“主变失灵联跳回路”的讨论及改进方案

王晓光等

摘要：本地区220kV变电站“主变失灵联跳回路”的设计简单，并且存在无法实现保护的双重化、闭锁条件不足等问题。本文通过分析该设计的缺陷和不足，根据双重化配置的原则，结合国家电网公司“六统一”的设计理念，提出本地区“主变失灵联跳回路”改进方案，实现失灵启动模块和变压器电量保护的双重化配置，完善电流判据、复合电压闭锁判据等方面的问题。

关键词：失灵联跳；双重化配置；非电量保护；“六统一”

前言

国家电网公司发布的《十八项反措》要求：220kV电压等级线路、变压器……等设备微机保护应按双重化配置[1]。而主变的失灵保护又在变压器保护中尤为重要，为此，为保证本地220kV变电站的供电可靠性，我们认真贯彻反措要求，仔细分析和研究了本地区六个220kV变电站主变开关失灵启动回路和失灵联跳回路的双重化配置实现情况。

我们发现本地区的主变失灵联跳回路绝大部分采用主变开关失灵保护出口启动非电量保护直跳继电器的方式实现，然而非电量保护普遍采用了单套配置的方式，这样，实际采用双套配置的“主变失灵联跳回路”并没有实现双套配置[2]，当非电量保护因故或短时退出运行，变压器高压侧断路器将同时失去两套失灵联跳回路。

很明显这种设计是存在缺陷的，为此，我们认真分析和研究这一问题，严格按照反措要求，并结合国网公司“六统一”设计，研究了本地区“主变失灵联跳回路”的改进方案。

1.采用“启动非电量直跳继电器方式联跳主变三侧”的方式实现主变高压侧开关失灵保护的理念。

在廊坊地区，早期220kV变电站的主变高压侧开关是没有失灵保护的，这主要是由于主变电量保护动作较线路、断路器等保护存在启动后返回较慢的特点，失灵保护存在误动的风险。由于失灵保护动作后，对整个变电站影响很大，而本地区早期220kV主干网比较单一，采用开环供电方式，如果一个220kV变电站失去电源，则会造成很大区域失去供电能力，所以，基于上述考虑，廊坊地区早期的主变高压侧开关没有采用失灵保护。

近些年，随着本地区电网的不断发展，电源点的不断增多，220kV变电站逐步采用并列运行方式且站内满足“N-1”的供电方式，因此，我们对主变高压侧的保护设计和加入了失灵保护。由于实际条件的限制，设计上通常采用主变高压侧开关失灵后启动非电量保护的方式来实现高压侧开关失灵隔离主变的功能，这种设计基本上可以满足主变高压侧开关失灵的动作逻辑，但存在以下两个问题。

1.1非电量单套配置问题

由于主变非电量保护通常使用单套配置原则，同时主变高压侧开关失灵保护动作启动非电量采用直跳继电器模式，显然，上述动作逻辑并没有真正意义上实现保护的双重化配置原则。当非电量保护因直流接地等异常行为需短时退出运行时，变压器将会同时失去两套高压侧开关的失灵保护。如果此时出现了高压侧故障，且高压侧开关失灵，那么将有可能造成该系统经110kV并列运行网络或变压器向故障点供出故障电流的情况，更甚的有变压器其他侧电源点经变压器向故障点反供故障电流，这些情况下都不利于故障的快速切除，甚至会加速故障点的损坏[3]。

1.2非电量继电器的延时问题

在母差保护装置失灵模块定值中规定了主变高压侧开关失灵保护的延时，要求毫秒级的精确，而《十八项反措》明确规定“变压器非电量保护装置继电器不要求灵敏动作”[1]，也就是说，失灵保护在直跳继电器层次上无法满足快速性要求，这也为故障切除造成了隐患。

2.“六统一”设计理念下的“主变失灵联跳回路”的改进方案

目前，在本地区，除新投运的XXX变电站按照国家电网公司“六统一”采用变压器电量保护中的失灵保护模块实现失灵联跳主变三侧开关外，所有“主变失灵联跳回路” 失灵保护出口启动非电量保护均采用直跳继电器的方式来实现[4]。

我们通过对现在“主变失灵联跳回路”不足的分析和研究，结合国家电网公司“六统一”的设计理念，对“主变失灵联跳回路”采用了母差动作或主变动作节点作为失灵启动节点，采用变压器电量保护中的电流作为故障电流判据，变压器电量保护中的电压判据作为复合电压闭锁判据

根据上述两个原理图，我们能够看出采用“六统一”设计，不但符合了技术规范及实际应用要求，也实现了主变高压侧开关失灵保护的双重化配置，同时，在一套电量保护装置中，将动作节点、电流、电压判据在进入故障计算后同时进行处理，保证了设备处理的同步性和准确性，出口采用电量保护跳闸出口，解决了跳闸延时不准确问题，该设计还用跳闸矩阵或出口控制字实现保护跳开关的设计，保证了失灵保护在不适用地区使用时，“软件退出”的可靠性。

3.对本地区“主变失灵联跳回路”改进措施的建议

根据上述分析，在本地区，应尽快开展“主变失灵联跳回路”的改进工作。首先，明确“六统一”的设计思路，严格遵循“六统一”的设计来完善回路。具体实施方案可有以下几种：

结合技改工作开展。在技改工作前期，一定将“主变失灵联跳回路”作为设计联络议题，保证在技改后设备符合“六统一”标准设计。

对于经常出现非电量部分直流接地且该厂站短时无技改工程的情况，应在负荷较轻时采用轮退保护或例行维护工作开展期间，采用升级软件、更换硬件的方法尽快完善该回路。

在其他基建站，无论是常规变电站或是智能变电站，“主变失灵联跳回路”应作为重点考察项目，要严格检查设计是否滿足要求，保证设备设计满足“六统一”的设计标准。

4.结论

某一地区的回路设计存在相应的区域特色，我们应根据电网的不断发展，将原先的“保守设计”升级，充分满足电网运行可靠性的要求，提高设计思路，完善设计方案，新的改进对于系统稳定运行有着极其重要的意义。

参考文献：

[1]国家电网公司十八项电网重大反事故措施[M].国家电 网公司，2012.

[2]国家电网公司继电保护培训教材[M].中国电力出版社，2012

[3l李光琦.电力系统暂态分析[M].中国电力出版社，2007

[4l张保全，尹项根.电力系统继电保护[M].中国电力出版社，2005.

作者简介：

王晓光（1983-），男，汉，河北省廊坊市，工程师，主要从事继电保护调试及检修工作。

杨博（1986-），女，汉，河北省廊坊市，工程师，主要从事继电保护调试及检修工作。

刘海涛（1982-），男，汉，河北省廊坊市，工程师，主要从事继电保护调试及检修工作。

程金强（1985-），男，汉，河北省廊坊市，工程师，主要从事继电保护调试及检修工作。