继电保护二次电压切换问题分析及对策

刘岳

（国网江苏省电力有限公司阜宁县供电分公司 江苏 阜宁 224400）

引言

实际生产作业现场中，因母排接线方式不同、厂家设计思路各异等原因，二次电压并列和切换回路的实现方式并不完全统一，给现场作业人员实时掌控运行风险带来了一定的困难，对现场作业人员的技能素质提出了较高的要求。针对此问题，全面分析电压并列和切换回路的工作原理，理清现场作业注意事项，形成相应的应用策略，指导现场作业人员行为，降低作业风险。

1 继电保护二次电压切换问题

1.1 电压切换继电器复位回路断线

某220kV变电站220kV配电装置采用双母线单分段接线方式，三段母线正常并列运行。线路保护电压切换回路与上述原理一致，电压切换回路采用双位置继电器接点。而“切换继电器同时动作”信号采用单位置继电器接点。原运行在Ⅱ母线的一回220kV线路间隔倒换至Ⅰ母线运行时，Ⅱ母线电压切换继电器复位回路断线，导致电压切换继电器2YQJ4—2YQJ7复位线圈无法得电断开自身常开接点，Ⅰ、Ⅱ母线电压切换继电器常开接点同时闭合，使得电压切换回路误并列。因其电压切换继电器同时动作信号回路使用的2YQJ1失电后自动复位，常开接点断开，不能触发“切换继电器同时动作”告警信号，致使二次电压回路长期并列而无法被发现[1]。

某日，该变电站220kVⅠ、Ⅲ母线分段断路器间隔电流互感器爆炸，母线差动保护正确动作切除Ⅰ、Ⅲ段母线。因该出线间隔二次电压回路并列，造成Ⅱ母线TV通过二次电压回路对Ⅰ母线TV及Ⅰ母线反充电，Ⅱ母线TV二次电压总空气开关断开，使得运行在Ⅱ母线的电源线路保护无法采集到系统电压，已进入故障处理程序的距离保护Ⅲ段动作，造成全站停电。该案例中母线差动保护动作切除Ⅰ母线瞬间，Ⅰ母线失电，Ⅱ母线TV开始通过二次电压回路向Ⅰ母线反充电。因电压互感器是一种小容量、大变比的降压变压器，在一次侧无电源、二次侧反充电的情况下，由于其阻抗从二次侧看非常小，将产生很大的充电电流，从而致使Ⅱ母线TV二次电压总空气开关断开[2]。

1.2 电压并列切换开关投入方式错误

某220kV变电站220kV配电装置采用双母线接线方式，两段母线正常并列运行。某日，为配合检修工作陪停220kVⅠ母线。因母线电压并列装置并列切换开关投入“自动”位置（即“并列”位置，二次电压并列与否由母线连接开关断路器及其两侧隔离开关辅助接点自动控制），母线连接开关断路器辅助接点切换与主触头分合存在20～30ms延时，母线连接开关断路器断开过程中，Ⅰ母线已断电，Ⅰ、Ⅱ母线电压并列回路延时断开，造成Ⅱ母线TV通过二次电压并列回路对Ⅰ母线TV及Ⅰ母线反充电，Ⅱ母线TV二次电压总空气开关断开，运行在Ⅱ母线上的间隔保护装置及母线保护屏装置相继发出“TV断线”告警。该案例的主要事故原因是操作人员不熟悉电压并列回路的原理，对电压并列回路的运行风险和注意事项没有足够的认识，忽略了一次侧开关设备固有动作特性对二次设备运行的影响，错误地将并列装置投入“自动（并列）”控制模式。其次要原因是操作人员倒闸操作业务技能水平不足，在Ⅰ母线停电操作过程中，在Ⅰ母线TV二次侧电压空气开关未断开、TV与二次电压小母线未隔离的情况下，即断开Ⅰ母线所有开关及母线设备，违反了变压器类设备停电操作先低压后高压的基本原则。造成此次事故的原因较多，一是操作人员设备状态检查不到位，旁路断路器间隔Ⅰ母线隔离开关辅助接点未切换，倒换至Ⅱ母线运行后，Ⅰ、Ⅱ母线电压切换继电器同时动作，未被操作人员及时发现并处置，造成二次电压回路并列；二是倒闸操作步骤次序错误，断开Ⅰ母线所有开关前未断开Ⅰ母线TV二次侧电压空气开关，将Ⅰ母线TV与二次电压小母线隔离[3]。

2 应用策略研究

2.1 接线要求

保证电压切换主回路与信号回路的一致性，防范母线电压切换继电器同时动作而未被发现。如果电压切换回路中同时存在单位置继电器和双位置继电器，出线（或变压器）间隔母线隔离开关辅助接点不切换、电压切换继电器接点粘连、双位置继电器复位线圈掉电等原因都有可能致使Ⅰ、Ⅱ母线电压切换继电器常开接点同时闭合，造成Ⅰ、Ⅱ母线TV二次电压回路误并列。此时，如果“切换继电器同时动作”信号回路，即采用单位置继电器和双位置继电器信号回路相与的方式，能够可靠及时触发告警，正确处置后可以避免反充电事故[4]。

2.2 并列装置位置要求

正常运行时严禁将并列装置并列切换开关BQK投入“并列（或自动）”位置，防范因断路器设备固有特性造成的反充电事故。两段母线正常运行时，无论一次侧是否并列，一般二次电压回路保持分列运行。如并列切换开关BQK投入“自动（或并列）”位置，母线连接开关（分段）闭合后，二次电压小母线自动并列。母线故障切除其中一段母线时，因母线联络（分段）断路器辅助接点滞后于主触头切换，存在运行母线TV二次侧向故障母线瞬时反充电的隐患，将造成事故范围扩大[5]。

3 结语

分析变电站常用二次电压并列、切换回路的工作原理，并结合事故案例理清了生产现场易导致事故发生的隐患点和注意事项，最后总结确定了电压并列、切换回路在设计和运行阶段的一些应用策略，并进行详细解析，为变电站生产现场实际应用提供参考。