35 kV母線專用保護閉鎖自切方式分析

許震歡，方 祺，顧國平，周 珺

(1.國網上海市電力公司培訓中心，上海 200438；2.國網上海市電力公司青浦供電公司，上海 201700)

35 kV母線專用保護閉鎖自切方式分析

許震歡1，方 祺2，顧國平2，周 珺2

(1.國網上海市電力公司培訓中心，上海 200438；2.國網上海市電力公司青浦供電公司，上海 201700)

對某110 kV變電站35 kV母線專用保護閉鎖自切的動作過程進行了詳細分析，并通過現場試驗查證了母線專用保護閉鎖自切的動作邏輯，找出了保護邏輯所存在的問題，并提出了相應的改進措施，旨在能夠完善母線專用保護與自切之間的配合，具有一定的現實意義。

母線專用保護；自切；閉鎖接點；瞬時動作

自切裝置的應用保證當出現一側主變失電或主變故障而對側主變正常運行時，變電站仍能由一臺主變通過分段斷路器同時帶兩條母線持續安全供電。35 kV母線專用保護，采用低壓閉鎖過流原理，并帶短延時出口，解決了母線故障由變壓器后備保護切除所造成的時間長、對變壓器和斷路器設備沖擊過大的問題，相對于主變后備過流保護而言，具有較高的靈敏度和較短的動作時限，同時又與饋電線路的過流保護配合。正常運行情況下，若由于母線故障引起母線專用保護動作時，應閉鎖相應的自切保護裝置，避免保護不必要動作。

本文就某變電站35 kV母線專用保護閉鎖自切的一次動作情況進行了介紹，通過試驗查證了該閉鎖回路的保護邏輯，分析了該回路所存在的問題，并給出了相應的解決方案。

1 事故簡介

某110 kV變電站35 kV側事故前的運行方式為：1號主變帶35 kVⅠ母運行，2號主變帶35 kVⅡ母運行，分段斷路器(1SF-DL)在熱備用狀態(見圖1)。

圖1 35 kV側故障時的運行方式

當天14時59分，2號主變差動保護動作，2B-1DL、2B-2DL準確動作跳閘，35 kV自切不動作，1SF-DL始終處于分位，事故造成35 kVⅡ母失電。檢查站內一次設備發現：2B-2DL斷路器側電流互感器發生爆炸。

現場事故信號僅顯示2號主變差動保護動作，35 kV自切保護裝置僅2B-2DL跳閘動作指示燈，無1SF-DL合閘動作指示燈。

本次事故所涉及的定值情況如下：2B-2DL的35 kVⅡ段過流保護定值為5 A，過流保護動作時限為2.5 s，2B-2DL的35 kV母線專用保護定值為5 A，低壓閉鎖定值為20 V，保護動作時限為1 s。其中，2B-2DL側電流互感器變比為1 500/5，35 kVⅡ母電壓互感器變比為35 000/100。

2 故障分析

2.1 現場故障信息分析

事故后，通過對一次故障點、保護動作記錄及站內故障錄波裝置等的分析查看，可以得出如下結論：

(1)本次故障屬于轉變性故障，在故障錄波啟動時(故障初期)，是差動保護的區外故障，35 kV側電流從42 ms開始為零(見圖2)，即轉變為區內故障，因此最終由差動保護動作跳閘。

IA、IB、IC為2號主變110 kV側電流；Ia、Ib、Ic為2號主變35 kV側電流圖2 故障波形

(2)故障初期，35 kV側電流互感器二次側的電流遠遠大于5 A，如圖2，35 kVⅡ母電壓互感器二次側的B相電壓接近于零，但由于故障類型的快速轉變，35 kVⅡ段過流與35 kV母線專用保護均未出口。

綜上所述，由于本次故障由差動保護動作跳閘，因此無法準確判斷35 kV自切未合分段斷路器的原因，需現場進一步查證。

2.2 自切保護裝置及母線專用保護閉鎖自切邏輯驗證

為進一步分析自切不動作的原因，事故后對自切保護裝置的動作邏輯與母線專用保護的閉鎖邏輯均進行了驗證，并得到以下結論：

(1)當2號主變正常失電時，自切保護準確動作，延時跳開2B-2DL，同時合上1SF-DL。

(2)當2號主變僅由于差動保護動作跳閘時，自切保護準確動作，延時合上1SF-DL。

(3)當2號主變35 kVⅡ段過流保護一旦啟動后，自切合閘回路被永久閉鎖。

(4)當2號主變35 kV母線專用保護一旦啟動后，自切合閘回路被永久閉鎖。

根據以上的動作邏輯驗證結論和現場故障信息，可以得出故障發生時保護的動作情況為：當故障屬于差動保護的區外故障時，2號主變的35 kV過流保護和母線專用保護同時啟動，將自切合閘回路永久閉鎖，當故障轉變為區內故障時，差動保護動作跳閘，而此時自切保護的分段合閘回路已被閉鎖，故1SF-DL不會合閘，造成35 kVⅡ母失電。

