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內(nèi)橋接線及其保護(hù)配置介紹 二oo九年一月 一 內(nèi)橋接線介紹 1 橋形接線的定義及特點橋形接線 bridge circuitconfiguration 是由一臺斷路器和兩組隔離開交組成連接橋 將兩回變壓器 線路組橫向連接起來的電氣主接線 連接橋連接在變壓器 線路組的變壓器和斷路器之間的稱為內(nèi)橋接線 連接橋連接在變壓器 線路組的斷路器和線路之間的稱為外橋接線 橋形接線中使用的一次設(shè)備數(shù)量少 占地小 能滿足變電所可靠性要求 具有一定的運行靈活性 橋形接線適用于線路為兩回 變壓器為兩臺且基本無擴建的變電站 圖1內(nèi)橋接線示圖 圖2外橋接線示圖 2 內(nèi)橋接線與外橋接線的特點1 內(nèi)橋接線的任一線路投入 斷開 檢修或路障時 都不會影響其他回路的正常運行 但當(dāng)變壓器投入 斷開 檢修或故障時 則會影響另一回線路的正常運行 由于變壓器運行可靠 而且不需要經(jīng)常進(jìn)行投入 因此在橋形接線中 內(nèi)橋接線的應(yīng)用較廣泛 2 外橋接線的變壓器投入 斷開 檢修或故障時 則不會影響其他回路的正常運行 但當(dāng)線路投入 斷開 檢修或故障時 則會影響一臺變壓器的正常運行 因此外橋接線適用于變壓器要經(jīng)常投入或斷開的情況 此外當(dāng)線路上有較大的穿越功率時 為避免穿越功率通過多臺斷路器 通常彩外橋接線 3 內(nèi)橋接線常規(guī)運行方式1 3個斷路器DL1 DL2 DL3合上 兩條線路并列運行 2 1號主變或2號主變停運檢修 兩回線同時向不停運的變壓器送電 3 DL1 DL3合上運行 DL2熱備用 線路2為線路1的備用供電電源 采用備自投進(jìn)行投切 1 線路保護(hù)在內(nèi)橋接線變電站 110kV及以下電壓等級 中 一般情況下 本站為線路的電能終端站 線路保護(hù)安裝在本站線路的對側(cè)變電站中 在本側(cè) 主變的高后備保護(hù)可作為線路保護(hù)來配置 另外 某些內(nèi)橋變電站安裝有110kV線路保護(hù) 那是因為從線路1輸入的電能通過內(nèi)橋和線路2向別的變電站輸出 在線路2處安裝線路保護(hù) 二 保護(hù)配置情況介紹 2 主變保護(hù)主變保護(hù)配置和普通主變保護(hù)配置的區(qū)別關(guān)鍵在于CT選用及保護(hù)出口的問題 1 當(dāng)1號 2號主變分列運行 也就是內(nèi)橋開關(guān)在斷開位置 這種運行方式就是正常的雙繞組變單獨運行方式 對于主變來說是簡單的一進(jìn)一出 差動保護(hù)沒有任何誤動的可能 可靠性很高 2 當(dāng)只有一條進(jìn)線運行 另一條進(jìn)線備用 內(nèi)橋開關(guān)在合位 以對1號主變差動保護(hù)動作情況為例進(jìn)行分析 d1 d2點故障時主變差動保護(hù)均能正確動作 d3點故障時 此故障發(fā)生在1號主變差動保護(hù)范圍之外 CT1 CT3中流過故障電流 此時 對于內(nèi)橋接線主變差動保護(hù) 其內(nèi)橋開關(guān)差動CT二次側(cè)是分別進(jìn)裝置還是差接后進(jìn)裝置 對保護(hù)結(jié)果將產(chǎn)生不同影響 3 橋開關(guān)保護(hù)橋斷路器保護(hù)可選擇限時電流速斷保護(hù) 充電保護(hù) 斷路器失靈保護(hù)等 兩條線路并列運行當(dāng)1號主變發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時 差動保護(hù)拒動 限時電流速動保護(hù)將在 t時刻跳開DL3 避免了線路L2和2號主變停運 減小了事故影響范圍 同理 當(dāng)1號主變差動保護(hù)停用 限時速段保護(hù)可用做DL1和DL3之間短線路的保護(hù) 另外 若1號主變故障 則跳開DL1和DL3 當(dāng)DL3失靈時 失靈保護(hù)經(jīng)一延時 直接跳開DL2和2號主變總出口 2 兩條線路分裂運行a DL1 DL3在運行 DL2在熱備用 即線路1在運行 線路2在熱備用 此時采用進(jìn)線備投方式 即一進(jìn)線帶兩主變運行 無論進(jìn)線故障由線路保護(hù)跳開進(jìn)線斷路器1DL 或主變故障跳開1DL和3DL 備自投裝置檢測到母線無壓 線路2有壓 線路1無流 經(jīng)一時限跳DL1 確認(rèn)其跳開后 備自投動作合上DL2 b DL1 DL2在運行 DL3在備用此時為橋開關(guān)備方式 投當(dāng)DL1因故障而跳開 備自投裝置檢測到I母無壓 II母有壓 線路I無流 經(jīng)一時限跳DL1 確認(rèn)其跳開后 備自投動作合上DL3 某日 變電站進(jìn)線 線及主變壓器T1停電檢修 