作切除故障，需要靠后備保護動作才能切除，故障切除時間可能達到3s以上，同時也擴大了故障停電范圍，對系統穩定造成極大影響。（2）旁路代路時，線路差動保護退出，靈敏度下降，當發生高阻接地時，縱聯保護可能拒動或故障切除時間延長。過去曾出現過220kV線路發生高阻接地，差動保護可靠動作而縱聯保護拒動的情況。（3）由于旁路保護按單套配置，代路運行時，導致長期單套主保護運行，不滿足“N－1”的要求，保護可靠性大大降低。且代路過程中，一旦PT回路異常告警，縱聯保護將自動退出，失去主變保護。（4）若本線與旁路的縱聯保護廠家和型號不一致，代路前需要退出兩側縱聯保護的分相式命令功能。同桿多回線路發生跨線故障時，無法保證保護動作的選擇性，可能無法正確選相跳閘。

2.2 旁路代220kV主變變高風險分析

（1）旁路代變高開關運行時，由于大差保護退出，主變差動保護范圍縮小，在旁路開關CT與變高套管CT之間的引線存在保護死區，若在此范圍內發生故障時，將無差動保護快速切除故障，只能靠旁路保護中的距離保護跳開旁路開關，但變中、變低依然提供故障電流，需要主變的后備保護跳開主變三側開關，故障切除時間將大于2s。變中代路過程中也需要大差退出，與變高開關一樣，也會造成變中開關CT與套管CT之間引線存在保護死區。（2）代路操作過程中，存在變高開關與旁路開關并列運行的情況，由于開關分流，當發生引線故障時，旁路保護和主變高后備保護均可能不動，此時也需要相鄰線路及變中、變低后備保護切除故障。（3）因為變高失靈電流固定取變高開關CT，旁路代變高開關運行時，若發生主變區內故障而旁路開關失靈，失靈保護即使收到啟動失靈開入，但變高失靈電流為0，無法滿足失靈動作條件，需要由相鄰線路或主變的遠后備保護切除故障，故障切除時間將大于2s。（4）旁路代變高開關運行時，若變中或變低側發生區內故障而旁路開關失靈，由于變高是強電源端，變中或變低是弱電源端，主變本身存在一定阻抗等原因，可能導致高壓側母線電壓波動較小，不滿足失靈復壓定值，需要解除復壓閉鎖，使失靈保護動作切除故障。但在茂名地區，大部分主變變高失靈解復壓閉鎖回路串接了失靈電流判別接點，將無法實現失靈解復壓閉鎖功能。此時，需要由相鄰線路或主變的遠后備保護切除故障，故障切除時間將大于2s。

3 旁路代路運行風險的防控措施

根據茂名地區旁路開關的運行及維護現狀，為加強對上述風險的管控，建議采用以下幾點防控措施：（1）采用綜合停電的方式，減少旁路代路次數。大多數旁路代路都是計劃性工作需要，如保護自動化定檢、開關按年限大修、執行反措、保護改造等。考慮220kV間隔單套主保護拒動對系統穩定的惡劣影響，建議計劃性工作盡量通過綜合停電的方式開展，以減少旁路代路的次數。（2）合理設置代路定值區。代路時電流差動保護退出，單套縱聯保護運行，此時應對兩套線路保護的距離保護定值進行調整，將接地距離Ⅱ段時延整定為0.4s，相間距離Ⅱ段時延整定為0.2s，以保證旁路代路時本線與相鄰線的后備保護在時間上的選擇性。（3）建議主變保護或母差失靈保護廠家在保護邏輯上完善主變開關失靈聯跳主變三側功能。取消斷路器保護的失靈電流判別功能，使在母差失靈保護中集中實現，當主變不代路時，失靈電流取本線，當主變變高代路時，失靈電流取旁路，從程序上實現電流切換，從而實現了旁路代主變變高運行，且發生區內故障時，旁路開關失靈可以聯跳主變三側。同時也解決了主變變高旁路代路時，旁路開關失靈無法解除復壓閉鎖的問題。（4）加強對運行人員代路風險及預控措施的宣貫。加強對主變引線保護死區的巡視；熟悉各定值區的定義，防止代路操作過程中誤切定值區；熟練代路操作流程，合理安排現場操作，盡量縮短操作時間。同時，加強對旁路開關的巡視維護，降低旁路開關失靈拒動風險。（5）推行CT本體帶電補氣技術。茂名地區旁路代路操作有接近一半是由于CT本體SF6氣體泄漏需要補氣，建議推行CT本體帶電補氣技術，減少因補氣而進行的代路操作。（6）統一技術標準，不同廠家收發信機與保護裝置兼容。目前旁路代線路運行需要退出縱聯保護的分相式命令，主要是因為旁路保護與收發信機不匹配。建議各廠家統一技術標準，使不同廠家不同型號的保護裝置和收發信機實現兼容，旁路代路時就可以不考慮分相式命令投退的問題。（7）旁路保護也實現了雙重化配置，而且配置光差保護，在旁代操作時進行光纖通道切換。尤其最近幾年隨著220kV數字化變電站的發展，統一技術標準，可以實現不同廠家不同型號的光差保護的配合。

4 結語

本文根據茂名電網220kV旁路開關的運行實際，分析了旁路代路過程中存在的長期單套主保護運行、主變引線存在死區、旁路開關失靈無聯跳主變三側功能等一系列風險，有針對性地提出了一系列預控措施，在一定程度上有效地降低了旁路代路時因故障無法快速切除而造成電網事故的可能性。

［1］廣東省電力調度中心.廣東省電力系統繼電保護反事故措施及釋義（2007版）［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［2］廣東電網電力調度控制中心.廣電調控繼〔2013〕67號 關于加強旁路代路風險管控的通知［Z］.