特殊運方下母線壓變“反充電”實例分析

屈雷

摘 要：變電站220kV系統交流電壓回路十分復雜，也容易出現問題，一旦回路出現問題，影響二次設備的安全運行，甚至造成保護誤動，特別是壓變二次反充電可能會導致嚴重事故。本文對一次特殊運行方式下220kV母線壓變發生反充電的實例進行分析，通過分析進一步提高對交流電壓回路重要性的認識，對避免壓變反充提出一些建議或措施。

關鍵詞：電壓互感器 電壓回路 反充 措施

引言

本文通過一起特殊運行方式下的壓變“反充”實例進行了分析，對于加深值班員對雙母線接線方式下電壓回路的聯絡回路和切換回路的了解，有利益于提高值班員的防誤操作能力、異常情況的分析處理能力。

1、事情經過及原因分析

某變電站220kV一次接線為雙母分段接線方式，事前正做新設備啟動前的方式調整，220kVⅠ母線僅保留線路L1作為啟動電源線路運行，L2、L3線運行在220kVⅡ母線，L4線作為新設備處于冷備用狀態，220kVⅠ、Ⅱ母線壓變均處在運行狀態，線路L1保護均停用，母聯開關已拉開，無異常告警信號。待L1線路對側改為熱備用后，站內警鈴響，中央信號屏：“220kV母差保護PT斷線、裝置異常，220kV2母線線路保護裝置異常或呼喚”發出，現場檢查線保護裝置TV斷線紅燈亮，220kVⅡ母壓變二次空開全部跳開、Ⅰ母壓變二次空開全部跳開，L1線路931保護屏內有短暫焦糊味。

1.1 原因分析

1.1.1 何謂反充

從上述限現象可以看出，這是典型的反充現象，在講明反充原因之前，先講一下何謂反充及其有何危害。所謂反充，就是通過電壓互感器二次側向不帶電的母線充電。

對于220kV系統，其電壓互感器變比K=220000/100=2200。假設不帶電的母線阻抗為1MΩ，則反應到二次回路的阻抗為：Z1'=Z1/K2=1000000 /22002 =0.207（Ω），那么在反充電過程中，會產生很大的電流I=100/0.207=483A。因為電壓互感器相當于一個內阻極小的電壓源，在正常情況下電壓互感器二次負載是計量表計的電壓線圈和繼電保護及自動裝置的電壓線圈，其阻抗很大，工作電流很小，相當于變壓器空載運行，故電壓互感器二次空氣開關容量很小，一般為3A。其后果是造成運行中的壓變二次開關跳開或熔斷器熔斷，使運行中的保護裝置失壓，可能造成保護的誤動，還有可能造成切換繼電器燒毀。

1.1.2壓變二次并列原理

從上述分析可以看出反充的后果是十分嚴重的，為什么會形成反充？首先就需要掌握壓變二次并列的原理，我們知道，在切換開關過程中，為確保保護裝置不會失去電壓，正常情況下壓變并列主要有自動并列和手動并列兩種情況。

第一個并列途徑是兩條母線壓變的二次小母線通過母聯開關及其開關兩側刀閘的輔助接點，再通過BK切換開關來實現，這個并列途徑是靠我們人工操作來完成。另一個并列途徑是在熱倒母線的操作中，當任一開關（出線及主變開關）的兩把母線側刀閘在合閘位置時，通過其兩把母刀的常開接點1G、2G的閉合，使1YQJ6、1YQJ7、2YQJ6、2YQJ7同時勵磁，使1YQJ6、1YQJ7、2YQJ6、2YQJ7的常開接點閉合，使得220kVⅠ、Ⅱ段母線壓變的二次實現并列。但由于兩段母線的壓變的實際特性不是完全一致，致使二次電壓有相差，考慮到1YQJ、2YQJ的接點容量小，如果靠電壓切換繼電器的接點來切換二次電壓，長期可能使其接點燒損，導致接觸不良或粘連，發生設備事故， 所以我們規定：在熱倒母線前要通過切換開關BK，先將兩臺壓變的二次并列，使得通過1YQJ、2YQJ的并列回路在等電位的情況下進行，既保護其輔助接點不會損傷，又可靠進行并列。

