220kV主變保護(hù)雙重化設(shè)計(jì)探討

蘇華

摘要：電力變壓器是變電站的主要電氣設(shè)備之一，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，尤其是大型高壓、超高壓電力變壓器造價(jià)昂貴、運(yùn)行責(zé)任重大。因此對(duì)220kV主變繼電保護(hù)的要求很高。本文針對(duì)龍巖電網(wǎng)2011年220kV某變電站1號(hào)主變技術(shù)改造工程遇到的反措執(zhí)行實(shí)際問(wèn)題和設(shè)計(jì)難點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐總結(jié)。

關(guān)鍵詞：主變保護(hù);反事故措施;雙重化護(hù)

一、概況

某變1號(hào)主變保護(hù)配置：第Ⅰ套，第Ⅱ套均為南自公司早期的PST1200保護(hù)，于2003-10-15投入運(yùn)行。運(yùn)行年限將近十年，且不滿足2011年反措3.3.16：“鑒于變壓器中性點(diǎn)間隙和避雷器在雷電波侵入情況下無(wú)法完全配合的問(wèn)題，要求變壓器中性點(diǎn)間隙過(guò)壓保護(hù)和間隙過(guò)流保護(hù)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置”的要求。鑒于園田變是龍巖的重要樞紐變電站，一旦發(fā)生故障遭到損壞，其檢修難度大、時(shí)間長(zhǎng)，要造成很大的經(jīng)濟(jì)損失;另外，發(fā)生故障后突然切除變壓器也會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成或大或小的擾動(dòng)。因此，為保證電網(wǎng)及繼電保護(hù)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，本次1號(hào)主變保護(hù)改造為南瑞公司的RCS978型的“雙主雙后”保護(hù)。即按兩塊屏設(shè)計(jì)，每塊屏上配置一套主保護(hù)和一組完全相同的后備保護(hù)。其中，一塊屏上除設(shè)有主、后保護(hù)外，還設(shè)有非電量、失靈與非全相保護(hù)、110kV側(cè)操作箱（電壓切換箱）及10kV側(cè)操作箱;另一塊屏上除設(shè)有主、后保護(hù)外，還設(shè)有220kV側(cè)操作箱（電壓切換箱）。

二、本次改造及調(diào)試工程方案主要內(nèi)容

依據(jù)福建省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施（2011年度）：“3.3.1 220KV及以上主變壓器保護(hù)應(yīng)按雙重化配置（非電氣量保護(hù)可配置一套），正常運(yùn)行時(shí)雙主雙后保護(hù)均應(yīng)投入跳閘。變壓器不配置高阻差動(dòng)保護(hù)。雙重化配置應(yīng)滿足以下要求：1）主變壓器應(yīng)采用兩套完整、獨(dú)立并且是安裝在各自柜內(nèi)的主、后備保護(hù)一體化的微機(jī)型繼電保護(hù)裝置。”

故本次改造及調(diào)試工程方案主要內(nèi)容如下：

1.RCS-978保護(hù)屏開(kāi)箱及空屏調(diào)試。

2.220kV園田變1號(hào)主變PST1200差動(dòng)保護(hù)A屏、PST1200型差動(dòng)保護(hù)B屏的拆除，拆線，以及電纜敷設(shè)（按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求）。

3.RCS-978新保護(hù)屏的就位和安裝接線。

4.新增斷路器失靈保護(hù)延時(shí)跳三側(cè)開(kāi)關(guān)的功能，由RCS-974A本體保護(hù)的回路實(shí)現(xiàn)。（根據(jù)反事故措施（2011年度）3.2.5 220KV及以上電壓等級(jí)變壓器（發(fā)變組）的斷路器失靈時(shí)，除應(yīng)跳開(kāi)相關(guān)聯(lián)母線的全部斷路器外，還應(yīng)跳開(kāi)本變壓器連接的各側(cè)電源的斷路器（對(duì)發(fā)變組應(yīng)跳主汽門和滅磁開(kāi)關(guān)）。）

5.1號(hào)主變保護(hù)跳高壓側(cè)開(kāi)關(guān)采用一對(duì)一方式，老回路拆除實(shí)現(xiàn)、220kV母差失靈保護(hù)采用一對(duì)一方式，旁代主變啟失靈及解復(fù)壓采用一對(duì)二方式老回路拆除實(shí)現(xiàn)。（根據(jù)反事故措施（2011年度）3.3.1第三點(diǎn)：每套完整的電氣量保護(hù)只動(dòng)作于斷路器的一組跳閘線圈;非電量保護(hù)應(yīng)同時(shí)作用于斷路器的兩組跳閘線圈。）

6.1號(hào)主變保護(hù)電源、非電量保護(hù)電源、開(kāi)關(guān)操作電源都獨(dú)立且要求滿足直流系統(tǒng)一對(duì)一方式。

7.1號(hào)主變保護(hù)相關(guān)二次回路接入220kV第Ⅰ、Ⅱ套母差及失靈保護(hù)、110kV母差保護(hù)

8.1號(hào)主變保護(hù)相關(guān)二次回路接入220kV旁路260開(kāi)關(guān)保護(hù)110kV旁路160開(kāi)關(guān)保護(hù)、110kV母聯(lián)16M開(kāi)關(guān)保護(hù)、10kV母分660開(kāi)關(guān)保護(hù)

9.1號(hào)主變RCS-978第Ⅰ套R(shí)CS-978差動(dòng)及后備保護(hù)向量測(cè)試、第Ⅱ套R(shí)CS-978差動(dòng)及后備保護(hù)向量測(cè)試RCS-978保護(hù)送電、測(cè)試向量。

