220kV线路保护二次重点回路的接线要求及其检验方法

1 存在问题

2004年, 贵港供电局石西变220kV开关闭锁重合闸开入回路存在接线错误, 当运行中的保护单相跳闸出口后, A、B、C三相跳位接点均接通, 闭锁重合闸有开入, 致使保护无法单相重合闸。

2004年7月, 河池供电局永丰变220kV旁路高频保护切换回路设计错误, 不是用WXH-11保护正方向 (距离、零序) 元件TXJ动作去向对侧发允许命令, 而是错用WXH-11保护中一有故障就启动的启动元件QDJ去向对侧发允许命令, 致使10kV出线发生故障时永丰侧误向河池侧发允许命令, 最终导致河池侧#2066开关RCS-902高频零序方向保护误动作。

2008年9月, 玉林供电局220kV玉平线因台风自然灾害连续发生B相接地故障, 平坡侧保护及开关动作正常, 玉林侧2059开关重合闸后加速保护动作跳开开关三相后, A、C两相又自行合上, 出现开关非全相运行的异常情况。原因是2007年开关技改更换时, 施工单位未按设计图纸施工, 开关在远方操作和保护动作跳闸时没有防跳跃功能。在调查过程中还发现, 设计部门在设计时没有考虑开关机构防跳继电器与操作箱跳位继电器的参数匹配问题, 此问题也会导致开关二次回路不能正常运行工作。

从以上几个事故可以得出, 二次回路接线错误是继电保护动作不正确的主要原因之一, 因此, 在新、改扩建工程验收时, 应严格按《继电保护及有关二次设备验收规范》要求对继电保护及有关二次设备进行检查试验, 防止类似异常情况发生。结合近几年公司系统提出的反措要求, 在执行《继电保护及有关二次设备验收规范》时, 应特别注意对重点回路的接线进行检查。为统一二次回路接线的检验方法, 提高验收检验的质量, 下文将试图就二次回路接线的检验方法进行详细阐述。

2 重点回路验收检验方法

2.1 电流回路

(1) 对回路接地的要求:电流互感器的二次回路应有且只有一个接地点。由几组电流互感器二次直接组合的电流回路, 如差动保护的保护电流回路 (高阻差动回路除外) , 接地点应装设于保护屏柜内的接地铜排上。独立的、与其他电流互感器没有电的联系的电流回路, 宜将接地点装设在配电装置户外端子箱内的100mm2接地铜排上。专用接地线截面不小于2.5mm2。备用绕组应引至端子箱, 并在端子箱内短路接地。

(2) CT的伏安特性:测试所得的阻抗值满足10%误差曲线规定范围内阻抗的要求。并检查CT伏安特性是否与实际一致。

(3) CT的极性:保护、计量、测量的极性一般母线为指向线路, 应特别注意母差组等公共保护电流极性要求, 根据需要选择指向母线或指向线路。

(4) CT的变比:对电流互感器进行一次升流试验, 检查电流互感器的变比、电流回路接线的完整性和正确性。与定值单核对变比是否与实际一致。

(5) CT的配置原则:如CT一次侧P1在母线侧, P2在线路侧, 则S1、S2绕组分别为线路第一、二套保护用绕组, S3、S4绕组分别为母差第一、二套保护用绕组, S5绕组为测量用绕组, S6绕组为计量用绕组。以保护互相交叉, 不存在死区为原则。如图1所示。

2.2 电压回路的检查

(1) 《反措要点》要求经控制室N相小母线 (N600) 连通的几组电压互感器的二次回路必须在控制室一点接地, 各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关和接触器。来自电压互感器的二次的四根开关场引入线和互感器三次回路的2根开关场引入线必须分开, 不得公用。因此, 在单间隔电压回路验收时应注意, 本间隔二次电压回路的接入应保持电压回路一点接地, 即在接入系统前, 本间隔电压回路应无任何接地点。

(2) 双母电压切换回路:实际模拟1G、2G合断, 观察操作箱切换继电器动作情况及指示灯指示情况, 其中电压切换继电器属具备自保持功能的双位置继电器。同时检查电度表屏、母差屏上的电压切换功能。对于改扩建工程中安全措施不满足实际分合1G、2G刀闸的, 可采用在刀闸机构箱短接或解开刀闸辅助触点连线的方法进行试验。试验时应做好安全措施。

