采用进线TV替代母线TV对保护装置的影响

邓旭，李定钢，徐泽禹，朱远

(1.国网湖南省电力公司长沙供电分公司，湖南长沙410015；2.华东电网有限公司，上海200120；3.国网湖南省电力公司防灾减灾中心，湖南长沙410129)

采用进线TV替代母线TV对保护装置的影响

Affect of line potential transformer instead of bus-bar potential transformer to relay protection device

邓旭1，李定钢1，徐泽禹2，朱远3

(1.国网湖南省电力公司长沙供电分公司，湖南长沙410015；2.华东电网有限公司，上海200120；3.国网湖南省电力公司防灾减灾中心，湖南长沙410129)

本文介绍了110 kV变电站进线TV代替母线TV接线方式下母线电压的采集原理，分析了该接线方式对变电站相关继电保护装置以及投运过程中影响，并以湖南长沙地区新投运的110 kV德政园变电站为例，分析了该方式下对变电站110 kV备自投装置、主变和线路保护装置以及投运过程中的影响。

110 kV；进线TV；备自投；继电保护

在国内110 kV变电站中，在母线处通常装有母线TV，主要用于测量主变高压侧的母线电压，为测量及保护装置提供相关信号〔1－4〕。但对于部分变电站，由于受场地面积限制及为了控制投资，仅在进线处安装了TV装置，而无母线TV，这样可以减少TV装置、隔离开关等装置的数量，从而节省投资〔5－6〕。对于这些变电站来说，通常由进线TV采集进线电压信息，然后通过电压切换装置转换成母线电压，进而显示母线电压信息，并为相关继电保护装置提供相关测控信息。

对于采用进线TV代替母线TV的110 kV变电站，由于母线电压由进线TV通过转换装置切换取得，与常规TV布置方式下的变电站存在较大差异，对变电站的继电保护及安全自动装置会有较大影响。目前国内外暂无相关文献对该方面的影响进行系统分析。对采用进线TV对变电站继电保护装置的影响进行系统总结分析，将有助于指导现场运行人员的运行操作，从而保证电网的安全可靠运行。

为此，以湖南长沙电网的110 kV德政园变电站为例，对采用进线TV代替母线TV对站内继电保护装置的影响进行了系统分析，首先介绍了进线TV代替母线TV的工作原理，然后在此基础上结合德政园变的实际接线方式，对采用进线TV对备自投装置及110 kV线路、主变的相关保护的影响进行了讨论分析，最后分析了在变电站投运过程中应注意的特殊问题。相关分析结论可为相关变电站的运行人员提供有益参考。

1 进线TV代替母线TV的工作原理

在110 kV变电站中，TV装置主要有两大类，分别为进线TV和母线TV。其中，进线TV一般是为配合保护和自动装置而设置的，用于线路的检同期、检无压等，在通常情况下，单相TV即可实现相关功能要求；而母线TV主要是为配合保护和自动装置以及计量而设置的，用于母线的检同期、检无压、三相电压采集(保护、计量用)等，需要三相分别安装才能实现相关功能要求〔7－10〕。

对于部分110 kV变电站，由于受场地限制，同时为了节省投资，仅在2条110 kV进线安装了三相TV，而无110 kV母线TV，这样全站仅需安装6台110 kV TV，相对常规变电站节省了2台TV。对于只采用进线TV的变电站，原有母线TV的相关功能由进线TV实现，进线TV采集到的三相电压信息通过转换装置后切换为母线电压信息。文中主要对采用内桥接线的变电站进行分析，以湖南长沙地区2015年新投运的德政园变电站为例，对其电压切换工作原理进行详细介绍，接线图如图1所示。

如图1所示，110 kV 2条母线电压均取自2条进线TV，通过电压切换所得。其切换逻辑如下:

①110 kVⅠ母电压:当进线黎徳线断路器及两侧隔离开关均为合位，并且进线TV刀闸也为合位时，即图1中的502断路器、5021，5023和5×14隔离开关全部为合闸状态时，进线TV所采集的电压即为110 kVⅠ母电压；当502断路器、5021、5023和5×14隔离开关中的任一设备为分位时，110 kVⅠ母电压显示为0。

