防止電壓切換回路二次異常并列的改進(jìn)措施

呂 然，王世祥

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

防止電壓切換回路二次異常并列的改進(jìn)措施

呂 然，王世祥

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

介紹了某220 kV變電站因電壓互感器二次異常并列導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)事故，分析了故障原因是由刀閘常閉輔助接點(diǎn)不到位引起的；結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并針對(duì)CJX-12R型操作箱的電壓切換回路，提出了3種電壓切換回路的改進(jìn)措施，降低了變電站運(yùn)維工作的風(fēng)險(xiǎn)。

電壓切換回路；常閉輔助接點(diǎn)；保護(hù)誤動(dòng)；電壓互感器

0 引言

220 kV變電站220 kV側(cè)和110 kV側(cè)的一次接線通常采用雙母線接線形式，電壓切換回路可實(shí)現(xiàn)雙母線系統(tǒng)上一、二次系統(tǒng)的電壓保持一致和電壓回路的自動(dòng)切換功能。目前使用的電壓切換回路普遍采用雙位置切換繼電器，當(dāng)2條母線分列運(yùn)行時(shí)，一旦雙位置電壓切換回路不正確動(dòng)作，將造成PT二次異常并列，導(dǎo)致PT二次空開(kāi)跳閘或燒壞電壓切換裝置，以致部分保護(hù)裝置誤動(dòng)，甚至全站失壓。

1 事故案例

某220 kV變電站某220 kV線路因故障跳閘，引起站內(nèi)中壓側(cè)4條110 kV線路、1號(hào)主變變中1101和2號(hào)主變變中1102開(kāi)關(guān)跳閘。

事故發(fā)生前，該變電站220 kV及110 kV母線處于分列運(yùn)行方式，其主接線如圖1所示。

2 事故分析

事故發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)該220 kV線路保護(hù)正確動(dòng)作，110 kVⅠM，ⅡM無(wú)壓，4條110 kV線路、1號(hào)主變變中1101和2號(hào)主變變中1102開(kāi)關(guān)均為距離保護(hù)動(dòng)作后切除，保護(hù)正確動(dòng)作，PT二次失壓的原因?yàn)?10 kVⅠM PT，ⅡM PT空開(kāi)跳閘。進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)操作2號(hào)主變變中刀閘時(shí)，11022刀閘常閉輔助接點(diǎn)不到位，造成雙位置繼電器2YQJ4—2YQJ7一直處于勵(lì)磁狀態(tài)而無(wú)法復(fù)歸，電壓切換回路如圖2所示。

圖1 主接線

事故發(fā)生時(shí)，2號(hào)主變掛ⅠM運(yùn)行，即ⅠM 11021刀閘常開(kāi)輔助接點(diǎn)導(dǎo)通，雙位置繼電器1YQJ4—1YQJ7勵(lì)磁，而母聯(lián)1012開(kāi)關(guān)在分位，引起PT二次回路異常并列。該220 kV線路故障時(shí)，產(chǎn)生電壓波動(dòng)，在ⅠM，ⅡM上產(chǎn)生壓差，此壓差在二次并列回路上引起環(huán)流，造成110 kV ⅠM PT，ⅡM PT空開(kāi)跳閘。

因此，事故發(fā)生的直接原因是：11022刀閘常閉輔助接點(diǎn)長(zhǎng)期轉(zhuǎn)換不到位，而相關(guān)人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理該隱患。

3 改進(jìn)措施

目前，該變電站大量使用南京南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的CZX-12R型操作箱。此類型操作箱采用自保持的電壓切換繼電器，能確保在一次刀閘輔助接點(diǎn)接觸不良的情況下，保護(hù)裝置不會(huì)失壓。但該操作箱存在1個(gè)弊端，即繼電器的復(fù)歸線圈不正確動(dòng)作時(shí)，會(huì)引起PT二次異常并列。

考慮到一次設(shè)備質(zhì)量以及運(yùn)行年限、工作環(huán)境等因素，在操作刀閘時(shí)常會(huì)發(fā)生刀閘輔助接點(diǎn)不到位的情況，影響電壓切換回路，現(xiàn)從以下3個(gè)方面對(duì)電壓切換回路進(jìn)行改進(jìn)。

3.1 增加刀閘輔助接點(diǎn)及LED指示燈

2個(gè)刀閘輔助接點(diǎn)采用并聯(lián)方式，在電壓切換繼電器復(fù)歸線圈前及雙位置切換繼電器接點(diǎn)串聯(lián)后各自接入LED指示燈，如圖3所示。“切換繼電器同時(shí)動(dòng)作”信號(hào)應(yīng)采用雙位置繼電器接點(diǎn)，如圖4所示。

圖2 電壓切換回路

圖3 增加刀閘輔助接點(diǎn)及LED指示燈后的電壓切換回路

在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中，由于操作時(shí)后臺(tái)信號(hào)比較多，“切換繼電器同時(shí)動(dòng)作”信號(hào)可能并未使用雙位置接點(diǎn)，故無(wú)法直觀判斷切換繼電器復(fù)歸線圈是否動(dòng)作。因此，分別在刀閘常閉接點(diǎn)及雙位置繼電器常開(kāi)接點(diǎn)串聯(lián)后加裝LED燈，用于顯示電壓切換繼電器的動(dòng)作情況。通過(guò)指示燈可知：

