继电保护直流双重化电源配置浅析

继电保护直流双重化电源配置浅析

博尔塔拉电业局 邹抄军

[摘 要]针对《国家电网公司十电网重大反事故措施》继电保护直流双重化基本要求，根据220千伏变电站直流双重化改造现场工作经验，对直流双重化电源配置进行简要分析。 [关键词]继电保护；直流双重化；分析

前言

变电站直流系统是整个变电站控制回路、继电保护装置及其出口回路、信号回路的基础，其直接关系到变电站运行的稳定性、保护动作的可靠性。到目前为止220千伏枢纽变电站在电网中仍然起着举足轻重的作用。根据国网公司要求，220千伏变电站需有两套直流系统运行，即所谓的直流双重化。为了体现双直流系统的供电可靠性，在一次设备和一套直流系统同时发生故障时，保护能正确动作，可靠切除故障。为了满足直流双重化的要求，必须要正确对两套保护装置电源和两路控制电源进行配置。

1直流电源系统双重化的要求

根据十电网重大反事故措施及相关资料，结合220千伏两套保护装置带一台操作箱的保护配置，对直流电源系统双重化的要求是两套保护装置的装置电源分别取自供电的直流母线段；操作箱的两路跳闸回路应分别取自两套保护装置，并且分别作用于断路器的两个跳闸线圈，而对应两路跳闸回路的操作电源应分别取自供电的直流母线。同时，保护回路与控制回路由不同的直流馈线供电。以许继WXH-802A、WXH-803A、ZFZ-812为例，可对直流馈线做如图a配置：

图a

2调试中存在的问题及原因分析

2.1调试中存在的问题

以图a的方式进行直流供电，合上断路器，在拉开Ⅰ段直流母线上WXH-803A保护装置电源空开和第一组控制电源，模拟Ⅰ段直流母线故障时，对WXH-802A做保护试验时，保护正确动作但不出口；同样，在拉开Ⅱ段直流母线上WXH-802A保护装置电源空开和第二组控制电源，模拟Ⅱ段直流母线故障时，对WXH-803A做保护试验时，保护也是正确动作但不出口。此条不能满足在一次设

2012年电力行业专业技术监督工作会议论文

备和一套直流系统同时发生故障时，保护正确动作并可靠切除故障，即不满足直流双重化的要求。 2.2原因分析

对于以上的问题，继保人员对可能导致问题发生的原因进行了分析与检查：（1）对定值单、保护出口压板进行了检查，均不存在问题；（2）合上两路控制电源空开及两套保护装置电源空开，对控制回路进行检查，操作箱上断路器位置及其它均正确；（3）退掉保护跳闸出口压板，对保护装置出口进行跳闸量通断试验，保护动作时跳闸接点可靠接通，不存在问题；（4）断路器在合位，拉开Ⅰ段直流母线上WXH-803A保护装置电源空开和第一组控制电源，退掉WXH-802A保护跳闸压板，对WXH-802A保护跳闸压板电压进行测量时，发现保护跳闸压板上下端均不带电，继续对WXH-802A做保护试验，保护动作时，保护跳闸压板上下端仍不带电；拉开Ⅱ段直流母线上WXH-802A保护装置电源空开和第二组控制电源，退掉WXH-803A保护跳闸压板，对WXH-803A保护跳闸压板电压进行测量时，发现保护跳闸压板上下端均不带电，继续对WXH-803A做保护试验，保护动作时，保护跳闸压板上下端仍不带电。而实际上在退掉保护跳闸压板，正常时保护跳闸压板上端不带电，下端电压为－110V，保护动作时，保护跳闸压板上端电压为+110V。

图b

对于发现的第（4）条保护跳闸压板不带电的情况，继保人员首先将两套保护装置电源与两组操作电源均合上，断路器在合位，再对两套保护跳闸压板上下端电压进行测量，保护跳闸压板上端不带电，下端电压为－110V，正常。此现象表明两套保护装置电源与两组控制电源的配置存在问题，经过对两套保护装置电源与两路控制回路的分析，简要绘制图b如上：

2012年电力行业专业技术监督工作会议论文

从图b来看，第一组控制回路所取跳闸接点来自于WXH-802A，同时对应于第一组跳闸线圈；第二组控制回路所取跳闸接点来自于WXH-803A，同时对应于第二组跳闸线圈。以图a的方式进行直流供电时，拉开Ⅰ段直流母线上WXH-803A保护装置电源空开和第一组控制电源，模拟Ⅰ段直流母线故障，这时，WXH-803A保护装置由于失去保护装置电源，保护不会动作，WXH-802A保护装置正确动作，但由于第一组控制电源消失，断路器不能正确跳闸。在拉开Ⅱ段直流母线上WXH-802A保护装置电源空开和第二组控制电源，模拟Ⅱ段直流母线故障时，WXH-802A保护装置由于失去保护装置电源，保护不会动作，WXH-803A保护装置正确动作，但由于第二组控制电源消失，断路器不能正确跳闸。 2.3结论

由于两套保护装置直流电源与两路控制电源在进行双重化配置的过程中发生错误，导致在一套直流系统发生故障时，对应于两组跳闸线圈的跳闸回路不能勾通，保护不能正确动作并可靠切除故障。故此，在直流双重化配置过程中，每套保护装置的装置电源与其对应的跳闸回路所用的操作电源应取自同一组蓄电池组供电的直流母线段。结合图b的实际情况，将图a中Ⅰ段直流母线上WXH-802A装置电源与Ⅱ段直流母线上WXH-803A装置电源交换即可，或者是将图a中Ⅰ段直流母线上第一组控制电源与Ⅱ段直流母线上第二组控制电源交换也可。

3 防范措施

3.1在直流双重化改造前，工作人员必须准备好由制造厂家提供的保护装置及断路器说明书、保护屏(柜)电原理图、装置电原理图、断路器操作机构电原理等技术文件，同时，明确两套保护装置与两路控制回路的配合情况。

3.2在直流双重化改造调试过程当中，继保人员应按检修规程要求对需要调试的保护项目进行试验，做好调试记录，保证在一套直流系统发生故障时，保护能正确动作并可靠切除故障故障，并且与两套保护装置配合的两路控制回路分别对应一组跳闸线圈。

3.3针对直流双重化电源配置错误的现象，通过拉开各路电源空开的方式，对保护装置进行多次试验，确保直流双重化功能的正确性，同时，也要保证两路操作回路间不能有电的联系。

4 结束语

220千伏枢纽变电站在电网中仍起着举足轻重的作用，而变电站的直流系统是基础，所以，直流系统双重化的完善显得尤为重要。直流系统双重化配置完善后，须保证在一次设备和一套直流系统同时发生故障时，保护能正确动作，可靠切除故障。只有这样，继电保护的可靠性才能得到提高，才能发挥其整体优势，为电力系统的安全稳定运行提供可靠的保证。 参考文献：

[1]国家电网公司十电网重大反事故措施(试行) [2]国家电网公司继电保护培训教材(上、下册)