淺析旁路開關(guān)代主變開關(guān)運(yùn)行操作

蕭仲豪

（東莞供電局）

0 引言

在我國，220kV及以上的變電站中220kV或110kV系統(tǒng)一般采用雙母線的運(yùn)行方式。當(dāng)出線達(dá)到5個(gè)回路以上時(shí)，應(yīng)增設(shè)專用的旁路開關(guān)，出線少于5個(gè)回路時(shí)，則采用母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)的接線方式。以500kV東莞站為例，500kV東莞站有12條220kV線路，5臺(tái)主變，所以設(shè)計(jì)時(shí)采用了帶旁路的設(shè)計(jì)方案（雙母線雙分段帶旁路）。增加旁路及旁母后，當(dāng)線路（主變壓器）開關(guān)本體或機(jī)構(gòu)異常需要檢修時(shí)，可以通過旁路開關(guān)代線路（主變壓器）開關(guān)的方式仍可以繼續(xù)供電，保證了供電的可靠性。但旁路開關(guān)代主變開關(guān)的倒閘操作比較復(fù)雜，增加了誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。該倒閘操作成為所有倒閘操作中風(fēng)險(xiǎn)最大的倒閘操作之一。為此，本人對(duì)旁路開關(guān)代主變壓器開關(guān)運(yùn)行倒閘操作進(jìn)行了分析，并就如何降低倒閘操作的風(fēng)險(xiǎn)提出了系統(tǒng)的解決方案。

1 旁路開關(guān)代主變壓器開關(guān)運(yùn)行倒閘操作的重要步驟

1.1 操作前的檢查

1）檢查旁路母線范圍內(nèi)無異物并且無接地。在正常情況下，旁路應(yīng)處于熱備用狀態(tài)。因?yàn)槭彝飧邏簣龅乜赡芤虼箫L(fēng)等原因出現(xiàn)懸掛漂浮等異物，所以需要檢查。

2）檢查旁路母線上的刀閘，確保均在拉開位置（除旁路間隔外），以免旁路同時(shí)帶2條及以上線路（主變）運(yùn)行。

3）檢查旁路開關(guān)與被代主變壓器開關(guān)是否運(yùn)行于同一母線上。如果不在同一母線上，則將旁路開關(guān)倒至與被代主變壓器開關(guān)所掛接的同一母線上。雙母線接線在正常運(yùn)行方式下一般考慮流過母聯(lián)開關(guān)電流最小，每條母線上均有電源線路、饋線和變壓器，每段母線上潮流基本保持平衡。當(dāng)用旁路開關(guān)代主變開關(guān)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保持原運(yùn)行方式不變，所以需要將旁路開關(guān)倒至和被代開關(guān)運(yùn)行于同一母線上。

1.2 對(duì)旁路母線充電

旁路開關(guān)代主變開關(guān)運(yùn)行前需要用旁路開關(guān)對(duì)旁路母線充電，充電前必須做好以下工作：

1）將旁路保護(hù)投入，退出旁路重合閘。原因是如果不退旁路重合閘，一旦充電操作中發(fā)生事故，重合閘將動(dòng)作，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行送電，有可能造成事故擴(kuò)大，充電完成后也沒有必要投入，因?yàn)橹髯兏鱾?cè)開關(guān)的重合閘保護(hù)不需投入；

2）將旁路主保護(hù)和開關(guān)保護(hù)定值區(qū)切換至代線路區(qū)，任何一條線路定值即可，因?yàn)槿襞月酚泄收希喈?dāng)于線路出口短路。用線路保護(hù)定值對(duì)旁母充電，充電完成并斷開旁路開關(guān)后再將旁路保護(hù)定值切換至被代主變定值區(qū)。合旁路開關(guān)對(duì)旁路母線第一次充電是為了檢查旁路母線是否正常，旁路母線沒有專門的保護(hù)，而選用線路定值區(qū)主要是因?yàn)楸M量選用最多的保護(hù)，若將定值區(qū)切至代主變，則比線路少一個(gè)主保護(hù)中的后備保護(hù)、零序保護(hù)等。

1.3 切換CT

當(dāng)旁路開關(guān)代主變開關(guān)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將旁路CT電流回路切換至主變差動(dòng)保護(hù)中。旁路代主變前旁路CT壓板是短接的，主變差動(dòng)保護(hù)所用的CT是主變220kV側(cè)開關(guān)CT。如圖1所示。