图1 德政园变电站主接线示意图

②110 kVⅡ母电压:当进线树体火徳线断路器及两侧隔离开关均为合位，并且进线TV刀闸也为合位时，即图1中的504断路器、5042，5043和5 ×24隔离开关全部为合闸状态时，进线TV所采集的电压即为110 kVⅡ母电压；当504断路器、5042，5043和5×24隔离开关中的任一设备为分位时，110 kVⅡ母电压显示为0。

③母线电压并列:当110 kVⅡ母电压为0，即图1中504断路器、5042，5043和5×24隔离开关中的任一设备为分位时，此时若检测到分段断路器500及两侧刀闸均为合位，则进行母线电压并列，即此时110 kVⅡ母电压输出值为Ⅰ母的实际电压，从而防止母线实际电压与输出电压不一致。

2 对备自投装置的影响分析

结合进线TV代替母线TV的工作原理，以德政园变电站为例，对采用该种接线方式下的备自投动作进行分析。

2.1 对分段备自投的影响

如图1所示，德政园1，2号主变分别通过黎徳线和黎火体树线供电，即110 kV 502，504断路器在合位，分段断路器500在分位。根据电压采集逻辑，正常运行时，110 kVⅠ，Ⅱ母均有电压。当由于黎徳线故障等原因导致110 kVⅠ母失压时，此时备自投的动作逻辑为延时跳开502断路器，检测Ⅱ母有压延时合上500断路器，从而保证正常运行。可见，当因黎徳线故障导致母线失压时，分段备自投能正确动作。因此，采用进线TV的接线方式对分段备自投基本无影响。

2.2 对进线备自投的影响

对于进线备自投，德政园的运行方式为1，2号主变通过单电源送电，以黎徳线送电进行分析，即110 kV 502断路器在合位，504断路器在分位，分段断路器500在合位。根据电压切换逻辑，此时需要将母线电压并列装置投入，即110 kVⅡ母电压输出值为Ⅰ母的实际电压。正常运行时，110 kVⅠ，Ⅱ母均有电压。当黎徳线由于故障等原因导致110 kVⅠ母失压时，此时备自投将正确动作，延时跳开502断路器，检测进线树体火德有压延时合上504断路器，保证系统正常运行。可见，采用进线TV的主接线对进线备自投的主要影响是，当110 kV的运行方式采用线路备自投时，必须将母线电压并列装置转换把手切至“投入”位置，否则接入热备用断路器的母线电压回路将失去电压。

2.3 TV退出时对备自投的影响

需要注意的是，当TV退出时，如TV刀闸由于操作等原因拉开时(5×14分位)，但110 kVⅠ母由黎徳线正常送电，此时根据电压切换逻辑，110 kVⅠ母电压为0，因此分段备自投可能误动作。故为了防止这种情况的发生，当进线TV检修或5×14隔离开关为分位时需要闭锁或退出分段/进线备自投，这与常规的母线TV接线方式并无差异。

综上可知，采用进线TV的接线方式时，在采用前述的切换逻辑后，该种接线方式对备自投的动作基本没有影响。但需要注意的是，当变电站运行方式切换时，需要及时投入母线电压并列装置，如变电站2台主变分别通过2条进线供电时，分段断路器为分位，此时母线并列装置退出运行，即正常运行时母线电压并列装置的把手切至“停用”位置；而当变电站通过一条进线供电时，即500在合位，504(502)及两侧刀闸在分位时，需要将母线并列装置及时投入，并且必须在将500，5001，5002合上后，才能将母线电压并列装置的把手切换至“投入”位置。

3 对保护装置的影响分析

3.1 对主变保护的影响

采用进线TV时，当TV退出运行时，需退出相应主变的高后备保护等与电压相关保护。由于110 kV变电站的主变高后备保护通常取自110 kV母线电压，因此当TV退出时，需要退出相应保护。但是需要注意的是，对于德政园变电站，110 kV复闭过流保护复合电压取自10 kV母线电压和110 kV母线电压，只要任一侧电压存在，高压侧复压闭锁功能具备，只有当两侧电压同时退出时，才会转成纯过流保护。因此，对于德政园变电站，进线TV的投退对于110 kV复闭过流保护无影响，其他变电站需要根据具体情况具体分析。

