主变控制回路范文

主变控制回路范文（精选8篇）

主变控制回路 第1篇

某火电厂600MW机组主变采用强迫油循环风冷的DFP-240000/500型单相双绕组油浸式变压器。在实际运行中,该主变冷却器控制回路不满足运行要求,需对其进行改造。

1 冷却器控制箱介绍

该火电厂600MW机组主变配置了3组冷却器,1组工作、1组辅助、1组备用,均由XKWFP-43/3型冷却器控制箱控制。控制回路电源有380V三相四线制交流工作电源、220V单相交流控制电源、24V直流冷却器全停跳闸电源。冷却装置采用低噪声风扇和低转速油泵。

冷却器控制箱有以下工作特点。

(1)当变压器投运时,工作冷却器自动投运。

(2)当在运变压器上层油温达到65℃、绕组温度达到75℃或负荷达到保护定值时,辅助冷却器自动投运。

(3)当工作或辅助冷却器出现故障时,备用冷却器自动投运。

(4)当变压器退运时,冷却器自动停运。

(5)当冷却器全停时,变压器延时20min跳闸,若变压器油面温度不超过75℃,则允许继续运行1h。

(6)两路独立电源供电,可任选一路工作或备用,当一路电源故障时,另一路自动投入。

(7)冷却器有工作、辅助、备用、停止4种工作状态。

(8)配有风扇和油泵过载、短路、断相运行保护装置。

2 主变温度变送器及冷却器控制箱电加热电源改造

2.1 改造原因

(1)主变冷却器控制箱电加热器与冷却器风扇共用电源。机组全停时,电加热器自动退出,冷却器风扇自动停运。

(2)主变温度变送器由主变端子箱内电加热电源供电。电加热回路停电,将影响主变温度在DCS画面中的显示。

(3)主变冷却器控制箱内交流电带主变温度巡检仪,没有经过开关,存在安全隐患,如图1所示。

2.2 改进方案

(1)主变冷却器控制箱电加热电源经空开从主变端子箱内电加热专用电源获取。

(2)主变温度变送器电源经空开从各自的冷却器控制箱内母线获取。

(3)主变冷却器控制箱内母线至主变温度巡检仪间加装空开,如图2所示。

改造需要断开主变冷却器双路电源。为了不影响机组的正常运行,改造在停机期间实施。改造后,主变冷却器控制箱电加热回路完全剥离,减少了与其它回路的交叉影响,具有较高可靠性。

3 主变冷却器全停回路加装电流闭锁继电器

3.1 加装原因

根据相关管理规定,强迫油循环风冷变压器在冷却系统故障切除全部冷却器时,允许带额定负载运行20min,若20min后顶层油温尚未达到75℃,则允许继续运行至顶层油温上升到75℃,但是切除全部冷却器后运行不得超过1h。变压器冷却器全停保护一般应经变压器电源侧电流继电器闭锁,电流继电器定值应按变压器80%额定电流整定。因该厂无电流闭锁继电器,故不符合上述规定。

冷却器全停延时跳闸回路由2个回路并联启动KS信号继电器,再由KS信号继电器启动发变组保护总出口继电器跳主变高压侧三相开关。这2个并联回路为:经温度接点闭锁的跳闸回路,温度接点与时间继电器接点串联,时间继电器KT4整定为20min,信号温度计BT4整定为75℃;不经温度接点闭锁的跳闸回路,时间继电器KT5整定为60min,如图3所示。

3.2 加装方案

主变高压侧套管CT TA53为主变通风CT,其二次线经主变本体端子箱引至主变端子箱,在其三相二次回路中各串入1个电流继电器,电流继电器的出口接点与KS继电器的接点串联,共同启动发变组保护总出口继电器跳主变高压侧三相开关,如图4所示。电流继电器定值按变压器80%额定电流整定,CT TA53变比为1 000/1,主变高压侧额定电流为792A,则电流继电器定值为0.633 6A。

用继电保护测试仪对电流继电器进行测试。当所加电流小于整定值时,电流继电器不动作,冷却器全停不动作;当所加电流大于整定值时,电流继电器动作,冷却器全停动作。

4 主变辅助冷却器停止回路优化

4.1 优化原因

主变安装有2块油温表、1块绕组温度表,冷却风扇根据油温、绕组温度、负荷电流启动或停止。当变压器任意一块温度表计的温度或负荷电流达到设定值时,辅助冷却器启动;当变压器所有温度表计的温度和负荷电流都低于设定值时,辅助冷却器停运,如图5所示。

当变压器负荷电流达到设定值时,电流继电器动合触头FA闭合,使时间继电器KT1线圈得电吸合,KT1延时动合触头闭合,中间继电器K3线圈得电吸合,其动合触头使辅助冷却器投运。当负荷电流低于设定值时,KT1延时动合触头断开,使辅助冷却器退运。

变压器运行中,油温、绕组温度随负荷、环境温度变化。当其中任一温度上升到第1上限设定值时,BT触头1-2闭合,此时辅助冷却器不启动;当其中任一温度上升到第2上限设定值时,BT触头3-4闭合,K3线圈得电吸合,启动辅助冷却器。当所有温度下降到低于第2上限设定值时,BT触头3-4断开,此时辅助冷却器继续运行;当所有温度下降到第1上限设定值时,BT触头1-2断开,辅助冷却器退运。

变压器的油温、绕组温度随负荷、环境温度频繁变化,导致温度表计启停辅助冷却器的接点频繁动作,很可能失灵(永远闭合或永远断开)。此前曾出现过辅助冷却器启动后,温度和负荷电流都低于设定值,但是辅助冷却器还一直运行的现象。检查发现3块温度表计中至少有1块的接点一直闭合,导致辅助冷却器启动回路始终接通。

4.2 优化方案

针对辅助冷却器控制回路缺陷,对停运辅助冷却器控制回路进行优化。优化前3块温度表计的接点(停运辅助冷却器的接点)并联接至控制回路,而优化后串联接至控制回路,只要任一温度低于设定值,辅助冷却器就会停运。即使其中1块温度表计的接点失灵,也可由另外2块温度表计的接点来切断回路,大大提高了辅助冷却器控制回路的可靠性,如图6所示。需要注意的是,改造过程中需断开装置开入量交流直流电源,做好隔离措施,以防止触电。

此外,#3主变A、C相冷却器曾出现控制回路电源开关QM1跳开,导致3组风扇全停的现象,合上开关后风扇运行正常。经推测,控制回路所采用的C65N型自动开关的额定电流(6A)过小应是开关在无故障情况下跳开的直接原因。为避免再次出现同类现象,将其更换为额定电流为20A的同型号开关。

