对主变各侧开关连续跳闸问题的改进建议

谢长青

（云南电网公司临沧供电局，云南 临沧 677000）

1 主变断路器失灵跳闸解析

当母线发生故障 (除一个半断路器接线外)，母差保护动作后，对于不带分支且有纵联保护的线路，应利用线路纵联保护促使对侧跳闸(闭锁式纵联保护采用母差保护动作停信；允许式纵联保护采用母差保护动作发信；光纤纵差保护采用母差保护动作直跳对侧或强制本侧电流置零)。对于该母线上的变压器，除利用母差保护动作接点跳本侧断路器外，还应将另一副母差保护动作接点接入失灵保护，实现主变断路器失灵跳各侧。其中，副母差保护动作节点接入失灵保护为反措，对反措有以下理解。

1.1 增加该条反措的原因

220kV母线故障，主变220kV开关失灵联跳主变各侧开关的做法，在500kV变电站的保护设计中已广泛使用，但是220kV变电站的保护设计中没有明确要求实行。对于500kV变电站，若不采取此做法，当220kV母线故障而500kV主变220kV侧开关失灵时，500kV系统将经过500kV主变向220kV母线故障点提供很大的短路电流，若靠主变的后备保护经延时去切除500kV开关和35kV开关，在此延时很可能会造成500kV主变损坏，甚至可能引起系统稳定问题的严重后果。因此必须在220kV母线故障，连接它的500kV主变220kV侧开关失灵时，联跳500kV主变各侧开关的回路。

图1 母线故障时主变开关失灵示意图

对于220kV变电站，当220kV母线故障，且220kV主变开关失灵时 (如图1中1M故障，201开关失灵)，可以依靠主变的后备保护延时切除110kV侧和10kV侧的开关 (如图1中的101和001开关)。

近年来，我国电网的220kV母线故障和220kV开关失灵的事故数量不断上升，110kV系统与220kV系统联系紧密，接入的电源日益增多，短路容量不断增加。如图1所示，当220kV的1M母线故障而201开关失灵时，相邻的多台主变虽然挂于不同的220kV母线，但仍可通过110kV母线向#1主变提供短路电流。如果靠后备保护延时去切除#1主变各侧开关，可能会产生两种不良后果：#1主变延时承受110kV系统倒送的较大短路电流而损坏；或者延时使相邻主变的后备保护达到定值，切除它们的各侧开关，扩大事故。因此，有必要缩短#1主变开关切除时间，避免出现上述两种不良后果。

1.2 回路上实现该逻辑功能的方法

现在的220kV母线保护采用母差保护双重化配置，每套母差保护都包含失灵保护功能。220kV母线故障时主变开关失灵，采用以下方法联切主变各侧开关：母线保护动作判断、失灵电流判据和延时出口的功能将在220kV母差保护内实现，每套母线保护引出一对失灵保护跳闸接点至主变非电量保护，非电量保护只负责收到失灵跳闸信号后联切主变各侧开关。

2 改进建议

上述实现方法虽然二次回路接线简单，但其做法有待商榷。第一，500kV变电站主变高压侧开关、主变中压侧开关的操作箱，有不启动失灵和启动失灵两个不同的跳闸接口。而主变非电量保护，为避免非电量保护返回时间长使失灵保护误动，是接入“不启动失灵”接口的。但对于采用3/2接线的500kV变电站，当220kV母线故障且500kV主变220kV侧开关失灵时，按照要求应及时跳开主变高压侧开关、主变中压侧开关及主变低压侧开关。若此时主变高压侧开关或主变中压侧开关再失灵，上述的做法：“母线保护动作判断、失灵电流判据和延时出口的功能将在220kV母线保护(含失灵保护)内实现，每套220kV母线保护引出一对失灵保护跳闸接点至主变非电量保护，非电量保护只负责收到失灵跳闸开入信号后，联切主变各侧开关”。因主变非电量保护是接入操作箱的“不启动失灵”接口，必须再等待主变高压侧开关的失灵保护动作后才能切除故障。实际上并没有达到反措要求避免延时、快速切除故障的目的。

第二，500kV变电站由于接线复杂，开关设备多，出现两个开关失灵的几率比较大，要满足反措要求，其实可在调整接线上实现。220kV母线保护采用母差保护双套配置，且每套母差保护都包含失灵保护功能。220kV母线故障，主变开关失灵，联切主变各侧开关的逻辑调整为以下方法：母线保护动作判断、失灵电流判据和延时出口的功能由220kV母线保护实现，每套母线保护直接引出变压器间隔的失灵保护跳闸接点至主变保护的跳三侧出口，联切主变各侧开关。接线调整后，上述220kV母线故障又叠加开关失灵的情况可以得到较好解决。

第三，220kV变电站虽然较500kV变电站接线简单，但增加变压器间隔的失灵保护跳闸接点的新做法，仅仅需要每套母线保护增加几对跳闸接点，且不接线至主变非电量保护装置，接线少了一重环节，也就少了一个故障点，将使二次接线更加明确、清晰。