線給主變壓器T2送電 15 35后 線與主變壓器T1檢修工作全部結(jié)束 三 案例介紹 1 17 23通過內(nèi)橋開關(guān)QF3空投T1 T2差動保護(hù)動作于跳開T2各側(cè)開關(guān) 由T2差動保護(hù)故障錄波顯示 高壓側(cè)電流出現(xiàn)直流偏移 2 17 28用進(jìn)線 線通過QF2空載合閘T2時 T2的差動保護(hù)再次動作于跳閘 3 17 30拉開QS2刀閘 即退出T2 再次通過內(nèi)橋開關(guān)QF3空投T1時 T2的差動保護(hù)再次動作于跳閘 使得合閘失敗 17 40在斷開QS2刀閘的情況下 將T2的差動保護(hù)壓板退出 通過QF3送T1成功 但T2的差動保護(hù)裝置本身仍然判斷內(nèi)部故障并顯示跳閘 本次事故過程中T2在退出狀態(tài) 中 低壓側(cè)電流為0 1 分析 1 先看上述第3次事故 在T2退出運行情況下 理論上高壓側(cè)電流應(yīng)為0 而合閘QF3空送T1會產(chǎn)生幅值很大且包含有大量非周期分量的勵磁涌流 此涌流流過TA1和TA2 在涌流持續(xù)的暫態(tài)過程中 由于TA1和TA2傳遞特性不一致 產(chǎn)生數(shù)值較大的差電流 且差流是逐漸增大之后又逐漸衰減 這符合TA的暫態(tài)飽和特性 故可能導(dǎo)致差動保護(hù)誤動作 2 再看第2次事故 由于空投變壓器時會產(chǎn)生數(shù)值相當(dāng)大的勵磁涌流 其大小與變壓器內(nèi)部的剩磁和合閘角有關(guān) 本事故中后期通過對故障錄波器中電流的分析發(fā)現(xiàn) 勵磁涌流出現(xiàn)間斷角 并且偏向時間軸一側(cè) 且勵磁涌流的暫態(tài)過程中二次諧波含量的最小值低于10 而通常的二次諧波制動參考定值為15 20 在本方案中差動保護(hù)的二次諧波制動采用分相閉鎖方式 這種方式在變壓器合閘于故障時能快速切除 但在涌流時不能保證可靠閉鎖 造成差動保護(hù)誤動 3 在分析第1次事故前 先來解釋一個名詞 什么是 和應(yīng)涌流 當(dāng)發(fā)電廠或變電所內(nèi)母線上連接兩臺或兩臺以上的變壓器時 如果一臺變壓器進(jìn)行空載合閘 在變壓器繞組中將出現(xiàn)勵磁涌流 與此同時 在與其并聯(lián)運行的其它中性點接地變壓器繞組中也將出現(xiàn)浪涌電流 稱作和應(yīng)涌流 和應(yīng)涌流與勵磁涌流密切相關(guān) 交替產(chǎn)生 當(dāng)變壓器的勵磁涌流處于峰值附近時 母線電壓的瞬時值較低 此時不會產(chǎn)生和應(yīng)涌流 當(dāng)變壓器的勵磁涌流處于間斷期間 勵磁涌流為零 母線電壓恢復(fù)到額定電壓附近 變壓器在勵磁涌流的直流分量和高電壓共同作用下將產(chǎn)生和應(yīng)涌流 和應(yīng)涌流的性質(zhì)不僅取決于變壓器是否空載 還與變壓器中性點是否接地有關(guān) 中性點不接地時 將只產(chǎn)生勵磁涌流 不產(chǎn)生和應(yīng)涌流 和應(yīng)涌流產(chǎn)生的根本原因是相鄰變壓器空投時涌流的非周期分量流過系統(tǒng)電阻產(chǎn)生非周期電壓 使正常運行變壓器的磁鏈逐漸反向增大 最終達(dá)到反向飽和引起和應(yīng)涌流 和應(yīng)涌流與空投變壓器的勵磁涌流方向相反 偏向時間軸的另一側(cè) 其峰值是逐漸增大再不斷衰減 持續(xù)時間較長 和應(yīng)涌流中較強的非周期分量會使TA發(fā)生暫態(tài)飽和 引起差流 導(dǎo)致差動保護(hù)誤動作 2 解決措施 1 本次事故中內(nèi)橋接線方式的T2差動保護(hù)誤動 其進(jìn)線TA和橋開關(guān)TA的二次側(cè)電流是先差接 然后再接入保護(hù) 這與TA1和TA2分別接入保護(hù)有差別 因此 對于內(nèi)橋接線方式 主變壓器差動保護(hù)應(yīng)將高壓側(cè)的橋開關(guān)TA 進(jìn)線TA 以及中 低壓側(cè)TA分別接入差動保護(hù)裝置 2 內(nèi)橋接線變電站主變壓器差動保護(hù)的高壓側(cè)電流自進(jìn)線TA和內(nèi)橋TA 當(dāng)并列運行的其中一臺變壓器空載合閘或發(fā)生區(qū)內(nèi)外故障時 均會導(dǎo)致進(jìn)線TA和內(nèi)橋TA一次側(cè)通過很大的勵磁涌流或短路電流 為防止TA暫態(tài)特性不一致的情況引起的誤動 應(yīng) 在條件允許的情況下可以通過提高TA的準(zhǔn)確限值系數(shù) 提高TA變比以及降低TA二次側(cè)負(fù)載阻抗等方法來減小該不平衡電流 另外 還可將P級TA更換為剩磁系數(shù)較小的TP級 以進(jìn)一步減小TA暫態(tài)特性不一致的影響 3 發(fā)生勵磁涌流時 可能會存在某一相二次諧波含量較小的情況 為防止變壓器