“非主流”變壓器保護(hù)措施實(shí)施

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

“非主流”變壓器保護(hù)措施實(shí)施

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

摘要：大山口電廠檢修繼電保護(hù)專業(yè)通過(guò)創(chuàng)新思維，利用光端機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)了大山口二級(jí)電站臨時(shí)送電變壓器主保護(hù)及后備保護(hù)功能。在繼電保護(hù)方面具備了上網(wǎng)發(fā)電的條件，實(shí)現(xiàn)了提前上網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：PLC；遠(yuǎn)方聯(lián)動(dòng)；光端機(jī)；變壓器保護(hù)

新疆新能發(fā)展公司大山口二級(jí)電站位于大山口一級(jí)電站下游6km處，通過(guò)一級(jí)電站尾水渠道開(kāi)挖涵洞引水發(fā)電，設(shè)計(jì)裝機(jī)3×19.5MW。大山口二級(jí)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(yùn)，于是采用了大山口一級(jí)站退役的舊變壓器（25000kVA）2臺(tái)，通過(guò)大山口一級(jí)電站的110kV山匯線1669斷路器送電到大山口一級(jí)電站110kV母線上，通過(guò)大山口一級(jí)電站的110kV山帆線和山靜線送出至巴州電網(wǎng)的臨時(shí)送電方案。

1　問(wèn)題提出

問(wèn)題1：按《繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，主保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作斷開(kāi)主變各側(cè)斷路器，如何斷開(kāi)6km外的110kV側(cè)斷路器？

問(wèn)題2：如何在主變低壓側(cè)故障時(shí)正確可靠斷開(kāi)110kV線路斷路器？

2　實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

2.1變壓器主保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作斷開(kāi)主變各側(cè)斷路器。

2.2配置主變后備電流保護(hù)用于切除主變低壓側(cè)故障。

3　實(shí)施方案探討

3.1問(wèn)題1實(shí)施方案探討

方案1：如果放一根6km的控制電纜，通過(guò)電纜來(lái)現(xiàn)實(shí)斷路器跳閘，這種做法由于電纜太長(zhǎng)壓降很大，末端電壓很低無(wú)法啟動(dòng)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(guò)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)出繼電器動(dòng)作斷路器跳閘回路。如果要實(shí)現(xiàn)這種方法，大山口電站和大山口二級(jí)電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)需要廠家來(lái)現(xiàn)場(chǎng)編寫(xiě)程序，做法成本高，時(shí)間長(zhǎng)。

方案3：使用一對(duì)光端機(jī)，一個(gè)光端機(jī)安裝在一級(jí)電站，另一個(gè)光端機(jī)安裝在二級(jí)電站，二級(jí)電站光端機(jī)的電源串在重瓦斯保護(hù)的中間繼電器的閉接點(diǎn)上，當(dāng)主變瓦斯保護(hù)動(dòng)作后，中間繼電器動(dòng)作常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，切斷光端機(jī)電源，二級(jí)電站光端機(jī)失電后，一級(jí)電站光端機(jī)收不到由二級(jí)電站發(fā)送的光信號(hào)就會(huì)告警。光端機(jī)告警燈的點(diǎn)亮是由光端機(jī)內(nèi)部的一個(gè)5V繼電器開(kāi)出的。打開(kāi)光端機(jī)找到報(bào)警5V繼電器的備用接點(diǎn)，將這對(duì)接點(diǎn)引出至公用系統(tǒng)監(jiān)控24V繼電器線圈，24V繼電器常開(kāi)接點(diǎn)接至斷路器跳閘回路，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)6km外的大山口一級(jí)電站的110kV1669斷路器。這種方案無(wú)需投資，可在1天內(nèi)完成。

結(jié)論：通過(guò)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(wèn)題2實(shí)施方案探討

主變110kV側(cè)斷路器配置的是長(zhǎng)園深瑞的PIS753D線路保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置沒(méi)有配置過(guò)電流保護(hù)出口功能，如果在臨時(shí)送電的變壓器10kV側(cè)發(fā)生短路故障，此時(shí)故障點(diǎn)不在該保護(hù)的保護(hù)區(qū)內(nèi)，無(wú)法切除故障，這樣會(huì)造成保護(hù)越級(jí)動(dòng)作，大山口一級(jí)電站的主變零序保護(hù)或線路零序遠(yuǎn)后備保護(hù)來(lái)切除故障，這樣擴(kuò)大了事故停電范圍，給電網(wǎng)及發(fā)電廠安全運(yùn)行造成了很大隱患。

