主变保护校验时联跳压板的投退原则分析

张李奇，黄红飞，汤向华，沈 鑫，季铭言，万家彬

(国网江苏省电力有限公司海门供电分公司，江苏 南通 226100)

0 引言

新能源技术快速进步，使大量分布式电源以微电网等形式接入电网，增加了运维人员倒闸操作工作的复杂性。变电站主变保护校验时，由于需要投退大量的保护压板，要求运维人员避免误投、漏投压板。因此分析正确的倒闸操作原则对电网的安全可靠运行具有重要的意义。

主变保护校验时，该主变负荷由其他主变供电。由于校验保护的需要，需要注意避免触发其对运行中的设备的保护功能，以避免影响到正常运行设备和电网的安全。因此，相比于正常运行方式时，其联跳压板的投退将有很大的不同。

以两台主变的110 kV变电站为例进行分析。在110 kV变电站中，以最为常见的单母线分段和内桥接线两种主接线方式，分别对正常运行时和一台主变进行保护校验时，相关联跳压板投退的原则进行了分析，阐明了相关压板正确投退的必要性。

1 联跳压板概况

在变电站倒闸操作中，二次设备操作的主要项目之一是保护压板的投退。保护压板控制着保护功能的启用和停用，其正确投退保证了保护功能的正常运行。保护压板主要有保护功能压板和出口压板两种，其中保护功能压板的作用是控制特定的保护功能投退，如变压器主保护、后备保护等;而出口压板则负责传递保护功能发出的动作命令，进而将保护功能作用于相关的设备。联跳压板属于出口压板，是基于缩短停电范围等考虑，在继保装置动作后，除跳开被保护设备自身开关外，跳开其他开关。

2 正常运行下的投退原则

正常运行下，各侧分段开关处于热备用，各台主变分别供电给对应的低压侧母线。在内桥接线和单母线分段运行时，联跳压板投退原则有所不同。

图1和图2分别是常见的单母线分段和内桥接线两种110 kV变电站主接线方式。其中，图1中的10 kV 141线、10 kV 151线，图2中的10 kV 121线、10 kV 131线均为接有电厂等的小电源线。

图1 110 kV单母线分段接线运行方式

图2 110 kV内桥接线运行方式

热电、风力、光伏等小容量电源往往通过10 kV线路作为小电源线接入电网。正常运行时，10 kV分段开关热备用，当10 kV母线及其设备出现故障，如果主变保护动作未跳开小电源线开关，则故障将会影响小电源线，可能导致小电源系统瓦解。此外，也应保证正常运行时不误退出小电源线。因此，要求运维人员在进行倒闸操作时，要特别注意小电源线相关联跳回路压板的正确投退。

此外，主变保护跳分段开关的压板投退也需要综合继电保护与系统自动装置整定值单规定及运行的实际情况来决定。

2.1 单母线分段接线

图1为典型的110 kV单母线分段接线方式。正常运行时，110 kV分段770开关和10 kV分段170开关均在热备用。此时，110 kV 911线供110 kV Ⅰ段母线，经701开关供1号主变，经101开关供10 kV Ⅱ段母线及各自出线;同时，110 kV 921线供110 kV I段母线，经702开关供2号主变，经102开关供10 kV Ⅱ段母线及各自出线。以1号主变为例，其保护将根据动作条件分别跳开两侧的701开关和101开关。

此时，主变保护的联跳回路需要考虑小电源线存在的影响，应保证当所带10 kV母线出现故障时，联跳回路能将本侧小电源线及时退出，且保证对侧主变保护不误退出本侧小电源，以避免小电源受到损害。

正常运行时，主变保护跳分段开关出口压板的投退，需要综合定值单规定和实际运行情况来考虑。定值单常常会规定该压板为投入，若未规定投入，则根据实际运行情况考虑。以图1中正常运行时1号主变发生故障为例，当故障点不在10 kV侧，此时如果1号主变保护动作跳开101开关，且未闭锁10 kV备自投，则此时10 kV备自投动作将会合上10 kV分段170开关，10 kV I段母线由2号主变经10 kV分段170开关兼供，即10 kV端均正常供电未受影响。

此时，当进一步发生故障时，若2号主变低后备保护跳10 kV分段170开关压板未投入，则保护动作将可能跳开102开关，使停电范围为10 kV I段母线和10 kV II段母线;相对地，10 kV I段母线及其设备的故障时，若2号主变低后备保护跳10 kV分段170开关压板在投位，则此时低后备保护动作跳开10 kV分段170开关，并闭锁其对应10 kV备自投，102开关仍在合位，相比该压板未投入时，停电范围缩小到了10 kV I段母线。因此，正常运行时，考虑可能的故障，投入主变低后备保护跳分段开关压板更有利于电网的可靠运行。

综上所述，考虑到运行的可靠性，单母线分段接线正常运行时，两台主变需要投退的相关联跳回路压板分别为：投入1号主变联跳本侧小电源10 kV 141开关出口压板，退出1号主变联跳小电源10 kV 151开关出口压板;投入2号主变联跳本侧小电源10 kV 151开关出口压板，退出2号主变联跳小电源10 kV 141开关出口压板。同时，应投入1号主变低后备保护跳10 kV分段170开关和2号主变低后备保护跳10 kV分段170开关出口压板。

2.2 内桥接线

图2为典型的110 kV内桥接线方式。正常运行时，由于110 kV分段770开关和10 kV分段170开关均在热备用，其供电方式与单母线分段时的基本相同，而单母线分段仅仅多了主变高压侧开关及对应刀闸，即内桥接线供电方式为：110 kV 765线供1号主变，经101开关供10 kV I段母线;110 kV 766线供2号主变，经102开关供10 kV II段母线。

