500 kV后備保護分段開關二次回路改進的探討

羅甘寧

摘 要：探討了500 kV后備保護分段開關的二次回路改進，簡要介紹了其現狀，并對現場改進和保護裝置的改進提出了一系列的建議，以期能為有關方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：變電站；二次回路；后備保護；回路改進

中圖分類號：TM564 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.088

500 kV變電站的母線單元容易發生故障，影響變電站的正常運行，這是我們必須要重視的。而采用分段開關則可以避免單一母線故障所帶來的影響，在任意一段母線發生故障時，仍能保障變電站的正常運行。基于此，本文就500 kV后備保護分段開關的二次回路改進進行了探討。

1 現狀介紹

根據整定規程，變壓器后備保護動作切除的原則為盡量縮小被切除的范圍，一般為先斷開分段、母聯斷路器，再斷開本側（對側）斷路器，最后斷開其他各側斷路器。現階段，主變保護動作通過出口壓板直接將跳閘二次回路接至分段開關操作箱的TJF繼電器，出口壓板的投退由運行值班人員根據主變運行方式進行操作。如果#1主變的刀閘1合上接在I母，則將聯跳分段1開關的出口壓板投入，將聯跳分段2開關的出口壓板退出；如果主變的刀閘2合上接在Ⅱ母，則將聯跳分段2開關的出口壓板投入，將聯跳分段1開關的出口壓板退出。

該二次回路接線方式要求運行值班人員熟悉主變保護相關跳閘回路，時刻掌握主變保護220 kV側的運行方式，及時按照運行方式的變化投退相關出口壓板。如果運行值班人員因為疏忽而錯誤投退壓板，則會使主變保護動作時分段開關拒動或者誤動。同時，在倒閘操作過程中的特殊運行方式下，也容易使保護范圍存在真空。以#1主變為例，如果#1主變刀閘1合上，但刀閘2合上后聯跳分段2開關出口壓板還未投入，此時#1主變保護跳閘將無法聯跳分段2開關，導致事故范圍擴大。

2 現場改進建議

由于主變在220 kV母線上的運行方式是由220 kV側刀閘1，2所決定的，因此可以考慮通過刀閘的輔助接點自動選擇跳閘出口回路。通過對現場實際情況的分析，筆者設計了兩個改進方案。

2.1 利用刀閘輔助接點與主變保護的配合

直接將刀閘1的常開輔助接點串入主變保護聯跳分段1的二次回路，將刀閘2的常開輔助接點串入#1主變保護聯跳分段2的二次回路，如圖1所示。當主變運行在I母時，由于刀閘1常開輔助接點閉合開放跳閘回路，而刀閘2常開輔助接點閉鎖斷開跳閘回路，所以主變保護能正確出口跳閘分段1；運行在Ⅱ母時情況相似。

該方案降低了運行值班人員人為誤操作事件的概率，保護范圍無死區。但是該方案還是存在一些安全隱患：①無法時刻監視刀閘的輔助接點運行情況，在操作刀閘1，2時無法判斷該輔助接點的位置，只有在主變保護聯跳分段開關動作時，才能根據動作情況來判斷是否存在問題，但這時可能已經造成誤動或拒動事故；②在主變間隔停電保護檢驗時，分段開關處于運行狀態，而主變220 kV側刀閘1，2不能實際分合閘，因此不能測量使用的刀閘常開輔助接點分合是否正常、觸點是否良好，也就無法驗證整個跳閘出口回路的完好性、正確性。

2.2 電壓切換箱與主變保護的配合

通過主變220 kV側電壓切換箱的切換繼電器實現聯跳出口的自動選擇。對于電壓切換箱，隔離開關輔助觸點采用單位置輸入方式，切換繼電器動作和電壓互感器TV失壓時應發信號。現場往往已經分別引入刀閘1，2的常開和常閉輔助接點，用于實現220 kV雙母電壓的切換。因此，可以利用切換箱內切換自保持繼電器的備用常開接點串入跳閘回路，同時還可以利用切換現有的報警信號實現對主變聯跳分段二次回路的監視，如圖2、圖3所示。

該方案充分利用現有的二次設備，二次回路的變動比較簡單。同時，電壓切換箱的切換繼電器觸點可靠性較高，可以監視刀閘輔助接點的實際位置，便于運行值班人員及時發現異常情況。但考慮到雙重化配置的兩套保護裝置之間不應有電氣聯系，與其他保護、設備（例如通道、失靈保護等）配合的回路應遵循“相互獨立，相互對應”的原則，防止因交叉停用導致保護功能的缺失。因此，該方案要求主變保護屏必須配置有兩臺電壓切換箱。

3 保護裝置的改進建議

兩個方案都在主變保護聯跳分段開關二次回路增加了輔助接點，使跳閘二次回路復雜化。為了盡可能地優化跳閘出口二次回路，減少中間轉接環節，提高保護跳閘的可靠性，建議對部分主變保護裝置進行改進。按照南方電網整定規程，220 kV側阻抗保護Ⅰ段正方向指向變壓器，220 kV側阻抗保護Ⅱ段正方向指向220 kV母線時，第一時限跳220 kV側母聯或分段開關，第二時限跳變壓器各側開關，因此在主變保護裝置新增Ⅰ母、Ⅱ母刀閘的位置開入接點，主變保護的聯跳分段出口跳閘邏輯增加刀閘位置判據。將Ⅰ母、Ⅱ母刀閘的常開輔助接點分別引至主變保護的開入端子后，主變保護根據Ⅰ母、Ⅱ母刀閘的位置開入自主選擇出口聯跳分段開關。同時，運行值班人員可以通過保護裝置的開入變位功能結合現場實際判斷刀閘的開入是否正常。該方案需要保護廠家更新主變裝置的硬件，同時修改保護邏輯程序，由于現場更換保護裝置的經濟成本較高，因此比較適用于保護改造、新投運的場合。

4 結束語

綜上所述，500 kV變電站作為我國電力系統建設的重要組成部分，確保其正常運行有著關鍵作用。對于其母線分段發生的故障，我們應該及時采取措施做好應對。本文對后備保護分段開關二次回路改進作了系統探討，旨在能為類似方面的改進提供參考范例。

參考文獻

[1]盧迪勇，王志紅.母線保護快速聯跳主變三側開關的分析與實施[J].電工技術，2013（10）.

[2]裘愉濤，杜浩良.傳統500 kV繼電保護智能化改造方案[J].電力自動化設備，2011（11）.

〔編輯：王霞〕