旁路代主变开关运行时主变差动保护电流回路配置方式的研讨

陈晓禹+余海

摘 要： 旁路开关代主变开关时，在现有设备基础上通过对主变差动电流回路配置方式的调整，达到更好使主变差动保护适应主变各运行方式的变化的要求。

关键词： 旁路开关代主变开关；差动CT配置方式

1 引言

主变差动保护是变压器的主要保护手段，基本原理是反应被保护变压器各端流入和流出电流的差，在保护区内故障，差动回路中的电流值大于整定值，差动保护瞬时动作，而在保护区外故障，主变差动保护则不应动作。在中性点直接接地的高压电网中，电力主变压器开关有时因开关机构故障等异常必须退出系统运行，为了保证变压器连续供电，通常采用旁路开关代主变开关运行。如何在现有设备基础上通过对差动CT进行灵活配置，达到更好使主变差动保护适应主变各运行方式的变化。

旁路代主变开关运行时差动保护二次电流切换方式及原理

我站接线图为高中压侧均为双母线带旁路母线的接线方式，低压侧则为双母线各自独立运行， 旁路代主变开关运行只存在于高中压侧

主变差动回路电流互感器配置情况见附图1，图中TA及其位置如下：

（1） 1LH 主变高压恻开关TA

（2） 6LH 7LH 主变高压恻套管TA

（3） 9LH 主变中压恻开关TA

（4） 13LH 14LH主变中压恻套管TA

（5）16LH 17LH主变低压恻开关TA

正常运行时，主变差动回路只取用1LH，9LH，16LH及17LH回路电流，其保护范围包括了各侧开关TA以内，并和母差保护相配合，做到了无死区.但主变压器开关有时因机构故障等异常必须退出系统运行，为了保证变压器连续供电，特别是由于有重要负荷等原因，通常采用旁路开关代主变开关运行。在此用高压侧代路来举列，在用旁路215开关代路前，必须将差动保护二次电流回路由1LH切换至6LH及7LH，否则，将会在用旁路215开关代路后，出现一次侧电流已经过旁路215开关，主变高压侧201开关上并没有电流流过，其1LH二次侧也不会有电流，在主变差动保护回路中必会出现差流，必会引起主变差动保护动作，造成事故.在切换主变差动保护二次电流回路时，要切记先退出主变差动保护，否则将会在切换二次电流回路时，由于产生差流而引起保护误动.

2我站主变差动保护配置及在旁路代主变开关运行时所存在的弊病

我站现两台主变均使用南瑞的RCS-978系列数字式变压器装置， 采用双套主保护、双套后备保护配置，具有较先进的性能.且在现场实际运行中采用如下运行方式：正常时，双套差动保护二次电流均取主变三侧开关TA， 旁路代主变开关运行时双套差动保护相应侧二次电流均切换至主变相应侧套管TA. 其在旁路代主变开关运行时存在的弊病，此装置在旁路代主变开关运行时必须使用专用电流切换端子进行切换，此装置实物如附图2。

这是基于二次电流回路的硬切换装置，在旁路代主变开关运行时，必须如下操作：先停用变压器差动保护出口压板，在使用专用电流切换端子进行切换，由图2可知，此端子为双层压板结构，其1/2/3/4号端子至主变开关TA，5/6/7/8号端子至差动保护回路，9/10/11/12号端子至主变套管TA.如此：必先将1/2/3/4号端子的上层联接片先从5/6/7/8号端子上脱离，再相互短接，检查确已接好后，再将下层联接片也用同样方式从5/6/7/8号端子上脱离，再相互短接，此过程中，要务必小心，因为一旦由于短接不好，造成TA二次电流回路开路，将可能产生危险的过电压，危及人身及设备的安全，这仅仅是将开关TA的二次电流回路退出了差动二次电流回路，下一步，还得将主变套管TA二次电流回路接入差动二次电流回路，同理：即要将9/10/11/12端子先接入差动二次电流回路，再打开它们之间的短接回路，并一起接入差动二次电流回路.这样也是为了防止二次电流回路开路产生危险的过电压.操作过程为：先将9/10/11/12上层联接片相互解开，再接入到5/6/7/8端子，检查联接良好后，再将下层端子照样联接.此操作过程是繁琐的，操作要求是精细的，耗时也较多，任何错误都将造成恶果，特别是电流二次回路开路或是忘记投入相应的二次电流回路，以及投入的相应二次回路接触不良等。