1.1.3 反充原因

既然發生了反充，哪么二次回路肯定存在了并列現象，一旦壓變二次回路并列，會發出“切換繼電器同時動作”信號，但這次在對側開關改熱備用前，站內無任何異常告警信號，究其原因，這就涉及到在切換回路中被廣泛應用的雙位置切換繼電器應用問題。過去曾利用母線刀閘的輔助接點進行電壓二次回路的切換，但實踐證明，刀閘的輔助接點可靠性較差；而改用刀閘兩付輔助接點并聯后啟動電壓切換中間繼電器YQJ，利用YQJ的接點實現電壓回路的自動切換，工作的可靠性高，便于監視。

正常運行時，如線路運行于Ⅰ母線，1YQJ勵磁，2YQJ不帶電，此時，該線路保護所需交流電壓由1YQJ控制，當刀閘輔助接點接觸不良時，1YQJ失磁，其常閉接點閉合和2YQJ的常閉接點串聯，發出裝置失壓信號。

雙位置繼電器優點很多，但恰恰有一個十分致命的缺點，這個缺點會在某種運行方式下被無限放大，那就是雙位置繼電器動作后的返回需要一路電源，這就給反充埋下了禍根。

雖然線路L1運行于220kVⅠ母線，但如果2刀常閉接點回路出現問題，哪么2YQJ6、2YQJ7切換繼電器將無法返回，始終保持在勵磁狀態，即此時線路壓變二次處于并列狀態，一旦L1線路停役，220kVⅠ母線失壓，將造成電壓從220kV2母線往220kV1母線的反充，后來的檢查也證明了這一點，檢查發現L1線路2刀閘端子箱B相163線頭松動脫落。

為什么現場沒有“切換繼電器同時動作”信號，1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3 （2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3）信號繼電器接于刀閘輔助接點的常開回路，哪么當L1線路運行在220kVⅠ母線時，1刀閉合，2刀斷開，1YQJ1勵磁，2YQJ1失磁，“切換繼電器同時動作”信號回路不通，因此，不會發出“切換繼電器同時動作”信號。

2、防范措施

（1）從上述原因分析可以開出，因雙位置繼電器的返回回路故障造成壓變二次回路并列的缺陷極其隱蔽，日常運行和操作時極難發現，給安全運行帶來極大地風險。為了防止反充，作為運行部門要采取以下防范措施：

（2）一組母線停役，在倒母線后，應先拉空出母線壓變次級開關，再拉母聯開關，后拉開壓變高壓側刀閘。母線復役時，現將母線開關和母線壓變高壓側轉運行，然后合上空母線的壓變次級開關。

拉母聯開關前，應確保壓變次級聯絡開關BK在接解列位置。

（3）熱倒結束后，要檢查電壓并列指示燈已滅，“切換繼電器同時動作”信號應消失后方可拉開母聯開關。

（4）對于母線閘刀檢修工作，驗收刀閘時，應重點對機構箱內所有接線進行檢查，確保接線牢固。

（5）針對采用自保持的電壓切換繼電器情況，在繼電器校驗完畢后要測量兩組帶自保持的1YQJ、2YQJ電壓繼電器，確保只有一組電壓切換繼電器動作。

（6）針對站內新線路啟動，空出一條母線及一條線路作為啟動電源線路的特殊運行方式，待線路保護停用后，應立即將相應母線的壓變二次空氣開關停用，然后測量該壓變的二次電壓，如確無電壓，則證明二次無并列現象，這時可再次投入壓變二次空開。

參考文獻：

[1]500kV變電站值班人員技能培訓教材：華東電力培訓中心

[2]500kV變電站通用運行規程：江蘇省電力公司

[3]CZR-12H操作想說明書：南瑞公司

[4]RCS-931系列超高壓線路成套保護裝置技術和使用說明書：南瑞公司