500 kV后备保护分段开关二次回路改进的探讨

罗甘宁

摘 要：探讨了500 kV后备保护分段开关的二次回路改进，简要介绍了其现状，并对现场改进和保护装置的改进提出了一系列的建议，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：变电站；二次回路；后备保护；回路改进

中图分类号：TM564 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.088

500 kV变电站的母线单元容易发生故障，影响变电站的正常运行，这是我们必须要重视的。而采用分段开关则可以避免单一母线故障所带来的影响，在任意一段母线发生故障时，仍能保障变电站的正常运行。基于此，本文就500 kV后备保护分段开关的二次回路改进进行了探讨。

1 现状介绍

根据整定规程，变压器后备保护动作切除的原则为尽量缩小被切除的范围，一般为先断开分段、母联断路器，再断开本侧（对侧）断路器，最后断开其他各侧断路器。现阶段，主变保护动作通过出口压板直接将跳闸二次回路接至分段开关操作箱的TJF继电器，出口压板的投退由运行值班人员根据主变运行方式进行操作。如果#1主变的刀闸1合上接在I母，则将联跳分段1开关的出口压板投入，将联跳分段2开关的出口压板退出；如果主变的刀闸2合上接在Ⅱ母，则将联跳分段2开关的出口压板投入，将联跳分段1开关的出口压板退出。

该二次回路接线方式要求运行值班人员熟悉主变保护相关跳闸回路，时刻掌握主变保护220 kV侧的运行方式，及时按照运行方式的变化投退相关出口压板。如果运行值班人员因为疏忽而错误投退压板，则会使主变保护动作时分段开关拒动或者误动。同时，在倒闸操作过程中的特殊运行方式下，也容易使保护范围存在真空。以#1主变为例，如果#1主变刀闸1合上，但刀闸2合上后联跳分段2开关出口压板还未投入，此时#1主变保护跳闸将无法联跳分段2开关，导致事故范围扩大。

2 现场改进建议

由于主变在220 kV母线上的运行方式是由220 kV侧刀闸1，2所决定的，因此可以考虑通过刀闸的辅助接点自动选择跳闸出口回路。通过对现场实际情况的分析，笔者设计了两个改进方案。

2.1 利用刀闸辅助接点与主变保护的配合

直接将刀闸1的常开辅助接点串入主变保护联跳分段1的二次回路，将刀闸2的常开辅助接点串入#1主变保护联跳分段2的二次回路，如图1所示。当主变运行在I母时，由于刀闸1常开辅助接点闭合开放跳闸回路，而刀闸2常开辅助接点闭锁断开跳闸回路，所以主变保护能正确出口跳闸分段1；运行在Ⅱ母时情况相似。

该方案降低了运行值班人员人为误操作事件的概率，保护范围无死区。但是该方案还是存在一些安全隐患：①无法时刻监视刀闸的辅助接点运行情况，在操作刀闸1，2时无法判断该辅助接点的位置，只有在主变保护联跳分段开关动作时，才能根据动作情况来判断是否存在问题，但这时可能已经造成误动或拒动事故；②在主变间隔停电保护检验时，分段开关处于运行状态，而主变220 kV侧刀闸1，2不能实际分合闸，因此不能测量使用的刀闸常开辅助接点分合是否正常、触点是否良好，也就无法验证整个跳闸出口回路的完好性、正确性。

2.2 电压切换箱与主变保护的配合

通过主变220 kV侧电压切换箱的切换继电器实现联跳出口的自动选择。对于电压切换箱，隔离开关辅助触点采用单位置输入方式，切换继电器动作和电压互感器TV失压时应发信号。现场往往已经分别引入刀闸1，2的常开和常闭辅助接点，用于实现220 kV双母电压的切换。因此，可以利用切换箱内切换自保持继电器的备用常开接点串入跳闸回路，同时还可以利用切换现有的报警信号实现对主变联跳分段二次回路的监视，如图2、图3所示。

该方案充分利用现有的二次设备，二次回路的变动比较简单。同时，电压切换箱的切换继电器触点可靠性较高，可以监视刀闸辅助接点的实际位置，便于运行值班人员及时发现异常情况。但考虑到双重化配置的两套保护装置之间不应有电气联系，与其他保护、设备（例如通道、失灵保护等）配合的回路应遵循“相互独立，相互对应”的原则，防止因交叉停用导致保护功能的缺失。因此，该方案要求主变保护屏必须配置有两台电压切换箱。

3 保护装置的改进建议

两个方案都在主变保护联跳分段开关二次回路增加了辅助接点，使跳闸二次回路复杂化。为了尽可能地优化跳闸出口二次回路，减少中间转接环节，提高保护跳闸的可靠性，建议对部分主变保护装置进行改进。按照南方电网整定规程，220 kV侧阻抗保护Ⅰ段正方向指向变压器，220 kV侧阻抗保护Ⅱ段正方向指向220 kV母线时，第一时限跳220 kV侧母联或分段开关，第二时限跳变压器各侧开关，因此在主变保护装置新增Ⅰ母、Ⅱ母刀闸的位置开入接点，主变保护的联跳分段出口跳闸逻辑增加刀闸位置判据。将Ⅰ母、Ⅱ母刀闸的常开辅助接点分别引至主变保护的开入端子后，主变保护根据Ⅰ母、Ⅱ母刀闸的位置开入自主选择出口联跳分段开关。同时，运行值班人员可以通过保护装置的开入变位功能结合现场实际判断刀闸的开入是否正常。该方案需要保护厂家更新主变装置的硬件，同时修改保护逻辑程序，由于现场更换保护装置的经济成本较高，因此比较适用于保护改造、新投运的场合。

4 结束语

综上所述，500 kV变电站作为我国电力系统建设的重要组成部分，确保其正常运行有着关键作用。对于其母线分段发生的故障，我们应该及时采取措施做好应对。本文对后备保护分段开关二次回路改进作了系统探讨，旨在能为类似方面的改进提供参考范例。

参考文献

[1]卢迪勇，王志红.母线保护快速联跳主变三侧开关的分析与实施[J].电工技术，2013（10）.

[2]裘愉涛，杜浩良.传统500 kV继电保护智能化改造方案[J].电力自动化设备，2011（11）.

〔编辑：王霞〕