主變保護校驗時聯跳壓板的投退原則分析

張李奇，黃紅飛，湯向華，沈 鑫，季銘言，萬家彬

(國網江蘇省電力有限公司海門供電分公司，江蘇 南通 226100)

0 引言

新能源技術快速進步，使大量分布式電源以微電網等形式接入電網，增加了運維人員倒閘操作工作的復雜性。變電站主變保護校驗時，由于需要投退大量的保護壓板，要求運維人員避免誤投、漏投壓板。因此分析正確的倒閘操作原則對電網的安全可靠運行具有重要的意義。

主變保護校驗時，該主變負荷由其他主變供電。由于校驗保護的需要，需要注意避免觸發其對運行中的設備的保護功能，以避免影響到正常運行設備和電網的安全。因此，相比于正常運行方式時，其聯跳壓板的投退將有很大的不同。

以兩臺主變的110 kV變電站為例進行分析。在110 kV變電站中，以最為常見的單母線分段和內橋接線兩種主接線方式，分別對正常運行時和一臺主變進行保護校驗時，相關聯跳壓板投退的原則進行了分析，闡明了相關壓板正確投退的必要性。

1 聯跳壓板概況

在變電站倒閘操作中，二次設備操作的主要項目之一是保護壓板的投退。保護壓板控制著保護功能的啟用和停用，其正確投退保證了保護功能的正常運行。保護壓板主要有保護功能壓板和出口壓板兩種，其中保護功能壓板的作用是控制特定的保護功能投退，如變壓器主保護、后備保護等;而出口壓板則負責傳遞保護功能發出的動作命令，進而將保護功能作用于相關的設備。聯跳壓板屬于出口壓板，是基于縮短停電范圍等考慮，在繼保裝置動作后，除跳開被保護設備自身開關外，跳開其他開關。

2 正常運行下的投退原則

正常運行下，各側分段開關處于熱備用，各臺主變分別供電給對應的低壓側母線。在內橋接線和單母線分段運行時，聯跳壓板投退原則有所不同。

圖1和圖2分別是常見的單母線分段和內橋接線兩種110 kV變電站主接線方式。其中，圖1中的10 kV 141線、10 kV 151線，圖2中的10 kV 121線、10 kV 131線均為接有電廠等的小電源線。

圖1 110 kV單母線分段接線運行方式

圖2 110 kV內橋接線運行方式

熱電、風力、光伏等小容量電源往往通過10 kV線路作為小電源線接入電網。正常運行時，10 kV分段開關熱備用，當10 kV母線及其設備出現故障，如果主變保護動作未跳開小電源線開關，則故障將會影響小電源線，可能導致小電源系統瓦解。此外，也應保證正常運行時不誤退出小電源線。因此，要求運維人員在進行倒閘操作時，要特別注意小電源線相關聯跳回路壓板的正確投退。

此外，主變保護跳分段開關的壓板投退也需要綜合繼電保護與系統自動裝置整定值單規定及運行的實際情況來決定。

2.1 單母線分段接線

圖1為典型的110 kV單母線分段接線方式。正常運行時，110 kV分段770開關和10 kV分段170開關均在熱備用。此時，110 kV 911線供110 kV Ⅰ段母線，經701開關供1號主變，經101開關供10 kV Ⅱ段母線及各自出線;同時，110 kV 921線供110 kV I段母線，經702開關供2號主變，經102開關供10 kV Ⅱ段母線及各自出線。以1號主變為例，其保護將根據動作條件分別跳開兩側的701開關和101開關。

此時，主變保護的聯跳回路需要考慮小電源線存在的影響，應保證當所帶10 kV母線出現故障時，聯跳回路能將本側小電源線及時退出，且保證對側主變保護不誤退出本側小電源，以避免小電源受到損害。

正常運行時，主變保護跳分段開關出口壓板的投退，需要綜合定值單規定和實際運行情況來考慮。定值單常常會規定該壓板為投入，若未規定投入，則根據實際運行情況考慮。以圖1中正常運行時1號主變發生故障為例，當故障點不在10 kV側，此時如果1號主變保護動作跳開101開關，且未閉鎖10 kV備自投，則此時10 kV備自投動作將會合上10 kV分段170開關，10 kV I段母線由2號主變經10 kV分段170開關兼供，即10 kV端均正常供電未受影響。

此時，當進一步發生故障時，若2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關壓板未投入，則保護動作將可能跳開102開關，使停電范圍為10 kV I段母線和10 kV II段母線;相對地，10 kV I段母線及其設備的故障時，若2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關壓板在投位，則此時低后備保護動作跳開10 kV分段170開關，并閉鎖其對應10 kV備自投，102開關仍在合位，相比該壓板未投入時，停電范圍縮小到了10 kV I段母線。因此，正常運行時，考慮可能的故障，投入主變低后備保護跳分段開關壓板更有利于電網的可靠運行。

綜上所述，考慮到運行的可靠性，單母線分段接線正常運行時，兩臺主變需要投退的相關聯跳回路壓板分別為：投入1號主變聯跳本側小電源10 kV 141開關出口壓板，退出1號主變聯跳小電源10 kV 151開關出口壓板;投入2號主變聯跳本側小電源10 kV 151開關出口壓板，退出2號主變聯跳小電源10 kV 141開關出口壓板。同時，應投入1號主變低后備保護跳10 kV分段170開關和2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關出口壓板。

2.2 內橋接線

圖2為典型的110 kV內橋接線方式。正常運行時，由于110 kV分段770開關和10 kV分段170開關均在熱備用，其供電方式與單母線分段時的基本相同，而單母線分段僅僅多了主變高壓側開關及對應刀閘，即內橋接線供電方式為：110 kV 765線供1號主變，經101開關供10 kV I段母線;110 kV 766線供2號主變，經102開關供10 kV II段母線。

