一种新型卡槽式试验夹在220kV主变保护定检中的应用

  • 来源:中国高新科技
  • 关键字:卡槽式试验夹,主变保护,定检
  • 发布时间:2021-04-27 11:50

  摘要:文章基于220kV主变保护及其出口跳闸回路配置,阐述了220kV主变保护定检的安全措施及其注意事项。在此基础上提出研制一种新型卡槽式试验夹,并探讨了其具体实践方法、特点和应用前景,以提高定检工作的效率与安全。

  在220kV主变保护定检工作中,最主要的作业风险在于联跳运行开关的出口、启动220kV母差失灵开出、解除220kV母差复压闭锁开出、闭锁各电压等级备自投等出口压板,而在测试本间隔检修开关的跳闸出口动作接点时,需使用试验线与试验夹对这些出口压板进行测试。此时,试验工具有可能误触碰到这类涉及运行设备的出口压板,从而导致一系列影响设备正常运行的后果。因此,改进试验工具、控制试验工具的风险,成为了继电保护专业一直以来的研究课题。

  1 220kV主变保护及其出口跳闸回路配置

  按照技术规范要求,220kV主变间隔保护是双重化配置的两套主、后一体的电气量保护。220kV主变保护的主保护配置了纵联差动保护、差动电流速断保护,动作后均跳开变压器各侧断路器;后备保护方面,在高压侧、中压侧、低压侧均配置了复压过流保护,该保护至少配置了两个时限,复压功能可选择投退,方向元件可选择投退、方向指向可整定指向母线侧或者主变侧;在高压侧、中压侧还配置了零序过流保护、阻抗保护、间隙保护等,此外还有启动风冷、过负荷告警、闭锁有载调压的辅助功能;而在低压侧配置了零序过压告警、过负荷告警的辅助功能。

  220kV主变保护采集高、中、低压侧的三相二次电流、高压侧与中压侧的中性点零序二次电流、间隙二次电流以及各侧的切换后二次电压,用于各种保护动作逻辑的判别。在220kV变电站中,220kV主变保护配置的出口回路除了主变各侧的每个断路器跳闸回路,在常见的220kV双母接线、110kV双母接线中,还有220kV 1~2M的母联开关出口回路、110kV 1~2M的母联开关出口回路。当220kV主变的后备保护所保护的范围是母线侧时,通常后备保护的第一时限将会跳开该两段母线的母联开关,用于隔离故障母线与非故障母线;若仍有故障时,在后备保护的二时限将切除主变该侧的开关,保护的三时限通常需跳开主变各侧。而对于220kV主变的低压侧可能有两个分支,分别由两个低压侧断路器带两段母线。同样,220kV主变保护也配置了低压侧母线的分段断路器跳闸回路,如果该主变低压侧两侧均有母线,那该主变保护将有两个低压侧母线的分段断路器跳闸回路。

  2 220kV主变保护定检安全措施及其注意事项

  220kV主变保护定检工作需要在220kV主变各侧断路器及220kV主变均处于检修状态下开展。对于二次电流回路,可通过打开主变保护二次电流回路端子连接片来隔离外侧回路;对于二次电压回路,同样需要通过打开端子连接片来隔离切换前的母线二次电压,注意该母线二次电压在一次母线不停电的情况下是带电的,因此此处的隔离二次电压十分重要,隔离后还需要密封带电侧的端子,如果隔离母线二次电压不正确完备,将会影响站内二次电压回路,有可能导致其他正常运行的保护在区外故障时误动的后果。

  值得一提的是,220kV主变保护有联跳高、中、低压侧母线母联开关的出口回路、闭锁各个电压等级的备自投的开出回路、启动220kV母差失灵开出回路、解除220kV母差复合电压闭锁开出回路等,在变电站内一台主变停电的情况下,通常各电压等级母线的母联开关是合位的,以使双母线能够并列正常运行,保证供电的可靠性,那么联跳高、中、低压侧母线母联开关的出口压板必须退出并密封完好,严禁在定检工作中将其投入,出口回路的相关端子也需要密封完好;对于闭锁备自投开出回路、至220kV母差保护的启动失灵与解除复压闭锁开出回路,均会影响其他运行中保护装置的重要回路,同样要在出口压板以及端子做好物理隔离措施。上述出口压板在主变保护定检过程中严禁投入与误触碰。