10.220kV旁路260開(kāi)關(guān)旁代1號(hào)主變高壓側(cè)26A開(kāi)關(guān)、16A開(kāi)關(guān)（第Ⅰ套R(shí)CS-978差動(dòng)保護(hù)）向量測(cè)試試驗(yàn)。

三、本次施工實(shí)際問(wèn)題和設(shè)計(jì)難點(diǎn)優(yōu)化

（一）、保護(hù)組屏方式

本次改造設(shè)備部分為220kV園田變1號(hào)主變PST1200差動(dòng)保護(hù)A屏、PST1200型差動(dòng)保護(hù)B屏（原第Ⅰ套主變保護(hù)）具備旁代主變高，中壓側(cè)功能，依據(jù)福建省電力勘察設(shè)計(jì)院《某變220kV變電站1號(hào)主變改造》。將原#1主變兩面保護(hù)柜（南自）拆除，新上兩面南瑞繼保公司的主變保護(hù)柜，安裝在原主變保護(hù)柜位置，即主控樓繼電保護(hù)室3J和4J。

此時(shí)有兩種組屏方式，一為原設(shè)計(jì)組屏方式原南自保護(hù)A屏更換為南瑞保護(hù)A屏，B屏更換為B屏：按此方式，電纜回路號(hào)大多不需變更，但需要大量倒抽電纜（涉及220kV旁路電流，電壓控制，跳閘，啟動(dòng)失靈等），將原第Ⅰ套主變保護(hù)（4J）電纜倒抽至原第Ⅱ套主變保護(hù)（3J），由于原有電纜沒(méi)有足夠裕度，需重新放電纜;考慮到220kV保護(hù)小室，110kV保護(hù)小室離公用繼保室達(dá)到200m，100m的實(shí)際情況，為了減少電纜敷設(shè)工作量，考慮組屏方式二，將新的RCS978具備旁代功能保護(hù)A屏立于1號(hào)主變PST1200差動(dòng)保護(hù)B屏（原第Ⅰ套主變保護(hù)），而將新的RCS978保護(hù)B屏立于1號(hào)主變PST1200差動(dòng)保護(hù)A屏（原第Ⅱ套主變保護(hù)）。

經(jīng)過(guò)測(cè)算采用保護(hù)組屏方式二比保護(hù)組屏方式一至少節(jié)約電纜旁路相關(guān)回路6根（電流1根、旁路刀閘切換1根、跳高壓側(cè)旁代啟動(dòng)失靈兩根、旁路電壓1根、跳高壓側(cè)旁路兩根）就可少放電纜1200米，KVVP控制電纜價(jià)格20元一米計(jì)算，至少可節(jié)省24000元，還不包括至母差旁代解復(fù)壓等相關(guān)回路電纜，在減輕改造工作量同時(shí)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）二次相關(guān)回路的優(yōu)化改進(jìn)

從全國(guó)近兩年主變保護(hù)動(dòng)作統(tǒng)計(jì)分析看，二次回路的復(fù)雜性是造成主變保護(hù)不正確動(dòng)作的主要原因之一。因此考慮保護(hù)屏相關(guān)回路、壓板應(yīng)盡量簡(jiǎn)單明了，以減少因二次回路接線復(fù)雜造成的差錯(cuò)或隱患而引發(fā)的保護(hù)誤動(dòng)。

1.原設(shè)計(jì)第二套保護(hù)高壓側(cè)啟動(dòng)失靈，解除復(fù)壓閉鎖設(shè)計(jì)為第一組出口。為了使回路更加清晰、簡(jiǎn)單，方便平時(shí)檢修運(yùn)行的維護(hù)，將其改至第二組出口。高壓側(cè)啟動(dòng)失靈二出口改動(dòng)如下兩圖所示

2.原設(shè)計(jì)主變保護(hù)與220kV母差失靈保護(hù)為一對(duì)二方式（根據(jù)福建省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施（2011年度）3.3.1第三點(diǎn)），可將該回路改為一對(duì)一方式，減少回路的復(fù)雜性。

3.原220kV刀閘切換回路設(shè)計(jì)采用第三套操作電源：（根據(jù)福建省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施（2011年度）4.1.5 220千伏的帶自（磁）保持電壓切換繼電器，應(yīng)取自第一路控制電源），改為第一套操作電源?；芈诽?hào)“K301”改為“K101 ”“K302”改為“102”改動(dòng)如下圖10，11

原220kV測(cè)控位置指示燈電源第三套換為第一套。

四、結(jié)論

由于準(zhǔn)備工作充分，回路清楚，簡(jiǎn)化，思路清晰整個(gè)安裝工作只用了六天，為后面調(diào)試贏得了寶貴的時(shí)間;期間電纜綜合利用也達(dá)到了最大化，原設(shè)計(jì)新放10根長(zhǎng)電纜，最后只放了5根長(zhǎng)電纜。12月23日隨著地調(diào)下令1號(hào)主變RCS-978第Ⅰ套R(shí)CS-978差動(dòng)及后備保護(hù)向量測(cè)試試驗(yàn)正確、220kV旁路260開(kāi)關(guān)旁代1號(hào)主變高壓側(cè)26A開(kāi)關(guān)、16A開(kāi)關(guān)（第Ⅰ套R(shí)CS-978差動(dòng)保護(hù)）向量測(cè)試試驗(yàn)正確，標(biāo)志著園田1號(hào)主變順利投入運(yùn)行，使龍巖堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)有了一個(gè)更加可靠的電源點(diǎn)，為組織其他大型技改工作及停電配合工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。