5 结束语

XKWFP-43/3型冷却器控制箱内设备较多、回路复杂,设计上的缺陷使控制回路不满足实际运行可靠性要求,存在安全隐患。通过分析该冷却器控制回路及发生的缺陷,提出改造方案,以达到提高冷却器控制箱电加热回路、辅助冷却器启停回路可靠性,满足冷却器全停回路相关规定的目的。

参考文献

[1]DL/T 572—2010电力变压器运行规程[S]

主变控制回路 第2篇

近年来，随着社会的发展，plc可编程序控制器在工业生产中得到了广泛的使用，但是其维护检修方法和技巧，很多工程师都不得法，下面小编为您总结了些前辈在PLC使用过程的经验和技巧。

1、PLC输入与输出

一只小小的PLC灵活地控制着一个复杂系统，所能看到的是上下两排错开的输入输出继电 器接线端子、对应的指示灯及PLC编号，就像一块有数十只脚的集成电路。任何一个人如果 不看原理图来检修故障设备，会束手无策，查找故障的速度会特别慢。鉴于这种情况，我们 根据电气原理图绘制一张表格，贴在设备的控制台或控制柜上，标明每个PLC输入输出端子 编号与之相对应的电器符号，中文名称，即类似集成电路各管脚的功能说明。有了这张输入 输出表格，对于了解操作过程或熟悉本设备梯形图的电工就可以展开检修了。但对于那些对 操作过程不熟悉，不会看梯形图的电工来说，就需要再绘制一张表格：PLC输入输出逻辑功 能表。该表实际说明了大部分操作过程中输入回路(触发元件、关联元件)和输出回路(执 行元件)的逻辑对应关系。实践证明如果你能熟练利用输入输出对应表及输入输出逻辑功能 表，检修电气故障，不带图纸，也能轻松自如。

2、输入回路检修

判断某只按扭、限位、线路等输入回路的好坏，可在PLC通电情况下(最好在非运行状态，以防设备误动作)，按下按扭(或其他输入接点)，这时对应的PLC输入点端子与公共端 被短接，按扭所对应的PLC输入指示灯亮，说明此按扭及线路正常。灯不亮，可能按扭坏、线路接触不良或者断线。若进一步判断，按扭如果是好的，那么用万用表的一根表笔，一头 接PLC输入端的公共端，另一头接触所对应的PLC输入点(上述操作要小心，千万不要碰到22 0V或110V输入端子上)。此时指示灯亮，说明线路存在故障。指示灯不亮，说明此PLC输入 点已损坏(此情况少见，一般强电入侵所致)。

3、程序逻辑推断

现在工业上经常使用的PLC种类繁多，对于低端的PLC而言，梯形图指令大同小异，对于 中高端机，如S7-300，许多程序是用语言表编的。实用的梯形图必须有中文符号注解，否则 阅读很困难，看梯形图前如能大概了解设备工艺或操作过程，看起来比较容易。若进行电 气故障分析，一般是应用反查法或称反推法，即根据输入输出对应表，从故障点找到对应PL C的输出继电器，开始反查满足其动作的逻辑关系。经验表明，查到一处问题，故障基本可 以排除，因为设备同时发生两起及两起以上的故障点是不多的。

5、PLC自身故障判断

一般来说，PLC是极其可靠的设备，出故障率很低，但由于外部原因，也可导致PLC损坏。

4、输出回路检修

对于PLC输出点(这里仅谈继电器输出型)，若动作对象所对应的指示灯不亮，在确定PL C在运行状态下，那么说明此动作对象的PLC输入输出逻辑功能没有满足，也就是说输入回路 出故障，按前面讲的，检查输入回路。若所对应的指示灯亮，但所对应的执行元件如电磁阀、接触器不动作，先查电磁阀控制电源及保险器，最简便的方法，用电笔去量所对应PLC输 出点的公共端子。电笔不亮，可能对应保险丝熔断等电源故障。电笔亮，说明电源是好的，所对应的电磁阀、接触器、线路出故障。排除电磁阀、接触器、线路等故障后，仍不正常，就利用万用表一只表笔，一头接对应的输出公共端子，另一头接触所对应的PLC输出点，这 时电磁阀等仍不动作，说明输出线路出故障。如果这时电磁阀动作，那么问题在PLC输出点 上。由于电笔有时会虚报，可用另一种方法分析，用万用表电压档量PLC输出点与公共端的 电压，电压为零或接近零，说明PLC输出点正常，故障点在外围。若电压较高，说明此触点 接触电阻太大，已损坏。另外，当指示灯不亮，但对应的电磁阀、接触器等动作，这可能此 输出点因过载或短路烧牢。这时应把此输出点的外接线拆下来，再用万用表电阻档去量输出 点与公共端的电阻，若电阻较小，说明此触点已坏，若电阻无穷大，说明此触点是好的，应 是所对应的输出指示灯已坏。

5、案例分析

5.1 一只工作电源为220V的接近开关，其输入PLC信号触点两根引线与接近开关的220V的电 源线共用一根4 芯电缆，一次该接近开关损坏，电工更换时，错把电源的零线与输入的PLC 的公共线调错，导致送电时烧坏了3路PLC输入点。

5.2 一次系统电源变压器零线排因腐蚀而中断，导致接入PLC220V电源升到380V，烧坏了PL C底部的电源模块，后整改时增加了380/220V的隔离控制变压器。

5.3 西门子S7-200的PLC输出公共端标1L、2L等，工作电脑为AC L1 N 表示，+24V 电源为L+M 表示对初学者或经验不足者容易搞错。如果错把L+M当作220V电源端子，送电瞬间即将烧坏 PLC24V电源。

主变失灵回路反措要点总结 第3篇

1 启动失灵保护CT配置

220kV主变失灵保护CT应取自开关CT而不取自套管CT。如果启动失灵保护采用套管CT, 当主变高压侧套管CT与开关CT之间发生故障时, 主变大差保护动作跳开高压侧开关, 若此时变中侧开关拒动, 电流会通过高压侧套管CT流到高压侧的故障点, 启动失灵保护感应到电流会误启动失灵保护将事故扩大。主变大差保护动作跳开高压侧开关, 若此时变高侧开关拒动, 电流会通过高压侧开关流到高压侧的故障点, 此时启动失灵保护不会感应到电流, 启动失灵保护会拒动将事故扩大。因此在选择主变失灵保护CT组别时应注意不能取自套管CT。

2 断路器失灵保护双重化配置

配置两套独立的断路器失灵保护, 在断路器失灵时应同时起动两套的断路器失灵保护, 要求失灵保护双重化配置时, 每回出线间隔的失灵启动回路也要求双套独立设计。每套保护启动两套失灵保护时必须使用两组不同的保护动作空接点, 每一组接点分别接入一套失灵保护, 不允许采用一组保护动作启动失灵接点并接入两套失灵保护的方式。

