“非主流”變壓器保護措施實施

宋光新（新疆新能發(fā)展公司檢修一工區(qū)，新疆 庫爾勒 841000）

“非主流”變壓器保護措施實施

宋光新
（新疆新能發(fā)展公司檢修一工區(qū)，新疆 庫爾勒 841000）

摘要：大山口電廠檢修繼電保護專業(yè)通過創(chuàng)新思維，利用光端機等設(shè)備實現(xiàn)了大山口二級電站臨時送電變壓器主保護及后備保護功能。在繼電保護方面具備了上網(wǎng)發(fā)電的條件，實現(xiàn)了提前上網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)生經(jīng)濟效益的目標。

關(guān)鍵詞：PLC；遠方聯(lián)動；光端機；變壓器保護

新疆新能發(fā)展公司大山口二級電站位于大山口一級電站下游6km處，通過一級電站尾水渠道開挖涵洞引水發(fā)電，設(shè)計裝機3×19.5MW。大山口二級電站在2013 年7月就已初步具備發(fā)電條件，而與之配套的由巴州電力公司建設(shè)的匯集站（變電所）由于各種原因未能按期建成，不能投運，于是采用了大山口一級站退役的舊變壓器（25000kVA）2臺，通過大山口一級電站的110kV山匯線1669斷路器送電到大山口一級電站110kV母線上，通過大山口一級電站的110kV山帆線和山靜線送出至巴州電網(wǎng)的臨時送電方案。

1　問題提出

問題1：按《繼電保護技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，主保護瞬時動作斷開主變各側(cè)斷路器，如何斷開6km外的110kV側(cè)斷路器？

問題2：如何在主變低壓側(cè)故障時正確可靠斷開110kV線路斷路器？

2　實現(xiàn)目標

2.1變壓器主保護瞬時動作斷開主變各側(cè)斷路器。

2.2配置主變后備電流保護用于切除主變低壓側(cè)故障。

3　實施方案探討

3.1問題1實施方案探討

方案1：如果放一根6km的控制電纜，通過電纜來現(xiàn)實斷路器跳閘，這種做法由于電纜太長壓降很大，末端電壓很低無法啟動跳閘回路，且成本很高，這種方法不可取。

方案2：用光纖做通訊，通過微機監(jiān)控系統(tǒng)開出繼電器動作斷路器跳閘回路。如果要實現(xiàn)這種方法，大山口電站和大山口二級電站微機監(jiān)控系統(tǒng)需要廠家來現(xiàn)場編寫程序，做法成本高，時間長。

方案3：使用一對光端機，一個光端機安裝在一級電站，另一個光端機安裝在二級電站，二級電站光端機的電源串在重瓦斯保護的中間繼電器的閉接點上，當(dāng)主變瓦斯保護動作后，中間繼電器動作常閉接點斷開，切斷光端機電源，二級電站光端機失電后，一級電站光端機收不到由二級電站發(fā)送的光信號就會告警。光端機告警燈的點亮是由光端機內(nèi)部的一個5V繼電器開出的。打開光端機找到報警5V繼電器的備用接點，將這對接點引出至公用系統(tǒng)監(jiān)控24V繼電器線圈，24V繼電器常開接點接至斷路器跳閘回路，從而實現(xiàn)聯(lián)動6km外的大山口一級電站的110kV1669斷路器。這種方案無需投資，可在1天內(nèi)完成。

結(jié)論：通過具體分析以上3種方案，我們得出結(jié)論：第3種方案可取。

3.2問題2實施方案探討

主變110kV側(cè)斷路器配置的是長園深瑞的PIS753D線路保護裝置，該保護裝置沒有配置過電流保護出口功能，如果在臨時送電的變壓器10kV側(cè)發(fā)生短路故障，此時故障點不在該保護的保護區(qū)內(nèi)，無法切除故障，這樣會造成保護越級動作，大山口一級電站的主變零序保護或線路零序遠后備保護來切除故障，這樣擴大了事故停電范圍，給電網(wǎng)及發(fā)電廠安全運行造成了很大隱患。

