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母線接線方式對(duì)主變后備保護(hù)的影響及應(yīng)對(duì)措施

文檔作者：廖峰, 黎永豪, 徐聰穎文檔來(lái)源：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月12日
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90 | Techniques of Automation &amp;amp; Applications
《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》2018 年第37 卷第1 期電氣傳動(dòng)
Electrical Drive
母線接線方式對(duì)主變后備保護(hù)的影響及應(yīng)對(duì)措施
廖 峰, 黎永豪, 徐聰穎
( 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局, 廣東 佛山 528000)
摘 要: 以220kV 主變壓器保護(hù)為研究對(duì)象, 根據(jù)母線接線方式的不同, 分析在各類接線方式下主變后備保護(hù)的特點(diǎn)、原理和跳
閘回路。對(duì)存在安全隱患的跳閘回路提出應(yīng)對(duì)方法, 通過(guò)增加母線刀輔助節(jié)點(diǎn)、改變回路接線、增加二極管等方法, 實(shí)現(xiàn)
了對(duì)跳閘回路通斷的選擇性, 并對(duì)現(xiàn)有的跳閘、監(jiān)視以及信號(hào)回路進(jìn)行改進(jìn), 增加了對(duì)輔助接點(diǎn)損壞的監(jiān)控力, 同時(shí)最大
限度地降低了人為因素的影響, 使跳閘回路具有更高的安全性和可靠性, 保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
關(guān)鍵詞: 接線方式; 后備保護(hù); 跳閘回路; 應(yīng)對(duì)措施
中圖分類號(hào):TM772 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-7241(2018)01-0090-04
Influence of Bus Terminal Mode on the Main Transformer
Backup Protection and its Countermeasures
LIAO Feng, LI Yong-hao, XU Cong-ying
( Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co., Ltd., Foshan 528000 China )
Abstract: This paper mainly takes the 220kV main transformer protection as the research object, according to the different bus
connection schemes to analyzes the main transformer backup protection features, principle and trip circuit. By increasing
busbar auxiliary nodes, changing the circuit wiring, adding diodes and other methods to achieve the trip circuit on-off
selectivity, and the existing tripping, monitoring and signal loops to improve the damage to the auxiliary contact monitoring
force. And it also proposes improved methods for unsafe trip circuit, it can reduce the influence of human factor to the
maximum extent. The tripping circuit has higher security and reliability, and make the safe and stable operation of power
system is ensured.
Key words: connection scheme; backup protection; tripping circuit; countermeasures
收稿日期:2016-11-04
1 引言
電力系統(tǒng)中的每一個(gè)線路和設(shè)備, 都設(shè)有繼電保護(hù)
裝置, 一旦線路或者設(shè)備發(fā)生故障, 繼電保護(hù)裝置將動(dòng)