3 主变启动失灵开入

1) 判别母线运行方式的开关量输入接点采用开关场地母线刀闸和开关的辅助接点, 不采用经过重动的电压切换接点和跳闸位置TWJ接点, 一方面可防止重动继电器及其辅助接点发生故障时导致失灵保护发生误动, 另一方面可有效简化失灵保护外部回路, 提高双重化配置的两套失灵保护之间回路的独立性。2) 对220kV母线差动保护和失灵保护一体化配置的保护, 应采用母线保护装置内部的失灵电流判别功能;线路支路应设置分相和三相跳闸启动失灵开入回路, 元件支路应设置三相跳闸启动失灵开入回路。还应注意的是, 为了防止单套母差保护与单套线路 (元件) 保护退出后造成失灵启动回路交叉退出的情况, 因此, 每套线路 (元件) 保护动作后因同时启动两套失灵保护。

4 启动失灵电流判别元件

断路器失灵保护的电流判别元件应采用相电流、零序电流和负序电流按“或逻辑”构成。当开关跳开后, 要求电流判别元件能够快速返回。

早期的保护装置断路器失灵有流判据为相电流启动, 为保证灵敏度一般其电流整定值较小, 整定值是额定电流的20%左右, 正常运行时电流判别继电器处于动作状态, 没有起到闭锁作用, 降低了失灵保护的可靠性。而零序和负序电流在故障时才存在, 正常运行时“零序或负序电流”判据不会启动。对于变压器故障, 多数为非对称故障, 如匝间短路、单相接地等, “零序或负序电流”判据能有效判别。当出现三相短路或三相对称性接地短路时, 无零序和负序电流, 此时靠“相电流”判据动作。因为增加了“零序或负序电流”判据, “相电流”启动定值可提高到额定电流的1.2倍, 在正常运行条件下不启动, 可提高失灵保护的可靠性。

5 解除失灵复压闭锁回路

考虑到主变低压侧故障高压侧开关失灵时, 高压侧母线的电压闭锁元件灵敏度有可能不够, 为防止该情况下失灵保护拒动, 应设置独立于失灵启动的解除电压闭锁的开入回路。

1) 采用主变保护中由主变各侧“复合电压闭锁元件动作” (或逻辑) 解除断路器失灵保护的复合电压闭锁元件。优先采用此方法, 可降低了由于各种原因保护跳闸接点误导通又误解锁复合电压闭锁的风险。

2) 采用在保护跳闸接点和电流判别元件同时动作时去解除复合电压闭锁, 故障电流切断、保护收回跳闸命令后重新闭锁断路器失灵保护的方式。

3) 对失灵电流判别功能由母线保护装置内部判别的, 可采用保护跳闸接点动作时解除复合电压闭锁。采取此种方法时应注意解除闭锁所用的保护跳闸接点与启动失灵所用的保护跳闸接点必须是来自不同继电器的动作接点, 防止继电器故障时因取自同一继电器造成两个回路同时导通的严重后果。此方法只适用于失灵保护功能包含在母差保护的母线保护, 其实此方法是第2种方法的外部回路上的简化。

6 联跳主变各侧

当母差保护动作跳开变压器侧断路器时, 若该断路器发生失灵, 则此时应由失灵保护切开主变各侧, 因此应将一对母差保护动作接点开入失灵保护, 用以起动失灵, 经电流判据实现断路器失灵跳主变各侧, 电流判据由“相电流判据”、“零负序电流判据”按或逻辑构成。220kV母线保护将采用母差保护双套配置且每套母差保护都包含失灵保护功能的配置模式, 220kV母线故障主变开关失灵联切主变各侧开关的逻辑将采用以下方法:母线保护动作判断、失灵电流判据和延时出口的功能将在220kV母线保护内实现, 每套母线保护引出一对失灵保护跳闸接点至主变非电量保护, 非电量保护只负责收到失灵跳闸开入信号后联切主变各侧开关。220kV母线故障主变开关失灵联切主变各侧开关的延时应躲开220kV母线上开关跳闸的时间, 一般可整定为0.3秒。

摘要：《广东省电力系统继电保护反事故措施2007版》中新增主变失灵回路反措要求较多, 根据个人对这些反措要求的理解, 对主变失灵保护回路反措要点进行了总结。

主变中压侧失灵回路存在的问题分析 第4篇

1 目前现状分析

在330k V系统(中压侧为110k V)中,主变中压侧为主变的中压侧断路器失灵存在以下两种情况:

1.1 主变保护动作于中压侧断路器,中压侧断路器失灵

在目前330k V的系统中,均配置有主变中压侧失灵装置。其失灵逻辑为主变保护的中压侧跳闸出口接点与中失灵装置的失灵电流元件动作接点串联后去开入110k V母线保护的主变支路失灵开入,母线保护收到主变保护的解闭锁开入后经失灵动作延时切除母联断路器及连接在同一母线上的其它所有断路器,即电流判据由中失灵装置来执行,失灵动作时间及出口跳闸由母线保护来执行,可以迅速有效的隔离故障。其中中失灵保护动作逻辑为:主变保护动作接点开入至中失灵保护中,同时中开关位置满足要求(依据定值可投入或退出此项判据),中失灵保护通过判别相电流及零、负序电流解除失灵复压闭锁(电压解除复压闭锁不投),延时启动失灵。

1.2 110k V母线保护动作于主变中压侧断路器,中压侧断路器失灵

在目前330k V系统中,当110k V母线发生故障时,母差保护动作跳故障母线连接的所有断路器(包括母联断路器),若此时故障母线所接的主变中压侧断路器失灵,主变仍然向故障点供电,只能依靠主变后备保护断开主变三侧断路器,隔离故障点,但主变后备保护动作时间较长,动作时间一般在1秒以上,则可能会烧毁变压器。

2 存在问题

(1)目前330k V系统中,110k V母差保护大多为差动和失灵保护一体化配置,而在实际接线中失灵判据在中失灵装置中实现,失灵延时及出口跳闸却在母差保护中完成,即整个失灵逻辑由主变保护算起经过了三个装置,环节较多。若中失灵保护装置故障或失灵接点粘连、不闭合等,降低了保护的可靠性。

(2)110k母差保护跳主变中压侧断路器,中压侧断路器失灵后只能靠主变后备保护断开高压侧断路器,后备保护的动作时间在1秒以上,这样切除故障的时间会比较长,有可能造成一次设备损坏。

