電壓回路斷線對(duì)主變保護(hù)影響淺析

蔡穎聰++朱俊杰

【摘 要】電壓回路在220KV保護(hù)中主要起到閉鎖過流、零流保護(hù)以及零壓保護(hù)的作用，當(dāng)主變電壓二次回路發(fā)生斷線時(shí)，會(huì)對(duì)這些保護(hù)產(chǎn)生一定影響。本文通過對(duì)上海地區(qū)普遍使用的國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化保護(hù)配置和非標(biāo)準(zhǔn)化保護(hù)配置進(jìn)行對(duì)比，分析各自面對(duì)電壓回路二次斷線故障時(shí)的處理方式以及優(yōu)劣勢(shì)，并提出相應(yīng)的改善措施以及運(yùn)行建議，以適應(yīng)電網(wǎng)設(shè)備安全性要求。

【關(guān)鍵詞】電壓回路 國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化 主變保護(hù)

1 電壓回路斷線判別

1.1 電壓回路斷線的分類

電壓回路斷線按故障位置，可分為一次斷線和二次斷線。本文僅討論電壓二次回路發(fā)生斷線時(shí)的情況。電壓回路斷線從對(duì)稱角度來(lái)分可分為對(duì)稱斷線（三相斷線）和不對(duì)稱斷線（單相斷線、兩相斷線、開口三角形斷線）。

1.2 電壓回路斷線的判據(jù)

為了能發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)斷線情況，一般都采用利用復(fù)合電壓來(lái)做判據(jù)。

在國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置中，CSC326和RCS978各自判斷電壓回路斷線，判據(jù)如下：

CSC326D：（1）三相電壓均小于18V，且任一相電流大于無(wú)流定值時(shí)，判斷為TV三相斷線。（2）自產(chǎn)3U0大于18V，且三個(gè)線電壓不相等并且存在兩個(gè)線電壓之差大于18V，判斷為TV不對(duì)稱斷線[1]。

RCS978：（1）正序電壓小于30V，且任一相電流大于0.04In或開關(guān)在合位狀態(tài)；（2）負(fù)序電壓大于8V[2]。

在非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置中，由MRU3-21D判斷電壓回路斷線，但告警出口并不固定，判據(jù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要設(shè)定。

2 電壓回路斷線的影響

2.1 國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置的邏輯實(shí)現(xiàn)與斷線影響

國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置三相電壓、零壓均由CSC326和RCS978裝置從各側(cè)母線壓變二次側(cè)采集。保護(hù)邏輯通過裝置內(nèi)部編程實(shí)現(xiàn)，滿足過流條件或零壓整定條件時(shí)出口動(dòng)作。（圖1、圖2）以CSC326為例。

CSC326D的電壓回路斷線邏輯：高/中壓側(cè)后備保護(hù)，當(dāng)某側(cè)發(fā)生PT斷線時(shí)，只退出對(duì)斷線側(cè)電壓的復(fù)壓判別，保護(hù)仍然可通過其它側(cè)電壓判復(fù)壓。當(dāng)各側(cè)全部發(fā)生PT斷線時(shí)，退出保護(hù)的復(fù)壓元件，保護(hù)變?yōu)榧冞^流保護(hù)。圖1中被置0，進(jìn)而和也被置0，從而復(fù)合電壓元件完全靠其它側(cè)復(fù)合電壓元件啟動(dòng)，本側(cè)則不啟動(dòng)。

低壓側(cè)后備保護(hù)，當(dāng)本側(cè)發(fā)生 PT 斷線時(shí)，退出保護(hù)的復(fù)壓元件，保護(hù)變?yōu)榧冞^流保護(hù)。其它側(cè)發(fā)生 PT 斷線對(duì)本側(cè)保護(hù)沒影響。圖2中被置1，從而低壓側(cè)復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)，變?yōu)榧冞^流保護(hù)。

2.2 非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置的邏輯實(shí)現(xiàn)與斷線影響

非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置中三相電壓由MRU3-21D從各側(cè)母線壓變二次側(cè)采集，判斷閉鎖條件并輸出，和中間繼電器一起構(gòu)成邏輯，最終把閉鎖結(jié)果傳輸給SEL387和RET316，當(dāng)滿足過流條件時(shí)，后兩者出口動(dòng)作。零壓由MRU3-11D從高壓側(cè)交流電壓母線壓變二次側(cè)開口三角形上采集，滿足整定條件時(shí)出口動(dòng)作。（圖3、圖4）

非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置在某側(cè)電壓回路斷線時(shí)，保護(hù)邏輯不受其影響，但保護(hù)動(dòng)作結(jié)果會(huì)受到影響。運(yùn)行人員為避免不確定的拒動(dòng)情況發(fā)生，通過解除圖3中LP壓板，并用上圖4中QP壓板，使①的或門置1，從而退出復(fù)壓閉鎖，變?yōu)榧冞^流保護(hù)。

