浅谈内桥接线变电站主变差动保护死区问题

浅谈内桥接线变电站主变差动保护死区问题

潘佰冲

（慈溪市输变电工程有限公司浙江慈溪315300）

摘要：随着电网框架的不断完善，220kV已经成为城市供电的主网架，110kV线路已是辐射性供电的主要通道，110kV变电站多数成为城市终端变电站，其要求既节约资源，又满足供电可靠性。而内桥接线变电站中使用的一次设备少，占地少，具有一定的运行灵活性，能满足供电可靠性的要求，所以，在终端变电站中，内桥接线被广泛采用，我公司共有8座110kV变电站，内桥接线变电站一共有5座，占总变电站的62.5%。由于内桥接线的特殊性，在实际运行中，内桥接线变电站的主变差动保护存在误动和死区的问题，成为电网运行的安全隐患。对可靠性也有一定的影响，而现有用户的负荷都很重要，对供电可靠性的要求要求较高，所以，提高供电可靠性成为重中之重。

关键词：内桥接线；变电站；主变差动保护；死区问题

一、内桥接线变电站运行方式

变压器高压侧没有开关(断路器)，仅仅设置了闸刀(隔离开关)；内桥开关一侧配有差动电流互感器，该电流互感器有的靠内桥开关Ⅰ母侧，也有的靠内桥开关Ⅱ母侧。内桥接线变电站常见的运行方式有如下3种：(1)“中间”方式：高压侧分列运行，即2条进线1，2分别供1，2号主变701和702开关运行，700开关热备用，备自投方式为母联备自投，2台变压器T1，T2分列运行；(2)“左边”方式：高压侧并列运行，进线1供1，2号主变701和700开关运行，702开关热备用，备自投方式为进线备自投，2台变压器T1，T2并列运行；(3)“右边”方式：高压侧并列运行，进线2供1，2号主变702和700开关运行，701开关热备用，备自投方式为进线备自投，2台变压器T1，T2并列运行。

二、内桥接线变电站保护配置

对于内桥接线变电站保护典型配置：2条进线开关为受电馈供开关，没有配备专门的线路保护；2主变压器安装在主保护和后备保护的电流互感器，以主变压器相应线路开关变压器差动保护中，独立流量低侧开关桥开关独立流变，跳进线开关后差动保护，相应的桥开关和主变低压侧开关。主变110kV侧和低压侧分别安装1套后备保护。110kV侧主变压器后备保护配置复合电压过流保护、后备保护是主变压器的主保护配置，动作后第1时限跳低压侧母联开关(镇江地区主变保护连调分段开关压板停用)，第2时限跳主变低压侧开关，第3时限跳相应进线开关、桥开关和低压侧开关。主变压器110kV侧后备保护电流取自主变压器高压侧，电压随110kV母线电压变化2倍。内部桥接线变电所还应配备1套自动开关装置，实现主变压器从低压侧的准备和母制备的表决功能。

三、死区故障的保护动作行为

（一）“中间”方式

在“中心”方法下，内桥700开关和其流变TA5之间(K点)就是内桥开关死区，此处发生故障时，即称发生了死区故障。关于2号主变的差动保护，TA2，TA4不流过短路电流，只要TA5感触到短路电流，因此2号主变差动继电器有差流，差动保护动作出口，跳开702和302开关，可是故障点仍未被阻隔。因为在700开关断开的情况下，进线1没有为短路点供给短路电流，所以2号主变差动保护动作归于误动作，扩展了停电规模。

