对110kV八义集变电站技术改造方案的思考与应用

【摘 要】本文主要对装设有线路保护的这一特殊内桥接线变电站保护闭锁条件进行了细致地分析。将主变保护、备自投、重合闸之间的闭锁关系进行了深入研究，对开关操作箱进行了合理的选择，并在技术改造工程中进行了实际应用和检验。

【关键词】线路保护；内桥接线；备自投；重合闸；闭锁关系；操作箱

引言

内桥接线方式由于节省一次设备投资，占地面积少，因而在邳州地区得到了广泛应用。部分内桥接线变电站由于其枢纽作用装设了线路保护，这就使保护之间的闭锁关系变得更加复杂。因此，对该特殊情况下保护闭锁条件进行细致地分析并推广具有重要的意义。

110kV八义集变电站采用内桥接线，技术改造工程中：两条高压侧进线均装设了线路保护，型号为许继电气WXH-811A，配置了开关操作箱；备自投保护为长园深瑞ISA-358G，采用合后位置（长园深瑞为KKJ， 许继WXH-811A为HHJ，以下均称HHJ）判据进行充放电；主变保护也配置了三侧开关操作箱，型号为许继电气ZSZ-811/C。

1 无线路保护内桥接线变电站保护闭锁条件分析

1.1 主变保护与备自投的闭锁关系

1.1.1 主变保护范围分析

内桥接线方式下，变电站一般为终端站，通常其进线不配置线路保护。当线路发生故障时，由安装在对侧变电站的线路保护动作切除故障。在上述情况下，本侧主变的高后备保护可以当作线路保护来配置。

如图1所示，110kV1号、2号主变为三圈变（中低压侧图中未画出），高后备保护范围为进线开关1DL、2DL的电流互感器安装处以下，可以覆盖高压侧母线。差动保护范围为差动三侧电流互感器安装处以内，指向主变，该范围包含主变套管引下线。非电量保护范围为主变内部。中（低）压侧后备保护范围覆盖中（低）压母线及以下。

图1 110kV内桥接线

1.1.2 备自投闭锁条件

若备自投装设于高压侧，且为内桥或扩大内桥型接线，应具备主变高压侧后备、差动、非电量等保护动作闭锁备自投回路；若备自投装设于中（低）压侧，应具备主变中（低）压侧保护动作闭锁备自投回路[1]。邳州地区中（低）压侧后备保护整定要求只跳本侧开关，闭锁条件比较简单，一般只需闭锁本侧备自投所有方式，即进线备自投和桥备自投，下文对此不再进行分析，只对高压侧备自投保护进行探讨。

结合一次接线方式及保护范围：主变高后备保护动作时，应闭锁高压侧备自投所有方式，防止备自投误投故障点，确保备自投可靠不动。

差动及非电量保护动作时：

（1）分析进线备自投方式。2DL明备用：即1DL、3DL在合位，2DL在分位，1号主变差动及非电量保护动作时，跳开1号主变三侧及桥开关3DL，由于桥开关3DL已经跳开，隔离了故障点，仍可以由高压侧备自投合上2DL，继续供2号主变负荷；2号主变差动及非电量保护动作时，跳2号主变三侧及桥开关3DL，隔离了故障点，此时，I母仍有压，高压侧备自投不会启动，1号主变仍可以继续供剩余负荷。进线1DL明备用时，动作行为类似。

（2）分析桥备自投方式。2DL暗备用：即1DL、2DL在合位，3DL在分位，1号主变差动及非电量保护动作时，跳开1号主变三侧及桥开关3DL，这时如果高压侧备自投动作，会合上桥开关3DL，从而导致误投故障点。1DL暗备用时动作行为类似。

因此，差动及非电量保护动作时只需闭锁桥备自投方式。

1.2 操作箱的选择

通常情况下，为便于运行人员操作和统一性，一般选择主变保护屏配置的主变三侧操作箱，引出主变保护、手跳接点闭锁备自投。因无线路保护，故不需考虑主变保护、备自投保护动作闭锁重合闸的问题。

2 有线路保护内桥接线变电站保护闭锁条件分析

2.1 重合闸、备自投的闭锁条件

2.1.1 主变保护与备自投的闭锁关系

主变保护闭锁备自投的条件与无线路保护情况下相同，即高后备保护动作闭锁备自投所有方式，差动及非电量保护动作闭锁桥备自投方式。

2.1.2 进线保护与备自投的闭锁关系

线路保护的主保护一般为距离保护，进线保护投入时，以1DL主供，2DL环供出去为例：此时启用2DL线路保护，首先，1DL、2DL、3DL都在合位，不满足备自投充电条件，备自投不会启动。其次，1DL上级线路保护动作时，全站失压，备自投不会动作；2DL所供下级线路发生故障时，2DL线路保护动作，隔离了故障点，全站没有失压，备自投也不会动作。2DL主供，1DL环供时，动作行为类似。邳州地区启用线路保护时，运行人员会按照相关调令退出备自投保护，因此无需考虑进线保护闭锁备自投的问题。

