大分列方式下旁代線路保護(hù)電流的極性分析

王元元

（晉能控股裝備制造集團(tuán)供電分公司 山西省晉城市 048006）

為了提高煤礦供電系統(tǒng)的可靠性，供電分公司將供電網(wǎng)絡(luò)調(diào)整為大分列運(yùn)行方式，即110kV、35kV、10kV、6kV 系統(tǒng)均采用分列方式。在此方式下，成莊110kV 變電站110kV 分段兼旁路斷路器在旁代不同的進(jìn)出線開關(guān)時(shí)，由于流入保護(hù)裝置的電流極性不一致，造成保護(hù)動作的選擇性無法滿足。本文通過分析成莊110kV 變電站110kV 分段兼旁路斷路器150 在旁代不同的進(jìn)出線開關(guān)時(shí)流入保護(hù)裝置的電流方向變化和保護(hù)動作情況，提出保護(hù)電流極性切換的問題，并結(jié)合現(xiàn)場情況提出了解決方案，供大家借鑒。

1 成莊110kV站110kV系統(tǒng)現(xiàn)狀

供電分公司成莊110kV 站110kV 系統(tǒng)采用單母分段帶旁母接線方式，供電系統(tǒng)圖如圖1所示，運(yùn)行方式為：東成I 回157 帶110kVI 段母線，東成II 回帶110kVII 段母線，成中I 回154、成中II 回155 運(yùn)行，成寺線153 熱備用，110kV 分段150 開關(guān)熱備用。

150 保護(hù)裝置為南京南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的型號為RCS-943AMV 型裝置。該保護(hù)裝置配置有五套保護(hù)定值，依次保存在定值區(qū)0 至定值區(qū)4，分別用于旁代成寺線153、成中I 回154、成中II 回155、東成II 回156、東成I 回157 時(shí)使用，投入的保護(hù)為距離保護(hù)、零序III 段、零序IV 段、不對稱相繼速動。其中，投入III 段零序方向、IV 段零序方向，要求零序功率方向由母線指向線路。150 保護(hù)裝置的零序電流是A、B、C 三相CT 外部合成的，二次電流回路原理接線如圖2所示，其中，I0 為零序電流輸入端，I0’為零序電流輸出端。根據(jù)保護(hù)定值單的要求，只有在線路側(cè)單相接地故障時(shí)零序電流流向線路時(shí)，零序III 段保護(hù)、零序IV 段保護(hù)才能動作。反之，母線側(cè)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序III 段保護(hù)、零序IV 段保護(hù)不應(yīng)動作。

2 150旁代線路時(shí)保護(hù)動作情況分析

2.1 通過110kVI段母線旁代157（153、154）線路

如果線路側(cè)發(fā)生單相接地故障，一次側(cè)故障電流從150CT 的P2 端流入，P1 端流出，如圖3所示。二次側(cè)零序電流從CT 的S2流出，進(jìn)入保護(hù)裝置的I0’,從保護(hù)裝置的I0 流出，返回到CT 的S1 端子，如圖4所示，這與裝置的既定電流方向相反，零序III 段、IV 段電流保護(hù)拒動。如果110kVI 段母線側(cè)發(fā)生故障，故障電流方向與圖3、圖4 的方向相反，二次電流的流向與保護(hù)裝置的既定電流方向一致，零序III 段、IV 段電流保護(hù)誤動。

2.2 通過110kVII段母線旁代156（155）線路

如果線路側(cè)發(fā)生單相接地故障，一次側(cè)故障電流從150CT 的P1 端流入，P2 端流出，如圖5所示。二次側(cè)零序電流從CT 的S1流出，進(jìn)入保護(hù)裝置的I0,從保護(hù)裝置的I0’流出，返回到CT 的S2 端子，如圖6所示，這與裝置的既定電流方向一致，零序III 段、IV 段電流保護(hù)正確動作。

如果110kVII 段母線側(cè)發(fā)生故障，故障電流方向與圖5、圖6的方向相反，二次電流的流向與保護(hù)裝置的既定電流方向相反，零序III 段、IV 段電流保護(hù)不會動作。

圖1:100kV 系統(tǒng)圖

圖2:150CT 零序電流回路原理接線圖

圖3:150 旁代157 開關(guān)時(shí)一次故障電流的流向

2.3 提出電流極性切換的問題

150 開關(guān)通過110kVI 段母線旁代線路時(shí)，零序電流保護(hù)會出現(xiàn)誤動和拒動，通過110kVII 段母線旁代線路時(shí)，零序保護(hù)能可靠動作。

圖4：150CT 零序電流回路原理接線圖

圖5:150 旁代156 開關(guān)時(shí)一次電流的流向

圖6:150CT 零序電流回路原理接線圖

由于110kV 系統(tǒng)電氣主接線方式是固定的，在150 開關(guān)旁代線路時(shí)，電流方向由110kVI 段母線和II 段母線流向線路時(shí)，流過150CT 的電流方向正好反向。這樣，不同的線路發(fā)生故障時(shí)流入保護(hù)裝置的故障電流方向不一致，造成保護(hù)裝置無法可靠動作。

由于一次系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是無法改變的，只能考慮從二次回路上進(jìn)行調(diào)整。保護(hù)裝置只有一組保護(hù)電流的輸入端，如何能夠隨著150開關(guān)運(yùn)行方式的變化切換輸入保護(hù)裝置電流的極性，成為一個(gè)亟待解決的問題。

圖7:150CT 切換壓板設(shè)計(jì)圖

圖8：150 切換壓板安裝效果圖

3 解決方案

3.1 電流回路切換壓板

為了解決這一難題，我們設(shè)計(jì)了一套電流回路切換壓板，設(shè)計(jì)圖如圖7所示，安裝圖如圖8所示。

（1）本套切換壓板由五個(gè)切換壓板組成，分別為LP1、LP2、LP3、LP4、LP5，前四個(gè)壓板各有三個(gè)端子，其中①、③端子均為電流輸入端，②端子為切換后的電流輸出端，作為保護(hù)裝置的電流輸入。第五個(gè)壓板只有兩個(gè)端子，不接線，只用于固定連接片。

（2）每個(gè)端子有兩層連接片，上層連接片和下層連接片分別由不同的螺絲固定。

3.2 接線情況

將LP1、LP2、LP3、LP4的①端子接入正向極性電流的二次繞組：A、B、C、N。即一次電流由P1 流入，P2 流出，二次電流由S1 流出，S2 流入。將LP1、LP2、LP3、LP4 的③端子接入反向極性電流，即一次電流由P2 流入，P1 流出，二次電流由S2 流出，S1 流入。將LP1、LP2、LP3、LP4 的②端子為輸出端，接入保護(hù)裝置的零序電流輸入端IO。

3.3 操作方法

（1）當(dāng)150 開關(guān)通過110kVI 段母線旁代線路時(shí)，切至第三排壓板，輸入反極性電流。當(dāng)通過110kVII 段母線旁代線路時(shí)，切至第一排壓板，輸入正極性電流。

（2）切換時(shí)，先切換上層連接片再切換下層連接片。切換原則：只有將上層的連接片全部切換到位后才能切換下層連接片，以防止電流回路開路。

4 結(jié)論

電流回路切換壓板的應(yīng)用很好的解決了電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)電流回路極性同步切換的問題，保證了保護(hù)裝置輸入電流方向的正確性，避免了保護(hù)的誤動和拒動，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行方式的靈活變化，為高瓦斯礦井供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)保證。