(1) 1XD燈亮?xí)r，表示IM刀閘合閘；

(2) 2XD燈亮?xí)r，表示IM刀閘分閘；

(3) 3XD燈亮?xí)r，表示ⅡM刀閘合閘；

(4) 4XD燈亮?xí)r，表示ⅡM刀閘分閘；

(5) 5XD燈亮?xí)r，表示二次電壓處于并列狀態(tài)。

運(yùn)行人員通過(guò)觀察保護(hù)面板的指示燈情況，可判斷二次電壓切換過(guò)程是否正確。

3.2 加裝“切換把手”

緊急情況下，可進(jìn)行解鎖復(fù)歸電壓切換繼電器。

當(dāng)一次側(cè)已經(jīng)轉(zhuǎn)為分列運(yùn)行方式，被拉開(kāi)刀閘常閉輔助接點(diǎn)不到位，切換繼電器同時(shí)動(dòng)作，導(dǎo)致PT二次異常并列。為防止保護(hù)裝置誤動(dòng)，及時(shí)消除異常狀態(tài)，可在電壓切換回路中加裝“切換把手”，如圖5所示。

圖4 切換繼電器同時(shí)動(dòng)作信號(hào)

復(fù)歸電壓切換繼電器的解鎖條件：該間隔掛于另一條母線(此母線刀閘常開(kāi)接點(diǎn)閉合)，且確實(shí)發(fā)生了電壓切換回路二次并列(雙位置電壓切換繼電器串聯(lián)接點(diǎn)閉合)，可通過(guò)操作“切換把手”復(fù)歸相應(yīng)的電壓切換繼電器。通過(guò)指示燈的顯示，可確認(rèn)“切換把手”是否切至正確位置。

“切換把手”的正確位置如下：

(1) 當(dāng)電壓切換回路運(yùn)行正常時(shí)，“切換把手”切至“正常”；

(2) 當(dāng)切換繼電器同時(shí)動(dòng)作，若該間隔刀閘掛于I母(對(duì)應(yīng)刀閘常開(kāi)接點(diǎn)閉合)運(yùn)行時(shí)，將“切換把手”切至“I母運(yùn)行”；若該間隔刀閘掛于Ⅱ母(對(duì)應(yīng)刀閘常開(kāi)接點(diǎn)閉合)運(yùn)行時(shí)，將“切換把手”切至“Ⅱ母運(yùn)行”。

圖5 加裝“切換把手”后的電壓切換回路

此方法可使相應(yīng)電壓切換繼電器的復(fù)歸線圈勵(lì)磁，解除二次電壓回路的異常并列。在進(jìn)行正常刀閘操作時(shí)，亦可通過(guò)此方式進(jìn)行二次確認(rèn)。

3.3 加裝“五防”鎖及“復(fù)歸”按鈕

在電壓切換回路復(fù)歸線圈前加裝“五防”鎖及“復(fù)歸”按鈕。

“五防”鎖解鎖條件：該間隔所掛母線刀閘為分位時(shí)，方可解鎖操作。

拉開(kāi)某把刀閘后，若發(fā)現(xiàn)“切換繼電器同時(shí)動(dòng)作”信號(hào)無(wú)法復(fù)歸，且對(duì)應(yīng)裝置面板指示燈狀態(tài)顯示PT二次存在異常并列時(shí)，可通過(guò)“五防”鎖解鎖后，按“復(fù)歸”按鈕，使相應(yīng)電壓切換繼電器的復(fù)歸線圈勵(lì)磁，如圖6所示。此方法操作簡(jiǎn)單，符合運(yùn)行人員的操作習(xí)慣及“五防”解鎖要求。

圖6 加裝“五防”鎖及“復(fù)歸”“按鈕”后的電壓切換回路

4 結(jié)束語(yǔ)

在雙母線接線方式倒閘操作過(guò)程中，若電壓切換回路發(fā)生異常并列可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，甚至造成全站失壓。針對(duì)南瑞繼保CJX-12R型操作箱的電壓切換回路，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的運(yùn)行維護(hù)情況，提出了電壓切換回路的改進(jìn)措施。既有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電壓切換回路的異常，防止二次失壓和保護(hù)誤動(dòng)；又便于改造施工，可有效提高電壓切換回路的可靠性，對(duì)變電站安全運(yùn)行有較高的實(shí)用意義。

1 宗秀紅，王 煉，王世祥．電壓切換回路的隱患分析[J]．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2008，36(20)：69-71．

2 李盛宇，覃 劍．雙母線電壓切換回路存在缺陷及改進(jìn)建議[J]．廣西電力，2010，33(6)：38-40．

3 林宗漢．電壓切換回路在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中的改進(jìn)[J]．電力安全技術(shù)，2010，12(6)：60-61．

2016-08-09；

2016-12-01。

呂 然(1985—)，男，工程師，主要從事繼電保護(hù)自動(dòng)化二次設(shè)備檢修維護(hù)工作，email：w61205@qq．com。

王世祥(1970—)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事繼電保護(hù)試驗(yàn)工作。