  在正确完备地执行完二次安全措施后,试验人员需对220kV主变保护的模拟量、开入量、保护逻辑等进行试验。其中,在定检工作中对保护逻辑进行试验的过程中,需要测试保护装置开出接点的动作时间,即需使用常见的试验夹夹住出口压板下侧的压板连接片(常见的旋钮式出口压板)引至继保试验仪,再接取动作接点的公共端至继保试验仪,继保试验仪模拟保护动作后,试验仪将会测试到保护动作接点闭合的时间,以检查保护逻辑、出口接点是否正确合理。但是,使用目前的试验夹在对旋钮式出口压板进行测试时会存在以下局限性:

  (1)如果试验夹与压板保持水平而夹住压板下端时,试验夹或试验线容易误碰到另一行或者旁边的其他压板,存在误碰启动220kV母差保护失灵压板、联跳各电压等级的母联开关出口压板等涉及运行设备的出口压板的严重风险。

  (2)如果试验夹与压板保持垂直而夹住压板下端时,试验夹的卡口容易损坏压板下端的卡口,存在损坏出口压板导致接触不良而影响保护出口跳闸等回路接触不良的风险。

  因此,如果能研制出一种专门针对该类压板的试验夹,既不损坏压板,又不会有误碰其他出口压板的风险,将对定检工作的效率与安全有很大的帮助。

  3 新型卡槽式试验夹在220kV主变保护定检中的实践

  针对旋钮式出口压板,研制一种卡槽式试验夹,具有类似“U”型的试验夹卡口,该“U”型卡口能完全吻合旋钮式出口压板的压板片,不会对压板片有磨损的风险;使出口压板卡入“U”型卡口中,再由试验夹的另一侧夹紧,试验夹垂直于压板,试验夹具备与试验线连接的插口,将继保仪的试验线接上即可对出口接点进行测试。由于新型卡槽式试验夹是垂直安装的,可以从空间上避免误触碰各种联跳母线分段断路器压板、启动220kV母差失灵出口压板等涉及运行设备的压板的风险。图1为新型出口压板卡槽式试验夹的结构。

  在220kV主变保护定检工作中,使用新型出口压板卡槽式试验夹夹住主变三侧的开关跳闸出口压板下侧,分别引接试验线至继保试验仪,再分别从试验仪Input接线端口引线至各个开关出口回路的公共端。试验人员可分别模拟比率差动保护、差动速断保护、复压过流保护、零序保护等保护动作,以此来测试不同保护动作跳各侧断路器的时间是否符合测试标准要求。此外,对于其他联跳母联断路器的出口、闭锁备自投的开出出口、启动220kV母差失灵出口、解除220kV母差复压闭锁出口的动作接点,采用万用表对地测量出口压板下端电位的方式,模拟后备保护动作时对应时限的保护出口,则在这些出口压板的下端应测量到正电位,证明该出口回路的出口接点已动作。

  4 新型卡槽式试验夹的特点与应用前景

  新型出口压板卡槽式试验夹的创新点在于将试验夹的卡口设计并改造成与压板连片大小相符的“U”型形状,使用时使压板下端像卡片一样进入“U”型卡槽,使得压板连片与“U”型卡槽完好吻合、接触良好。这是最重要的关键点——“U”型卡口需要与压板连片相匹配,试验夹的夹力应能夹紧压板而不易甩动。

  目前,变电站内在运的保护设备出口压板有近50%是典型的旋钮式压板,该新型出口压板卡槽式试验夹可以完整地包裹出口压板下端的压板片,吻合度相当高,再通过夹子的夹力来固定在测试压板上,而且既不存在损坏出口压板片的风险,对出口跳闸回路的压板部位接触情况没有较大影响,也不存在误碰启动220kV母差保护失灵、联跳各电压等级母线分段开关、闭锁各电压等级开出回路等出口压板的风险,提高了工作质量与设备运维质量,降低了工作过程中存在的影响运行设备回路及一次设备的风险。如果该种卡槽式试验夹广泛用于220kV及以上设备保护定检、试验工作中,有理由相信这类工作的试验质量将得到一定幅度的提升,整个片区电网的运维水平也将得到上升,也能保证设备安全、运维安全、电网安全。

  5 结语

  在不同地区的电网运维经验中,常见的220kV主变保护的联跳、开出压板是在定检工作中控制作业风险的重中之重。目前,在运量大的旋钮式压板,与常用的试验工具的吻合性不高,还存在着一定的作业风险。对此,本文提出研制的新型卡槽式试验夹有利于解决上述问题,值得推广应用。

  作者简介:陈嘉俊(1991-),男,广东江门人,广东电网有限责任公司江门供电局工程师,研究方向:继电保护和自动化。

  参考文献

  [1]蔡振满.提升变压器保护定期检验效率的策略研究[D].广州:华南理工大学,2018.

  [2]梁景棠.主变出口矩阵测量系统研究与应用[D].广州:华南理工大学,2014.

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