关于1号主变差动保护，TA1流入故障电流，TA5流出故障电流，而TA3不流过短路电流，因为TA1流入故障电流和TA5流出故障电流巨细持平、方向相反，刚好抵消，所以1号主变差动继电器感触不到故障电流，该差动保护不会动作。对1号主变的高压侧后备保护运用套管流变，因为故障电流不流过1号主变套管电流互感器，所以其后备保护复合电压过流不会动作。假如内桥开关和流变之间是接地故障，则1号主变高压侧不带方向的零序或空隙零序保护也许动作，跳开1号主变两边开关；假如1号主变高压侧后备保护不能动作，则该故障由进线1的对侧开关保护Ⅱ段切除，因为Ⅰ段的保护规模不会伸入到本站的母线，而且对侧Ⅱ段保护动作，当开关跳开后，重合闸还要再动作1次，最后由重合闸后加快保护动作，开关再次跳开，将故障最终切除。无论是1号主变后备保护动作，仍是进线1对侧开关保护动作切除故障，都会形成该变电站全站失电，而且主变后备保护或许线路对侧Ⅱ段切除故障时刻均较长，对体系安稳及设备安全都有很大影响。。

（二）“左边”方式和“右边”方式

同理，在“左面”方法下，内桥700开关和其流变TA5之间发生故障，保护动作做法与“中心”方法共同，即存在死区。而在“右边”方法下，内桥700开关和其流变TA5之间发生故障，故障点在2号主变差动保护规模内，2号主变差动保护动作，瞬时切除702，700，302开关，此刻已无电源再向故障点供给故障电流，保护动作做法正常，不存在死区。

四、解决方案

（一）合理安排运行方式

当电流互感器靠内桥开关Ⅰ母侧时，“右边”运转方法并不存在死区问题，保护动作做法正常，故正常运转方法尽量安排成“右边”方法。同理，当电流互感器靠内桥开关Ⅱ母侧时，正常运转方法尽量安排成“左面”方法。该计划以献身运转灵活性为价值，一旦因为进线维修等因素无法安排成指定运转方法，则又会存在死区问题。

（二）将内桥开关单侧布置的流变短接退出

当正常运转方法为“中心”方法时，因为TA5短接退出，行将1，2号主变由3点式差动变为2点式差动。此刻若发生死区故障，则1号主变差动保护可以准确动作，阻隔故障，2号主变正常供电。该计划相同对运转方法有请求，若实践运转方法为1线2变运转，则内桥700开关必须处在运转状况，不然该计划不可行。

（三）在内桥开关两侧装设2组电流互感器并交叉布置

流变TA1，TA3，TA5构成1号主变差动保护规模，流变TA2，TA4，TA6构成2号主变差动保护规模。在“中心”方法下，若A点发生故障，则T1准确动作跳闸，切除故障。若D点发生故障，则T2准确动作跳闸，切除故障。若B点发生故障，则T1，T2均动作跳闸，切除故障；但T1归于准确动作，而进线2并不向故障点供给故障电流，故T2归于误动作。若C点发生故障，T1，T2均动作跳闸，切除故障；其间T2准确动作，T1归于误动作。经过分析可知，在“左面”和“右边”方法下，内桥开关两边TA之间相同是误动区域。该计划可以处理死区问题，但存在误动区域，具有一定可行性。

（四）差动保护增加复合电压闭锁功能

进一步思考差动保护关于内桥CT5采样与算法的状况区分——添加复合电压闭锁功能，一方面可用来保证700分位时准确关闭CT5，另一方面也可防止700合位时因为某种反常误关闭CT5而致使保护误动作。复合电压由低电压、负序电压构成，其闭锁判据为：Uφφmin＜Ulbs、U2＞U2bs。其间，Uφφ为线电压，U2为负序电压，Ulbs为低电压闭锁值，U2bs为负序电压闭锁值。详细实现方法：直接将主变高后备保护的复合电压闭锁功能（取高、低压两边复合电压，任一侧复合电压动作均可（低压侧动作后给出动作接点Ubl开至高后备）作为对应差动保护的开入量。

五、结论

内桥接线变电站作为国网110kV变电站的典型设计，在系统中运用越来越广泛。为了杜绝内桥接线变电站死区故障等安全隐患，需认真研究内桥接线方式的特点，从变电站的运行和设计等方面入手，结合电网的实际情况，合理安排一、二次方式，从而提高供电可靠性，保证电网安全稳定运行。

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