内桥接线变电站主变差动保护死区问题分析 - 图文

Ｓ丽湍电力安全技术第１７卷（２０１５年第５期）内桥接线变电站主变差动保护死区问题分析姜正驰，屈晗炜，施伟成（国网江苏省电力公司镇江供电公司，江苏镇江２１２００１）［摘要］根据内桥接线变电站的特点，阐述了内桥接线变电站的运行方式、典型的保护配置，分析了死区故障时各种保护动作行为，并提出了解决内桥接线变电站主变差动保护死区问题的若干方案，提高了内桥接线变电站的供电可靠性。［关键词］内桥接线；主变差动；保护死区０引言ｌ，２号主变７０２和７００开关运行，７０１开关热备用，备自投方式为进线备自投，２台变压器Ｔ１，Ｔ２并由于内桥接线变电站使用的一次设备少、占地列运行。少、运行方式灵活、供电可靠性高，目前在镇江地区１１０ｋＶ终端变电站中，内桥接线方式被广泛采用。考虑到建设的经济性，内桥接线变电站高压侧桥断路器间隔一般只配置一侧差动电流互感器，这会导致主变差动保护存在死区问题，甚至可能造成变电站全停，成为电网运行的安全隐患。１内桥接线变电站运行方式典型的内桥接线变电站接线如图ｌ所示。变压器高压侧没有开关（断路器），仅仅设置了闸刀（隔离开关）；内桥开关一侧配有差动电流互感器，该电流互感器有的靠内桥开关Ｉ母侧，也有的靠内桥开关Ⅱ母侧。图１典型内桥接线变电站接线内桥接线变电站常见的运行方式有如下３种：（１）“中间”方式：高压侧分列运行，即２条２内桥接线变电站保护配置进线ｌ，２分别供ｌ，２号主变７０１和７０２开关运行，７００开关热备用，备自投方式为母联备自投，２台典型的内桥接线变电站保护配置为：２条进线变压器Ｔｌ，Ｔ２分列运行；开关为受电馈供开关，不装设专门的线路保护；２（２）“左边”方式：高压侧并列运行，进线ｌ供台主变都安装常规的主保护和后备保护，其中主变ｌ，２号主变７０１和７００开关运行，７０２开关热备用，差动保护用的电流互感器为对应进线开关独立流备自投方式为进线备自投，２台变压器Ｔ１，Ｔ２并变、主变低压侧开关独立流变和桥开关流变，差动列运行；保护动作后跳对应进线开关、桥开关及主变低压侧（３）“右边”方式：高压侧并列运行，进线２供开关。主变１１０ｋＶ侧和低压侧分别安装１套后备一ｐ—万方数据第１７卷（２０１５年第５期）电力安全技术生产一线保护。主变１１０ｋＶ侧后备保护配置有复合电压过电流，该保护作为主变主保护的后备保护配置，动作后第ｌ时限跳低压侧母联开关（镇江地区主变保护连调分段开关压板停用），第２时限跳主变低压侧开关，第３时限跳相应进线开关、桥开关和低压侧开关。主变１１０ｋＶ侧后备保护用的电流取自主变高压侧套管流变，电压用ｌ１０ｋＶ母线压变二次电压。内桥接线变电站还应配置ｌ套备自投装置，实现主变备自投和低压侧母联备自投功能。３死区故障的保护动作行为３．１“中间”方式在“中间”方式下（见图１），内桥７００开关和其流变ＴＡ５之间（Ｋ点）就是内桥开关死区，此处发生故障时，即称发生了死区故障。对于２号主变的差动保护，ＴＡ２，ＴＡ４不流过短路电流，只有ＴＡ５感受到短路电流，因此２号主变差动继电器有差流，差动保护动作出口，跳开７０２和３０２开关，但是故障点仍未被隔离。因为在７００开关断开的情况下，进线ｌ没有为短路点提供短路电流，所以２号主变差动保护动作属于误动作，扩大了停电范围。对于１号主变差动保护，ＴＡｌ流入故障电流，ＴＡ５流出故障电流，而ＴＡ３不流过短路电流，由于ＴＡｌ流人故障电流和ＴＡ５流出故障电流大小相等、方向相反，刚好抵消，所以１号主变差动继电器感受不到故障电流，该差动保护不会动作。对１号主变的高压侧后备保护使用套管流变，因为故障电流不流过ｌ号主变套管电流互感器，所以其后备保护复合电压过流不会动作。如果内桥开关和流变之间是接地故障，则１号主变高压侧不带方向的零序或间隙零序保护可能动作，跳开１号主变两侧开关；如果１号主变高压侧后备保护不能动作，则该故障由进线ｌ的对侧开关保护Ⅱ段切除，因为Ｉ段的保护范围不会伸入到本站的母线，而且对侧Ⅱ段保护动作，当开关跳开后，重合闸还要再动作１次，最后由重合闸后加速保护动作，开关再次跳开，将故障最终切除。无论是１号主变后备保护动作，还是进线ｌ对侧开关保护动作切除故障，都会造成该变电站全站失电，并且主变后备保护或者线路对侧Ⅱ段切除故障时间均较长，对系统稳定万方数据Ｓｈｅｎｇｃｈａｎｙｉｘｉａｎ及设备安全都有很大影响。３．２“左边”方式和“右边”方式同理，在“左边”方式下，内桥７００开关和其流变ＴＡ５之间发生故障，保护动作行为与“中间”方式一致，即存在死区。