但此時由于主變有兩個高壓側開關，無論是差動保護、后備保護還是非電量保護等主變保護，需要跳開的各側開關相比于單母線分段接線時更多。以1號主變為例，需根據保護條件跳765開關、770開關、101開關。而需要投退的相關聯跳壓板則與單母線分段時類似：投入1號主變聯跳本側小電源10 kV 121開關出口壓板，退出1號主變聯跳小電源131開關出口壓板;投入2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關和聯跳本側小電源10 kV 131開關出口壓板，并退出2號主變聯跳小電源121開關出口壓板。同時，也應投入1號主變低后備保護跳10 kV分段170開關和2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關出口壓板。

2.3 小結

綜上所述，正常運行方式時，單母線分段和內橋接線時所需投退的出口壓板略有不同，均需要特別注意應當僅投入本側小電源線的聯跳回路壓板，而需要退出對側小電源聯跳回路壓板。

3 主變保護校驗時的投退原則

主變保護校驗時，應保證該主變保護不誤跳運行中的設備，且保證因該主變停運而由其他主變供電的設備的相關聯跳功能仍能作用。以圖2中1號主變由正常運行狀態進入保護校驗為例，此時10 kV I段母線及出線由2號主變經10 kV分段170開關兼供。由于1號主變各側開關已經拉開，而保護校驗過程中，其保護功能仍可能導致相關運行開關動作，因此首先應考慮退出1號主變保護聯跳相關運行開關的出口壓板，并投入2號主變聯跳這些相關運行開關的出口壓板。由于內橋接線與單母線分段接線在主變保護校驗時所斷開開關不同，因此需要分別進行分析，首先分析內橋接線。

3.1 內橋接線

圖2中，當1號主變停電并有保護校驗時，10 kV I段母線及出線由2號主變通過10 kV 170開關兼供。此時，110 kV 765開關、110 kV分段770開關、10 kV 101開關均已斷開，需退出1號主變保護跳765開關、770開關的相關壓板，并退出低后備保護跳10 kV分段170開關出口壓板，并確認2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關出口壓板在投位。同時，1號主變聯跳10 kV 121及10 kV 131小電源開關的回路壓板也均需要退出，還應采取安全措施，以防止誤投入上述壓板，確保主變保護校驗工作時不誤跳運行開關。

此外，由于此時10 kV 121小電源線由2號主變供電，還應投入2號主變保護聯跳10 kV 121小電源開關，并確認2號主變保護聯跳10 kV 131小電源開關在投位，以確保當10kV母線及其設備發生故障時，2號主變保護能迅速將小電源回路切除，防止小電源系統瓦解。

3.2 單母線分段接線

相比內橋接線，單母線分段接線方式下，1號主變保護校驗時的壓板投退要相對簡單。此時需退出1號主變低后備保護跳10 kV分段170開關壓板，并確認2號主變低后備保護跳10 kV分段170開關出口壓板在投位。

在小電源聯跳壓板方面，應該退出1號主變聯跳本側小電源10 kV 121、對側小電源10 kV 131開關出口壓板，且同樣設有相應的防止誤投相關聯跳壓板的措施，保證工作時不誤跳運行開關。也應投入2號主變保護聯跳對側小電源10 kV 121開關出口壓板，并確認2號主變保護聯跳10 kV 131小電源開關在投位確保故障時及時切除小電源線。

3.3 誤投退小電源線聯跳壓板分析

根據上述分析，主變保護校驗時，無論何種接線方式，均需要退出該主變保護跳運行開關的出口壓板，并投入兼供這些運行開關的主變跳運行開關的出口壓板。內橋接線則需要注意主變高壓側兩個開關的相關保護壓板投退。應特別注意投退相關聯跳小電源回路的出口壓板，并保證該主變低后備保護跳相關10 kV分段開關壓板在退位，其他運行中主變的低后備保護聯跳相關10 kV分段開關壓板在投位。如果沒有正確投退這些聯跳壓板，會對電網運行造成一定的危害。

當1號主變保護校驗時，若未退出1號主變聯跳10 kV 121開關出口壓板，則原本由2號主變通過10 kV分段170開關兼供的10 kV 121開關，有在主變保護校驗時被誤跳開的風險。

當1號主變保護校驗時，若未投入2號主變聯跳10 kV 121開關出口壓板，則當10 kV I段母線故障時，10 kV 121開關無法被正確地聯跳退出，這將導致10 kV 121線所帶電廠受到故障危害，極大地威脅電廠設備安全。

因此，上述兩種誤投退壓板的操作均會給電網可靠運行帶來威脅，需要運行人員確保其正確投退。

4 結論

正常運行時，聯跳小電源線開關的功能由各自主變保護實現，相關運行開關聯跳壓板應正常投入。一旦進行主變保護校驗，則應退出該主變低后備保護跳相關分段開關出口壓板和小電源聯跳回路出口壓板，投入兼供該運行開關的主變聯跳該小電源開關的出口壓板，并保證兼供該運行開關的主變的相關分段開關出口壓板在投位。根據小電源聯跳壓板誤投退分析，當主變保護校驗時小電源線聯跳壓板發生誤投退時，將造成小電源線開關被跳開或發生故障時無法及時正確斷開小電源線開關的風險。

以設有兩臺主變的110 kV變電站為例，基于主變保護校驗的工作場景，對在正常運行和主變保護校驗時兩種主接線方式下的相關聯跳壓板的投退原則進行了分析比較，闡明了主變保護校驗時，相關壓板投退操作原則及其必要性，以保證此時電網運行的可靠性和安全性。