在整个切换电流回路过程中，操作过程及其繁琐，且操作过程要求精细，现在本站主变采用的双套保护装置，则旁代主变时，按规程规定需依次更改两套装置，就耗时更多，本来旁代主变一般原因就是主变开关已经处于不正常工作状态了，这样不利于整个电力系统的安全，经济运行。

3 现有装置的现场改进措施

双套微机保护的现阶段改进措施，对老的单套主变差动保护，基本上无计可施，只能按上述方法切换相应的二次电流回路.不过，在基干电网系统中，这种保护装置配备应该不多见了.现在，主要研究在现阶段我站这种主变配置的双套微机保护装置上如何充分发挥现有资源，达到减低操作强度及风险，提高系统的可靠性的方案。从我站配置的装置出发，可得到两种现场改进方案

（1） 第一种方案：将一套微机差动保护装置接入小差，另一套接入大差.其具体运行方式为： 采用大小差模式作为其差动保護的标准运行方式配置。

第一套大差动保护采用主变各侧开关TA，既由1LH 9LH 16LH及17LH构成一个差动回路，而第二套小差动保护采用主变高、中压侧套管TA，既6LH7LH 13LH14LH及低压侧开关TA 16LH17LH构成一个差动回路。从大小差TA配置可以知道，大差动保护范围在主变各侧开关TA之间，而小差动保护范围在主变套管TA及变低进线开关TA之间，大差动保护范围不仅完全包括小差动保护范围，而且还包括主变高、中压侧套管至相应开关TA的引线部分。因此，在主变本体内故障时，大小差保护会同时动作，有效保障主变的安全运行；在主变变高或变中开关TA至主变套管引线故障时，通过大差保护快速切除故障，这种大小差TA配置方案，能很好地满足主变在正常运行方式下快速保护的要求。endprint

但是，在主变高压侧或主变中压侧开关由旁路开关代运行时，由于第一套大差动保护采用主变各侧开关TA，既由1LH 9LH 16LH及17LH构成一个差动回路，其中1LH 或9LH中没有电流流过，为了防止大差动保护误动，必须要退出大差保护，只保留小差保护运行。这就使双套保护配置变成了单套保护，而且造成了主变差动保护范围的缩小，使大差动保护与小差动保护之间的空档失去了快速保护，而且和母线差动保护不能无间歇配合，存在一个从各侧套管TA到开关TA间的死区，如果在母线差动保护与主变第二套小差动保护之间的空档发生故障时，只能由主变后备保护来实现保护动作，由于主变后备保护一方面延长了切除故障时间，对主变造成损害，使主变承受了长时间大电流冲击，缩短了其寿命，甚至造成主变绝缘损坏或烧毁。另一方面由于主变后备保护先动作跳母联，使保护跳闸范围扩大，破坏了母线正常运行方式，甚至造成停电范围的扩大化。给主变及系统的安全运行造成不利的影响。

这种方案在用旁路代路时，只有一套主变差动保护运行，而且同时在高中压侧存在死区问题。

（2）第二种方案：在上述方案的基础上改进的，而且是在不增加部件的方式下采用的。

在这个方案中不再有大差动和小差动的概念，而是按交叉配置的原则， 差动1为主变高压侧开关TA和中压侧套管TA及低压侧开关TA相配合，既1LH 13LH14LH 16LH17LH配合為一套差动保护的组成.而差动2由主变高压侧套管TA和中压侧开关TA及低压侧开关TA相配合，既6LH7LH 9LH 16LH17LH配合为一套差动保护的组成，这样通过改进双差动TA配置，在不改变总差动保护范围情况下，使主变高压侧引线及中压侧引线分别落在两个不同的差动保护范围，使差动1和差动2的差动保护范围相对均衡。差动 1和差动2没有大小差动之分，在主变正常运行时，其综合保护效果与大小差动保护是一样的；在主变代路运行时，双套保护配置变成了单套保护，通过保护的配合也能达到大小差动保护的作用。既只在高压侧用旁路代路时，停用差动1保护，而只在中压侧用旁路代路时，停用差动2保护。

这种方案在用旁路代路时，也只有一套差动保护运行，但至少保证了主变至少有一侧的保护范围是完全的。唯一的问题是如果高中压侧同时代路时，将无法满足运行要求，但这种情况现场运行中出现的可能性极低.

4 结束语

由此可得，在一次设备不做改动的情况下，只通过主变两套差动保护装置二次电流回路的交叉灵活配置， 使主变差动保护能最大程度的适应主变各运行方式的变化，且把操作中要花大量时间精心操作才能完成的工作，可靠的简化到通过简单操作即可完成.大大提高倒闸操作的时效性同时提高了安全系数和可靠性.endprint