電氣主接線方式主要有單母線接線、單母線分段接線、橋形接線、多角形接線、雙母線接線、雙母線分段接線、線路變壓器組接線等多種方式。攀鋼電網(wǎng)的接線方式主要為單母線分段接線、橋形接線、雙母線接線及雙母線分段接線。

在攀鋼西昌鋼釩公司新建項(xiàng)目中，110 kV系統(tǒng)第一次采用了線路變壓器組接線方式，該系統(tǒng)投運(yùn)后，運(yùn)行情況良好。但在設(shè)計(jì)階段及投運(yùn)后，線路變壓器組接線方式也暴露出了一些問(wèn)題，因此有必要進(jìn)行總結(jié)分析，以提高線路變壓器組接線方式的可靠性。

1 線路變壓器組配置方式

線路變壓器組是一種簡(jiǎn)單清晰、占地少、投資省、繼電保護(hù)配置簡(jiǎn)單、設(shè)備維護(hù)量小的接線方式，當(dāng)一條線路故障，對(duì)應(yīng)的一臺(tái)變壓器停運(yùn)，對(duì)供電可靠性有一定影響，適用于終端變電站。

攀鋼西昌鋼釩公司110 kV變電站均為終端變電站，每個(gè)變電站設(shè)置2-3臺(tái)主變壓器，變壓器低壓側(cè)采用單母線分段接線方式，當(dāng)1臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器均能通過(guò)低壓側(cè)分段斷路器帶全站負(fù)荷。

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，以光纖差動(dòng)保護(hù)為代表的保護(hù)裝置能滿足線路變壓器組對(duì)保護(hù)配置的要求；更重要的是，線路變壓器組接線方式在經(jīng)濟(jì)性上具有較大優(yōu)勢(shì)，經(jīng)測(cè)算，相對(duì)于采用單母線分段接線方式，本工程可節(jié)省投資4500萬(wàn)元以上。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)最終確定采用線路變壓器組接線方式。

攀鋼西昌鋼釩公司供配電系統(tǒng)設(shè)置一座220 kV總降變電站，七座110 kV區(qū)域變電站。總降變電站110 kV系統(tǒng)采用雙母線雙分段接線方式，一次設(shè)備為GIS，每回配出線路均采用3根240 m2單芯電力電纜與下一級(jí)110 kV區(qū)域變電站變壓器一次側(cè)連接，電纜長(zhǎng)度在500 m至2000 m之間。線路變壓器組接線方式見(jiàn)圖1。

圖1 線路變壓器組接線方式

在線路變壓器組繼電保護(hù)配置上，分別設(shè)置線路保護(hù)和變壓器保護(hù)，通過(guò)轉(zhuǎn)送跳閘裝置實(shí)現(xiàn)上下級(jí)斷路器聯(lián)跳。線路保護(hù)以分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)為快速主保護(hù)，由三段相間和接地距離保護(hù)、四段零序方向過(guò)流保護(hù)構(gòu)成全套后備保護(hù)；變壓器配置差動(dòng)保護(hù)、非電量保護(hù)、中性點(diǎn)零序及間隙零序保護(hù)、低后備保護(hù)等。

2 ?應(yīng)用中存在的問(wèn)題及對(duì)策

2.1 設(shè)置集中式零序電壓保護(hù)裝置

線路變壓器組由于未設(shè)計(jì)變壓器110 kV側(cè)進(jìn)線PT，總降變電站110 kV電壓也無(wú)法通過(guò)光纖通道傳送至下級(jí)變壓器保護(hù)裝置，因此，變壓器110 kV零序電壓保護(hù)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

變壓器室受空間限制，進(jìn)線PT無(wú)法增設(shè)，所以采取了在總降變電站的110 kV母線配置集中式母線電壓保護(hù)裝置，保護(hù)動(dòng)作切除總降變電站的110 kV斷路器，斷路器斷開(kāi)后，其輔助接點(diǎn)通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置，利用已有的光纖差動(dòng)通道傳送至下級(jí)站所，聯(lián)跳變壓器低壓側(cè)斷路器，從而在未新增變壓器110 kV側(cè)進(jìn)線PT的情況下，實(shí)現(xiàn)了變壓器110 kV零序電壓保護(hù)及雙側(cè)斷路器同時(shí)跳閘的功能。

總降變電站110 kV母線分為四段，Ⅰ、Ⅱ段和Ⅲ、Ⅳ段母線各設(shè)置一套母線電壓保護(hù)裝置，共計(jì)兩套。該方案與增設(shè)變壓器110 kV側(cè)進(jìn)線PT比較，節(jié)省了工程投資。

2.2 合理設(shè)置線路變壓器組雙側(cè)斷路器聯(lián)跳方式

(1) 線路變壓器組雙側(cè)斷路器分屬不同的變電站，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，需快速跳開(kāi)雙側(cè)斷路器，否則會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重后果。