110kV1669斷路器間隔，測量用的電流互感器二次側(cè)已接至交采裝置（HSLANGGHENGPD6804E），該交采裝置的作用是，把1669的電流、電壓通過485通訊口和微機監(jiān)控系統(tǒng)通訊。把交采裝置的電流回路打開串接進去一個電流變送器，該電流變送器輸出4mA~20mA的模擬量，至微機監(jiān)控系統(tǒng)的模擬量輸入模塊，（GE9030PLC）利用PLC編寫一段簡單邏輯梯形圖，當(dāng)輸入的模擬量A、B、C三相電流只要其中一相大于定值時，延時1秒，啟動1669跳閘的開出繼電器，從而實現(xiàn)過電流保護功能，也是變壓器的后備保護。經(jīng)過測試用繼電保護測試儀在電流互感器二次側(cè)通流模擬過電流情況，該保護可以滿足0.95倍的定值可靠不動作，1.05倍的定值可靠動作。同時進行了保護聯(lián)動試驗，能正確跳開1669斷路器。實現(xiàn)了主變后備電流保護切除主變低壓側(cè)故障的目標。

4　落實方案并實施

4.1確定設(shè)備功能：二級電站將要建成的永久線路保護使用的光纜（線路保護差動用）已經(jīng)敷設(shè)到位，由于匯流站未建好，暫時也沒用，可利用這根光纖連接兩個光端機。A光端機1口發(fā)送光信號，B光端機的2口接收光信號。給兩個光端機上電，用尾纖連接兩個光端機光口，此時斷開一個光端機電源，另一個光端機發(fā)出收無光告警信號。打開光端機外殼，找到一個5V繼電器該繼電器有兩對常開、兩對常閉接點，一對常開接點用在了點亮收無光告警燈，還有一對備用接點。接通/斷開另外一個光端機電源，使用萬用表測量接點通斷，要使用這個繼電器的接點來接通另一個微機監(jiān)控系統(tǒng)的24V繼電器（omRonMK3P-I）的線圈，經(jīng)測量24V繼電器線圈電阻400Ω左右，線圈啟動電流只有0.06A，為經(jīng)過測試5V繼電器的接點容量足夠滿足24V繼電器線圈啟動。經(jīng)過以上測試確定該5V繼電器可以使用。

4.2二次接線：從二級電站臨時送電的變壓器敷設(shè)一根4×2.5的KVVP控制電纜至二級電站發(fā)電機保護屏。接入發(fā)電機保護非電量保護開入，通過保護壓板進保護裝置。大山口一級電站光端機印刷電路板5V繼電器備用常開接點針腳焊接1.0mm多股銅芯線，敷設(shè)2×1.5RVV電纜引至微機監(jiān)控系統(tǒng)繼電器開出屏。24V繼電器安裝及接線，1669斷路器控制回路接線。

4.3聯(lián)動試驗：接線完畢后先進行一級電站聯(lián)動試驗。拔出一級電站安裝的光端機光纖，此時光纖通道中斷，光端機告警燈點亮。大山口一級電站110kV1669斷路器跳閘。二級電站二級接線完成后，進行一二級電站整組聯(lián)動試驗。按下臨時變壓器重瓦斯繼電器試驗探針，大山口一級電站110kV1669斷路器跳閘，二級電站發(fā)電機出口斷路器跳閘，微機監(jiān)控系統(tǒng)打出主變重瓦斯保護動作信號，保護動作正確。實現(xiàn)了變壓器主保護瞬時動作斷開主變各側(cè)斷路器的目標。

5　應(yīng)用實效

2013年9月15日二級電廠至臨時變壓器敷設(shè)的主變重瓦斯保護用臨時電纜被施工車輛軋斷，造成電纜短路，臨時變壓器兩側(cè)斷路器跳閘，由此證明此方案是可靠的。

結(jié)語

該案例通過光端機實現(xiàn)了聯(lián)動遠方斷路器，用PLC實現(xiàn)了變壓器后備保護，實現(xiàn)了提前上網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)生經(jīng)濟效益的目標。

參考文獻

[1] GB/T14285-2006，繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程[S].

中圖分類號：TM41

文獻標識碼：A