110kV1669斷路器間隔，測(cè)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(guò)485通訊口和微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊。把交采裝置的電流回路打開(kāi)串接進(jìn)去一個(gè)電流變送器，該電流變送器輸出4mA~20mA的模擬量，至微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的模擬量輸入模塊，（GE9030PLC）利用PLC編寫(xiě)一段簡(jiǎn)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(shí)，延時(shí)1秒，啟動(dòng)1669跳閘的開(kāi)出繼電器，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)功能，也是變壓器的后備保護(hù)。經(jīng)過(guò)測(cè)試用繼電保護(hù)測(cè)試儀在電流互感器二次側(cè)通流模擬過(guò)電流情況，該保護(hù)可以滿足0.95倍的定值可靠不動(dòng)作，1.05倍的定值可靠動(dòng)作。同時(shí)進(jìn)行了保護(hù)聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，能正確跳開(kāi)1669斷路器。實(shí)現(xiàn)了主變后備電流保護(hù)切除主變低壓側(cè)故障的目標(biāo)。

4　落實(shí)方案并實(shí)施

4.1確定設(shè)備功能：二級(jí)電站將要建成的永久線路保護(hù)使用的光纜（線路保護(hù)差動(dòng)用）已經(jīng)敷設(shè)到位，由于匯流站未建好，暫時(shí)也沒(méi)用，可利用這根光纖連接兩個(gè)光端機(jī)。A光端機(jī)1口發(fā)送光信號(hào)，B光端機(jī)的2口接收光信號(hào)。給兩個(gè)光端機(jī)上電，用尾纖連接兩個(gè)光端機(jī)光口，此時(shí)斷開(kāi)一個(gè)光端機(jī)電源，另一個(gè)光端機(jī)發(fā)出收無(wú)光告警信號(hào)。打開(kāi)光端機(jī)外殼，找到一個(gè)5V繼電器該繼電器有兩對(duì)常開(kāi)、兩對(duì)常閉接點(diǎn)，一對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)用在了點(diǎn)亮收無(wú)光告警燈，還有一對(duì)備用接點(diǎn)。接通/斷開(kāi)另外一個(gè)光端機(jī)電源，使用萬(wàn)用表測(cè)量接點(diǎn)通斷，要使用這個(gè)繼電器的接點(diǎn)來(lái)接通另一個(gè)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的24V繼電器（omRonMK3P-I）的線圈，經(jīng)測(cè)量24V繼電器線圈電阻400Ω左右，線圈啟動(dòng)電流只有0.06A，為經(jīng)過(guò)測(cè)試5V繼電器的接點(diǎn)容量足夠滿足24V繼電器線圈啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)以上測(cè)試確定該5V繼電器可以使用。

4.2二次接線：從二級(jí)電站臨時(shí)送電的變壓器敷設(shè)一根4×2.5的KVVP控制電纜至二級(jí)電站發(fā)電機(jī)保護(hù)屏。接入發(fā)電機(jī)保護(hù)非電量保護(hù)開(kāi)入，通過(guò)保護(hù)壓板進(jìn)保護(hù)裝置。大山口一級(jí)電站光端機(jī)印刷電路板5V繼電器備用常開(kāi)接點(diǎn)針腳焊接1.0mm多股銅芯線，敷設(shè)2×1.5RVV電纜引至微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)繼電器開(kāi)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(dòng)試驗(yàn)：接線完畢后先進(jìn)行一級(jí)電站聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)。拔出一級(jí)電站安裝的光端機(jī)光纖，此時(shí)光纖通道中斷，光端機(jī)告警燈點(diǎn)亮。大山口一級(jí)電站110kV1669斷路器跳閘。二級(jí)電站二級(jí)接線完成后，進(jìn)行一二級(jí)電站整組聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)。按下臨時(shí)變壓器重瓦斯繼電器試驗(yàn)探針，大山口一級(jí)電站110kV1669斷路器跳閘，二級(jí)電站發(fā)電機(jī)出口斷路器跳閘，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)打出主變重瓦斯保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，保護(hù)動(dòng)作正確。實(shí)現(xiàn)了變壓器主保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作斷開(kāi)主變各側(cè)斷路器的目標(biāo)。

5　應(yīng)用實(shí)效

2013年9月15日二級(jí)電廠至臨時(shí)變壓器敷設(shè)的主變重瓦斯保護(hù)用臨時(shí)電纜被施工車輛軋斷，造成電纜短路，臨時(shí)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(yǔ)

該案例通過(guò)光端機(jī)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)動(dòng)遠(yuǎn)方斷路器，用PLC實(shí)現(xiàn)了變壓器后備保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了提前上網(wǎng)發(fā)電產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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

中圖分類號(hào)：TM41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A