3 解决方案

方案1:对于110k V母线保护不具备主变中压侧断路器失灵联跳功能的,可采用此方法:将110k V母差保护动作接点串中失灵装置的中压侧相电流元件,再经过外置的时间继电器接点接到变压器非电量保护的跳闸输入回路,由其完成跳主变各侧的功能。并对中失灵装置的电流元件定值及外置时间继电器的定值分别进行整定,增加延时也可以防止瞬时性干扰导致误切变压器各侧断路器,延时应大于断路器跳闸时间和母差保护返回时间之和,一般取100ms左右。这样就可以缩短110k V母差保护跳主变中压侧断路器,中压侧断路器失灵后切除故障的时间,保证了一次设备的安全运行。

方案2:对于110k V母线保护具备主变支路失灵联跳及各支路的失灵定值可分别进行整定功能的变电站,可采用此方法:将主变保护动作启中压侧断路器失灵出口接点、母差保护动作接点接入110k V母线保护对应的主变支路失灵开入中,另一副接点直接接入失灵解闭锁。此时若母线保护因母线故障而动作,主变中压侧断路器失灵经解闭锁,失灵电流和延时均满足定值要求后,失灵联跳出口节点闭合。将母线保护的失灵联跳接点接至主变保护的失灵联跳开入中,此时主变保护通过电流、时间等判据后出口跳主变三侧开关,故障切除。母线差动保护失灵保护一体化配置下,无论是主变保护动作还是母差保护动作,都应起动断路器失灵保护,当主变断路器确已失灵时,则断路器失灵保护一方面动作跳开主变断路器所在母线所有电源支路,另一方面则动作联跳主变其他侧电源断路器。根据《继电保护“六统一”标准化设计原则》要求:双母接线的断路器失灵保护宜采用母线保护中的失灵电流判别。

方案3:母差保护和失灵保护的一体化配置是微机保护智能化优越性的体现,其有较高的可靠性。是母差保护和失灵保护双重化配置的必然选择。取消专用的中压侧断路器失灵保护装置后,其失灵及失灵联跳回路得到简化,失灵定值在母线保护中整定,而失灵联跳定值在主变电气量保护中整定,且失灵功能与取消前相同,可靠性高。

4 取得的效果

方案1针对一些老旧变电站,其母线保护不具备失灵联跳功能的情况。方案2针对母线保护虽有失灵联跳功能但主变电气量保护却无失灵联跳功能的情况。方案3针对母线保护有失灵联跳出口接点、主变电气量保护有中压侧失灵联跳功能的情况,为了简化二次回路,满足反措要求、继电保护“六统一”要求,提高可靠性,故取消专用中压侧断路器失灵装置。

采用上述方案变电站的主变中压侧开关失灵回路进行改造后,消除了母差保护跳中断路器失灵后只能依靠主变后备保护断开高压侧开关,保护动作时间过长的问题,极大的提高了切除故障的速度,保证了一次设备的安全。取消了专用中压侧断路器失灵装置后,简化了二次回路,减少了中间环节,提高了保护动作的正确性和可靠性。母差保护动作起动失灵及主变失灵联跳,根据有无专有失灵起动装置,处理办法上有所不同,但均能完全满足失灵联跳要求。

参考文献

[1]RCS-915CT母线保护技术和使用说明书南京南瑞继保电气有限公司[Z].2006.

[2]WBH-801A/P装置说明书许继电气股份限公司[Z].2010.

[3]WDLK-861A/B3装置说明书许继电气股份限公司[Z].2011.

主变控制回路 第5篇

现阶段, 变电站主变压器的冷却方法采用的大多是强迫油循环风冷方式, 在长期的使用过程中, 工作人员发现, 主变冷却器的核心控制回路存在着设计方面的不足, 这些不足需要及时的改善, 否则, 这些缺陷会使整个系统的可靠性大大地降低, 使变压器老化的速度大大加快, 最终对电网的安全运行产生严重的威胁。

本文通过对一些品牌变压器进行研究, 提出一些改进主变冷却器可靠运行的方案, 主要解决冷却器全停跳闸回路某一元件故障就导致跳闸回路误动出口跳主变三侧开关, 提出有效防范现场检修误碰短接冷却器全停跳闸回路引起主变跳闸的风险的有效措施。

1 主变冷却器全停跳闸原因分析

主变冷却器的核心控制回路极其复杂, 可分为两组。A组是交流电通向转换开关、接点, 与接触器接触闭合, 二相保险或A1、A2、A3三相保险熔断, 接触器上磁铁失磁, 接触器松开。之后, B组经过的交流电通过B1相保险使B1回路上接触器的接点接上, 接触器闭合, 另一个电源被自动切换成当前使用电源, B1回路保险熔断转换开关保持回路正常。当接触点闭锁, 不能励磁时, 加上各组控制回路吸合, 控制电源的缺失, 冷却器出现全停现象, 即主变冷却器全停。

以上的这些问题, 总结起来就是主变冷却器核心控制回路某一部分回路出现故障会导致主变冷却器全停跳主变三侧开关的后果, 下面讨论这些解决建议。

2 主变冷却器全停跳闸解决措施

1) 将主变冷却器核心控制回路中的主要继电器换成低压电控制的继电器, 并对所有继电器进行合理整合, 另外, 加装视频监控器于继电器开关下口, 以方便对回路进行监控及时准确检测主变冷却器工作情况, 保护主变冷却器安全稳定运行。

2) 用绝缘材料更换主变冷却器的主要固定装置, 即就地控制箱上的胶木板子, 建议用绝缘子换掉。同时, 将核心回路中辅助短路的继电器撤掉, 这样可以保证将交流电源对主变冷却器的影响降到最低, 通过温度判断接点判别是否符合条件, 但是判定方法不便。

3) 改变主变冷却器控制回路延时继电器的位置, 将其移到主变冷却器的保护屏上, 即在主变冷却器保护屏上加装继电器, 由原来的一个变成两个或多个, 并将出口条件设为75℃。每一相的工作电源都要增加并接, 电源继电器的电源也要增加并接, 并将原来的接点一起并接, 实现动作的直跳出口任务。将跳闸条件进行修改, 在继电器的每相成功实现并接以后, 将常闭接点一起并联到接点口上。

4) 将原来设计回路中, 用于启动的继电器的电路改成并联的形式, 换成常闭接点, 这个改装可以解决在交流电源出现故障无法正常供电时, 核心回路出现全停跳闸的现象。此外, 有必要对每个并联回路增加一条报警回路, 就是说, 原来的报警回路不变, 但是为了更准确, 从每一个控制箱中的控制电路中引出一条经过备用的接口接入汇控屏中, 形成一个二相并联的报警回路, 这个措施保证了主变冷却器在运行过程中出现危险情况时不受到其他电路干扰, 及时发出报警信号。

