一起220kV母联CT启动案例分析

来源：职称驿站所属分类：电力论文
发布时间：2012-05-11浏览：216次

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　　摘要：220kV变电站中多采用双母线接线方式，在母联CT更换后进行启动时，存在母差误动、拒动等问题，造成事故扩大化。本文从CT启动试验目的、CT充电时是否需要腾空母线、母线充电保护及过流保护如何投退，从多层次、多角度进行分析，旨在提高预防、预控，减少事故影响。
　　关键词：CT；母线差动；过流保护。
　　引言
　　CT启动试验项目虽然简单，但启动方案要考虑的问题多、过程复杂。南宁站220kV主接线如图1所示，220kV为双母线结线，配置两套独立的母差保护。
　　
　　图1
　　一、CT启动试验的目的
　　CT启动试验的目的主要有两个：
　　1、检验CT的绝缘是否良好，通过对CT进行充电检验其绝缘能否承受正常电压及操作过电压；
　　2、对母差保护进行带负荷判极性试验，检查CT二次接线接入母差保护是否正确。如母联CT极性不正确，将可能造成母差保护区内故障时拒动，区外故障时误动，失去选择性。
　　对于双母线接线，母差保护以大差元件判断两条母线内部是否有故障（大差计入分段开关电流，不计入母联开关电流），作为开放出口元件；
　　以小差元件作为选择元件，判别故障具体是哪条母线故障。母差保护动作逻辑如图2所示：
　　
　　图2
　　二、CT充电怎样进行，是否应腾空一条母线？
　　在不腾空一条母线进行CT充电时，若内部有故障，且不投入分列压板，则母线保护大差、小差均可能动作，切除两条母线上的所有线路；若投入分列压板，则充电时220kV#1母线小差动作，#2母线小差不动作，大差动作，动作结果将切除220kV#1母线上的所有负荷，也会造成部分负荷损失。投入分列压板后保护动作逻辑如图3所示：
　　
　　图3
　　若腾空一条母线对2012CT进行充电，且220kV#1、#2母线均不停电，因2012CT靠近20122刀闸，只能倒空#1母线，将所有负荷倒至#2母线运行。充电时若2012CT内部故障，则有以下两种情况：
　　1、当故障点电流流过母差保护用的2012CT二次绕组时：
　　①若2012CT极性正确且大差动作时，如不投入分列压板，220kV#1母线小差不动作、#2母线小差动作；如投入分列压板则220kV#1母线小差动作、#2母线小差不动作，故220kV#2母线母差不会出口。只有投入分列压板，才能保证其选择性。
　　②若2012CT极性接反且大差动作时，如不投入分列压板，220kV#1母线小差及#2母线小差均动作，故出口跳闸；如投入分列压板，220kV#1母线小差动作、#2母线小差不动作，故220kV#1母差出口，#2母线母差不出口。故只有投入分列压板，才能保证其选择性。
　　2、当故障点电流不流过母差保护用的2012CT二次绕组时（如在2012开关与2012CT间故障），大差动作，因母联无电流流过，分列压板投入与否，或母联CT极性正确是否，220kV#1母线小差动作、#2母线小差不动作，可以有选择性地切除故障。
　　母线分列运行时大差灵敏度降低，故为了确保大差灵敏度，应投分列压板。为了增加可靠性，可投入辅助保护（如母联过流保护）。
　　可见，只要正确投入分列压板，腾空一条母线时，母差保护能有选择性地切除故障。
　　三、对CT充电时投入充电保护还是投入过流保护？
　　1、投入母差保护中的充电保护是否有效？
　　南宁站母联开关配置在母差保护中，且母联开关的充电保护投退未按开关分开设置压板。充电保护逻辑如图4所示。
　　
　　图4
　　充电保护投入需要具备四个条件：一是母差保护中的充电保护投入压板投入；二是其中一段母线失压；三是母联（分段）开关在分位；四是母联（分段）开关电流由无到有（即存在充电过程，且电流足够大）。充电保护一旦投入自动展宽200ms后自动退出。充电保护投入的200ms内可经控制字选择是否闭锁母差保护，200ms后则投入母差保护。
　　根据前面的结论，2012CT充电时要倒空220kV#1母线，只合上20121刀闸，不合20122刀闸，从220kV#1母线通过母联2012开关向CT充电。在整个过程中，220kV#1、#2母线始终带有电压，故“一段母线失压“的条件不能满足，所以“充电保护投入”条件不满足，此时即使母差保护中的“充电保护投入”硬压板投入，母联2012开关充电保护也是无效的，若充电时2012CT故障，母联开关充电保护不会动作。
　　小结：母差保护中的充电保护投入无效。
　　2、能否投入母差保护中的母联过流保护？如能投入应考虑哪些问题？
　　南宁站母差保护中母联开关的过流保护投入压板按开关分开设置，其动作逻辑如图5所示：
　　
　　图5
　　从图5可看出，母联2012开关过流保护投入硬压板投入，母差保护中的“母联过流保护投入”功能即投入，若充电过程中2012CT内部故障，过流保护可出口跳母联开关。
　　然而，过流保护出口跳母联开关需要经过延时，而2012CT极性不正确时母差保护不能切除故障。母联2012CT内部故障为母线故障，短路电流水平较高，且母联过流保护出口只跳母联开关，故为了避免过大的短路电流造成系统稳定问题或损坏设备，母联开关过流保护出口延时应改为0秒。另外，为了增加灵敏度，过流保护定值应改小。
　　四、CT充电正常后合母联开关合环前是否应退母差保护？
　　在2012CT充电正常后母联开关合环前，退出母差保护的目的主要是防止母联开关合环后，若CT极性接反可能造成母差保护误动作。然而，从问题二分析可以得出，即使母联CT极性接反，也只是引起小差动作，而大差因不计入母联电流不会动作，故母差保护不会出口跳闸。故充电正常后合母联关前可以不退出母差保护。
　　五、母联开关分列压板如何投退？
　　2012CT充电时倒空了220kV#1母线，只合上20121刀闸，不合20122刀闸。通过对问题二的分析，我们知道对2012CT充电时若其内部有故障，必须投入母联2012开关分列压板才能保证其选择性。同时，投入分列压板后大差元件自动转用比率制动系数低值，增加了灵敏度，故在2012CT充电过程中应投入母联分列压板，在充电正常合上20122刀闸后、用母联2012开关合环前退出分列压板。
　　小结
　　双母线接线方式下的母联CT启动时，应从多方面、多角度进行分析，特别要分析CT安装位置、母线差动中的小差与大差动作条件，避免启动过程中停电面积过大，或在CT极性接反时造成事故扩大。