圖1 CT切換前

當(dāng)旁路開關(guān)代主變開關(guān)運(yùn)行后，主變差動(dòng)電流回路保護(hù)所用的CT應(yīng)為旁路開關(guān)CT，圖2所示。這與早期旁路代有所不同，早期旁路開關(guān)CT繞組不夠用，于是變電站主變的保護(hù)一套采用套管CT（小差），一套采用開關(guān)CT（大差），當(dāng)旁路開關(guān)代主變開關(guān)時(shí)退出開關(guān)CT的那套保護(hù)，再采用套管CT的那套保護(hù)，這時(shí)差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍縮小至主變套管CT內(nèi)，旁路開關(guān)至主變套管之間的高壓引線將失去主保護(hù)，這時(shí)如果旁路開關(guān)至主變套管之間的高壓引線發(fā)生接地等故障只能靠后備保護(hù)切除故障點(diǎn)，這樣延長了切除故障的時(shí)間，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生不良的影響。而500kV東莞變電站主變兩套差動(dòng)保護(hù)所采用的電流都是來自220kV側(cè)開關(guān)CT，這樣旁路代主變開關(guān)CT時(shí)，主變差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍沒有被縮小。

圖2 CT切換后

CT切換操作風(fēng)險(xiǎn)很大，因?yàn)槿绻l(fā)生CT開路，會(huì)危及人身和設(shè)備安全，后果不堪設(shè)想。因此，為了降低CT開路風(fēng)險(xiǎn)，CT電流試驗(yàn)端子一般都是內(nèi)外兩層，其作用是為了在切換CT二次回路時(shí)，先倒一層，再倒一層，在切換過程中不易發(fā)生CT開路現(xiàn)象。操作過程中運(yùn)行人員也必須意識(shí)到這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，盡量降低操作失誤。

在切換CT前先退出主變差動(dòng)保護(hù)。這步操作很重要，如果切換CT前沒有退出主變差動(dòng)保護(hù)，則在接通旁路開關(guān)CT過程中，運(yùn)行中的主變開關(guān)CT電流將會(huì)從連通的旁路開關(guān)電流試驗(yàn)端子流過，不再流入主變差動(dòng)保護(hù)裝置，如圖3所示，從而使差動(dòng)保護(hù)裝置只能接收到其他兩側(cè)電流，這就會(huì)造成主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，跳開主變?nèi)齻?cè)開關(guān)。

圖3 CT切換過程中

1.4 保護(hù)出口壓板的投退

進(jìn)行CT回路切換，只能保證主變差動(dòng)保護(hù)的電流回路正確，如果不進(jìn)行保護(hù)出口壓板投退切換，差動(dòng)保護(hù)只跳主變本體側(cè)開關(guān)，而不能跳旁路開關(guān)。進(jìn)行保護(hù)出口壓板投退切換，就能保證旁路開關(guān)代主變開關(guān)時(shí)主變差動(dòng)保護(hù)出口跳旁路開關(guān)，使故障得到快速切除。

2 實(shí)例分析

以500kV東莞變電站主變?yōu)槔?，用旁?030開關(guān)代主變220kV側(cè)2201開關(guān)運(yùn)行倒閘操作步驟進(jìn)行分析。500kV東莞變電站#1主變?yōu)殡p重化保護(hù)配置，分別為主一、主二兩套主保護(hù)。兩套主保護(hù)均為南瑞的RCS-978G5，旁路保護(hù)為南瑞的RCS-902CB，如圖4所示。

