谈主变保护启动失灵电流回路的问题

学术论文《中国高新技术企业》王 炼 2009-12-12 18:49:50

 

    摘  要:文章以某变电站#1主变为例,分析了使用主变套管CT的二次电流来判别断路器是否断开这种接线方式所存在的问题,用举例法指出了这种接线方式在一定条件下会导致断路器失灵保护误动或拒动的严重后果,希望引起有关设计部门和人员对这个回路的高度重视,并提出了整改建议,以期达到规范回路接线的目的。
    关键词:继电保护;变压器;失灵保护;回路
    中图分类号:TM772  文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2009)12-0171-02
 
    在220kV变电站中,为了提高断路器失灵保护动作的可靠性,失灵保护的启动回路必须同时具备两个条件:(1)由故障线路或设备的保护能瞬时复归的出口继电器动作后不返回;(2)断路器未断开的判别元件,可采用能快速复归的相电流元件。在主变间隔中,使用开关CT二次绕组的电流作为“相电流元件”来判别断路器是否断开应更为准确,但是,在管辖的6个220kV变电站中,只有一个变电站是使用开关CT,其它几个变电站都是使用主变套管CT。
    一、现场设备介绍
  该变电站是一个双母线带旁路接线方式的220kV变电站,#1主变高压侧和中压侧都有电源存在,低压侧为无功补偿设备,主变三侧都是三相联动的开关,旁路是分相动作的开关。#1主变保护配置有两套南瑞继保公司的RCS-978E差动保护,第一套使用开关CT,第二套使用变压器的套管CT,正常运行时两套RCS-978E都投入运行,旁路带路时只投第二套RCS-978E差动保护;配置一套RCS-974失灵启动装置,使用套管CT作为相电流判据。主变启动失灵回路如图1所示:由差动保护RCS-978E的出口触点与RCS-974失灵电流出口触点SLQD串联构成,分别启动I母失灵或II母失灵。未设计有旁路带路时的变压器启动失灵的回路。
    二、主变启动失灵回路存在问题分析
  如图2所示,#1主变正常运行时,如果故障点发生在主变内部F1处或中压侧F2处、或低压侧F3处时,流过开关CT和流过变压器高压侧套管CT的一次电流是一样的,此时不管使用开关CT还是套管CT作为相电流判据,主变保护启动失灵的行为和结果都是一样的。但是当故障点发生在开关CT和变压器高压侧套管CT之间时,问题就出现了,下面将举两个例子,分别从误动和拒动两种情况进行分析。
    (一)失灵保护误动分析
  假设#1主变正常运行时,故障发生在F4处,此时,如果主变110kV中压侧开关失灵,将导致220kV失灵保护误动。这个结果许多人都不敢相信,请看下面的分析:当故障发生在F4时,对第二套RCS-978E差动保护来说是区外故障,因此不动作;对第一套RCS-978E差动保护来说是区内故障,因此可靠动作,发跳闸命令给主变三侧261、161和低压侧开关,由于161开关拒动,因此261和低压侧开关跳开后,故障点F4处仍然存在由161开关通过主变中压侧流到高压测的故障电流,该故障电流流过高压侧套管CT,因此相电流判据元件触点SLQD不返回,同时因为故障电流未完全切除,第一套RCS-978E仍然存在差流,因此其出口触点1TJ不返回,这样就导致220kV失灵保护被误启动;同时主变间隔有一个解除220kV失灵保护复合电压闭锁的回路,在上述条件下,220KV失灵保护复合电压闭锁已经被解除,因此就造成了220kV失灵保护误动作,造成事故扩大。实际上高压侧261开关是已经跳开了的,导致这个结果的原因就是相电流判别元件不能准确判断261开关确已断开。
    (二)失灵保护拒动分析
  假设#1主变正常运行时,故障发生在F4处,此时第一套RCS-978E差动保护是区内故障,出口将主变三侧开关跳开。如果此时261开关拒动了,按照电力系统运行方式的要求,应该启动220kV失灵保护,跳开该母线上的所有开关(含母联),将故障隔离,但是,由于失灵保护的相电流判据元件使用套管CT,当中、低压侧开关跳开后,就已经没有故障电流通过套管CT,因此失灵相电流元件接点SLQD就会返回,这样就导致了220kV失灵保护拒动。
  下面我再举一次送电的过程来分析,这次送电是在更换了高压侧开关261CT之后的送电,在使用高压侧对主变进行充电之前,为确保刚刚更换过的261CT本体及其引出线没有故障,决定让开关CT先带电,因此有以下几个送电的步骤:
  1.主变保护先按正常运行方式投入运行。即两套RCS-978E差动保护已经投入。
  2.合上2611刀闸(2614刀闸不合上)。
  3.合上261

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