防止电压切换回路二次异常并列的改进措施

吕 然，王世祥

(深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000)

防止电压切换回路二次异常并列的改进措施

吕 然，王世祥

(深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000)

介绍了某220 kV变电站因电压互感器二次异常并列导致的保护误动事故，分析了故障原因是由刀闸常闭辅助接点不到位引起的；结合现场实际情况，并针对CJX-12R型操作箱的电压切换回路，提出了3种电压切换回路的改进措施，降低了变电站运维工作的风险。

电压切换回路；常闭辅助接点；保护误动；电压互感器

0 引言

220 kV变电站220 kV侧和110 kV侧的一次接线通常采用双母线接线形式，电压切换回路可实现双母线系统上一、二次系统的电压保持一致和电压回路的自动切换功能。目前使用的电压切换回路普遍采用双位置切换继电器，当2条母线分列运行时，一旦双位置电压切换回路不正确动作，将造成PT二次异常并列，导致PT二次空开跳闸或烧坏电压切换装置，以致部分保护装置误动，甚至全站失压。

1 事故案例

某220 kV变电站某220 kV线路因故障跳闸，引起站内中压侧4条110 kV线路、1号主变变中1101和2号主变变中1102开关跳闸。

事故发生前，该变电站220 kV及110 kV母线处于分列运行方式，其主接线如图1所示。

2 事故分析

事故发生后，现场检查发现该220 kV线路保护正确动作，110 kVⅠM，ⅡM无压，4条110 kV线路、1号主变变中1101和2号主变变中1102开关均为距离保护动作后切除，保护正确动作，PT二次失压的原因为110 kVⅠM PT，ⅡM PT空开跳闸。进一步检查，发现操作2号主变变中刀闸时，11022刀闸常闭辅助接点不到位，造成双位置继电器2YQJ4—2YQJ7一直处于励磁状态而无法复归，电压切换回路如图2所示。

图1 主接线

事故发生时，2号主变挂ⅠM运行，即ⅠM 11021刀闸常开辅助接点导通，双位置继电器1YQJ4—1YQJ7励磁，而母联1012开关在分位，引起PT二次回路异常并列。该220 kV线路故障时，产生电压波动，在ⅠM，ⅡM上产生压差，此压差在二次并列回路上引起环流，造成110 kV ⅠM PT，ⅡM PT空开跳闸。

因此，事故发生的直接原因是：11022刀闸常闭辅助接点长期转换不到位，而相关人员未能及时发现并处理该隐患。

3 改进措施

目前，该变电站大量使用南京南瑞继保电气有限公司生产的CZX-12R型操作箱。此类型操作箱采用自保持的电压切换继电器，能确保在一次刀闸辅助接点接触不良的情况下，保护装置不会失压。但该操作箱存在1个弊端，即继电器的复归线圈不正确动作时，会引起PT二次异常并列。

考虑到一次设备质量以及运行年限、工作环境等因素，在操作刀闸时常会发生刀闸辅助接点不到位的情况，影响电压切换回路，现从以下3个方面对电压切换回路进行改进。

3.1 增加刀闸辅助接点及LED指示灯

2个刀闸辅助接点采用并联方式，在电压切换继电器复归线圈前及双位置切换继电器接点串联后各自接入LED指示灯，如图3所示。“切换继电器同时动作”信号应采用双位置继电器接点，如图4所示。

图2 电压切换回路

图3 增加刀闸辅助接点及LED指示灯后的电压切换回路

在实际现场中，由于操作时后台信号比较多，“切换继电器同时动作”信号可能并未使用双位置接点，故无法直观判断切换继电器复归线圈是否动作。因此，分别在刀闸常闭接点及双位置继电器常开接点串联后加装LED灯，用于显示电压切换继电器的动作情况。通过指示灯可知：

(1) 1XD灯亮时，表示IM刀闸合闸；

(2) 2XD灯亮时，表示IM刀闸分闸；

(3) 3XD灯亮时，表示ⅡM刀闸合闸；

(4) 4XD灯亮时，表示ⅡM刀闸分闸；

(5) 5XD灯亮时，表示二次电压处于并列状态。

运行人员通过观察保护面板的指示灯情况，可判断二次电压切换过程是否正确。

3.2 加装“切换把手”

紧急情况下，可进行解锁复归电压切换继电器。

当一次侧已经转为分列运行方式，被拉开刀闸常闭辅助接点不到位，切换继电器同时动作，导致PT二次异常并列。为防止保护装置误动，及时消除异常状态，可在电压切换回路中加装“切换把手”，如图5所示。

图4 切换继电器同时动作信号

复归电压切换继电器的解锁条件：该间隔挂于另一条母线(此母线刀闸常开接点闭合)，且确实发生了电压切换回路二次并列(双位置电压切换继电器串联接点闭合)，可通过操作“切换把手”复归相应的电压切换继电器。通过指示灯的显示，可确认“切换把手”是否切至正确位置。

“切换把手”的正确位置如下：

(1) 当电压切换回路运行正常时，“切换把手”切至“正常”；

(2) 当切换继电器同时动作，若该间隔刀闸挂于I母(对应刀闸常开接点闭合)运行时，将“切换把手”切至“I母运行”；若该间隔刀闸挂于Ⅱ母(对应刀闸常开接点闭合)运行时，将“切换把手”切至“Ⅱ母运行”。

图5 加装“切换把手”后的电压切换回路

此方法可使相应电压切换继电器的复归线圈励磁，解除二次电压回路的异常并列。在进行正常刀闸操作时，亦可通过此方式进行二次确认。

3.3 加装“五防”锁及“复归”按钮

在电压切换回路复归线圈前加装“五防”锁及“复归”按钮。

“五防”锁解锁条件：该间隔所挂母线刀闸为分位时，方可解锁操作。

拉开某把刀闸后，若发现“切换继电器同时动作”信号无法复归，且对应装置面板指示灯状态显示PT二次存在异常并列时，可通过“五防”锁解锁后，按“复归”按钮，使相应电压切换继电器的复归线圈励磁，如图6所示。此方法操作简单，符合运行人员的操作习惯及“五防”解锁要求。

图6 加装“五防”锁及“复归”“按钮”后的电压切换回路

4 结束语

在双母线接线方式倒闸操作过程中，若电压切换回路发生异常并列可能会导致保护误动，甚至造成全站失压。针对南瑞继保CJX-12R型操作箱的电压切换回路，结合现场实际的运行维护情况，提出了电压切换回路的改进措施。既有利于及时发现并处理电压切换回路的异常，防止二次失压和保护误动；又便于改造施工，可有效提高电压切换回路的可靠性，对变电站安全运行有较高的实用意义。

1 宗秀红，王 炼，王世祥．电压切换回路的隐患分析[J]．电力系统保护与控制，2008，36(20)：69-71．

2 李盛宇，覃 剑．双母线电压切换回路存在缺陷及改进建议[J]．广西电力，2010，33(6)：38-40．

3 林宗汉．电压切换回路在现场应用中的改进[J]．电力安全技术，2010，12(6)：60-61．

2016-08-09；

2016-12-01。

吕 然(1985—)，男，工程师，主要从事继电保护自动化二次设备检修维护工作，email：w61205@qq．com。

王世祥(1970—)，男，教授级高级工程师，主要从事继电保护试验工作。