张洪军,郑 旺,赵 军

(河北省沧州供电公司,河北 沧州 061000)

开关失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而开关拒动时,利用故障设备的保护动作条件与拒动开关的电流条件,构成对开关失灵的判别,以短时限切除同一厂站内其他有关机构失灵的双重故障,开关失灵保护作为一种近后备保护被普遍采用。开关失灵回路一般由失灵启动回路、失灵判别回路和失灵出口回路组成。

1 主变高失灵的启动回路

主变高压侧开关出现失灵的情况一般分为两种。

1)主变内部发生故障,主变保护动作跳高压侧开关失灵。此时,主变保护动作跳开除失灵断路器的其他侧开关,由失灵保护跳开失灵开关所在同一母线上的所有电源支路。

2)母线故障,母差保护动作,跳主变高压侧开关失灵时,虽然母差保护已经跳开了故障母线上其他有源支路,但主变其他侧电源仍会通过失灵开关继续向故障母线提供短路电流,如若依靠主变高后备保护来跳中低侧开关,由于主变高后备是作为中低侧的远后备保护,方向指向主变,而不带方向的后备保护整定时间较长,这样势必将延长故障时间,对系统及设备的破坏会很大。因此采取失灵联跳的方式,跳开主变其他侧电源断路器以切除故障[1]。

也就是说,无论是主变保护动作还是母差保护动作,都应启动失灵保护,当判别主变高压侧开关确已失灵时,在失灵保护动作跳开主变高压侧开关所在母线所有电源支路的同时,启动失灵联跳主变其他侧电源。

针对主接线方式的不同,主变高失灵的启动回路也略有不同(如图1)。在双母线接线方式下,失灵保护一般是与母线差动保护一体的,主变保护动作跳高压开关,同时送出一副动作接点,经“启动失灵压板”接入失灵保护启动开入,如图 1(a);在 3/2接线方式下,失灵保护按断路器配置于相应断路器保护中,故主变保护动作后经“跳闸出口压板”驱动操作箱内的永跳继电器 T JR,利用 T JR的接点经“启动失灵压板”接入断路器失灵保护相应开入端,如图 1(b)。为防止主变高压侧开关跳开后,因主变保护动作接点返回延时而误跳中低侧开关,要求主变保护装置启动失灵的接点应能够快速返回,其返回时间不大于30 ms[2][3]。

图1 失灵保护启动回路图

2 失灵判别及联跳回路

2.1 常规失灵判别及联跳回路

无论是母差保护中失灵判别还是断路器保护中的失灵判别(我们姑且称之为常规的失灵判别),其逻辑回路都是失灵电流(IФ,I2,I0)判别加保护动作启动失灵的开入(如图2),通过与门逻辑,经可整定的失灵延时 tsl出口跳开与失灵开关相连接的电气元件。针对主变高开关失灵时,为彻底隔离故障点,防止故障扩大,失灵保护还要联跳主变中低侧开关。早期的设计是失灵接点 TZSL通过启动主变非电量保护来实现联跳功能的。为防止失灵接点 TZSL动作的不可靠造成主变误跳中低开关,在最新版的国网标准化设计中增加了主变保护失灵再次判别的功能[4]。

图2 常规失灵保护联跳主变逻辑图

2.2 主变保护自身的再次失灵判别

当常规的失灵判别为主变高压侧开关失灵时,送出两副失灵保护跳闸的接点给主变保护作为“高失灵保护开入 1,2”(如图 3),主变保护在感受到高压失灵开入时,装置自身还要进行失灵电流的判别(我们称之为再次失灵判别)。

再次判别失灵电流是指同时判别相电流、负序电流和零序电流,其中零序电流门槛固定为300 A(一次电流);负序电流门槛固定为100 A(一次电流);相电流元件与突变启动元件构成了相电流失灵判别,相电流定值为1.0倍的额定电流。当主变高后备失灵功能投入时,三个电流判别回路任一个满足条件,同时高失灵保护开入1,2(TZSL)有输出,即延时50 ms联跳主变各侧开关。为提高可靠性,高失灵保护开入采用双开入与门方式参与失灵判别逻辑;同时两个失灵保护开入中任一开入长期存在时,延时 10 s装置告警,并闭锁失灵联跳变压器保护[5]。

图3 主变高失灵的再次差别及联跳回路

3 小结

微机保护软件的人为因素可能使变压器保护出口接点不能快速返回,从而可能导致误启动失灵保护。因此,我们要求起动失灵保护的接点随对应侧开关的跳开快速返回。相比较上述两种失灵联跳回路的接取,很显然,国标版新加的失灵联跳回路由于采取了主变保护判别开关失灵的电流量作为动作开放条件,当主变高压侧开关跳开后,故障电流瞬时消失,迅速断开了主变保护失灵联跳回路,有效的防止了因失灵启动接点返回时间过长造成的失灵保护误动的可能,提高了运行可靠性。

[1]GB/T 14285-2006,继电保护和安全自动装置技术规程[S].

[2]国家电力公司.防止电力生产重大事故的二十五项重点要求-继电保护实施细则[Z].2002.

[3]国家电力调度通信中心.国家电网公司十八项电网重大反事故措施(试行)-继电保护专业重点实施要求[M].北京:中国电力出版社,2006.

[4]北京四方继保自动化有限公司.CSC-326数字式主变保护装置技术说明书[Z].2010.

[5]Q/GDW175-2008,变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范 [S].