作并切斷電源隔離故障, 保證人身、設(shè)備安全和電網(wǎng)的
穩(wěn)定運(yùn)行。主保護(hù)是當(dāng)線路或設(shè)備故障時(shí), 能夠在最短
時(shí)間內(nèi)快速動(dòng)作, 切除并隔離故障點(diǎn)的一種保護(hù), 但是
為了增加保護(hù)的可靠性, 確保主保護(hù)故障出現(xiàn)拒絕動(dòng)作
時(shí), 有其他保護(hù)手段, 所以設(shè)置了后備保護(hù)。當(dāng)線路或
設(shè)備出現(xiàn)故障, 二主保護(hù)未動(dòng)作時(shí), 后備保護(hù)將延時(shí)動(dòng)
作切斷電源。
后備保護(hù)又分為近后備和遠(yuǎn)后備保護(hù)。近后備保護(hù)
是保護(hù)本線路和設(shè)備, 遠(yuǎn)后備則保護(hù)的是相鄰設(shè)備和線
路。以主變保護(hù)為例, 其后備保護(hù)既是主變及相關(guān)設(shè)備
的近后備保護(hù), 又是各側(cè)母線的遠(yuǎn)后備保護(hù)。但現(xiàn)有的
跳閘回路, 在運(yùn)行過(guò)程中存在因誤投出口壓板導(dǎo)致誤出
口, 存在安全隱患, 很有必要進(jìn)行改進(jìn)[1-3]。
對(duì)二次回路的改進(jìn)首先要考慮的是回路的安全性,
主要包括兩個(gè)方面[4] : 第一, 回路設(shè)計(jì)的安全性, 即設(shè)
計(jì)完成之后回路自身的安全性; 第二, 回路的使用安全
性, 即回路在檢修、運(yùn)行等不同狀況下的安全性。下文
將重點(diǎn)分析作為母線遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí), 各側(cè)母線的接線方
式對(duì)保護(hù)的影響, 并通過(guò)采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施, 對(duì)原有
回路進(jìn)行改造, 使得跳閘回路的選擇能通過(guò)相關(guān)刀閘的
分合, 實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的選擇, 避免了誤投出口壓板導(dǎo)致的
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
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電氣傳動(dòng) 《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》 2018 年第 37 卷第 1 期
Electrical Drive
保護(hù)誤動(dòng)。
2 主變后備保護(hù)的類型及功能
220k V 主變壓器的后備保護(hù)按照電壓等級(jí)的不同分
為高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)后備保護(hù)。高后備與中后備
的保護(hù)類型大體相似, 主要有阻抗保護(hù)、復(fù)壓過(guò)流保護(hù)、
零序過(guò)流保護(hù)、間隙零序保護(hù)和失靈保護(hù)等。低后備保
護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單, 一般以過(guò)流保護(hù)為主, 外加一些其他類型
保護(hù)和告警功能。
以110kV 側(cè)即中壓側(cè)的后備保護(hù)[5] 為例, 其阻抗保
護(hù)分為相間阻抗與接地阻抗保護(hù), 兩者都是帶偏移阻抗
特性, 保護(hù)動(dòng)作均帶延時(shí), 可通過(guò)控制字選擇設(shè)定是否
經(jīng)振蕩閉鎖。根據(jù)保護(hù)的實(shí)際應(yīng)用情況, 作為自身近后
備保護(hù)時(shí), 阻抗保護(hù)一般不投入, 當(dāng)中壓側(cè)母線保護(hù)退
出運(yùn)行時(shí), 阻抗保護(hù)則作為母線間隔的遠(yuǎn)后備保護(hù), 一
時(shí)限跳母聯(lián)、分段開(kāi)關(guān), 二時(shí)限跳主變變中開(kāi)關(guān)。復(fù)壓
過(guò)流保護(hù)由過(guò)流保護(hù)、復(fù)壓閉鎖和方向元件構(gòu)成, 閉鎖
元件有低電壓閉鎖和負(fù)序電壓閉鎖, 可通過(guò)投退控制字
選擇是否經(jīng)復(fù)壓或方向元件閉鎖。過(guò)流功能分為兩段,
其中過(guò)流一段一時(shí)限跳中側(cè)母聯(lián)分段開(kāi)關(guān), 二時(shí)限跳變
中開(kāi)關(guān), 過(guò)流二段則跳主變各側(cè)開(kāi)關(guān)。零序保護(hù)也可通
過(guò)控制字選擇是否設(shè)定帶方向, 零序一段的保護(hù)跳閘與
過(guò)流保護(hù)一段設(shè)置相同, 不同的是零序二段也分為兩個(gè)