5) 关于各个回路的监视, 据对一些牌子主变冷却器的研究, 现有的及其回路中, 部分主要的电路已经安装监视回路, 且是交流控制的监视器, 为加强对主变冷却器各回路的监视工作, 建议添加继电器与风扇控制箱, 实现对每条回路的监视工作, 同时能保证监视器的安全, 用于启动的继电器接点收到异常信号的效率会大大提高, 这对整个系统回路的监控形成了一个完整的监控系统, 确保了对电路的监控。

以上是对主变冷却器的改进措施, 主变冷却器全停跳闸的原因主要存在于核心控制回路的设计问题上, 所以建议改进的方法也主要是从电路着手, 同时添加一些元件, 以提高整个系统的效率, 并有效解决主变冷却器出现全停跳闸的问题。

3 主变冷却器全停跳闸的检修风险

前面只是提到了主变冷却器全停的原因及改进措施, 主变冷却器出现全停跳闸的后果并未提及, 其实, 主变冷却器全停跳闸会产生用户停电甚至大面积停电等严重后果。主变冷却器的核心控制回路中一般情况下会有两个独立电源, 当出现一个电源工作, 另一个作为备用的情况时, 接线会不对称, 在A1组保险相继熔断以后, 电源自动切换出现问题, 导致主变冷却器断相运行的出现。这个时候, 其他信号, 比如报警信号等, 要及时发出, 否则, 会出现主变冷却器运行正常没有故障的假象, 而其实, 此时电机的转速在急速的下降, 冷却系统效率低下, 导致变压器油温度急速升高, 而检修人员查找不到问题的源头, 容易做出错误的判断。

关于系统发出误导消息, 检修人员检修错误的问题, 建议从两个方面进行改进, (1) 核心控制回路的改进, 是报警回路的运行更有保证; (2) 加强对回路的监视, 避免被错误信息误导, 做出错误的判断。

关于核心控制回路的改进, 着重改进报警系统的回路, 保证回路出现问题时, 报警信息能准确及时地传递给运行人员, 而不是没有报警信号, 造成系统正常的假象。具体措施为, 将原来设计回路中, 用于启动的继电器的电路改成并联的形式, 换成常闭接点, 此方法可以在系统某一回路出故障后, 其他正常的回路可以维持正常的工作, 将出现主变冷却器全停跳闸的可能性降到最低。在此基础上, 在每个并联回路的接口处增加一条报警回路, 也就是说, 原设计回路的报警回路不变, 只是为了确保报警信息可以准确及时地发出, 从每一个控制箱中的控制电路中引出一条经过备用的接口接入汇控屏中, 形成一个二相并联的报警回路, 这个措施可以保证主变冷却器在运行过程中出现危险情况时不受到其他电路干扰, 及时发出报警信号。关于各个回路的监视回路的改进, 在对一些牌子主变冷却器进行深入研究以后, 可以提出以下改进措施:每一主要控制回路加上监视回路, 使系统形成一个完整的监控系统。因为现有的监视回路中, 只有部分已经安装监视回路, 且是交流控制的监视器, 为加强对主变冷却器各回路的监视工作, 建议添加继电器在风扇控制箱中, 实现对每条回路的监视工作, 同时能保证监视器的安全, 用于启动的继电器接点收到异常信号的效率会大大提高, 对整个系统回路的监控形成了一个完整的监控系统, 确保了对电路的监控。

以上建议是针对主变冷却器全停跳闸回路检修过程中出现问题提出的改进措施: (1) 增加监视回路; (2) 增加电路的并联。

4 结语

主变压器是变电站很重要的设备, 其出现问题会造成很大的损失, 主变冷却器全停跳闸是一类比较棘手的问题, 但是, 通过研究发现, 问题主要出现在主变冷却器的控制回路上, 通过对控制回路的改进可以使出现问题的几率降低。另外, 我们还研究了检修过程, 发现通过对控制回路的改进也能达到防范问题出现的效果。

参考文献

[1]李慧颖, 熊文亮, 陈水生, 等.主冷却器系统控制回路的改进[J].电力工程技术, 2011, 8 (13) :155-155.

[2]李保利, 梁逸超.220 kV主冷却器故障分析及改进方案[J].电力工程的发展, 2010, 15 (16) :46-47.

主变控制回路 第6篇

1 变电所主变各侧TA的设置

1.1 主变各侧主接线

1.1.1 220 k V侧

220 k V变电所220 k V侧常见的主接线有双母线接线、双母线接线带旁路接线、内桥接线、单母线接线。

1.1.2 110 k V侧

220 k V变电所110 k V侧常见的主接线有双母线接线、双母线接线带旁路接线、单母线分段接线。

1.1.3 35 k V侧

220 k V变电所35 k V侧常见的主接线有双母线接线、双母线接线带旁路接线、单母线分段接线。

1.2 主变各侧TA的设置

220 k V侧和110 k V侧TA一般在断路器处独立设置。220 k V侧TA一般有4至5组二次绕组,其中,老变电所220 k V侧TA一般有4组二次绕组,新建变电所220 k V侧TA一般有5组二次绕组;110 k V侧TA一般有3至4组二次绕组,其中,老变电所110 k V侧TA一般有3组二次绕组,新建变电所110 k V侧TA一般有4组二次绕组;另外,还在主变220 k V侧和110 k V侧套管处设置套管TA,套管TA一般有3组二次绕组;对带旁路接线的旁路开关,在旁路开关处设置独立的旁路TA。35 k V侧TA的设置一般在35 k V开关室外至主变之间,或在断路器处设置独立(此时,由于35 k V侧负荷较轻,一般不考虑35 k V开关停、旁路开关带),该TA一般有3至4组二次绕组。

2 双主双后主变保护电流回路接入方式与运行

2.1 主变各侧主接线无旁路母线

由于江苏省新建变电所220 k V侧和110 k V侧的主接线一般采用双母线接线、内桥接线、单母线接线,没有旁路断路器。对于变电所主变的任一侧采用主接线无旁路母线时,由于不存在旁路开关带主变开关运行的问题,所以主变保护各侧TA的设置一般按每套保护分别采用独立TA不同的次级绕组,并与母差保护的保护范围有重叠区(见图1)。这样设置,主变差动保护的范围最大。

2.2 主接线有旁路母线

2.2.1 独立TA二次绕组不够

老变电所220 k V侧和110 k V侧的主接线一般采用双母线带旁路接线。当主变压器保护改造采用双主保护与双后备保护并主、后一体化的主变保护,由于TA一般只有4组或3组二次绕组,使得两套保护不能全部采用独立TA,因此,一般将第一套保护接原差动保护TA次级,即接独立TA,并与母差保护的保护范围有重叠区;第二套保护接原后备保护TA次级,即接套管TA(见图2)。由于第二套保护接套管TA,但对降压变压器的高压侧来说,无论是差动保护还是该侧的后备保护,其保护范围不包括开关处TA到变压器套管的引线,保护范围将缩小;对中、低压侧来说,其后备保护的保护范围指向非电源侧,所以引线故障将由后备保护切除。旁路开关代主变开关运行时,第一套保护的电流回路需切换,第二套保护的电流回路不需切换。

