陳 蕓

(南京電力設(shè)計(jì)有限公司，江蘇南京210009)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，微機(jī)型繼電保護(hù)裝置在我國電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，極大促進(jìn)了繼電保護(hù)運(yùn)行管理水平的提高。同時(shí)不同廠家保護(hù)裝置的輸入輸出量、壓板、端子、報(bào)告和定值等不統(tǒng)一及不規(guī)范的問題日漸凸顯，給繼電保護(hù)運(yùn)行、維護(hù)和管理帶來較大困難。因此，國家電網(wǎng)公司于2008年2月發(fā)布了《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》，對(duì)微機(jī)型保護(hù)裝置技術(shù)原則、保護(hù)配置原則以及相關(guān)的二次回路等的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)范。2011年初，江蘇省電力公司根據(jù)國網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合近年來技術(shù)發(fā)展和江蘇電網(wǎng)220 kV變電站繼電保護(hù)裝置的實(shí)際應(yīng)用情況，編制了《江蘇電網(wǎng)220 kV系統(tǒng)繼電保護(hù)“六統(tǒng)一”應(yīng)用技術(shù)原則》。

1 南京220 kV六合變現(xiàn)狀

南京220 kV六合變地處南京六合區(qū)，作為中間變電站運(yùn)行。六合變電站現(xiàn)狀為：(1)220 kV主變2臺(tái)，電壓等級(jí)為220/110/35 kV。(2)220 kV出線5回，接線形式為雙母線帶旁路接線，配電裝置型式為戶外軟母線改進(jìn)半高型AIS配電裝置。(3)110 kV出線8回，接線形式為雙母線帶旁路接線，配電裝置型式為戶外軟母線改進(jìn)半高型AIS配電裝置。(4)35 kV出線6回，接線形式為雙母線接線，配電裝置型式為戶內(nèi)裝配式布置。主變改造工程需將220 kV 1號(hào)主變由12萬kV·A更換為18萬kV·A，同時(shí)原站內(nèi)主變保護(hù)為2000年投運(yùn)的南瑞繼保RCS-978E型保護(hù)，運(yùn)行時(shí)間已超過10年，故主變保護(hù)將隨主變一起更換。

2 保護(hù)配置及控制回路設(shè)計(jì)原則

220 kV變壓器多為三相式三卷變壓器，按技術(shù)規(guī)程要求，一般裝設(shè)瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)，同時(shí)在其高、中壓側(cè)均裝設(shè)了復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)及零序方向過電流保護(hù)與間隙保護(hù)，低壓側(cè)裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)，另外中壓側(cè)后備增加距離保護(hù)。各側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)及零序方向過電流保護(hù)，可以綜合反映變壓器內(nèi)部、各側(cè)母線及母線附近的電氣設(shè)備的接地與相間故障。

2.1 采用2套獨(dú)立主保護(hù)

220 kV主變壓器應(yīng)采用2套獨(dú)立的主保護(hù)，每套主保護(hù)均應(yīng)配置完整的后備保護(hù)，同時(shí)必須保證2套主、后備保護(hù)在交、直流回路上的獨(dú)立性。正常運(yùn)行方式下，2套獨(dú)立的主保護(hù)宜同時(shí)投入，分別接在獨(dú)立電流互感器（TA）2個(gè)次級(jí)繞組，但第2套主保護(hù)也可以設(shè)計(jì)在獨(dú)立TA和主變套管TA間進(jìn)行切換，當(dāng)旁路斷路器代主變斷路器運(yùn)行時(shí)，第1套主保護(hù)應(yīng)相應(yīng)切到旁路斷路器的TA。第2套主保護(hù)及相應(yīng)的后備保護(hù)可以停用。

2.2 選擇可靠的主變保護(hù)運(yùn)行方式

在使用中可根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，除非電量（氣體）保護(hù)必須投跳外，應(yīng)選擇合理、可靠的主變保護(hù)運(yùn)行方式。保證繼電保護(hù)操作電源的可靠性，防止出現(xiàn)二次寄生回路，提高繼電保護(hù)裝置抗干擾能力。嚴(yán)格執(zhí)行 《繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)實(shí)施細(xì)則》中有關(guān)保護(hù)及二次回路抗干擾的相關(guān)規(guī)定，提高保護(hù)抗干擾能力。每套線路、變壓器的主保護(hù)（含后備保護(hù)）、斷路器失靈保護(hù)啟動(dòng)元件與操作回路的直流熔斷器均應(yīng)獨(dú)立配置，并注意與上一級(jí)熔斷器的配合。在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意各種不同的直流回路之間應(yīng)采用空接點(diǎn)聯(lián)系，防止出現(xiàn)寄生回路。

3 主變保護(hù)配置方案

在改造過程中，主變保護(hù)采用國電南自GPST 1200U-21221系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品是廠家根據(jù)國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)后的產(chǎn)品，與以往GPST1200-220型產(chǎn)品有較大的區(qū)別。

3.1 國網(wǎng)公司“六統(tǒng)一”原則

國網(wǎng)公司“六統(tǒng)一”原則對(duì)于變壓器保護(hù)的配置方案為：配置雙重化的主、后備保護(hù)一體變壓器電氣量保護(hù)和1套非電量保護(hù)。

3.1.1 組柜方案

每臺(tái)主變配置3面柜。保護(hù)柜1：變壓器保護(hù)1＋中壓側(cè)電壓切換箱；保護(hù)柜2：變壓器保護(hù)2＋中壓側(cè)電壓切換箱；輔助柜：非電量保護(hù)＋高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)操作箱，要求主變220 kV側(cè)配置三相電壓互感器（TV）。