但此时由于主变有两个高压侧开关，无论是差动保护、后备保护还是非电量保护等主变保护，需要跳开的各侧开关相比于单母线分段接线时更多。以1号主变为例，需根据保护条件跳765开关、770开关、101开关。而需要投退的相关联跳压板则与单母线分段时类似：投入1号主变联跳本侧小电源10 kV 121开关出口压板，退出1号主变联跳小电源131开关出口压板;投入2号主变低后备保护跳10 kV分段170开关和联跳本侧小电源10 kV 131开关出口压板，并退出2号主变联跳小电源121开关出口压板。同时，也应投入1号主变低后备保护跳10 kV分段170开关和2号主变低后备保护跳10 kV分段170开关出口压板。

2.3 小结

综上所述，正常运行方式时，单母线分段和内桥接线时所需投退的出口压板略有不同，均需要特别注意应当仅投入本侧小电源线的联跳回路压板，而需要退出对侧小电源联跳回路压板。

3 主变保护校验时的投退原则

主变保护校验时，应保证该主变保护不误跳运行中的设备，且保证因该主变停运而由其他主变供电的设备的相关联跳功能仍能作用。以图2中1号主变由正常运行状态进入保护校验为例，此时10 kV I段母线及出线由2号主变经10 kV分段170开关兼供。由于1号主变各侧开关已经拉开，而保护校验过程中，其保护功能仍可能导致相关运行开关动作，因此首先应考虑退出1号主变保护联跳相关运行开关的出口压板，并投入2号主变联跳这些相关运行开关的出口压板。由于内桥接线与单母线分段接线在主变保护校验时所断开开关不同，因此需要分别进行分析，首先分析内桥接线。

3.1 内桥接线

图2中，当1号主变停电并有保护校验时，10 kV I段母线及出线由2号主变通过10 kV 170开关兼供。此时，110 kV 765开关、110 kV分段770开关、10 kV 101开关均已断开，需退出1号主变保护跳765开关、770开关的相关压板，并退出低后备保护跳10 kV分段170开关出口压板，并确认2号主变低后备保护跳10 kV分段170开关出口压板在投位。同时，1号主变联跳10 kV 121及10 kV 131小电源开关的回路压板也均需要退出，还应采取安全措施，以防止误投入上述压板，确保主变保护校验工作时不误跳运行开关。

此外，由于此时10 kV 121小电源线由2号主变供电，还应投入2号主变保护联跳10 kV 121小电源开关，并确认2号主变保护联跳10 kV 131小电源开关在投位，以确保当10kV母线及其设备发生故障时，2号主变保护能迅速将小电源回路切除，防止小电源系统瓦解。

3.2 单母线分段接线

相比内桥接线，单母线分段接线方式下，1号主变保护校验时的压板投退要相对简单。此时需退出1号主变低后备保护跳10 kV分段170开关压板，并确认2号主变低后备保护跳10 kV分段170开关出口压板在投位。

在小电源联跳压板方面，应该退出1号主变联跳本侧小电源10 kV 121、对侧小电源10 kV 131开关出口压板，且同样设有相应的防止误投相关联跳压板的措施，保证工作时不误跳运行开关。也应投入2号主变保护联跳对侧小电源10 kV 121开关出口压板，并确认2号主变保护联跳10 kV 131小电源开关在投位确保故障时及时切除小电源线。

3.3 误投退小电源线联跳压板分析

根据上述分析，主变保护校验时，无论何种接线方式，均需要退出该主变保护跳运行开关的出口压板，并投入兼供这些运行开关的主变跳运行开关的出口压板。内桥接线则需要注意主变高压侧两个开关的相关保护压板投退。应特别注意投退相关联跳小电源回路的出口压板，并保证该主变低后备保护跳相关10 kV分段开关压板在退位，其他运行中主变的低后备保护联跳相关10 kV分段开关压板在投位。如果没有正确投退这些联跳压板，会对电网运行造成一定的危害。

当1号主变保护校验时，若未退出1号主变联跳10 kV 121开关出口压板，则原本由2号主变通过10 kV分段170开关兼供的10 kV 121开关，有在主变保护校验时被误跳开的风险。

当1号主变保护校验时，若未投入2号主变联跳10 kV 121开关出口压板，则当10 kV I段母线故障时，10 kV 121开关无法被正确地联跳退出，这将导致10 kV 121线所带电厂受到故障危害，极大地威胁电厂设备安全。

因此，上述两种误投退压板的操作均会给电网可靠运行带来威胁，需要运行人员确保其正确投退。

4 结论

正常运行时，联跳小电源线开关的功能由各自主变保护实现，相关运行开关联跳压板应正常投入。一旦进行主变保护校验，则应退出该主变低后备保护跳相关分段开关出口压板和小电源联跳回路出口压板，投入兼供该运行开关的主变联跳该小电源开关的出口压板，并保证兼供该运行开关的主变的相关分段开关出口压板在投位。根据小电源联跳压板误投退分析，当主变保护校验时小电源线联跳压板发生误投退时，将造成小电源线开关被跳开或发生故障时无法及时正确断开小电源线开关的风险。

以设有两台主变的110 kV变电站为例，基于主变保护校验的工作场景，对在正常运行和主变保护校验时两种主接线方式下的相关联跳压板的投退原则进行了分析比较，阐明了主变保护校验时，相关压板投退操作原则及其必要性，以保证此时电网运行的可靠性和安全性。