2.2.2 独立TA二次绕组足够

老变电所改造时,当独立TA次级足够时,一般将第一套和第二套保护均接入独立TA,并与母差保护的TA保护范围有重叠区。旁路开关代主变开关运行时,由于旁路开关的二次绕组数有限,同时二次电流回路的切换较麻烦,因操作不当会引起差动保护误动的情况时有发生,故保护方式满足要求时,不建议过多进行电流回路的切换。一般采取第一套保护的电流回路切换至旁路开关TA的电流回路运行,第二套保护的电流回路不切换,此时第二套保护差动保护停用。这可确保正常运行时两套保护均有最大的保护范围。

2.2.3 老变电所增容

老变电所增容时,虽然独立TA次级足够,由于江苏省电力公司制定的《江苏电网继电保护配置选型导则(试行)》中规定:第一套保护接独立TA的二次电流回路,并与母差保护的保护范围有重叠区;第二套保护接变压器套管TA的二次电流回路。虽然是新建变压器,但设计院仍然采用将TA的二次电流回路接入与2.2.1所述的方法,保护的切旁路运行也与2.2.1所述一致。

当然,老变电所增容时,由于独立TA次级足够,TA的二次电流回路接入也有采用与2.2.2所述一致的方法。即将第一套和第二套保护均接入独立TA,并与母差保护的TA保护范围有重叠区,保护的切旁路运行也与2.2.2所述一致。

3 双主双后主变保护电流回路接入方式讨论

3.1 两套保护均采用独立TA

无论是新建变电站还是老变电所,主变的两套保护均采用主变各侧的独立TA的不同的次级绕组,并与母差保护的保护范围有重叠区。由于这样设置,两套主变差动保护的范围最大。当任一套保护发生故障时,虽然这一套保护需全部退出运行,但仍然有一套完整的主保护和后备保护在运行,且与母差保护的保护范围有重叠区,不存在保护死区,仍能保证系统安全稳定运行。

两套保护均采用独立TA,对于需要切旁路运行的保护来说,由于采取第一套保护的电流回路切换至旁路开关TA的电流回路运行,第二套保护的电流回路不切换,此时第二套保护差动保护停用。旁路开关带主变开关运行时,其缺点:旁路开关代主变开关运行时,只有第一套主保护能够运行,主变的旁路运行代主变开关侧也只有第一套后备保护能够运行。由于这种运行方式下的运行时间一般只有几天,长则20天左右,且在长期的正常运行方式下保证了两套保护均有最大的保护范围。因此,这种保护的电流回路的接入方式,已被广泛运用。

3.2 两套保护有一套部分采用套管TA

在老变电所改造或新上变压器,两套保护有一套部分采用套管TA,其优点:旁路开关代主变开关运行时,第一套保护的电流回路需切换,第二套保护的电流回路不需切换,此时有两套完整的保护在运行。其缺点:正常运行时,第二套保护的差动保护范围大大缩小。当第一套保护发生故障需全部退出运行,第二套保护的差动保护不能保护高压侧套管至开关之间的引线而存在保护死区,不能满足220 k V系统稳定切除故障时间的要求(一般为0.15 s),将威胁220 k V系统安全稳定运行,此时主变要么退出运行,要么220 k V侧开关由旁路开关代,同时还要起用220 k V旁路开关保护作为变压器高压侧引线的保护。

4 结论与建议

由于两套保护均采用接独立TA,使得两套主变差动保护的范围最大,提高了安全和经济效益。因此,无论是新建变电站还是老变电所改造,建议主变的两套保护尽可能地采用主变各侧的独立TA的不同的次级绕组,并与主变各侧的母差保护的保护范围有重叠区。只有在独立TA二次绕组不够时,才采用第一套保护接独立TA,并与母差保护的保护范围有重叠区;第二套保护接套管TA。但更换TA时,应考虑将第二套保护也使用独立TA,使两套主变差动保护的范围最大。

参考文献

[1]曹良.主变压器微机型保护的双重化[J].江苏电机工程.2003,22(3):13-15.

[2]曹凯丽,薛慧君.微机变压器保护双重化配置典型设计探讨[J].电力自动化设备,2003,(6).

主变控制回路 第7篇

1.1电压闭锁解除

变电站运行中, 需要对变压器实施必要的保护, 除了实施主变压器差动保护之外, 还要对主变压器实施过流保护。作为一种后备保护, 可以避免变压器的外部因故障没有及时解除而使得变压器的绝缘遭到威胁, 使得变压器损坏。但是, 当过流保护对电力系统无法充分满足, 且影响到变压器在计算定制的过程中的灵敏度的时候, 就需要引入复合电压闭锁过流保护。

从复合电压闭锁过流保护的接线方式来看, 由于变压器的一侧引出接线与元件相连接, 因此接线操作非常简单。但是, 变电站双母线带旁路的接线方式上, 就是在原有的双母线接线基础上在旁路连接一个母线。使用双母线的连接方式, 其优点是, 当主变压器的断路器出现故障而需要检修的时候, 并不会对正常供电产生影响。但是在实际运用的过程中, 由于在母线的旁路对倒换操作的设计比较复杂, 从而会影响到正确操作。原有的继电器保护设计简单, 双母线带旁路接线使系统设计更为复杂, 从而加大了成本。通常情况下, 当出现超过5个回路时, 会连接一个旁路断路器, 否则, 就会采用双母线带旁路的接线方式。但是由于接线过于复杂, 就很有可能出现开关误操作而导致电压闭锁的解除。

1.2电能计量装置停止运行

当220千伏的变电站运行的过程中, 如果所连接的是110千伏的双母线, 就必然会存在电压切换。在双目前上所连接的元件包括各种自动化装置、继电保护装置以及电能计量装置等等, 均为并联连接。随着主接线的切换, 变压回路也会切换。当连接在目前上的断路器断开之后, 就会使一次系统无法对应二次系统而影响到电能计量装置测量的准确性。此时, 继电保护装置也会受到影响而出现误动作。变电站的变电压切换是否准确, 直接关乎到整个变电站的运行情况。如果电能计量表因此而由于误判断而导致电表停转, 有功功率表和无功功率表就都不会有所指示, 为了确保变电站的安全运行, 就要对双母线带旁路的主变压器开关的运行状况进行分析。

