超高压电网主变失灵保护的研究

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1、超高压电网主变失灵保护的研究　　摘要：在现代电网中，可能出现电网发生故障情况下又叠加断路器操作失灵的双重故障，断路器拒动对电力系统的危害巨大。断路器失灵保护作为近后备保护得到了广泛应用，它能够以较短的时限切除站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。主变压器是变电站内连接不同电压等级的重要设备和特殊元件，因此在工程实践中，对于主变失灵保护必须加以透彻分析和对待，是所有继电保护和运行人员应重点掌握的设备。双母线、3/2断路器主接线方式下，由于不同时期保护设计理念的不同，主变失灵保护的启动

2、逻辑和出口跳闸策略，存在很大差异，回路复杂，本文针对上述相关问题进行简要分析。　　关键词：超高压电网；继电保护；主变失灵；动作原理　　1超高压电网失灵保护概述　　继电保护装置是维护电网安全稳定的第一道防线，超高压变电站失灵保护更是电网安全运行的重要保障。由于其回路与站内本电压等级的所有回路设备均存在联系，直接影响全站失灵保护装置的正常操作和正确动作。因此，失灵保护装置关系到全站设备的安全稳定运行，是所有继电保护和设计、调度、运行人员必须重点掌握的设备。　　2超高压电网主变失灵保护重点问题　　2.1主变失灵保护回路关注重点7　　目前东北电网的500千伏变电站，大致有两种主接线方式

3、：一种是500千伏及220千伏部分均为双母（双分段）主接线；另一种为500千伏部分为3/2断路器主接线，220千伏部分为双母双分段主接线。　　由于主变失灵保护同时与站内500及220千伏系统的失灵保护装置存在联系，而失灵保护装置作用于本电压等级所有回路出口跳闸，因此主变失灵保护的启动和出口策略问题尤为突出。无论是主变高压侧还是中压侧断路器失灵，都直接关系到全站失灵保护装置能否正确动作，关系着全站乃至电网的安全稳定运行，一旦出现差错，将导致变电站母线全停的恶性后果。　　2.2影响主变失灵保护的因素　　影响主变失灵保护的因素大致有四方面，一是因变电站主接线方式对主变失灵保护产生的差

4、异；二是失灵保护装置配置状况所产生的差异；三是因年代不同、设计规程更改产生的差异；四是智能变电站关于失灵保护全新设计理念和配置产生的差异。在长期的运行周期中，变电站很可能经历主变更换、改造等相关工程，新设备、新设计与老回路和老装置搭配，必须全面考虑上述几方面差异。因此，主变失灵保护较其他回路先天存在一定的复杂性，是设计和继电保护人员始终高度重视的问题。　　2.3失灵保护基本逻辑　　断路器失灵保护是由各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点起动，逻辑如图。7　　输入本装置的跳闸接点有两种：一种是分相跳闸接点跳A、跳B、跳C，（虚框1所示），另一种是每个元件都有的三跳接点Ts（虚框2所

5、示），当失灵保护检测到此接点动作时，若该元件的任一相电流大于失灵相电流定值（可整定是否再经零序电流或负序电流闭锁），则经过失灵保护电压闭锁起动失灵保护。失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该断路器，经跳母联延时动作于母联，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。　　33/2主接线方式主变失灵保护配置及分析　　3.1主变高压侧断路器失灵保护　　主变高压侧一般与500千伏线路共同构成一个完整串。主变高压侧由边开关和联络开关两组断路器构成，两组断路器分别配置断路器保护装置，边开关所在母线配置有母线（母差、失灵）保护。主变高压侧失灵保护即配置在上述断路器保护和母线保护中。现就保护原理

6、及动作过程做如下分析。　　3.1.17主变高压侧断路器失灵保护配置及动作过程。在3/2断路器主接线方式下，主变故障、断路器失灵保护动作过程有两种常用实现方式，分析如下：一种是经主变非电量保护总出口跳闸。主变高压侧边断路器拒动时，边断路器的失灵保护装置（CSC121A或RCS921A）分为两级动作时限跳闸：一级为失灵判别电流达定值，同时收到主变电量保护跳闸信号开入，瞬时跟跳本断路器三相；二级为判断本断路器未能断开，失灵保护延时出口启动主变非电量保护总出口继电器，跳开主变高压侧联络断路器及中压、低压侧断路器。延时跳开联络断路器，并启动对应母差失灵保护屏（RCS915E或BP-2B）

7、装置失灵保护，切除本母线上所有连接断路器。主变所在串（间隔）联络断路器失灵时，经本断路器失灵保护延时跳开两侧断路器（此时与500千伏母线保护无关），同时起动主变非电量保护屏的总出口，跳开主变三侧开关。另一种是经主变电量保护中的失灵联跳功能实现跳闸。失灵联跳功能，用于母差或其他失灵保护装置通过变压器保护跳主变各侧的方式；当外部保护动作接点经失灵联跳开入接点进入装置后，经过装置内部灵敏的、不需整定的电流元件并带50ms延时后跳变压器各侧断路器。　　3.1.2主变失灵保护与非电量保护关系补充说明。