3 母線專用保護閉鎖自切邏輯分析

3.1 母線專用保護閉鎖自切邏輯存在的問題

雖然發生此類轉變性故障的概率較小，而且故障后保護也均按照設計要求可靠動作，但是在現有的保護配置情況下，通過仔細分析與反復試驗，也不難發現母線專用保護閉鎖自切的邏輯仍存在著一些不足，具體如下：

(1)在設計上，僅母線專用保護閉鎖自切，但由于母線專用保護和過流保護使用的是同一繼電器的同一電流線圈，兩者的保護定值均為5 A，區別在于有無低壓閉鎖以及保護動作時限，而在當前保護配置情況下，低壓閉鎖無法作用于啟動接點，于是會造成過流保護一旦啟動(電流達到5 A)，自切就被永久閉鎖，與設計要求不符。

(2)根據當前站內的保護整定情況，沒有專門的保護動作指示燈或者光字牌以表示自切合閘回路的閉鎖信號，給運行人員以及遇到此類轉變性故障時的故障分析帶來不便。

(3)在運行上，若由于35 kV饋線合閘瞬間電流沖擊，使得35 kV過流保護啟動，將導致自切合閘回路被永久閉鎖，且不會發出任何信號給運行人員，在沒有停復役的情況下，會影響到自切保護以后的準確動作。

3.2 解決方案

根據母線專用保護閉鎖自切動作邏輯所存在的問題以及現有的保護配置情況，可以給出相應的解決方案如下：

(1)改進母線專用保護的閉鎖回路。原閉鎖接點取自于母線專用保護的啟動信號，如圖3(a)所示，于是造成了上述保護邏輯問題。鑒于微機型保護出口配置靈活，如果將閉鎖接點取自母線專用保護的動作信號，如圖3(b)所示，那么該閉鎖接點便同時經低壓閉鎖和母線專用保護動作延時才作用于閉鎖自切，符合僅母線專用保護閉鎖自切的設計要求。另外，無論由于主變保護動作還是自切啟動動作后的35 kV自切合閘邏輯始終存在3 s延時，因此，不會發生母線專用保護動作跳閘后，未及時閉鎖自切合閘的情況。同時，經過上述的改進，避免了啟動信號閉鎖自切合閘，沖擊電流也不會影響到自切保護裝置的準確動作。

IL1、IL2、IL3為2B-2DL電流互感器二次側電流；低壓閉鎖輸入為35 kVⅡ母低壓閉鎖輸入圖3 母線專用保護閉鎖回路

(2)增加35 kV自切保護裝置的自切閉鎖指示燈。根據上述改進后的母線專用保護閉鎖回路，只有當母線專用保護動作跳閘時，才會閉鎖自切，同時，若將自切保護裝置的閉鎖輸入以動作指示燈的方式留下記錄，不僅對于今后的保護動作過程分析將帶來便利，也給運行人員提供指示。

4 結語

本文所述母線專用保護閉鎖回路的缺陷雖然僅在特殊情況下才能體現出來，但是在電網實際的長期運行中一旦發生，其造成的后果是相當嚴重的。自切保護裝置作為110～10 kV電網中保證供電可靠性的最有效措施之一，其引起的保護動作配合以及各種情況下的動作過程，都應引起足夠的重視，在提出對于現有裝置情況的改進建議后，也得到地調的批準，將改進后的保護設置投入運行，確保了電網的供電可靠性。

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LIANG Yu. Discussion on the feasibility of the 10 kV simple microcomputer based busbar protection system[J].2010，38(11)：140-143.

(本文編輯：楊林青)

Self-Cutting Protection Mode Analysis for 35 kV Special Bus Protection Blocking

XU Zhen-huan1, FANG Qi2, GU Guo-ping2, ZHOU Jun2

(1. Training Center, Shanghai Municipal Electric Power Company, Shanghai 200438, China； 2. State Grid Qingpu Power Supply Branch，SMEPC，Shanghai 201700，China)

The paper expounds the self-cutting process of 35 kV special bus protection blocking in one 110KV substation. In the on-site testing, the action logic was verified; the protection logic problems were identified. In order to improve the coordination of special bus protection and self-cutting protection, the corresponding practical improvement measures were put forward.

special bus protection; self-cutting; blocking contact; transient action

10.11973/dlyny201606034

許震歡(1981)，男，工程師，從事電網調控專業培訓工作。

TM773

A

2095-1256(2016)06-0811-06

2016-10-21