基于FCX-12HP操作箱失灵回路改进分析

2021-07-02何承涛

通信电源技术 2021年5期

何承涛

（贵州凯里供电局，贵州凯里 556000）

0 引言

针对220 kV以上电压等级变电站，失灵保护作为继电保护系统中非常重要的保护功能，在故障发生时，通过隔离故障的方法来避免因断路器失灵而导致整个电网频率降低甚至电网解列事故事件的发生，因此确保失灵回路的完整性和独立性对整个电力系统的可靠性、稳定性以及安全性有着非常重要的意义[1-10]。

近些年来，南方电网公司对于变电站内继电保护专业规范化和精益化要求越来越高，按照2014版反事故措施规范要求，应取消操作箱第一组、第二组操作电源自动切换功能，防止Ⅰ段直流和Ⅱ段直流合环。继保人员在对某站220 kV母差保护装置改造中发现，国电南自厂家的FCX-12HP型操作箱在取消直流电源自动切换功能后，A、B套失灵回路不满足相互独立的要求，当第一组操作电源失电时，会导致三跳节点（TJR）分别启A、B套母差保护的失灵回路都不存在，即失去失灵再失灵功能，从而对电网安全稳定运行带来一定的隐患。

1 问题概述

应继电保护专业《南方电网电力系统继电保护反事故措施汇编2014版（修改稿）》中4.1.3点要求，互为冗余配置的两套主保护、两套安稳装置、两组跳闸回路以及两套通道设备等的直流供电电源必须取自不同段直流母线，两组直流之间不允许直流回路采用自动切换。另外，反事故措施精益化检查表单（2020年版）中要求两组跳闸回路直流之间不允许直流回路采用自动切换。FCX-12HP操作箱直流电源切换回路如图1所示。

图1 FCX-12HP操作箱直流电源自动切换回路

FCX-12HP操作箱直流电源自动切换回路中，压力监视电源的正负电通过第一组操作电源监视继电器1JJ的常开和常闭节点进行第一组操作电源和第二组操作电源的自动切换，从而保证压力监视回路中的电源在任意一组操作电源失电时都有电源。现应反措要求，按照图1中FCX-12HP操作箱直流电源自动切换回路进行了修改，即压力监视电源单独由第一组操作电源提供。

国电南自厂家的FCX-12HP操作箱现场图片如图2所示。由于此型号操作箱的TJR节点总共只有3副节点，按照原设计要求，分别用于主一保护启远跳、主二保护启远跳，给中间继电器励磁后再引出辅助节点给A、B套母差启失灵，具体情况如图3主一、主二远跳及2ZJ继电器所示。

图2 国电南自FCX-12HP操作箱

图3 主一、主二远跳及2ZJ中间继电器

从图3主一、主二远跳及2ZJ中间继电器中可以看出，主一保护装置引TJR节点4n14、4n237启远跳，主二保护装置引TJR节点4n87、4n238启远跳。由操作电源自动切换后的压力监视电源提供正负电，引TJR节点4n260、4n261给中间继电器2ZJ励磁。

结合图4主一保护启A套母差失灵回路和图5主二保护启B套母差失灵回路来分析，A、B套母差保护装置都采中间继电器2ZJ的辅助节点来实现三跳启失灵，即TJR启失灵功能。从图3中可以看出给中间继电器2ZJ励磁的直流电源是切换后的电源，但由于直流切换回路已经取消，此时切换后的直流电源就是第一组操作电源，故当第一组操作电源失电后，A、B套母差保护中的三跳（TJR）启失灵回路也就消失了，会导致母差保护装置失去失灵保护中的失灵再失灵功能。特别针对主变间隔风险极高，当在第一组操作电源失电的情况下，若此时母差保护动作，母差保护跳主变220 kV侧开关，同时该开关失灵时，会导致主变无法启动失灵联跳主变三侧功能，即无法跳开主变的110 kV侧和10 kV侧来隔离故障，从而会扩大停电范围，更有甚会发生电网越级跳闸事故。

图4 主一保护启A套母差失灵回路图

图5 主二保护启B套母差失灵回路图

3 整改方案

针对上述情况，特制定了整改方案，如图6和图7所示，并在进行方案讲解前进行以下几点说明。首先，原A套母差保护装置为BP-2B，不具备判流功能，现技改为PCS-915NA，具备判流功能。其次，A套母差保护装置接I段直流，220kV XX线路主一保护装置和第二组操作电源接I段直流。最后，B套母差保护装置接II段直流，220kV XX线路主二保护装置和第一组操作电源接II段直流。

整改方案如下。此操作箱内部共有两个中间继电器，分别是1ZJ和2ZJ，通过由第二组操作电源提供正负电，引TJR节点4n87、4n238给2ZJ中间继电器励磁，然后主一保护装置取2ZJ的一副辅助节点来作为远跳开入，母差A套取2ZJ的另一副辅助节点来作为三跳启失灵的开入。同理，通过由第一组操作电源提供正负电，引TJR节点4n14、4n237给1ZJ中间继电器励磁，然后主二保护装置取1ZJ的一副辅助节点来作为远跳开入，母差B套取1ZJ的另一副辅助节点来作为三跳启失灵的开入。这样，既满足了反措中要求的不允许直流切换的要求，又满足了任意一组操作电源消失时，另外一套的三跳启失灵回路依旧完好，实现了相互独立和N-1的要求。主一保护启A套母差保护失灵回路修改如图6所示，主二保护启B套母差保护失灵回路修改如图7所示。