2.3 兩種配置的保護(hù)的異同點(diǎn)與對(duì)運(yùn)行的影響

非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置中判別電壓與電流是不同的裝置，之間的配合通過外部中間繼電器構(gòu)成邏輯。缺點(diǎn)在于需要人工解除電壓閉鎖，若操作不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)拒動(dòng)。

國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置中CSC326和RCS978兩套獨(dú)立的成套保護(hù)，所有相關(guān)的二次數(shù)據(jù)都集中處理，在判定“電壓回路斷線”后經(jīng)整定時(shí)間自動(dòng)解除電壓閉鎖，此外，它增加了各側(cè)復(fù)合電壓閉鎖的關(guān)聯(lián)程度，高中壓側(cè)的復(fù)壓可由主變?nèi)我庖粋?cè)啟動(dòng)。

而非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置高壓側(cè)不僅沒有電壓采集，而且中低壓側(cè)只能靠本側(cè)啟動(dòng)復(fù)壓閉鎖。這樣的設(shè)計(jì)理念使得保護(hù)“更獨(dú)立”，但若發(fā)生在無(wú)人站，電壓回路發(fā)生故障時(shí)，在運(yùn)行人員趕赴到現(xiàn)場(chǎng)前，該保護(hù)的正確動(dòng)作將可能受到影響。

總結(jié)而言：對(duì)于非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置，在電壓回流斷線時(shí)只用通過壓板的操作才能實(shí)現(xiàn)解除復(fù)壓閉鎖。而對(duì)于國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置，當(dāng)判別到電壓回路斷線后，將會(huì)自動(dòng)改至由其他側(cè)來(lái)進(jìn)行判斷，較好的降低了拒動(dòng)的概率。

3 思考與建議

國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）的要求，對(duì)非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置做出了相應(yīng)的改進(jìn)。針對(duì)非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置存在的問題，我們分析提出一些在不整體更換保護(hù)前提下的回路改進(jìn)建議。

3.1 非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置高壓側(cè)復(fù)合電壓未取

根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》（5.2.4.b）規(guī)定：“高（中）壓側(cè)復(fù)壓元件由各側(cè)電壓經(jīng)“或門”構(gòu)成；低壓側(cè)復(fù)壓元件取本側(cè)（或本分支）電壓”。③而組合2中220千伏復(fù)合電壓只取中低壓側(cè)的電壓，未取高壓側(cè)電壓。

針對(duì)該問題，需加裝一個(gè)MRU3-21D來(lái)負(fù)責(zé)高壓側(cè)復(fù)合電壓的判斷，以及一個(gè)中間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯的改造。

3.2 非國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置 電壓回路斷線不能自動(dòng)開放電壓閉鎖

根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》（5.2.4.c）規(guī)定：“（復(fù)壓閉鎖過流（方向）保護(hù)）具有 PT 斷線告警功能。本側(cè)電壓回路斷線后，該側(cè)復(fù)壓閉鎖過流（方向）保護(hù)，退出方向元件，受其他側(cè)復(fù)壓元件控制；低壓側(cè) PT 斷線后，本側(cè)（或本分支）復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)不經(jīng)復(fù)壓元件控制?！盵3]。而圖5未改動(dòng)前的邏輯無(wú)法自動(dòng)、必須通過運(yùn)行人員的操作才能實(shí)現(xiàn)以上設(shè)計(jì)要求。在中心站的運(yùn)行模式下，一旦發(fā)生電壓回路斷線，在運(yùn)行人員趕到現(xiàn)場(chǎng)前，存在一定復(fù)合電壓保護(hù)“真空”期。

針對(duì)該問題，可以利用MRU3-21D中的電壓回路斷線出口，在回路中增加付節(jié)點(diǎn)，使得復(fù)壓閉鎖在電壓回路斷線時(shí)自動(dòng)退出，變?yōu)榧冞^流保護(hù)。（圖5）

4 結(jié)語(yǔ)

保護(hù)配置是在繼保四性中尋找平衡，特別像同時(shí)牽涉到電壓與電流的保護(hù)，缺少其一都將對(duì)這種平衡產(chǎn)生影響。一個(gè)良好的配置方案，就應(yīng)該能在這時(shí)自動(dòng)尋求新的平衡。真正要做到消除電壓回路斷線對(duì)220KV主變保護(hù)的影響，簡(jiǎn)單地將復(fù)合電壓解除，還只是尋求平衡過程中不完美的第一步。

參考文獻(xiàn)：

[1]CSC-326D數(shù)字式變壓器保護(hù)裝置說(shuō)明書.北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司.

[2]RCS-978 系列變壓器成套保護(hù)裝置220KV版技術(shù)說(shuō)明書.南瑞繼保電氣有限公司.

[3]變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范（Q/GDW 175—2008）.