失灵联跳方案.doc

220kV双母接线主变高失灵联跳方案朱晓红摘 要:十八项反措要求，220kV及以上电压等级变压器断路器失灵时，除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外，还应跳开变压器连接其他侧电源的断路器。十八项反措只有原则性要求，并无详细实施方案，各网省局做法差异较大，出现了多种母线保护与变压器保护的接口方案。而母线及失灵保护改进要点要求，母线均配置双母差双失灵，新的装备条件下，有一套合理的接口方案显得非常必要。本文结合工程实际情况，对母线故障时，不同断路器失灵时的处理方法进行分析，提出主变失灵联跳和解除电压闭锁的解决办法和合理方案，对电力系统保护方案的设计以及技术标准的制定有一定的参考意义。关键词:主变保护、母线保护、主变断路器失灵、失灵联跳方案Abstract:According to the eighteen anti-accident measurement requirment by State Grid Corporation of China , when 220 kV and above voltage transformer circuit breaker failure, not only all adjacent breakers but also the breakers of the other power sides of the transformer should be tripped.But no detail and specific implemetation has been developed. The new equipment conditions, a reasonable set of interfaces is very necessary program. This paper presents the different handling ways when bus fault and circuit breaker failure. In conjunction with the actual situation of different projects,various schemes are analyzed, and the best reasonable solution is put forward. It has some reference value in the design of power system protection schemes and technical standards.Key words: transformer protection、bus-bar protection、transformer circuit breaker failure、implementation1 引言国家电网公司十八项反措要求：“220kV及以上电压等级变压器的断路器失灵时，除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外，还应跳开本变压器连接其他侧电源的断路器”。 十八项反措只有原则性要求，无详细实施方案，各网省局做法差异较大。文献1对几种失灵联跳方案做了分析对比，而正如文献1中所言，几种方案都是建立在变压器断路器是否失灵的逻辑判别和跳其他电源侧断路器的功能应由变压器保护自身去完成。文献2第3.2.1条中，“新建、技改的配置双母差双失灵保护变电站失灵启动可采用间隔保护单对单启动对应失灵保护方式；双母差双失灵配置的场站，正常运行时保护均投入跳闸”。也就是说随着新建、技改的实施，母差保护和失灵保护呈一体化配置，母线保护动作判断、失灵电流判据和延时出口的功能将在220KV母线保护（失灵保护）内实现。一体化配置的要求下，应有一套新的主变失灵联跳方案与之相适应。本文拟对220kV双母接线方式下主变断路器失灵的动作行为进行分析，提出一种计及母线保护的主变断路器失灵联跳方案。2 双母接线母差保护和失灵保护的一体化配置2.1断路器失灵保护的构成断路器失灵保护由四部分构成：起动回路、失灵判别元件、动作延时元件及复合电压闭锁元件。双母线断路器失灵保护的逻辑框图如图1所示。由逻辑框图可看出，母差保护和断路器失灵保护涉及的交流电流回路，交流电压回路，运行方式识别，出口跳闸回路存在一致性。正是有这些一致性，现在微机母线保护母差保护和断路器失灵保护采用一体化配置。图1 双母线断路器失灵保护逻辑框图2.2 双母接线主变断路器失灵动作行为分析双母接线的主变断路器，会出现以下三种断路器失灵的情况：第一，主变内部故障，主变保护动作，断路器失灵。这时，主变保护动作跳开除失灵断路器的其他侧断路器，断路器失灵保护需要跳开变压器所在母线上的所有电源支路，才能切除故障。