220kV主变压器保护双重化改造设计及相关问题的探讨_林森

A N H U I E L E C T R I CP O WE R 第 2 3 卷 第 3 期 2 0 0 6 年 9 月 根据 继电保护和安全自动装置技术规程 要 求 不同容量及不同电压等级的电力变压器配置不 同的保护 大型变压器将瓦斯保护及纵联差动保护 作为主保护 各侧安装不同的复合电压过流 方向 零序或阻抗保护作为后备保护 规程中除要求对 3 3 0 k V及以上变压器装设双重差动保护外 一般 均按单主 1套主保护 单后 1套后备保护 配 置 但在国电公司 2 0 0 5 年制定的 国家电网公司 十八项电网重大反事故措施 试行 继电保护专 业重点实施要求 以下简称 重点要求 中指出 2 2 0 k V主变压器 以下简称主变 的微机保护必 须双重化 同时要求 为与保护双重化配置相适应 2 2 0 k V变压器高压侧必须选用具备双跳闸线圈机 构的断路器 滁州供电公司 2 2 0 k V嘉山变电站 以下简称 嘉山变 于 1 9 9 7 年 7 月建成投运 2 2 0 k V 1 1 0 k V 为双母带旁路接线 1号变压器 2 2 0k V侧为单跳 圈少油断路器 主变保护采用阿城继电器厂的电磁 式保护 单主单后配置 组屏 2 面 为贯彻落实 重 点要求 公司决定首先对嘉山变主变保护进行双 重化改造 同时将主变高压侧断路器更换为西门子 3 A P 1 F G型双跳圈 S F 6断路器 这也是我们第 1 次 进行主变保护双重化改造设计 现就设计方案以及 改造过程中和改造后运行操作中需要注意的一些 相关问题分析 探讨如下 1 保护选型及组屏方式 本次改造工程如果仍采用电磁型元件组成主 保护及后备保护 实现双重化将使屏位达 4 面 5 面 而且双重化后回路也很复杂 显然不可取 由于 高性能的计算机芯片出现 在 1 套装置中包含主保 护 各侧全部后备保护的主变压器微机型保护已开 发 并得到广泛应用 重点要求 中也指出 双重 化配置的线路 变压器和单元制接线的发变组应使 用主 后一体化的保护装置 此次我们选用了南京 自动化设备厂生产的 P S T 1 2 0 2型微机变压器保 护 该保护装置除非电量保护及断路器操作箱外 全套主保护与后备保护只需 1 层机箱 实现双重化 后 一共 5 层机箱 组屏 2 面 A屏 3 层机箱 分别 为 P S T 1 2 0 2 A型数字变压器保护装置 P S T 1 2 1 2 型高压双跳圈操作箱和 P S T 1 2 0 6 A型高压失灵启 动装置 B屏 2 层机箱 分别为 P S T 1 2 0 2 B型数字 变压器保护装置和 P S T 1 2 1 0 C型本体保护及中低 压操作箱 由于 1 套保护的功能集中在 1 个机箱 内 双套保护采用相同的输入输出设计 所以外围 接线简洁 其外围回路比主保护与后备保护分开的 单套配置还简单 2 双重化改造保护电流回路接入方式 根据嘉山变的主接线形式 主变的高 中压侧 均有旁路断路器代主变断路器的运行方式 进行主 变保护双重化改造 如何合理分配电流互感器 以 下简称流变 T A 的二次绕组 避免可以出现保护 死区 这将是需要考虑的问题 由于主变低压侧无 套管流变 流变绕组的分配主要指主变的高 中压 侧 1 对于原选单主保护单后备保护的装置 差 动保护电流回路接独立流变 后备保护电流回路接 2 2 0 k V主变压器保护双重化改造设计及相关问题的探讨 Mo d i f i c a t i o nd e s i g no f d u a l p r o t e c t i o no f 2 2 0k V ma i nt r a n s f o r me r a n dd i s c u s s i o no f r e l a t e dp r o b l e ms 林森 滁州供电公司 安徽 滁州 2 3 9 0 0 0 摘要 文中对 2 2 0 k V主变压器保护双重化改造的设计方案进行了分析 并结合嘉山变电站的主变压器保护双重化工作 对 双重化保护的电流回路接入方式及二次回路设计中应遵循的原则以及主变压器保护双重化改造后不同运行方式的操作要求 进行了探讨 关键词 变压器保护 双重化 改造 二次回路 操作 A b s t r a c t T h i s p a p e r a n a l y z e s t h e m o d i f i c a t i o nd