繼電保護二次電壓切換問題分析及對策

劉岳

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司阜寧縣供電分公司 江蘇 阜寧 224400）

引言

實際生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場中，因母排接線方式不同、廠家設計思路各異等原因，二次電壓并列和切換回路的實現(xiàn)方式并不完全統(tǒng)一，給現(xiàn)場作業(yè)人員實時掌控運行風險帶來了一定的困難，對現(xiàn)場作業(yè)人員的技能素質提出了較高的要求。針對此問題，全面分析電壓并列和切換回路的工作原理，理清現(xiàn)場作業(yè)注意事項，形成相應的應用策略，指導現(xiàn)場作業(yè)人員行為，降低作業(yè)風險。

1 繼電保護二次電壓切換問題

1.1 電壓切換繼電器復位回路斷線

某220kV變電站220kV配電裝置采用雙母線單分段接線方式，三段母線正常并列運行。線路保護電壓切換回路與上述原理一致，電壓切換回路采用雙位置繼電器接點。而“切換繼電器同時動作”信號采用單位置繼電器接點。原運行在Ⅱ母線的一回220kV線路間隔倒換至Ⅰ母線運行時，Ⅱ母線電壓切換繼電器復位回路斷線，導致電壓切換繼電器2YQJ4—2YQJ7復位線圈無法得電斷開自身常開接點，Ⅰ、Ⅱ母線電壓切換繼電器常開接點同時閉合，使得電壓切換回路誤并列。因其電壓切換繼電器同時動作信號回路使用的2YQJ1失電后自動復位，常開接點斷開，不能觸發(fā)“切換繼電器同時動作”告警信號，致使二次電壓回路長期并列而無法被發(fā)現(xiàn)[1]。

某日，該變電站220kVⅠ、Ⅲ母線分段斷路器間隔電流互感器爆炸，母線差動保護正確動作切除Ⅰ、Ⅲ段母線。因該出線間隔二次電壓回路并列，造成Ⅱ母線TV通過二次電壓回路對Ⅰ母線TV及Ⅰ母線反充電，Ⅱ母線TV二次電壓總空氣開關斷開，使得運行在Ⅱ母線的電源線路保護無法采集到系統(tǒng)電壓，已進入故障處理程序的距離保護Ⅲ段動作，造成全站停電。該案例中母線差動保護動作切除Ⅰ母線瞬間，Ⅰ母線失電，Ⅱ母線TV開始通過二次電壓回路向Ⅰ母線反充電。因電壓互感器是一種小容量、大變比的降壓變壓器，在一次側無電源、二次側反充電的情況下，由于其阻抗從二次側看非常小，將產(chǎn)生很大的充電電流，從而致使Ⅱ母線TV二次電壓總空氣開關斷開[2]。

1.2 電壓并列切換開關投入方式錯誤

某220kV變電站220kV配電裝置采用雙母線接線方式，兩段母線正常并列運行。某日，為配合檢修工作陪停220kVⅠ母線。因母線電壓并列裝置并列切換開關投入“自動”位置（即“并列”位置，二次電壓并列與否由母線連接開關斷路器及其兩側隔離開關輔助接點自動控制），母線連接開關斷路器輔助接點切換與主觸頭分合存在20～30ms延時，母線連接開關斷路器斷開過程中，Ⅰ母線已斷電，Ⅰ、Ⅱ母線電壓并列回路延時斷開，造成Ⅱ母線TV通過二次電壓并列回路對Ⅰ母線TV及Ⅰ母線反充電，Ⅱ母線TV二次電壓總空氣開關斷開，運行在Ⅱ母線上的間隔保護裝置及母線保護屏裝置相繼發(fā)出“TV斷線”告警。該案例的主要事故原因是操作人員不熟悉電壓并列回路的原理，對電壓并列回路的運行風險和注意事項沒有足夠的認識，忽略了一次側開關設備固有動作特性對二次設備運行的影響，錯誤地將并列裝置投入“自動（并列）”控制模式。其次要原因是操作人員倒閘操作業(yè)務技能水平不足，在Ⅰ母線停電操作過程中，在Ⅰ母線TV二次側電壓空氣開關未斷開、TV與二次電壓小母線未隔離的情況下，即斷開Ⅰ母線所有開關及母線設備，違反了變壓器類設備停電操作先低壓后高壓的基本原則。造成此次事故的原因較多，一是操作人員設備狀態(tài)檢查不到位，旁路斷路器間隔Ⅰ母線隔離開關輔助接點未切換，倒換至Ⅱ母線運行后，Ⅰ、Ⅱ母線電壓切換繼電器同時動作，未被操作人員及時發(fā)現(xiàn)并處置，造成二次電壓回路并列；二是倒閘操作步驟次序錯誤，斷開Ⅰ母線所有開關前未斷開Ⅰ母線TV二次側電壓空氣開關，將Ⅰ母線TV與二次電壓小母線隔離[3]。

2 應用策略研究

2.1 接線要求

保證電壓切換主回路與信號回路的一致性，防范母線電壓切換繼電器同時動作而未被發(fā)現(xiàn)。如果電壓切換回路中同時存在單位置繼電器和雙位置繼電器，出線（或變壓器）間隔母線隔離開關輔助接點不切換、電壓切換繼電器接點粘連、雙位置繼電器復位線圈掉電等原因都有可能致使Ⅰ、Ⅱ母線電壓切換繼電器常開接點同時閉合，造成Ⅰ、Ⅱ母線TV二次電壓回路誤并列。此時，如果“切換繼電器同時動作”信號回路，即采用單位置繼電器和雙位置繼電器信號回路相與的方式，能夠可靠及時觸發(fā)告警，正確處置后可以避免反充電事故[4]。

2.2 并列裝置位置要求

正常運行時嚴禁將并列裝置并列切換開關BQK投入“并列（或自動）”位置，防范因斷路器設備固有特性造成的反充電事故。兩段母線正常運行時，無論一次側是否并列，一般二次電壓回路保持分列運行。如并列切換開關BQK投入“自動（或并列）”位置，母線連接開關（分段）閉合后，二次電壓小母線自動并列。母線故障切除其中一段母線時，因母線聯(lián)絡（分段）斷路器輔助接點滯后于主觸頭切換，存在運行母線TV二次側向故障母線瞬時反充電的隱患，將造成事故范圍擴大[5]。

3 結語

分析變電站常用二次電壓并列、切換回路的工作原理，并結合事故案例理清了生產(chǎn)現(xiàn)場易導致事故發(fā)生的隱患點和注意事項，最后總結確定了電壓并列、切換回路在設計和運行階段的一些應用策略，并進行詳細解析，為變電站生產(chǎn)現(xiàn)場實際應用提供參考。