3.2 对线路保护的影响

采用进线TV时，当TV断线时，需要退出相应的线路距离保护等元件，这与通常采用的母线TV接线并无差别。

特殊的是，对于线路的重合闸，如检同期或检无压重合时，装置必须接入线路抽取电压Ux，因此对于采用母线TV接线的变电站，通常在进线的一相上安装1台TV。而对于德政园变电站，则用于重合闸装置的电压可直接取自进线TV的某一相，无需另外再装设TV装置。

3.3 对低周减载装置的影响

德政园变电站低周减载装置的电压取自110 kVⅠ，Ⅱ的母线电压，因此当TV退出运行时，需退出相应的低周减载装置。

4 变电站投运时应注意的特殊问题

当采用进线TV替代母线TV的接线方式时，在变电站投运时会产生一些特殊问题。以德政园变电站为例，对投运期间的一些关键问题进行分析。

4.1 对TV核相试验的影响

当采用母线TV时，可先用110 kV黎德线对110 kVⅠ，Ⅱ母进行冲击，冲击完后即可对Ⅰ，Ⅱ母的母线TV进行同电源核相；同电源核相正确后将500断路器转冷备用，用树体火德线对110 kVⅡ母送电，然后对Ⅰ，Ⅱ母的母线TV进行异电源核相。

而采用进线TV时，则首先需要用110 kV黎德线对110 kVⅠ，Ⅱ母进行冲击，然后用504断路器对树体火德线冲击，此时才能对两条进线的TV进行同电源核相；同电源核相正确后，再将504断路器转冷备用，用树木岭变对树体火德线进行送电，然后对Ⅰ，Ⅱ母的母线TV进行异电源核相。

对比2种TV核相方案可知，采用进线TV的主接线方式时，在投运过程中的TV核相步骤更加繁琐，在实际操作中也更容易引起误操作，因此需要在投运方式安排及投运过程中特别引起注意。

4.2 对备自投试验的影响

采用进线TV对备自投试验的影响主要是由于进线备自投试验和分段备自投试验所采用的接线方式不同。

当对变电站的进线备自投进行试验时，如图2所示，500，502在合位，504在分位，拉合德政园变黎徳线进行试验，此时应将母线电压并列装置投入，即110 kVⅡ母显示的电压实际为110 kVⅠ母的电压。

而当对变电站的分段备自投进行试验时，如图3所示，502，504在合位，500在分位，拉合德政园变黎徳线进行试验，此时应将母线电压并列装置退出，即110 kVⅠ，Ⅱ所显示的电压分别为进线TV所采集的电压。

图2 德政园变110 kV进线备自投试验示意图

图3 德政园变110 kV分段备自投试验示意图

综上可知，在进行备自投试验时，需要及时投入或退出110 kV母线电压并列装置。

5 结论

基于110 kV变电站采用进线TV代替母线TV的接线方式，介绍了该接线方式下，110 kVⅠ，Ⅱ母母线电压输出量与进线TV采集量之间的转换关系，以及Ⅰ，Ⅱ母间母线电压的并列逻辑，在此基础上详细分析了该接线方式对变电站继电保护及投运过程中的一些影响。

1)该接线方式对110 kV分段备自投基本无影响。对进线备自投的主要影响是，当110 kV的运行方式采用线路备自投时，必须将母线电压并列装置转换把手切至“投入”位置，否则接入热备用断路器的母线电压回路将失去电压；当进线TV检修或退出运行时，需闭锁或退出分段/进线备自投。

2)该接线方式下对线路保护的主要影响是用于重合闸装置的电压可直接取自进线TV的某一相，无需另外再装设TV装置，从而与常规的接线方式相比节省了投资。

3)在采用进线TV的主接线方式下，变电站投运过程中的TV核相步骤更加繁琐，需要在投运方式安排及投运过程中特别引起注意。

4)在投运过程中的备自投试验时，在分段备自投和进线备投试验的转换过程中，需及时投入或退出110 kV母线电压并列装置。

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TM645.11

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1008-0198(2016)01-0075-04

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.01.022

2015-07-23 改回日期:2015-08-06