e s i g np l a no f t h e d u p l i c a t e p r o t e c t i o ns y s t e mo f t h e 2 2 0k Vm a i nt r a n s f o r m e r a n d c o m b i n i n gw i t ht h e J i a s h a nS u b s t a t i o np r o t e c t i o np r a c t i c e e x p l o r e s t h e c o n n e c t i o nt y p e s o f c u r r e n t c i r c u i t s a n dt h e d e s i g np r i n c i p l e s o f s e c o n d a r y c i r c u i t s a s w e l l a s t h e d i f f e r e n t o p e r a t i o nr e q u i r e m e n t a f t e r t h e m o d i f i c a t i o n K e y w o r d s t r a n s f o r m e r p r o t e c t i o n d u a l r e f o r m s e c o n d a r y l o o p o p e r a t i o n 1 9 第 2 3 卷 第 3 期 2 0 0 6 年 9 月 A N H U I E L E C T R I CP O WE R 主变套管流变 如图 1 所示 在高 中压为双母带旁 路主接线方式下 当旁路断路器代主变断路器时 差动保护的电流回路进行相应切换 后备保护的电 流回路不用切换 2 对于采用双主保护与双后备保护的双重 化主变保护 流变的二次绕组分配可以下有 3 种方 法 将第 1 套保护电流回路接原差动保护流变 二次绕组 即接独立流变 旁代时需切换 第 2 套保 护接原后备保护流变二次绕组 即接主变套管流 变 旁代时不需切换 虽然旁代时第 2 套保护对降 压变压器的高 中压侧来说 其保护范围不包括独 立流变到变压器套管的引线 缩短了差动保护范 围 但可以保障旁代时 2 套保护都在运行 电流回 路接线见图 2 在独立流变二次绕组足够多时 将第 2 套保 护也接入独立流变 旁代时 1 套切至旁路断路器流 变 另 1 套切至套管流变 这可以达到 种方法的 效果 但缺点是电流回路的切换较麻烦 旁代时 2 套保护的电流回路都要进行切换 如果操作不当会 引起差动保护误动 在保护方式满足要求时 不建 议过多进行电流回路的切换 为避免切换电流回路 过多 旁代时还可以 1 套保护切至旁路断路器流 变 另 1 套保护不切换 转为停用 为避免电流回路的切换 将 2 套保护均使用 套管流变 在降压变压器的高压侧增设简单电流保 护 接独立流变作为引线的保护 当旁代时停用该 保护 启用旁路保护作引线及旁路母线的保护 这 样保护配置较复杂 且该电流保护或旁路保护整定 时要考虑励磁涌流的影响 可靠性较差 综合考虑上述 3 种方法的优缺点 我们在设 计电流回路时采用了第 1 种方法 3 双重化改造二次回路接线应遵循的原则 主变保护双重化配置是防止因保护装置拒动 而导致系统事故的有效措施 同时又可大大减少由 于保护装置异常 检修等原因造成的一次设备停运 现象 但继电保护的双重化配置也增加了保护误动 的概率 因此 在考虑保护双重化配置时 除了选用 可靠性较高的继电保护装置外 在二次回路设计中 图 1 单套主变保护流变 T A二次绕组配置图 2 0 A N H U I E L E C T R I CP O WE R 第 2 3 卷 第 3 期 2 0 0 6 年 9 月 还应遵循相互独立的原则 注意做到以下几点 1 根据 重点要求 的规定 2 套完整 独立 的电气量保护应使用各自独立的电源回路 包括 直流空气小开关及其直流电源监视回路 在保护 柜上的安装位置应相对独立 2 非电量保护只有 1 套 应使用独立的电源 开关或熔断器 具有电源消失监视 对重瓦斯等用 于跳闸的保护 宜采用就地跳闸方式 同时作用于 断路器的 2 个跳闸线圈 3 对 2 2 0 k V侧的失灵保护和三相不一致保 护 可合用 1 套装置 使用单独的电源开关或熔断 器 4 2 2 0 k V侧使用具备双跳圈机构的断路器 