(3) 试验切换回路时可在切换前电压回路施加能区分的A、B、C三相电压, 如I母加10V、15V、20V;II母加25V、30V、35V, 监测装置1G、2G刀闸分合时, 切换后电压应与刀闸位置变化一致。还应注意刀闸“拉开”时切换继电器的复归情况, 防止I母刀闸拉开电压回路却未复归而刀闸再合上另一母线刀闸合上时而刀闸二次误并列。

3 直流电源配置

(1) 直流电源的配置, 220kV及以上保护电源和控制电源应该分别由独立的空气开关控制。对于双重化配置的保护装置, 每一套保护的直流电源应相互独立, 分别由专用的直流熔断器从不同段直流母线供电。对于由一套保护装置控制多组断路器, 要求每一断路器的操作回路应相互独立, 分别由专用的直流熔断器供电。线路开关失灵保护装置固定取直流I母电源与第一套母差电源配合;第一路操作电源与第二路操作电源分别引自不同直流小母线, 第一套主保护与第二套主保护直流电源分别取自不同直流小母线。以上各直流回路之间严禁有电的联系。断路器就地操作电源空开固定与第一组控制回路电源取自同一直流母线。

(2) 检查各操作电源之间、操作电源与保护电源之间寄生回路检查:试验前所有保护、操作电源均投入, 断开某路电源, 分别测试其直流端子对地电压, 其结果均为0V, 且不含交流成分。

(3) 各间隔直流空开、熔丝配置原则及梯极配合情况:单一装置上下级电源空开容量可以一样, 但下级电源空开容量不能比上级空开容量大。

4 失灵启动回路

(1) 根据图纸核对现场失灵启动回路接线情况。目前线路开关失灵启动回路的接线方式为:一、线路两套保护提供A、B、C相出口接点 (两套保护A、B、C相出口接点分别并接) , 分别与失灵装置A、B、C相失灵接点串接, 去启动母线公共失灵保护;二、开关永跳出口接点与失灵装置三相失灵接点串接, 去启动母线公共失灵保护。

(2) 检查确认执行安全措施时已在母线保护屏将失灵启动回路接线解开, 并用万用表测量失灵启动线无电压, 之后将万用表调至蜂鸣档监测回路。

(3) 在线路保护屏投入失灵启动、三相失灵启动、失灵总启动连接片。

(4) 在第一套线路保护及失灵保护装置串接加A相故障电流, 使保护动作及A相失灵启动, 此时万用表应蜂鸣表示回路接通, 退投A相失灵启动压板或失灵总启动连接片, 回路应断开。在检验A相失灵启动回路时, 应将B、C相的失灵启动压板投入, 退出A相失灵启动压板时回路不应接通。B、C相试验方法同A相。

(5) 在第二套线路保护及失灵保护装置串接加故障电流, 试验方法同上述第一套保护。

(6) 三相失灵启动回路试验:在失灵保护装置加三相电流使三相失灵启动, 同时短接开关永跳出口接点使TJR动作, 此时万用表应蜂鸣表示回路接通, 退投三相失灵启动压板或失灵总启动连接片, 回路应断开。

5 防跳回路的检查

操作箱及断路器机构类只保留一套防跳跃回路。远方操作一律使用操作箱防跳回路, 取消开关本体防跳回路。对远方操作及就地操作防跳功能可分别实现的开关, 就地防跳功能应保留;就地防跳的取消, 应短接串入合闸回路的防跳继电器常闭接点, 解开就地防跳继电器线圈。

5.1 防跳回路试验

(1) 断路器处合闸状态, 机构箱切换把手切至远方位置, 短接开关手合回路 (或长按合闸按钮) , 越过操作箱在端子排短接跳闸回路, 若开关没合闸说明就地防跳未取消, 若出现跳跃则说明就地无防跳功能。

(2) 断路器处合闸状态, 机构箱切换把手切至远方位置, 短接合闸控制回路, 分别使第一、二跳闸回路跳开断路器, 此时开关不应出现合闸情况。

6 压力闭锁回路的检查

(1) 断路器SF6压力、空气压力 (或油压) 降低禁止重合闸、禁止合闸及禁止分闸回路在机构或操作箱回路中至少保证完整一套, 其中闭锁重合闸项目可与保护装置开入量检查同步进行。

(2) 由开关专业人员配合, 实际模拟空气压力 (或油压) 降低, 当压力降低至闭锁重合闸时, 保护显示“禁止重合闸开入量”变位;当压力降低至闭锁合闸时, 实际模拟断路器合闸 (此前开关处分闸状态) , 此时无法操作;当压力降低至闭锁分闸时, 实际模拟断路器分闸 (此前开关处合闸状态) , 此时无法操作。上述几种情况信号系统应发相应边光信号。