時(shí)限, 一時(shí)限跳中側(cè)母聯(lián)、分段, 二時(shí)限跳主變各側(cè)。
間隙零序保護(hù)分為間隙過(guò)流保護(hù)和零序過(guò)壓保護(hù), 其保
護(hù)動(dòng)作于跳主變各側(cè)。變低后備保護(hù)主要為過(guò)流保護(hù),
其動(dòng)作時(shí)限也分為兩個(gè), 一時(shí)限跳變低同時(shí)閉鎖相應(yīng)的
變低備自投功能, 二時(shí)限跳主變各側(cè)。
3 母線接線方式對(duì)主變后備保護(hù)的影響
以圖1 接線方式為例, 變高側(cè)為雙母單分段, 變中為
雙母雙分段, 變低為雙母接線。不同于母差保護(hù), 由于主
變保護(hù)裝置未采主變的母線刀閘位置, 無(wú)法判斷主變運(yùn)行
于哪段母線, 主變高后備或中后備保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)就無(wú)法
實(shí)現(xiàn)選擇性, 無(wú)法判斷出應(yīng)該跳母聯(lián)還是分段開(kāi)關(guān), 因此
當(dāng)保護(hù)動(dòng)作時(shí), 圖2 中的C J1、C J2、C J3 同時(shí)閉合, 同
時(shí)跳開(kāi)母聯(lián)和分段開(kāi)關(guān)。當(dāng)各段母線處于分裂運(yùn)行時(shí), 只
能通過(guò)投退與該主變無(wú)電氣關(guān)聯(lián)的分段或母聯(lián)跳閘出口壓
板, 即圖2 中的1L P6、1L P7、1L P8, 這唯一一個(gè)途徑來(lái)
防止保護(hù)誤跳開(kāi)關(guān), 存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。
圖2 主變變高保護(hù)跳閘回路圖
對(duì)于變高和變中都采用雙母接線的主變保護(hù)來(lái)說(shuō),
當(dāng)母線分裂運(yùn)行時(shí), 需投退的跳閘出口壓板只有變高和
變中兩個(gè)母聯(lián)跳閘出口壓板, 數(shù)量較少, 容易控制安全
風(fēng)險(xiǎn), 但當(dāng)變高與變中均采用如圖1 所示的雙母雙分段
接線時(shí), 需根據(jù)運(yùn)行方式投退的跳閘出口壓板增至7 個(gè),
若繼續(xù)采用投退出口壓板這一個(gè)控制方式, 容易出現(xiàn)疏
漏, 風(fēng)險(xiǎn)較高。因此, 很有必要設(shè)計(jì)一種回路來(lái)增加防
范措施, 使得保護(hù)在運(yùn)行過(guò)程中, 即使出現(xiàn)誤投退跳閘
出口壓板的情況, 也能保證保護(hù)裝置不會(huì)誤跳開(kāi)關(guān)。
圖1 雙母分段主接線圖
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
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Electrical Drive
4 相關(guān)回路的改進(jìn)和應(yīng)對(duì)措施
4.1 跳閘回路的應(yīng)對(duì)措施
目前, 為減少占地面積, 新投產(chǎn)變電站的一次設(shè)備
大多采用氣體絕緣組合電器( G I S ) , 主要把母線、斷路
器、C T、P T、隔離開(kāi)關(guān)、避雷器都組合在一起, 其相
應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)也有所增加, 為回路的改進(jìn), 提
供必要條件。本文所提出的改進(jìn)措施正是利用隔離開(kāi)關(guān)
的輔助節(jié)點(diǎn), 通過(guò)在跳閘回路中串接開(kāi)關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)的方
法, 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)跳閘出口的選擇性。在主變保護(hù)出口
壓板后至母聯(lián)分段保護(hù)屏間增加主變母線刀的常開(kāi)輔助
節(jié)點(diǎn), 并將兩把母線刀的輔助節(jié)點(diǎn)并聯(lián), 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)跳閘
回路通斷的選擇性, 如圖3 所示。
圖3 主變變中跳閘回路改進(jìn)圖
以圖1 一次主接線圖的變中側(cè)為例, 改進(jìn)后的跳閘
回路, 對(duì)不同運(yùn)行方式的影響進(jìn)行分析, 如下:
方式一: 中壓側(cè)分段開(kāi)關(guān)111、112 在合位, 母聯(lián)
開(kāi)關(guān)100、110 在分位。當(dāng)#1 主變掛在1M 母線、#2