3.1.2 失靈保護(hù)相關(guān)要求

增加變壓器高壓側(cè)斷路器失靈動(dòng)作聯(lián)跳主變各側(cè)斷路器功能。母線保護(hù)判定主變高壓側(cè)斷路器失靈后，該斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作觸點(diǎn)開入至主變保護(hù)，經(jīng)靈敏的、不需要整定的電流元件并帶50 ms延時(shí)后跳主變各側(cè)斷路器。

3.2 六合變主變保護(hù)配置方案

（1）主變保護(hù)配置2面柜。保護(hù)柜1：變壓器保護(hù)1＋高壓側(cè)操作箱＋高壓側(cè)失靈啟動(dòng)保護(hù)；保護(hù)柜2：變壓器保護(hù)2＋非電量保護(hù)＋中壓側(cè)操作箱＋低壓側(cè)操作箱。

（2）由于六合變?yōu)槔险?，原站?nèi)母線保護(hù)為單套母差保護(hù)，故失靈保護(hù)配置原則為主變高壓側(cè)斷路器失靈后，僅要求跳開與主變高壓側(cè)斷路器同在一條母線上的其他單元，對(duì)主變中、低壓側(cè)斷路器無跳閘要求。

4 主變保護(hù)電流回路接入方式

六合變電站220 kV側(cè)和110 kV側(cè)的主接線為雙母線帶旁路接線方式，改造采用雙主保護(hù)與雙后備保護(hù)并主、后一體化的主變保護(hù)，將第1套保護(hù)接原差動(dòng)保護(hù)TA次級(jí)，即獨(dú)立TA，并與母差保護(hù)的保護(hù)范圍有重疊區(qū)；第2套保護(hù)接原后備保護(hù)TA次級(jí)，即套管TA。由于第2套保護(hù)接主變套管TA，對(duì)于降壓變壓器的高壓側(cè)來說，差動(dòng)保護(hù)和該側(cè)的后備保護(hù)的范圍不包括開關(guān)處TA到變壓器套管的引線，保護(hù)范圍將縮小，當(dāng)?shù)?套保護(hù)發(fā)生故障需全部退出運(yùn)行，第2套保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)不能保護(hù)高壓側(cè)套管至開關(guān)之間的引線而存在保護(hù)死區(qū)，無法滿足220 kV系統(tǒng)穩(wěn)定切除故障時(shí)間的要求，將威脅220 kV系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，此時(shí)主變要么退出運(yùn)行，要么220 kV側(cè)開關(guān)由旁路開關(guān)代，同時(shí)還要啟用220 kV旁路開關(guān)保護(hù)作為變壓器高壓側(cè)引線的保護(hù)；對(duì)于中、低壓側(cè)來說，其后備保護(hù)的保護(hù)范圍指向非電源側(cè)，所以引線故障將由后備保護(hù)切除。旁路開關(guān)代主變開關(guān)運(yùn)行時(shí)，第1套保護(hù)的電流回路需切換，第2套保護(hù)的電流回路不需切換，此時(shí)有2套完整的保護(hù)在運(yùn)行。主變TA配置如圖1所示。

圖1 主變TA配置

5 主變保護(hù)電壓回路接入方式

根據(jù)反事故措施的要求，每套主變壓器保護(hù)應(yīng)分別使用1組電源開關(guān)或熔斷器，并分別接在變電站中不同的直流母線，這樣在1組母線失電時(shí)不至于失去全部保護(hù)。

非電量保護(hù)只有1套，應(yīng)使用獨(dú)立的電源開關(guān)或熔斷器，具有電源消失監(jiān)視，對(duì)重瓦斯等用于跳閘的保護(hù)，應(yīng)通過接于控制電源的重動(dòng)繼電器直接跳閘，不應(yīng)接入逆變電源。對(duì)220 kV側(cè)的失靈保護(hù)和三相不一致保護(hù)，可合用一套裝置，使用單獨(dú)的電源開關(guān)或熔斷器。每套保護(hù)使用不同的TA次級(jí)，但一般的變電站不具備每套保護(hù)使用不同電壓次級(jí)的條件。電壓在經(jīng)切換繼電器切換后，因分別經(jīng)1只空氣小開關(guān)接入保護(hù)裝置，小開關(guān)的輸出必須經(jīng)端子排過渡，這樣才能分別對(duì)每套保護(hù)裝置進(jìn)行通電檢查或校驗(yàn)。

6 結(jié)束語

近年來，220 kV主變壓器改造按照雙重化的配置原則，突出體現(xiàn)了微機(jī)保護(hù)構(gòu)成的特點(diǎn)及優(yōu)越性，即多CPU并行處理，整體結(jié)構(gòu)緊湊，數(shù)據(jù)共享，其組屏相對(duì)簡單、回路清晰、對(duì)外連線簡單、投退方便、獨(dú)立性強(qiáng)，簡化和方便了主變保護(hù)雙重化設(shè)計(jì)、施工。另外，主變保護(hù)改造工程的設(shè)計(jì)較新建工程設(shè)計(jì)而言，更多地受制于原有一次、二次設(shè)備的狀況，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)合理取舍，盡可能完善保護(hù)功能配置和回路設(shè)計(jì)。

[1]田國林.旁路開關(guān)代主變高壓側(cè)開關(guān)運(yùn)行中主變縱差保護(hù)死區(qū)的探討[J].繼電器，2000，28（6）：49-51.

[2]朱聲石.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)原理與技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，1981.