500kV主变压器高压侧断路器失灵启动主变保护跳闸回路设计分析

2017-08-10

中国设备工程 2017年15期

（国网河南省电力公司检修公司，河南郑州 450007）

侯可，柳鑫，张文博，刘霄扬

（国网河南省电力公司检修公司，河南郑州 450007）

500kV主变高压侧断路器失灵启动主变保护跳闸回路对于整个电网安全、稳定运行十分重要。当主变高压侧断路器失灵动作时，断路器无法跳开，必须要发给主变保护启失灵开入，然后通过非电量保护跳开主变高、中、低三侧断路器，从而防止事故范围扩大。然而，目前大部分500kV变电站由于主变保护厂家不同、型号不同以及设计单位不同，主变高压侧断路器失灵启动主变保护跳闸回路参差不齐，很容易导致主变保护拒动或误动，给整个电网运行带来巨大隐患。本文从理论和现场实际出发，分析几种跳闸回路的优缺点，从而寻找出一种既不会造成主变保护拒动又不会误动的主变高压侧断路器失灵启动主变保护跳闸回路。

断路器失灵；主变跳闸；回路设计

现代化的工业企业广泛采用电力作为能源，而发电厂发出的电力往往需经远距离传输才能到达用电地区。在传输的功率恒定时，传输电压越高，则所需的电流越小。因为电压降正比于电流。线损正比于电流的平方，所以用较高的输电电压可以获得较低的线路压降和线路损耗，要制造电压很高的发电机，目前技术很困难，所以要用专门的设备将发电机端的电压升高以后再输送出去，这种专门的设备就是变压器。另一方面，在受电端又必须用降压变压器将高压降低到配电系统的电压，故要经过一系列配电变压器将高压降低到合适的值以供使用。由以上可知，变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。在电力系统中，变压器的地位十分重要，不仅所需数量多，而且性能好，运行安全可靠。如果主变出现故障无法快速切除，事故范围扩大，将对整个电网负荷造成难以挽回的损失。

1 高压侧断路器单失灵接点启动主变保护跳闸回路

按照国家电网公司早期“四统一”的要求，500kV主变高压侧断路器失灵启动主变保护都是单接点配置。如图1所示，500kV边断路器5011和500kV中断路器5012失灵启动主变保护的回路都是单接点，必须两个断路器同时启失灵动作（即5011的SLQA1和5012的SLQA1接点同时导通），主变保护的中间继电器ZJ1和ZJ2才会一起动作，继而中间继电器的接点ZJ1-1和ZJ2-1都导通，通过一个与门去非电量保护装置，靠非电量保护200ms延时跳闸功能跳主变三侧断路器。

图1 高压侧断路器单失灵接点启动主变保护跳闸回路

这种跳闸回路，必须两个断路器同时失灵动作，才可以启动主变保护通过非电量保护去跳主变三侧，条件比较苛刻，现场实际状况很难发生。如果相邻线路检修，中断路器5012停运，此时边断路器5011发生失灵故障，而中断路器5012因停运失灵保护没有动作，ZJ1和ZJ2无法同时导通，主变就无法启失灵跳开三侧断路器，相当于保护拒动，造成事故范围扩大。因此，这种设计回路是有缺陷的。

2 高压侧断路器单失灵接点并联启动主变保护跳闸回路

如果可以提供一种思路，能够改进设计回路，例如把两个主变高压侧断路器单失灵接点并联后再启动主变保护。这样只要有一个断路器失灵保护动作，就可以实现主变去跳三侧断路器。如图2所示，边断路器5011和中断路器5012失灵启动主变保护的回路依然是单接点，但是两个启失灵接点后短接并联在了一起，两个断路器只要有一个断路器失灵动作了，主变保护的中间继电器ZJ1和ZJ2就会同时动作，继而中间继电器的接点ZJ1-1和ZJ2-1都导通，通过一个与门去非电量保护装置，可以实现主变启失灵跳三侧断路器。这种跳闸回路，只要有一个断路器失灵动作，就可以给主变保护发启失灵开入，然后直接通过非电量出口跳三侧断路器。这样避免了有一个断路器失灵没有动作时，主变保护无法跳三侧。但是由于断路器启动失灵回路是单接点，没有双重化配置，无法防止断路器的启失灵继电器发生抖动时，启失灵接点会导通，造成保护误动。

图2 高压侧断路器单失灵接点并联启动主变保护跳闸回路

图3 高压侧断路器双失灵接点启动主变保护跳闸回路

3 高压侧断路器双失灵接点启动主变保护跳闸回路

参考500kV断路器失灵联跳母线的双接点启失灵开入，如果把高压侧断路器失灵启动主变保护的单接点改成双接点，可以使回路更加可靠，防止了继电器抖动导致主变保护误动跳三侧断路器。

如图3所示，边断路器5011和中断路器5012失灵启动回路都是双接点。同样两个断路器只要有一个断路器失灵动作，失灵启动的双接点（如5011的SLQA1和5011的SLQA2）同时导通，主变保护的中间继电器ZJ1和ZJ2就会同时动作，继而中间继电器的接点ZJ1-1和ZJ2-1同时导通，主变保护动作跳主变三侧断路器。这种跳闸回路，既避免了有一个断路器失灵保护没有动作时，主变保护无法跳三侧；又防止了继电器抖动，同一断路器启失灵的双接点必须同时导通时，主变保护才会收到启失灵开入，正确动作跳主变三侧断路器。这种设计符合国网的运行规定，能够正确满足主变切除三侧断路器的要求。