主變掛在5M 母線上運(yùn)行時(shí)。若此時(shí)#1 主變中側(cè)后備
保護(hù)動(dòng)作, 如圖3 所示, C J 閉合, #1 主變1M 母線刀
閘的常開(kāi)節(jié)點(diǎn)閉合, 而2M 母線刀閘常開(kāi)節(jié)點(diǎn)斷開(kāi), 即
使#2 分段出口壓板未退出, #2 分段跳閘回路依然是
斷開(kāi)的, 只有#1 分段跳閘回路是導(dǎo)通的, 再通過(guò)#1
分段保護(hù)屏至#1 分段開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu), 實(shí)現(xiàn)跳#1 分段111
開(kāi)關(guān), 而不跳112 開(kāi)關(guān)。由于100 開(kāi)關(guān)此時(shí)已在分位,
因此對(duì)其無(wú)影響。
同樣, 對(duì)于#2 主變來(lái)說(shuō), 也采用與圖3 相同的方
法改進(jìn)回路, 只是母線刀閘換成了5、6, 當(dāng)#2 主變后
備保護(hù)動(dòng)作時(shí), 由于掛在5M 母線上運(yùn)行,5M 母線刀常
閉節(jié)點(diǎn)閉合, 使跳閘回路導(dǎo)通, 實(shí)現(xiàn)對(duì)跳111 開(kāi)關(guān)的選擇。
方式二: 中壓側(cè)分段開(kāi)關(guān)111、112, 母聯(lián)開(kāi)關(guān)
100、110 均在合位。同樣, 當(dāng)#1 主變掛在1M 母線、
#2 主變掛在5M 母線上運(yùn)行時(shí)。若此時(shí)#1 主變中側(cè)
后備保護(hù)動(dòng)作, 如圖3 所示, C J 閉合, #1 主變1M 母
線刀閘的常開(kāi)節(jié)點(diǎn)閉合,2M 母線刀閘常開(kāi)節(jié)點(diǎn)斷開(kāi),#2
分段跳閘回路是斷開(kāi)的, 而100 母聯(lián)在合位, 其跳閘回
路也是導(dǎo)通的, 實(shí)現(xiàn)跳#1 分段111 開(kāi)關(guān)、母聯(lián)100 開(kāi)關(guān),
而不跳112 開(kāi)關(guān)。#2 主變動(dòng)作時(shí)則跳#2 分段112 開(kāi)
關(guān)及母聯(lián)110 開(kāi)關(guān)。
與以上兩種運(yùn)行方式相比, 其他方式相對(duì)簡(jiǎn)單, 更
能滿足主變保護(hù)動(dòng)作對(duì)分段開(kāi)關(guān)的選擇性。
4.2 監(jiān)視與信號(hào)回路的應(yīng)對(duì)措施
由于運(yùn)行年限、氣候條件、設(shè)備質(zhì)量等諸多問(wèn)題的
影響, 刀閘的輔助節(jié)點(diǎn)可能出現(xiàn)損壞或銹蝕, 使得刀閘
在閉合時(shí), 相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)無(wú)法導(dǎo)通或斷開(kāi)。若此時(shí)保護(hù)發(fā)
出跳閘命令, 由于跳閘回路已斷開(kāi), 將無(wú)法完成對(duì)相應(yīng)
開(kāi)關(guān)的控制, 造成開(kāi)關(guān)拒動(dòng)[6-7] , 導(dǎo)致下一級(jí)保護(hù)動(dòng)作,
擴(kuò)大停電范圍。因此, 很有必要對(duì)接入母線刀閘輔助節(jié)
點(diǎn)的整個(gè)回路進(jìn)行監(jiān)視, 以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題, 盡早處理。
圖4 主變變中母線刀閘監(jiān)視回路改進(jìn)圖
監(jiān)視回路首先應(yīng)滿足安全、可靠的要求, 再盡可能
的簡(jiǎn)單化。如圖4 所示, 因做到以下幾點(diǎn):
(1) 將監(jiān)視回路接到出口壓板與刀閘輔助接點(diǎn)之間,
這樣既不影響保護(hù)出口回路,又能監(jiān)視到刀閘的位置情況;
(2) 在刀閘位置繼電器(DWJ) 兩段并聯(lián)一個(gè)反向二
極管, 防止繼電器受反向沖擊影響;
(3) 繼電器后串聯(lián)幾個(gè)大電阻, 盡可能地減小監(jiān)視
回路中的電流, 防止因電流過(guò)大而引起跳閘線圈動(dòng)作;
(4) 通過(guò)DWJ 的重動(dòng), 提供足夠的節(jié)點(diǎn)來(lái)供刀閘位
置指示和信號(hào)回路使用。
如圖5 所示, 采用相應(yīng)的措施對(duì)回路進(jìn)行改進(jìn), 將
DWJ1、DWJ2 的重動(dòng)常開(kāi)觸點(diǎn)與指示燈串接, 用于指
示1M、2M 母線刀閘是否在合位; 同時(shí)將DW J1、D W
J2 的重動(dòng)常閉觸點(diǎn)串接在一起, 當(dāng)1M 或2M 母線刀的