第二，高压侧系统故障，变压器后备保护（如零序保护）跳高压侧断路器，而高压侧断路器失灵，需要断路器失灵保护跳开高压侧母线上的所有电源支路及主变其他侧断路器，切除故障。第三，母线故障主变断路器失灵时，母差保护跳开了主变所在母线上其他有源支路，但主变其他侧电源会继续向故障母线提供短路电流，若还依靠主变后备保护带一定延时来跳三侧开关切除故障，则可能会烧毁变压器。必须采取失灵联跳的方式跳开主变其他侧电源断路器以切除故障。通过以上分析，可得出结论：母差保护和失灵保护一体化配置下，不管主变保护动作还是母差保护动作，都应起动断路器失灵保护，当主变断路器确已失灵时，则断路器失灵保护一方面动作跳开主变断路器所在母线所有电源支路，另一方面则动作联跳主变其他侧电源断路器。3 220kV双母接线主变高失灵联跳方案3.1 失灵起动及解除复压闭锁1专有装置完成失灵起动及解除复压闭锁目前，主变保护按双重化微机型保护配置。对于有专有失灵起动装置的又有两种组屏方式。国电南自组屏方式为第一套保护柜含主变保护I+高压侧操作箱；第二套保护柜含主变保护II+中、低压侧操作箱；第三套保护柜含非电量、非全相及失灵起动装置。国电南瑞组屏方式与此大同小异，只是非电量及失灵起动装置（RCS-974）包含在第二套保护柜内。对于具有专有失灵起动装置的保护配置，失灵电流判别灵敏度要求为主变低压侧故障时高压侧断路器失灵电流判别元件灵敏度不低于2，电流判别元件的整定值一般应大于负荷电流，如果不能躲过负荷电流，则应满足灵敏度的要求。变压器正常运行时可能负荷电流较大，失灵保护定值为满足灵敏度要求，其电流启动元件正常时就有可能出于动作状态。为避免电流触点粘连造成失灵保护误动作，在主变起动失灵的回路中应考虑相应的防误动措施。以PST-978系列为例进行说明。主一、主二保护动作触点及母差保护动作触点开人给失灵起动装置，失灵起动装置经电流判断后开出一副触点（如图1），该触点再串联主一、主二保护出口继电器另外的触点完成起动失灵回路（如图2）。对于串联主一、主二第二副动作触点则是为防误闭锁的一种手段。图2 主变保护及母差动作触点开人主变启动失灵装置图3 主变保护起动失灵及解除复压闭锁回路失灵起动装置失灵起动1时限解除失灵复压闭锁，2时限起动失灵，通过开人启动母线保护完成失灵保护及解除电压闭锁功能。2无失灵起动装置的失灵起动及解除复压闭锁无专有失灵起动装置，则主一、主二保护开出2副触点给母线保护，1副用于失灵起动开人，1副用于解除复压闭锁开人。母线保护动作触点并联主变主一、主二保护动作触点，与主变保护一样起动失灵和解除复压闭锁。这里做一点说明如下，在无专有失灵起动装置的失灵起动方案中，并未并联母差动作触点，这是从简化二次回路的角度来考量的，而做了这样的简化后，对于母差保护和失灵保护一体化配置，是完全满足母线故障，主变断路器失灵联跳其他侧断路器的要求的（将在2.2节中详细分析）。3双母接线主变断路器失灵联跳回路母差保护和失灵保护一体化配置，两者共用出口。分主变保护动作和母差保护动作两种情况来说明失灵联跳逻辑。主变保护动作，起动失灵，母线保护装置完成失灵判别，开出2副接点，一副接点接入变压器断路器的跳闸回路，一副接点接到变压器非电量保护的跳闸输入回路，由其完成跳主变各侧的功能。母线故障，母差保护动作，同样开出2副接点，一副接点接入变压器断路器的跳闸回路，另一副接点接到变压器非电量保护的跳闸输入回路。为了防止变压器断路器未失灵时误跳变压器各侧断路器，可经短延时出口跳闸，同时增加延时也可以防止瞬时性干扰导致误切变压器各侧断路器，延时应大于断路器跳闸时间和母差保护返回时间之和，一般取100ms左右。图4 主变非电量出口跳闸若考虑到简化二次回路和可靠性，母差保护动作出口起动主变失灵在母线保护屏内实现（如图4）。母线故障，母差保护动作，一副接点接入变压器断路器跳闸回路，一副用于启动主变失灵接点。若主变断路器失灵，1TJ-1动作不返回，TJR/TJQ也动作不返回，完成失灵起动，由母差保护完成失灵判别后，失灵保护动作出口至主变非电量保护实现联跳功能。图5 母线故障主变失灵联跳回路4 结束语母差保护和失灵保护的一体化配置是微机保护智能化优越性的体现，其有较高的可靠性。是母差保护和失灵保护双重化配置的必然选择。220kV双母接线主变高开关失灵时，涉及母差保护和主变保护的配合问题。而在母差保护和失灵保护一体化配置前提下，有失灵判别及起动由母差保护还是由主变保护来完成，母线保护和主变保护要不要起动失灵，何时解除及如何解除电压闭锁等诸多技术问题，每个问题都关系到电力系统的安全和可靠运行，作为电力系统的设计人员、运行人员及设备制造商，应当对上述问题的来源及解决办法清楚明了，制定可行的实现方案。本文在对双母线接线的断路器失灵的动作行为进行深入分析的基础上，提出一种断路器失灵由自身保护起动，失灵判别由母线保护完成，只有在主变起动失灵时去解除失灵保护复压闭锁功能，最后失灵联跳由