2双母线带旁路的变电站主变电压切换回路所存在的问题

110千伏至220千伏变电站的主变压器所连接的主要接线为母线与旁路兼作母线联合使用, 即双母线带旁路。按照原有的线路设计, 考虑到主变压器的开关运行的过程中, 双母线带旁路的设计中考虑到电流运行中的回路问题。比如, 线路设计中, 并联开关电流互感器和套管电流互感器, 以对主变压器实施差动保护。当变电站处于正常运行状态的时候, 差动回路就会被连接到书变压器的开关电流互感器上。当双母线带旁路的主变压器开关处于运行状态的时候, 差动回路就会由开关电流互感器切换到套管电流互感器。此时, 后备保护电流回路就会切换到套管电流互感器黄上, 但是, 电压回路就会受到影响。

当双母线带旁路的主变压器处于运行状态的时候, 进行母线刀闸操作, 主变压器的后备保护就会实施过流保护, 此时, 由于这种操作对将电压切换出现异常, 导致重动继电器的供电鼓足, 就会引发电压不足的现象, 启动复合电压闭锁, 电能计量器也会受到影响。电压回路由于无法获得电压而使得信号传输线路出现中断, 要想继续向主变压器的开关接线, 但是, 由于无法发送信号而使得线路无法接入到主变压器开关文职的继电保护装置。出现这种运行状况, 会严重影响到主变压器的运行, 且关乎到变电站的正常工作。这就需要针对双母线带旁路的变电站主变电压切换回路中所存在的问题制定改进措施。

3双母线带旁路的变电站主变电压切换回路的改进措施

对原有的双母线带旁路的变电站主变电压切换回路设计进行改进, 设计原理上, 当对双母线带旁路的变电站运行的过程中, 拉开主变开关后, 在将主变压器开关的的母线刀闸拉开, 此时, 主变压器的复合电压会发挥闭锁过流保护的作用, 电能计量装置也会保持持续运行状态, 同时, 还能够获得必要的电压。改进回路的设计上可以采取如下的三种设计方案。

3.1在继电保护装置中加装4G重动继电器

在继电保护装置中加装4G重动继电器, 所发挥的作用就是用于顺利完成切换动作。当旁路代的主变压器开关处于运行状态的时候, 虽然1G继电器和2G继电器都打开了, 使得1G元器件和2G元器件失去电磁, 但是4G继电器会合上, 使得4G元器件处于带电状态, 接触点处于闭合状态。电压的流动情况如图1。

3.2在继电保护装置中加装DK刀闸

主变压器处于正常运行状态的时候, DK刀闸处于断开的位置。要确保旁路代的主变压器开关处于正常运行状态, 就要加装DK刀闸, 使1G辅助触点和2G辅助触点短接。虽然1G元器件和2G元器件都已经打开了, 但是仍然可以保持励磁。

3.3电压切换额可以利用隔离开关的辅助触点来完成

在进行电压切换的时候, 可以利用4G旁路隔离开关、5G旁路隔离开关和6G旁路隔离开关来完成。当旁路代主变压器的开关处于运行状态的时候, 虽然1G元器件和2G元器件都已经打开了, 但是4G旁路隔离开关、5G旁路隔离开关和6G旁路隔离开关都是闭合的, 因此, 仍然可以保持励磁。

4结论

综上所述, 110千伏至220千伏变电站的双母线带旁路代运行过程中, 主变压器的开关会存在两个方面的问题, 即电压闭锁会解除、电能计量装置将停止运行。为了确保变电站的正常运行, 就需要改进双母线带旁路的变电站主变电压切换回路设计, 以提高继电保护的可靠性。

摘要：本论文针对双母线带旁路的变电站主变电压切换回路问题进行研究, 并具有针对性地提出改进策略。

关键词：变电站,双母线带旁路接线,主变电压切换,改进措施

参考文献

[1]邓荣辉.一起带旁路的主变保护电压切换回路异常的分析[J].电子世界, 2014 (16) :64-65.

[2]万友江.220k V母联保护测控装置电压切换回路的探索和改进[J].建筑工程技术与设计, 2015 (14) :37-39.

主变控制回路 第8篇

随着电力技术的发展,500kV电网已成为华东地区电力供应的主干网络,而500kV电力系统中,大型变压器具有不可替代的重要作用。差动保护作为变压器的主保护,是变压器保护的重中之重,但作为主保护之一的零序差动保护因应用的普遍程度远不及纵差保护而没有引起足够的重视。

另外,电压等级的提高使设备周围的磁场强度随之升高,从而对现场设备及二次回路的可靠性提出了更高的要求。因此,如何避免高磁场强度下接地点电压升高和二次感应电压通过环路形成感应电流等对一、二次设备安全运行产生的不良影响,就成为了我们面临的新课题。

1 故障情况描述

2011年1月31日8时59分21秒,500kV龙王山变电站#1主变500kV侧5011、5012开关,#1主变35kV侧#1低抗311开关,#1所用变310开关跳闸。5012、5011开关跳闸后发语音报警,#1主变第2套保护(零序差动保护)、220kV侧后备距离保护动作。一次系统图如图1所示。

1.1 主变保护配置

#1主变保护由2套电气量保护RCS-978C、1套非电气量保护RCS-974FG以及1套失灵保护RCS-923C组成,共3面屏,电气量保护为RC11、RC12屏,非电量保护及失灵保护为RC13屏。2套电气量保护配置相同,分别由大差动保护、零序比率差动保护、过励磁保护、高中压侧距离保护、高压侧过负荷保护、低压侧过流保护、低压侧过负荷保护、低压侧电压偏移保护、公共绕组零序过流保护、公共绕组过负荷保护组成。

1.2 事故前运行方式

事故前,龙王山变电站500kV系统运行正常;220kV系统除#1主变220kV侧2501开关处于检修状态外,其余运行正常;#1主变35kV侧#1低抗311开关、#1所用变310开关运行正常,35kV I段母线上其余开关处于热备用状态。

1.3 事故后设备情况

(1)一次设备情况:事故后,检查#1主变差动保护范围内的设备,未发现明显异常。

(2)监控系统主要信息:

(3)主要光字信号:5011断路器事故跳闸、5012断路器事故跳闸、RC12屏差动跳闸、RC12屏后备保护跳闸、RC12屏保护装置报警、#1主变无功投切装置投切电抗器、#1主变无功投切装置闭锁报警、#1主变35kV侧电容器保护欠电压保护动作。

(4)相关保护信息见表1、表2。

2 保护原理及动作分析

零序比率差动保护是通过测量主变高、中压侧以及公共绕组间的差流来判别主变状态的,保护范围为主变高、中压侧及公共绕组,其逻辑框图如图2所示。

TA异常判据为:当负序电流(零序电流)大于0.06In后延时10s报该侧TA异常,同时发报警信号;在电流正常后延时10s恢复。

TA断线判据为:(1)未引起零序差动保护启动的差回路异常报警。当零序差流大于定值的时间超过10s时,发零序差流异常报警信号,不闭锁零序差动保护,反之闭锁保护。(2)引起零序差动保护启动的差回路异常报警。差动保护启动后满足结合了电压量与电流量的故障识别判据,则判断为故障情况,开放差动保护,否则判断为由差回路TA异常造成的差动保护启动。本次跳闸满足判据(2)且投入TA断线闭锁控制字。