輔助節(jié)點(diǎn)異常時(shí), 發(fā)信回路導(dǎo)通, 通過(guò)監(jiān)控能及時(shí)發(fā)現(xiàn)
故障, 以便及時(shí)處理。在特殊情況下, 例如主變停電時(shí),
由于兩把母線都同時(shí)拉開(kāi), 信號(hào)回路一樣會(huì)導(dǎo)通發(fā)信,
（下轉(zhuǎn)第96 頁(yè)）
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
96 | Techniques of Automation &amp;amp; Applications
《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》2018 年第37 卷第1 期模式識(shí)別與仿真
Pattern Recognition and Simulation
明顯增強(qiáng), 大大降低了二者的混淆, 減少了背景噪音,
從而能準(zhǔn)確地提取城鎮(zhèn)中的水體信息。
(3) 多波段譜間關(guān)系法
多波段譜間關(guān)系法利用多波段的優(yōu)勢(shì)綜合提取水體
信息, 通過(guò)分析水體與背景地物的波譜曲線特征規(guī)律[6],
用邏輯判別表達(dá)式將水體提取出來(lái), 即波段2 加波段3
大于波段4 加波段5。這種關(guān)系能將水體與陰影區(qū)分開(kāi)
來(lái), 特別適合山區(qū)水體的提取。TM2+TM3>TM4+TM5
其中T M2、T M3、T M4 和T M5 分別為T(mén) M 數(shù)據(jù)
的第2、3、4 和5 通道的值。
4 系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例
某遙感圖像信息系統(tǒng)提取系統(tǒng)為例, 工程模塊打開(kāi)
遙感圖像數(shù)據(jù)源, 導(dǎo)入遙感圖像數(shù)據(jù), 用視圖模塊, 圖
像校正模塊, 圖像增強(qiáng)模塊相應(yīng)對(duì)圖像就行操作, 最后
用提取模塊提取出圖像當(dāng)中的地物信息。如圖4 所示。
5 結(jié)束語(yǔ)
與以往的參數(shù)型分類方法遙感圖像提取系統(tǒng)相比,
非參數(shù)型遙感圖像提取系統(tǒng)避免了“同物異譜”、“異
作者簡(jiǎn)介: 王鑫(1981- ) , 男, 工程師, 研究方向: 測(cè)控技術(shù),
智能控制與嵌入式系統(tǒng)。
此時(shí)結(jié)合實(shí)際運(yùn)行方式來(lái)判斷刀閘狀況是否正常。
圖5 主變變中母線刀閘位置指示與信號(hào)
對(duì)于在5M、6M 上運(yùn)行的#2 主變來(lái)說(shuō), 其回路相
關(guān)跳閘回路、監(jiān)視和信號(hào)回路的改進(jìn)方法均與上文一致,
只是刀閘、繼電器的名稱不同, 因此文中不在進(jìn)行重復(fù)
介紹和說(shuō)明。
5 結(jié)束語(yǔ)
繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作, 是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)
行的重要保障, 是防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大的重要手段。本
文通過(guò)在跳閘回路增加隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)和重動(dòng)繼電器
等方法, 對(duì)主變后備保護(hù)跳閘回路、監(jiān)視和信號(hào)回路進(jìn)
行改進(jìn), 使得跳閘回路能夠自適應(yīng)地根據(jù)主變和母線的
運(yùn)行方式來(lái)實(shí)現(xiàn)通斷, 讓保護(hù)在不同的運(yùn)行方式下都能
物同譜”的現(xiàn)象[7] , 分類效果大大提高。目前該系統(tǒng)已
經(jīng)在實(shí)際工作中得到應(yīng)用。反映良好。
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可靠、有選擇地切除對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān), 防止人為誤投出口壓
板等原因造成的誤出口, 確保了保護(hù)動(dòng)作的可靠性。
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作者簡(jiǎn)介: 廖峰(1985- ) , 男, 工程師, 從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)
運(yùn)行與維護(hù)工作。

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