在中性点直接接地的高压电网中,电力主变压器开关有时因机构故障等异常必须退出系统运行,为了保证变压器连续供电,通常采用旁路开关代主变开关运行。但是,由于在此期间,旁路开关保护通常退出运行,给电网稳定运行带来安全隐患。
1 大型主变及旁路回路电流互感器(CT)及保护的配置情况 图1为大型主变及旁路回路CT配置图。 图1 大型主变及旁路回路CT配置简图
为便于阐述接线原理,现将各CT的编号及线圈简单化,只列出代表编号,下面说明其功能。 (1) 1LH(主变开关CT)主要用于变压器差动保护、零序方向保护、母差保护、计量等; (2) 2LH(主变套管CT)主要用于变压器差动、方向过流、零序过流保护及功率、电流测量; (3) 3LH(旁路开关CT)主要用于母差保护及线路(距离、零序、高频)保护。
2 当前配置存在的问题
2.1 旁路代主变开关运行时,保护的运行情况
实际工作中,当用旁路开关代主变开关运行时,由于主变保护接线原理的特殊性,必须仍采用主变本保护,而不使用旁路开关的保护装置。但随着运行方式的变化,实际上主变保护装置的保护范围及配置也发生了相应的变化,主要表现在: (1) 主变开关被代侧零序方向保护停用; (2) 母差保护电流回路由1LH转移至3LH; (3) 主变差动保护电流回路由1LH转移至2LH。
其中第2点是由接线原理自动实现,而第3点则需由人工切换完成,且切换过程中需退出主变差动保护,差动保护的范围也相应缩小。
2.2 故障时保护动作情况
(1) 当主变开关被代侧套管至旁路开关CT引线间发生故障时(故障点见图1),经分析可知,短路点处于主变差动保护的盲区,故障点已不在其范围之内。因此,主变差动保护无法将该故障点切除。 (2) 由于故障点也在母差保护的范围之外,故母差保护也不能动作切除故障点。 (3) 故障产生的短路电流本可以使旁路保护动作,切除故障。但由于一般做法是将旁路开关距离、零序保护退出(投信号,保护跳闸出口压板断开),故无法实现瞬时跳闸,此时故障点切除只能依靠该变电站对侧线路保护后备段动作,造成本所部分母线或全站失压。 (4) 由于故障持续时间取决于最后跳闸的对侧电源开关,所以故障切除时间显然较长,需1~4 s甚至更长时间,很难满足系统稳定性的要求,很可能会造成系统瓦解和重大电气设备损坏事故。 (5) 主变起动失灵保护在主变开关运行时,由于考虑主变范围故障几率较低(引线短且主变开关拒动可能性较小),许多运行单位都将该压板退出甚至取消。因此,部分单位人员对于旁路代主变开关运行时,也将旁路开关启动失灵保护退出。通过分析,笔者认为在当前这种保护方式下运行,该压板(失灵保护)投入运行是很有意义的。但是仅依靠这一点来补救和防范仍然十分薄弱,而且仍然会造成事故停电范围扩大。
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