7 开关不一致动作回路的检查

(1) 退出开关不一致保护及开关就地三相不一致强迫动作, 实际操作开关, 查看不一致开入变位情况。检验TWJ与HWJ的组合启动回路, 防止在控制回路断线时误启动。

(2) 检查开关三相不一致保护的整定时间与微机保护的整定是否一致。对于不符合反措要求的国产开关, 应取消开关就地不一致保护。

(3) 对开关机构箱内的开关三相不一致继电器进行动作电压试验。

8 纵联保护通道联调

(1) 对纵联保护, 应与通道和线路对侧的纵联保护配合一起进行模拟区内、区外故障的保护动作行为的检验。

(2) 对于光纤差动保护试验方法如下 (以RCS-931光纤差动保护为例) 。

(1) 在M侧分别加入A、B、C相电流, 在N侧查看I a r、I b r、I c r采样, 对侧的采样值Iar=Ia×TAn (M侧) /TAn (N侧) 。若与计算值一致则说明结果正确, 若不一致应核对定值单中CT变比、通道TA调整系数等是否整定无误。

(2) 对侧加入A、B、C相电流时, 在对侧查看Iar、Ibr、Icr采样, 方法同上。

(3) N侧开关在分闸位置 (注意保护开入量显示有跳闸位置开入, 且将主保护压板投入) , M侧开关在合闸位置, 在M侧模拟各种故障, 故障电流大于差动保护定值, M侧差动保护动作, N侧不动作。

(4) 模拟弱馈功能:N侧开关在合闸位置, 主保护压板投入, 加正常的三相电压34V (小于65%Un但是大于TV断线的告警电压33V) , 装置没有“TV断线”告警信号, M侧开关在合闸位置, 在M侧模拟各种故障, 故障电流大于差动保护定值, M、N侧差动保护均动作跳闸。

(5) 远方跳闸功能:使M侧开关在合闸位置, “远跳受本侧控制”控制字置0, 在N侧使保护装置有远跳开入, M侧保护能远方跳闸。在M侧将“远跳受本侧控制”控制字置1, 在N侧使保护装置有远跳开入的同时, 在M侧使装置起动, M侧保护能远方跳闸。

(3) 纵联距离 (零序) 保护试验方法 (以RCS901/902保护为例) 。

(1) 两侧主保护及接口装置电源打开且置“通道”位置, 投入主保护压板。

(2) N侧开关在分位, 在M侧模拟正方向故障, N侧主保护应动作。

(3) N侧开关在分位, 在M侧分别模拟正方向A、B、C相单相故障瞬时故障, 在M侧查看接口装置收发信情况, 应特别注意分相命令式的纵联保护收发信回路。

(4) 对于采用收发信机的闭锁式保护, 打开两侧收发信机电源, 在M侧模拟正方向故障, 高频保护应不动作;关掉收发信机电源, 在M侧模拟正方向故障, 高频保护应动作。

(4) 上述试验在新设备验收, 或线路停电的保护全检时, 由两侧继电保护人员共同配合完成。

(5) 检查纵联保护通道配置及线路保护通道命名符合《广西电网220kV线路保护通道规范》要求。

9 旁路保护代路通道接线

(1) 对收、发信回路及装置电源切换回路进行检查。在进行旁路切换时, 旁路保护收发信回路与被代线路间隔保护的收发信回路应完全独立, 切换后不存在任何寄生回路。

(2) 对于220kV线路配置分相距离保护, 而旁路没有配置分相距离, 只配置常规距离保护的情况, 在旁路代路运行时, 因线路对侧配置了分相距离保护且纵联保护按分相通道接线, 当线路发生B或C相单相接地故障时, 本侧旁路保护不分相, 发A相允许信号, 对侧为分相保护, 发B相或C相允许信号, 两侧纵联主保护将因收不到对侧的允许信号而同时拒动。为避免上述情况发生, 要求在旁路保护代路的纵联收、发信切换回路的旁路保护一侧将分相发信, 分相收信回路并接。

摘要：随着电网的不断发展, 对主设备的继电保护动作正确率提出了更高的要求。针对广西电网公司百色供电局及公司系统在220kV线路保护运行过程中出现的问题, 结合公司系统颁布的《继电保护及其有关二次设备的验收规范》及近年来的反措要求, 本文提出在220kV线路保护及其二次回路验收时应注意的重点问题, 并对验收检验方法进行阐述。

关键词：220kV线路,保护,电流回路