断路器和隔离刀闸的辅助接点 切换回路以及与其 它保护配合的相关回路亦应遵循相互独立的原则 按双重化配置 5 2 套主保护的电压回路宜分别接入电压 互感器的不同二次绕组 如不具备 2 套保护使用不 同电压互感器二次绕组的条件 则应做到交流电压 在经切换继电器切换后 分别经 1 只空气开关接入 保护装置 小开关的输出必须经端子排过渡 这样 才能方便地分别对每套保护装置进行通电检查或 校验 6 2 套保护装置的各侧出口回路在端子排 上并接后对应接入各侧断路器操作箱 对 2 2 0 k V 侧出口回路 因为是双跳圈断路器 可以采用每套 装置各启动 1 组跳圈 也可每套装置都启动 2 组跳 圈 我们在设计该工程时采用了后者 每套保护启 动 2 组跳圈的可靠性显然要比分别启动 1 组的高 4 主变保护双重化改造后的保护操作 主变保护双重化改造后 保护的运行方式变得 灵活 但由于各类压板较多 操作变得复杂 与以前 的单套主变保护有许多不同之处 4 1 保护装置的投退 单独投退保护某一功能时 如停用差动保护 可投退某 1 保护的开入量压板 但某套保护整个投 退时 可直接操作该套保护装置的出口压板 这样 可简化操作 4 2 保护装置的旁代操作 图 2 双重化主变保护流变 T A二次绕组配置图 2 1 第 2 3 卷 第 3 期 2 0 0 6 年 9 月 A N H U I E L E C T R I CP O WE R 电力简讯 国家电网全面提速有力缓解用电紧张 近年来 国家电网公司在积极推进以特高压为重点的国家电网建设的同时 高度重视提高电网输送能力工作 两年 来 提高电网输送能力工程共提高输送能力 7 4 4 2 万千瓦 相当于多送出了四个三峡电站的电力 在国家电网公司电力迎 峰度夏工作中发挥了重要作用 据专家介绍 近期川渝电力紧张状况的缓解 就直接得益于国家电网输送能力的提高 长期以来 我国电网输送能力受电网薄弱和稳定性的约束 与国外先进电网的运行水平存在一定的差距 输送能力没有 得到充分发挥 影响了电力资源的优化配置 针对这种情况 国家电网公司于 2 0 0 5 年初正式启动提高电网输送能力工程 大力实施电网技术升级和改造 努力挖 掘电网潜力 提高输送能力 满足经济和社会快速增长的用电需求 提高电网输送能力工程目前已经实施两期 分别在 2 0 0 5 年和 2 0 0 6 年迎峰度夏前完成 2 0 0 5 年 6 月底 一期工程按时 投产 实施工程项目 3 2 7 项 提高电网输送能力 1 9 7 0 万千瓦 截至今年 6 月底 二期工程共完成工程项目 1 3 9 2 项 累计提 高电网输送能力 5 4 7 2 万千瓦 一批和主网高效率 高水平运行密切相关的关键项目相继投产 使跨区跨省送电主通道输 送能力大幅提高 进一步巩固了电网安全稳定运行的基础 确保了迎峰度夏期间的电力供应 提高电网输送能力工程全面启动以来 国家电网公司在保证电网安全生产的基础上 组织运行 规划 基建 科研 技 改 管理 设备供应等多部门在多地域 多层面 多环节上开展工作 在一期工程中 国家电网公司共组织实施了采用先进 的控制技术 输电技术 仿真技术 设备改造和强化管理等五个方向的技术改造和数百项具体措施 和一期工程相比 二期 工程在继续坚持自主研发 自主创新 夯实技术储备的同时 重点推广应用了一期工程自主研发成果 使工程技术应用水 平明显提高 据了解 提高电网输送能力工程将向各级电网延伸 使输 配电网的整体协调性全面提升 提高电网输送能力工作将 成为公司提高电网生产运行管理水平 电网利用效率和运行效益的长期举措 摘自国家电力信息网 1 在主变高 中压断路器因故停用需用旁路 断路器代时 接主变套管流变的第 2 套保护电流回 路无需切换 保护压板也不用操作 只要将电压切 换开关切至旁路母线即可 在切换电压时 可能会 出现电压回路异常的报警 这时相当于复压闭锁开 放 由于这个过程时间非常短 不会对保护的运行 带来不良后果 2 对使用独立流变的第 1 套保护 电压回路 的切换同上 但由于电流回路需要切换 首先要考 虑停用该套差动保护 同时还要停用零序保护 否 则在负荷电流较大或切换过程中发生区外故障时 保护将误动 由于电流回路切换的时间较短 可不 考虑另 1 套保护对引线部分有死区的影响 为了简 化操作 也可以电流切换过程中将 1 套保护全部停 用 即停用它的出口压板 4 3 1 套保护装置停运时的保护操作 1 在第