電壓回路斷線對主變保護影響淺析

蔡穎聰++朱俊杰

【摘 要】電壓回路在220KV保護中主要起到閉鎖過流、零流保護以及零壓保護的作用，當主變電壓二次回路發生斷線時，會對這些保護產生一定影響。本文通過對上海地區普遍使用的國網標準化保護配置和非標準化保護配置進行對比，分析各自面對電壓回路二次斷線故障時的處理方式以及優劣勢，并提出相應的改善措施以及運行建議，以適應電網設備安全性要求。

【關鍵詞】電壓回路 國網標準化 主變保護

1 電壓回路斷線判別

1.1 電壓回路斷線的分類

電壓回路斷線按故障位置，可分為一次斷線和二次斷線。本文僅討論電壓二次回路發生斷線時的情況。電壓回路斷線從對稱角度來分可分為對稱斷線（三相斷線）和不對稱斷線（單相斷線、兩相斷線、開口三角形斷線）。

1.2 電壓回路斷線的判據

為了能發現絕大多數斷線情況，一般都采用利用復合電壓來做判據。

在國網標準化配置中，CSC326和RCS978各自判斷電壓回路斷線，判據如下：

CSC326D：（1）三相電壓均小于18V，且任一相電流大于無流定值時，判斷為TV三相斷線。（2）自產3U0大于18V，且三個線電壓不相等并且存在兩個線電壓之差大于18V，判斷為TV不對稱斷線[1]。

RCS978：（1）正序電壓小于30V，且任一相電流大于0.04In或開關在合位狀態；（2）負序電壓大于8V[2]。

在非國網標準化配置中，由MRU3-21D判斷電壓回路斷線，但告警出口并不固定，判據根據現場需要設定。

2 電壓回路斷線的影響

2.1 國網標準化配置的邏輯實現與斷線影響

國網標準化配置三相電壓、零壓均由CSC326和RCS978裝置從各側母線壓變二次側采集。保護邏輯通過裝置內部編程實現，滿足過流條件或零壓整定條件時出口動作。（圖1、圖2）以CSC326為例。

CSC326D的電壓回路斷線邏輯：高/中壓側后備保護，當某側發生PT斷線時，只退出對斷線側電壓的復壓判別，保護仍然可通過其它側電壓判復壓。當各側全部發生PT斷線時，退出保護的復壓元件，保護變為純過流保護。圖1中被置0，進而和也被置0，從而復合電壓元件完全靠其它側復合電壓元件啟動，本側則不啟動。

低壓側后備保護，當本側發生 PT 斷線時，退出保護的復壓元件，保護變為純過流保護。其它側發生 PT 斷線對本側保護沒影響。圖2中被置1，從而低壓側復合電壓啟動，變為純過流保護。

2.2 非國網標準化配置的邏輯實現與斷線影響

非國網標準化配置中三相電壓由MRU3-21D從各側母線壓變二次側采集，判斷閉鎖條件并輸出，和中間繼電器一起構成邏輯，最終把閉鎖結果傳輸給SEL387和RET316，當滿足過流條件時，后兩者出口動作。零壓由MRU3-11D從高壓側交流電壓母線壓變二次側開口三角形上采集，滿足整定條件時出口動作。（圖3、圖4）

非國網標準化配置在某側電壓回路斷線時，保護邏輯不受其影響，但保護動作結果會受到影響。運行人員為避免不確定的拒動情況發生，通過解除圖3中LP壓板，并用上圖4中QP壓板，使①的或門置1，從而退出復壓閉鎖，變為純過流保護。

2.3 兩種配置的保護的異同點與對運行的影響

非國網標準化配置中判別電壓與電流是不同的裝置，之間的配合通過外部中間繼電器構成邏輯。缺點在于需要人工解除電壓閉鎖，若操作不及時會導致復合電壓閉鎖過流保護拒動。

國網標準化配置中CSC326和RCS978兩套獨立的成套保護，所有相關的二次數據都集中處理，在判定“電壓回路斷線”后經整定時間自動解除電壓閉鎖，此外，它增加了各側復合電壓閉鎖的關聯程度，高中壓側的復壓可由主變任意一側啟動。

而非國網標準化配置高壓側不僅沒有電壓采集，而且中低壓側只能靠本側啟動復壓閉鎖。這樣的設計理念使得保護“更獨立”，但若發生在無人站，電壓回路發生故障時，在運行人員趕赴到現場前，該保護的正確動作將可能受到影響。

總結而言：對于非國網標準化配置，在電壓回流斷線時只用通過壓板的操作才能實現解除復壓閉鎖。而對于國網標準化配置，當判別到電壓回路斷線后，將會自動改至由其他側來進行判斷，較好的降低了拒動的概率。

3 思考與建議

國網標準化配置根據《國家電網公司企業標準》（以下簡稱《標準》）的要求，對非國網標準化配置做出了相應的改進。針對非國網標準化配置存在的問題，我們分析提出一些在不整體更換保護前提下的回路改進建議。

3.1 非國網標準化配置高壓側復合電壓未取

根據《標準》（5.2.4.b）規定：“高（中）壓側復壓元件由各側電壓經“或門”構成；低壓側復壓元件取本側（或本分支）電壓”。③而組合2中220千伏復合電壓只取中低壓側的電壓，未取高壓側電壓。

針對該問題，需加裝一個MRU3-21D來負責高壓側復合電壓的判斷，以及一個中間繼電器來實現對邏輯的改造。

3.2 非國網標準化配置 電壓回路斷線不能自動開放電壓閉鎖

根據《標準》（5.2.4.c）規定：“（復壓閉鎖過流（方向）保護）具有 PT 斷線告警功能。本側電壓回路斷線后，該側復壓閉鎖過流（方向）保護，退出方向元件，受其他側復壓元件控制；低壓側 PT 斷線后，本側（或本分支）復壓閉鎖過流保護不經復壓元件控制。”[3]。而圖5未改動前的邏輯無法自動、必須通過運行人員的操作才能實現以上設計要求。在中心站的運行模式下，一旦發生電壓回路斷線，在運行人員趕到現場前，存在一定復合電壓保護“真空”期。

針對該問題，可以利用MRU3-21D中的電壓回路斷線出口，在回路中增加付節點，使得復壓閉鎖在電壓回路斷線時自動退出，變為純過流保護。（圖5）

4 結語

保護配置是在繼保四性中尋找平衡，特別像同時牽涉到電壓與電流的保護，缺少其一都將對這種平衡產生影響。一個良好的配置方案，就應該能在這時自動尋求新的平衡。真正要做到消除電壓回路斷線對220KV主變保護的影響，簡單地將復合電壓解除，還只是尋求平衡過程中不完美的第一步。

參考文獻：

[1]CSC-326D數字式變壓器保護裝置說明書.北京四方繼保自動化股份有限公司.

[2]RCS-978 系列變壓器成套保護裝置220KV版技術說明書.南瑞繼保電氣有限公司.

[3]變壓器、高壓并聯電抗器和母線保護及輔助裝置標準化設計規范（Q/GDW 175—2008）.