特殊运方下母线压变“反充电”实例分析

屈雷

摘 要：变电站220kV系统交流电压回路十分复杂，也容易出现问题，一旦回路出现问题，影响二次设备的安全運行，甚至造成保护误动，特别是压变二次反充电可能会导致严重事故。本文对一次特殊运行方式下220kV母线压变发生反充电的实例进行分析，通过分析进一步提高对交流电压回路重要性的认识，对避免压变反充提出一些建议或措施。

关键词：电压互感器 电压回路 反充 措施

引言

本文通过一起特殊运行方式下的压变“反充”实例进行了分析，对于加深值班员对双母线接线方式下电压回路的联络回路和切换回路的了解，有利益于提高值班员的防误操作能力、异常情况的分析处理能力。

1、事情经过及原因分析

某变电站220kV一次接线为双母分段接线方式，事前正做新设备启动前的方式调整，220kVⅠ母线仅保留线路L1作为启动电源线路运行，L2、L3线运行在220kVⅡ母线，L4线作为新设备处于冷备用状态，220kVⅠ、Ⅱ母线压变均处在运行状态，线路L1保护均停用，母联开关已拉开，无异常告警信号。待L1线路对侧改为热备用后，站内警铃响，中央信号屏：“220kV母差保护PT断线、装置异常，220kV2母线线路保护装置异常或呼唤”发出，现场检查线保护装置TV断线红灯亮，220kVⅡ母压变二次空开全部跳开、Ⅰ母压变二次空开全部跳开，L1线路931保护屏内有短暂焦糊味。

1.1 原因分析

1.1.1 何谓反充

从上述限现象可以看出，这是典型的反充现象，在讲明反充原因之前，先讲一下何谓反充及其有何危害。所谓反充，就是通过电压互感器二次侧向不带电的母线充电。

对于220kV系统，其电压互感器变比K=220000/100=2200。假设不带电的母线阻抗为1MΩ，则反应到二次回路的阻抗为：Z1'=Z1/K2=1000000 /22002 =0.207（Ω），那么在反充电过程中，会产生很大的电流I=100/0.207=483A。因为电压互感器相当于一个内阻极小的电压源，在正常情况下电压互感器二次负载是计量表计的电压线圈和继电保护及自动装置的电压线圈，其阻抗很大，工作电流很小，相当于变压器空载运行，故电压互感器二次空气开关容量很小，一般为3A。其后果是造成运行中的压变二次开关跳开或熔断器熔断，使运行中的保护装置失压，可能造成保护的误动，还有可能造成切换继电器烧毁。

1.1.2压变二次并列原理

从上述分析可以看出反充的后果是十分严重的，为什么会形成反充？首先就需要掌握压变二次并列的原理，我们知道，在切换开关过程中，为确保保护装置不会失去电压，正常情况下压变并列主要有自动并列和手动并列两种情况。

第一个并列途径是两条母线压变的二次小母线通过母联开关及其开关两侧刀闸的辅助接点，再通过BK切换开关来实现，这个并列途径是靠我们人工操作来完成。另一个并列途径是在热倒母线的操作中，当任一开关（出线及主变开关）的两把母线侧刀闸在合闸位置时，通过其两把母刀的常开接点1G、2G的闭合，使1YQJ6、1YQJ7、2YQJ6、2YQJ7同时励磁，使1YQJ6、1YQJ7、2YQJ6、2YQJ7的常开接点闭合，使得220kVⅠ、Ⅱ段母线压变的二次实现并列。但由于两段母线的压变的实际特性不是完全一致，致使二次电压有相差，考虑到1YQJ、2YQJ的接点容量小，如果靠电压切换继电器的接点来切换二次电压，长期可能使其接点烧损，导致接触不良或粘连，发生设备事故， 所以我们规定：在热倒母线前要通过切换开关BK，先将两台压变的二次并列，使得通过1YQJ、2YQJ的并列回路在等电位的情况下进行，既保护其辅助接点不会损伤，又可靠进行并列。

1.1.3 反充原因

既然发生了反充，哪么二次回路肯定存在了并列现象，一旦压变二次回路并列，会发出“切换继电器同时动作”信号，但这次在对侧开关改热备用前，站内无任何异常告警信号，究其原因，这就涉及到在切换回路中被广泛应用的双位置切换继电器应用问题。过去曾利用母线刀闸的辅助接点进行电压二次回路的切换，但实践证明，刀闸的辅助接点可靠性较差；而改用刀闸两付辅助接点并联后启动电压切换中间继电器YQJ，利用YQJ的接点实现电压回路的自动切换，工作的可靠性高，便于监视。

正常运行时，如线路运行于Ⅰ母线，1YQJ励磁，2YQJ不带电，此时，该线路保护所需交流电压由1YQJ控制，当刀闸辅助接点接触不良时，1YQJ失磁，其常闭接点闭合和2YQJ的常闭接点串联，发出装置失压信号。

双位置继电器优点很多，但恰恰有一个十分致命的缺点，这个缺点会在某种运行方式下被无限放大，那就是双位置继电器动作后的返回需要一路电源，这就给反充埋下了祸根。

虽然线路L1运行于220kVⅠ母线，但如果2刀常闭接点回路出现问题，哪么2YQJ6、2YQJ7切换继电器将无法返回，始终保持在励磁状态，即此时线路压变二次处于并列状态，一旦L1线路停役，220kVⅠ母线失压，将造成电压从220kV2母线往220kV1母线的反充，后来的检查也证明了这一点，检查发现L1线路2刀闸端子箱B相163线头松动脱落。

为什么现场没有“切换继电器同时动作”信号，1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3 （2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3）信号继电器接于刀闸辅助接点的常开回路，哪么当L1线路运行在220kVⅠ母线时，1刀闭合，2刀断开，1YQJ1励磁，2YQJ1失磁，“切换继电器同时动作”信号回路不通，因此，不会发出“切换继电器同时动作”信号。

2、防范措施

（1）从上述原因分析可以开出，因双位置继电器的返回回路故障造成压变二次回路并列的缺陷极其隐蔽，日常运行和操作时极难发现，给安全运行带来极大地风险。为了防止反充，作为运行部门要采取以下防范措施：

（2）一组母线停役，在倒母线后，应先拉空出母线压变次级开关，再拉母联开关，后拉开压变高压侧刀闸。母线复役时，现将母线开关和母线压变高压侧转运行，然后合上空母线的压变次级开关。

拉母联开关前，应确保压变次级联络开关BK在接解列位置。

（3）热倒结束后，要检查电压并列指示灯已灭，“切换继电器同时动作”信号应消失后方可拉开母联开关。

（4）对于母线闸刀检修工作，验收刀闸时，应重点对机构箱内所有接线进行检查，确保接线牢固。

（5）针对采用自保持的电压切换继电器情况，在继电器校验完毕后要测量两组带自保持的1YQJ、2YQJ电压继电器，确保只有一组电压切换继电器动作。

（6）针对站内新线路启动，空出一条母线及一条线路作为启动电源线路的特殊运行方式，待线路保护停用后，应立即将相应母线的压变二次空气开关停用，然后测量该压变的二次电压，如确无电压，则证明二次无并列现象，这时可再次投入压变二次空开。

参考文献：

[1]500kV变电站值班人员技能培训教材：华东电力培训中心

[2]500kV变电站通用运行规程：江苏省电力公司

[3]CZR-12H操作想说明书：南瑞公司

[4]RCS-931系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明书：南瑞公司