2.1.3 主变、备自投保护与重合闸的闭锁关系

装设线路保护后，主变、备自投保护动作时，必须闭锁进线开关重合闸，防止线路保护认为开关偷跳，启动重合闸，再次冲击故障点，造成事故扩大。主变、备自投保护动作跳进线开关，一般可通过接入进线开关操作箱保护跳闸回路或手动跳闸回路两种方式实现。

（1）接入保护跳闸回路。线路保护装置会误认为开关偷跳而启动重合闸，因此必须用另一副主变、备自投保护动作接点去闭锁该线路保护的重合闸。在实际工程中，主变、备自投保护动作跳闸一般采用此方式。

（2）接入手动跳闸回路。手动跳闸操作回路自身已经考虑了闭锁重合闸，故无需另引一副主变、备自投保护动作接点去闭锁重合闸。

1）主变保护动作跳闸时，以许继电气线路保护WXH-811A的操作箱为例，如图2所示，接入1KD10，手动跳闸回路里HHJ的复归线圈同STJ1、STJ2的动作线圈并在一起，STJ1、STJ2使重合闸放电的同时HHJ会复归，接入备自投回路的HHJ开入量变为0，即备自投装置认为是手动跳闸，进线备自投方式和桥备自投方式下，备自投均直接放电。因2.1.1中已经引出主变保护动作接点闭锁备自投，这时，再次闭锁备自投，会造成差动及非电量保护动作时，进线备自投方式下损失一台主变的负荷，供电可靠性降低，因此不能选择此方式。

图2 WXH-811A接点联系图（部分）

2）备自投保护动作跳闸时可以选择此方式，直接闭锁重合闸。

2.2 操作箱及跳闸回路的选择与改进

装设线路保护后，如果进线开关1DL、2DL继续采用主变保护屏配置的操作箱，虽然可以手动分（合）及保护跳开关，但主变保护屏配置的操作箱无重合闸充放电回路，会导致无法实现进线开关重合闸，故选择线路保护操作箱。

3 对110kV八义集变电站保护闭锁条件的应用

3.1 备自投闭锁条件的应用

结合2.1中的分析，只需要考虑主变保护与备自投的闭锁条件。

图3 ISA-358G开入量图（部分）

如图3所示，ISA-358G提供闭锁桥备自投（闭锁FBZT）和闭锁进线备自投（闭锁LBZT）两种方式，将闭锁条件拆分为：高后备、差动、非电量保护动作均闭锁桥备自投， 接入1RD8端子；另引出一个高后备保护动作接点闭锁进线备自投，接入1RD10端子，并将1RD8，1RD10之间的短接片打开，即可满足要求。

3.2 重合闸闭锁条件的实现及操作箱的选择与改进

本工程选择线路保护WXH-811A的操作箱。

通过2.1.3中的分析：既要主变、备自投保护动作跳闸闭锁进线开关重合闸，又要不启动HHJ复归线圈，进而不使备自投放电。仔细查阅WXH-811A接点联系图，母差跳闸回路满足这一要求，MTJ动作时，母差跳已内部闭锁重合闸[2]，并且母差跳闸回路不启动STJ1、STJ2动作线圈和HHJ复归线圈回路，即备自投不会闭锁，仍然会可靠动作。最终在工程中将主变、备自投保护动作跳闸接入图2中母差跳闸回路。

对于没有MTJ的其它型号操作箱，可以按照图4所示进行改造，在A点和R1之间加入一个二极管，主变、备自投保护动作跳闸接入图4虚线框中保护跳，STJ1、STJ2使重合闸放电，但因二极管的存在，HHJ不会复归，同样满足既闭锁重合闸又不使备自投放电的要求。

图4 改进后操作箱接点联系图

4 结束语

技术改造工程是一项系统性工作，在施工前要做到超前谋划，提前介入，仔细查看设计资料，熟知保护装置原理及功能，认真探讨、审核、制定施工方案。通过110kV八义集变电站技术改造工程，笔者对相关保护之间的闭锁回路做了较完整的分析，结合现场保护验证，最终进行了实际应用。这些研究与探讨可以为其它类似变电站技术改造方案提供一些思路、借鉴，为更好的助力电网安全稳定运行，提高供电可靠性做出贡献。

参考文献：

[1]Q/GDW10 104-04-001-2013， 江苏电网主变压器保护整定配置规范[S].

[2]许继电气股份有限公司. WXH-811A微机线路保护装置技术说明书[K].2012.

作者简介：

李岩（1985-），男，江苏丰县，助理工程师，从事继电保护工作。