而在“右边”方式下，内桥７００开关和其流变ＴＡ５之间发生故障，故障点在２号主变差动保护范围内，２号主变差动保护动作，瞬时切除７０２，７００，３０２开关，此时已无电源再向故障点提供故障电流，保护动作行为正常，不存在死区。４解决方案（１）合理安排运行方式。当电流互感器靠内桥开关Ｉ母侧时，“右边”运行方式并不存在死区问题，保护动作行为正常，故正常运行方式尽量安排成“右边”方式。同理，当电流互感器靠内桥开关Ⅱ母侧时，正常运行方式尽量安排成“左边”方式。该方案以牺牲运行灵活性为代价，一旦由于进线检修等原因无法安排成指定运行方式，则又会存在死区问题。（２）将内桥开关单侧布置的流变短接退出。当正常运行方式为“中间”方式时，由于ＴＡ５短接退出，即将１，２号主变由３点式差动变为２点式差动。此时若发生死区故障，则１号主变差动保护能够正确动作，隔离故障，２号主变正常供电。该方案同样对运行方式有要求，若实际运行方式为１线２变运行，则内桥７００开关必须处在运行状态，否则该方案不可行。（３）在内桥开关两侧装设２组电流互感器并交叉布置（见图２）。流变ＴＡｌ，ＴＡ３，ＴＡ５构成ｌ号主变差动保护范围，流变ＴＡ２，ＴＡ４，ＴＡ６构成２号主变差动保护范围。在“中间”方式下，若Ａ点发生故障，则Ｔ１正确动作跳闸，切除故障。若Ｄ点发生故障，则Ｔ２正确动作跳闸，切除故障。若Ｂ点发生故障，则Ｔ１，Ｔ２均动作跳闸，切除故障；但Ｔ１属于正确动作，而进线２并不向故障点提供故障电流，故Ｔ２属于误动作。若Ｃ点发生故障，Ｔ１，Ｔ２均动作跳闸，切除故障；其中Ｔ２正确动作，Ｔｌ属于误动作。通过分析可知，在“左边”和“右边”方式下，内桥开关两侧ＴＡ之间同样是误动区域。该方案能够解决死区问题，但存在误动区域，一９一Ｓ丽渊具有一定可行性。进线１进线！ＴＡＩ．电力安全技术５结束语第１７卷（２０１５年第５期）内桥接线变电站作为国网１１０ｋＶ变电站的典型设计，在系统中运用越来越广泛。为了杜绝内桥接线变电站死区故障等安全隐患，需认真研究内桥接线方式的特点，从变电站的运行和设计等方面人手，结合电网的实际情况，合理安排一、二次方式，从而提高供电可靠性，确保电网安全稳定运行。参考文献：１国家电力调度通信中心，电力系统继电保护实用技术问答（第二版）【Ｍ］．北京：中国电力出版社，２０００．２张保会，尹项根．电力系统继电保护［Ｍ】．北京：中国电力出版社，２００５．］ＴＡ２：］ＡＢｃＤ７（）ｌ［］７０２［］￡一厶一￡一￡图２改进后的内桥变电站接线３陆振芬，王徐延．１１０ｋＶ内桥接线变电站的安全运行分析［Ｊ］．江苏电机工程，２００９（６）．（４）解决方案（３）中的误动问题。在方案（３）的基础上，增设内桥开关跳位封锁两侧流变和复合电压闭锁功能。当内桥开关两侧ＴＡ之间发生故障时，让主变差动保护分２个阶段跳闸：第１阶段跳内桥开关，内桥开关断开后，延时５０ｍｓ，经复压闭锁４周波．主变差劲保护ＴＡ断线故障的检查和处理［Ｊ］．电力安全技术，２０１２（４）．５杨甫，伏祥运．１１０ｋＶ内桥接线方式下主变保护闭锁备自投分析及改进【Ｊ】．电力安全技术，２０１３（１２）．判断后封锁相应开关流变；第２阶段跳进线开关和低压侧开关（见图２），若在“中间”方式下Ｂ点发生故障，７００开关已断开，１１０ｋＶ收稿日期：２０１４—１２作者简介：姜正驰（１９８８一），男，助理工程师，主要从事电网调度运行管理工作，ｅｍａｉｌ：ｊｚｃｌ９８８１５＠１２６．ｃｏｒｎ。屈晗炜（１９８７一），男，助理工程师，主要从事变电运维管理工作。施伟成（１９６６一），男，高级工程师，主要从事电网调度运行管理工作。２７。Ｉ母出现复压，封锁ＴＡ６，则Ｔ２差动保护不动作，Ｔ１差动保护正确动作，切除故障。由此可见整个保护动作行为正确，不存在死区和误动现象。同理可得，在“左边”和“右边”方式下，保护也能正确动作。该方案能够有效地消除主变差动保护死区故障，并且不存在误动区域，具有一定推广性。国家能源局公布２０１５年３月全国电力安全生产情况２０１５年３月份，全国没有发生较大以上电力人身伤亡事故，没有发生电力安全事故，没有发生较大以上电力设备事故，没有发生电力系统水电站大坝垮坝、漫坝以及对社会造成重大影响的事件。３月份，全国发生电力人身伤亡责任事故５起，死亡６人，同比事故起数增加ｌ起，死亡增加２人。其中，电力生产人身伤亡事故５起，死亡６人，同比事故起数增加２起，死亡增加３人；未发生电力建设人身伤亡事故，同比事故起数减少ｌ起，死亡减少１人。３月份，发生电力设备事故１起，同比减少ｌ起。未发生电力安全事件，同比减少２起。（来源：中国电力网２０１５－０４－２１）一砂一万方数据

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