零差电流启动定值应按躲过正常变压器额定负载时的最大不平衡电流整定,即:

式中,Ie为变压器二次额定电流;Krel为可靠系数(一般取1.3～1.5);Kel为电流互感器的比误差(10P型取0.03×2,5P型和TP型取0.01×2);Δm为由电流互感器变比未完全匹配而产生的误差,取为0.05。实际整定计算时,I0cd,qd可选取为(0.2～0.5)Ie,且是按归算到基准侧后的电流有名值进行计算的。龙王山#1主变变二侧一次额定电流为2 512.2A,变二侧TA变比为4 000/1,则变二侧二次额定电流Ie=2 512.2A/4 000=0.628A,TA二次额定电流In=1A。又根据定值单整定值可知零序比率制动系数为0.5,零差启动电流门槛值为0.3In,故可得出动作特性曲线的拐点坐标。零序比率差动保护动作特性曲线如图3所示。

由事故后的故障录波图可知,变二侧A相有0.58A的故障电流,经补偿调整后的电流为0.68A;A、B、C相差流分别为0.72、0.33、0.34A,均超过零差启动电流定值。由于变二侧开关在事故前已转为检修状态,电压为0,因此根据电压量与电流量关系的判据,TA断线闭锁开放,满足保护动作条件,导致零序比率差动保护动作跳闸。

3 故障原因分析

#1主变事故跳闸前2501开关已转为检修状态,一次已无电流,因此按照安措要求将2501开关端子箱内#1主变保护2套流变二次切换端子退出并短接,以此断开2501流变与主变保护之间的联系。事故发生后,现场一次设备及保护装置无异常,于是检查二次回路绝缘,考虑是否存在#1主变差动保护二次回路绝缘下降造成电流回路两点接地从而引起主变零序差动保护动作的可能性。

变二侧电流回路走向是从2501开关端子箱通过屏蔽电缆经电缆沟后至500kV保护室#1主变保护屏的,TA二次回路在保护屏后一点接地,从2501流变二次侧至保护室的电气距离约为100m。

因此,初步考虑可能有以下几点原因导致主变零序差动保护动作:

(1)2501开关端子箱下桩头与端子箱背面端子排以导线相连,根据磁场耦合原理,可能存在感应电动势。因二次电流回路已在保护屏处一点接地,若再经一点接地构成回路则会构成两点接地。

(2)从开关端子箱至保护屏之间存在高压磁场,虽采用了屏蔽电缆,但可能存在因漏磁场或屏蔽层接地不良而导致的一点接地,若再经一点接地构成回路则会构成两点接地。

(3)因电缆工作环境潮湿导致的绝缘下降可能造成电流回路间歇性两点接地。

(4)现场经多次改扩建,存在施工过程中因外绝缘损伤造成的绝缘下降。

由于变电站的接地网各点电压分布不均,加上接地电阻的存在,导致现场设备区的接地点电位要高于保护室,这样就产生了电位差。故障后,测得现场2501开关端子箱与保护室的接地点间存在0.2～0.3V电位差。在保护屏处已有一点接地的情况下,若回路设备现场再有一点接地就将构成闭合回路,从而在一次没有电流时也可以因二次两点接地而产生电流,示意图如图4所示。两接地点间电缆等效电阻约为0.1Ω,保护小TA等效电阻约为0.2Ω,所以两接地点之间等效电阻应为电缆电阻与保护装置小TA等效电阻之和,约0,3Ω,由此可知在两点接地情况下,回路中的电流约为0.6～1A。

综上所述,主变保护跳闸前后二次电流回路确实存在差动电流。此差动电流的产生原因有两个:一个是二次回路中导线和电缆在一次设备所产生的强磁场作用下产生磁场耦合,当二次回路两点接地构成回路时将产生感应电流;另一个是在高压设备所产生的强磁场作用下造成现场接地网各点电压分布不均,加之接地电阻的影响,地网两个接地点间存在电位差,同时二次电流回路在保护屏处一点接地,此时若二次回路又出现一点接地就将构成电流回路,从而产生因接地点电位差导致的电流。其中,第二个原因导致的电流值(0.6～1A)更大,且大于主变差动保护零差启动电流(0.3A),可导致主变零差保护动作。现场模拟试验验证了上述分析的正确性。

至于设备现场产生接地的原因可能是连接现场端子箱与#1主变差动保护的二次电缆由于环境因素引起绝缘水平下降,造成电流回路间歇性两点接地;也可能是现场开关端子箱内保护侧A相电流导线因绝缘水平下降而与箱体或接地端接触,造成另一点接地。

4 建议

此次主变跳闸前的运行方式较特殊,变二侧开关转检修,主变仅带35kV 1台所用变及1台低抗运行,而保护在设计时没有考虑这种运行方式。作为主变的主保护,零差保护的灵敏度要求高,启动后满足由电压电流形成的故障识别判据就判定为故障情况,从而开放差动保护,否则就认为是差回路TA异常造成的差动保护启动。因此,在变二侧开关转为检修状态(电压为0)时,即使差流未达到开放定值保护也因电压量消失而误判为一次发生故障从而不闭锁保护,造成保护因二次回路存在问题而跳闸。

为此,针对本次事故提出如下建议:

(1)为避免类似事故的发生,可考虑在满足保护灵敏度要求前提下,适当调高零差启动定值,即同大差动保护一样,使保护不会因二次回路问题而跳闸。

(2)虽然RCS-978C为更精确地区分故障情况与差电流二次回路异常而加入电压判据,但忽视了主变一侧停用的特殊方式下电流回路异常造成保护误判为一次故障而跳闸的可能,这有待改进。

(3)在高磁场环境下,提高现有电缆屏蔽层和接地网质量,可降低500kV变电站二次电缆感应电动势及站内接地网电压差,从而消除二次回路的异常电流。

(4)在工作中应做好危险点预控、风险防范以及相关反措,如在端子箱内做好金属箱板的绝缘处理,在流变切换端子桩头外加装防护罩以防误碰接地,注意流变端子桩头后的电流导线走向的合理性,避免导线与箱体或地线接触,防范导线绝缘下降,造成接地。

参考文献

[1]张元芳,关根志.变电所一次线对二次线电磁干扰强度的计算[J].中国电力,1997,30(1):11-13

[2]宋继成.变电所二次接线设计[M].北京:中国电力出版社, 2004