2.1 旁路代前的運(yùn)行方式

1）#1主變變中的運(yùn)行狀態(tài)：2201開關(guān)合位和22011、22014刀閘合位，22012、22013刀閘分位。

2）旁路的運(yùn)行狀態(tài)：2030開關(guān)分位，20301、20303刀閘在合位，20302刀閘在分位。

2.2 旁路代后運(yùn)行方式

1）#1主變變中的運(yùn)行狀態(tài)：2201開關(guān)分位和22011、22012、22014刀閘分位，22013刀閘合位。

2）旁路的運(yùn)行狀態(tài)：2030開關(guān)合位，20301、20303刀閘在合位，20302刀閘在分位。

圖4 主變壓器220kV側(cè)保護(hù)配置

2.3 旁路開關(guān)代主變220kV開關(guān)運(yùn)行倒閘操作的步驟

1）將旁路定值切換至線路定值，并退出旁路重合閘。

2）合上旁路2030開關(guān)，對(duì)220kV旁路3M母線充電。

3）將旁路定值切換至被代主變定值。

4）合上主變220kV 3M母線側(cè)22013刀閘。

5）退出旁路保護(hù)屏分相啟動(dòng)失靈和零序保護(hù) 壓板。

6）退出被代主變差動(dòng)保護(hù)，投入旁路CT。

7）退出主變保護(hù)跳2201開關(guān)出口壓板；投入主變保護(hù)跳2030開關(guān)出口壓板。

8）合上旁路2030開關(guān)，斷開被代主變220kV側(cè)2201開關(guān)。

9）退出主變220kV側(cè)CT，投入主變差動(dòng)保護(hù)。

10）將主變220kV側(cè)2201開關(guān)轉(zhuǎn)檢修。

2.4 失靈保護(hù)配合

以上倒操作步驟中，還涉及到失靈保護(hù)的投退問題，在旁路2030開關(guān)代#1主變220kV側(cè)開關(guān)運(yùn)行時(shí)，到底用主變保護(hù)還是用旁路保護(hù)呢？通過失靈啟動(dòng)回路進(jìn)行分析。

從圖5可來看，東莞站旁路保護(hù)屏上有4塊失靈啟動(dòng)壓板，分別為A相啟動(dòng)失靈壓板1LP9、B相啟動(dòng)失靈壓板1LP10、C相啟動(dòng)失靈壓板1LP11、失靈總啟動(dòng)壓板8LP3。TJA-3、TJB-3、TJC-3分別是旁路保護(hù)屏A、B、C相本身的跳閘接點(diǎn)，而12TJR、22TJR都是來自操作箱的起動(dòng)失靈、不起動(dòng)重合閘的兩組三跳繼電器。當(dāng)旁路2030開關(guān)代主變220kV側(cè)2201開關(guān)運(yùn)行時(shí)，主變保護(hù)屏保護(hù)接點(diǎn)經(jīng)跳旁路2030開關(guān)出口壓板接至旁路保護(hù)屏，當(dāng)主變保護(hù)動(dòng)作時(shí)，12TJR、22TJR動(dòng)作勵(lì)磁，它其中的一個(gè)輔助接點(diǎn)接在操作箱的跳閘回路中，實(shí)現(xiàn)跳閘。另一個(gè)接點(diǎn)連接到旁路失靈啟動(dòng)回路中，當(dāng)12TJR、22TJR接點(diǎn)不返回，旁路CT檢測到任一相有電流，則旁路通過失靈總啟動(dòng)壓板8LP3再至12TJR、22TJR接點(diǎn)，啟動(dòng)旁路失靈。根據(jù)上述分析，可以判定當(dāng)旁路2030開關(guān)代#1主變220kV側(cè)開關(guān)運(yùn)行時(shí)，需退出旁路保護(hù)屏上的分相啟動(dòng)失靈壓板，保留失靈總啟動(dòng)壓板。

圖5 旁路失靈保護(hù)啟動(dòng)原理圖

2.5 退零序保護(hù)

在旁路2030開關(guān)代#1主變220kV側(cè)開關(guān)運(yùn)行倒閘操作過程中需要退出零序一段保護(hù)。第一是因?yàn)楫?dāng)旁路開關(guān)三相不同期合閘，會(huì)容易短時(shí)產(chǎn)生零序電流，可能使保護(hù)誤動(dòng)。第二是因?yàn)榱阈蛞欢?，?dòng)作時(shí)限為零秒，旁路帶主變時(shí)，其作為主變后備保護(hù)會(huì)失去選擇性，與主變其他后備保護(hù)或主保護(hù)不配合。

3 結(jié)束語

本文結(jié)合500kV東莞變電站實(shí)際操作，根據(jù)旁路開關(guān)代主變壓器開關(guān)運(yùn)行倒閘操作的主要步驟進(jìn)行了降低倒閘風(fēng)險(xiǎn)的分析，希望能夠?yàn)槠渌\(yùn)行人員提供有幫助的參考，避免在倒閘操作的過程中發(fā)生事故，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。