當(dāng)總降變電站110 kV母線配出至帶有發(fā)電機(jī)的開(kāi)路（如煤氣發(fā)電機(jī)、TRT發(fā)電機(jī)、干熄焦發(fā)電機(jī)）110 kV斷路器跳閘時(shí)，如發(fā)電機(jī)形成小網(wǎng)繼續(xù)運(yùn)行，且對(duì)應(yīng)的變壓器中性點(diǎn)未接地，當(dāng)110 kV電纜發(fā)生單相接地故障，產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓，將對(duì)半絕緣變壓器等設(shè)備形成極大考驗(yàn)，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致設(shè)備絕緣擊穿；

當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障導(dǎo)致重瓦斯、差動(dòng)等保護(hù)動(dòng)作時(shí)，變壓器低壓側(cè)斷路器跳閘，若此時(shí)不切除總降變電站的110 kV側(cè)斷路器，110 kV系統(tǒng)電源將繼續(xù)為變壓器故障點(diǎn)提供短路電流，導(dǎo)致故障進(jìn)一步擴(kuò)大，直至總降變電站110 kV線路后備保護(hù)延時(shí)動(dòng)作，故障才得以切除。因此，線路變壓器組雙側(cè)斷路器必須設(shè)置聯(lián)跳回路。

(2) 原設(shè)計(jì)方案中，通過(guò)一對(duì)110 kV斷路器位置接點(diǎn)（常閉）去聯(lián)跳變壓器低壓側(cè)斷路器，考慮到110 kV斷路器位置接點(diǎn)為機(jī)械接點(diǎn)，存在接點(diǎn)閉合不良和閉合延時(shí)的問(wèn)題，可靠性較低。

因此，我們?cè)诖嘶A(chǔ)上再并接一對(duì)110 kV零序電壓保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)，將接點(diǎn)接入總降變電站的光纖專用跳閘裝置NR0202，通過(guò)光纖將信號(hào)傳送到下級(jí)110 kV區(qū)域變電站的光纖專用跳閘裝置NR0202，作用于下級(jí)變電站變壓器低壓側(cè)斷路器跳閘，其原理圖見(jiàn)圖2。

圖2 變壓器低壓側(cè)斷路器原理

(3) 變壓器低壓側(cè)斷路器聯(lián)鎖跳閘總降變電站110 kV斷路器的接點(diǎn)設(shè)置為：變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)；變壓器重瓦斯、壓力釋放動(dòng)作接點(diǎn)；110 kV變壓器中性點(diǎn)零流保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)；相應(yīng)的低壓側(cè)接地變壓器單相接地保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)（35 kV、10 kV系統(tǒng)為電阻接地系統(tǒng)）。

以上接點(diǎn)并接后接入110 kV線路光纖縱差保護(hù)裝置，通過(guò)保護(hù)裝置光纖通道傳送至對(duì)側(cè)保護(hù)裝置出口跳總降變電站110 kV斷路器，其原理圖見(jiàn)圖3。

圖3 聯(lián)跳總降變電站斷路器原理

2.3 需合理選擇110 kV電纜終端型式

總降變電站110 kV設(shè)備為GIS，因此總降變電站側(cè)電纜終端選用插拔式電纜附件，直接與GIS連接。電纜與變壓器連接有兩種方式：電纜終端選用插拔式電纜附件，電纜與變壓器套管直接連接；電纜與變壓器通過(guò)架空導(dǎo)線連接，該方式可在電纜與變壓器之間設(shè)置一組避雷器。

為方便變壓器檢修和電纜試驗(yàn)，我公司選擇了后一種連接方式。但設(shè)計(jì)院在電纜附件選型時(shí)設(shè)計(jì)為全干式、硅橡膠電纜終端，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該終端頭無(wú)法與避雷器、變壓器連接，只得在每相增加了兩只110 kV支持絕緣子，作為電纜與變壓器連接導(dǎo)線的支撐。對(duì)于該種連接方式，電纜附件應(yīng)選為充油瓷套式戶外終端，以便于電纜與避雷器、變壓器連接。

2.4 變壓器合閘時(shí)，存在距離Ⅲ段保護(hù)躲不過(guò)勵(lì)磁涌流的情況

在110 kV線路正常送電時(shí)，多次出現(xiàn)了線路距離Ⅲ段保護(hù)動(dòng)作跳閘的情況。檢查設(shè)備無(wú)異常，查看故障波形記錄，在合閘時(shí)，波形電流為變壓器勵(lì)磁涌流。經(jīng)分析，線路保護(hù)裝置RCS-943A在線路合閘時(shí)，將啟動(dòng)距離加速保護(hù)，由于距離Ⅲ段保護(hù)定值躲不過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流，該保護(hù)不經(jīng)過(guò)延時(shí)加速跳閘。

線路保護(hù)裝置RCS-943A程序已固化，針對(duì)這種情況，我們采取將距離III段保護(hù)定值設(shè)置為距離II段保護(hù)定值的方案，以躲過(guò)變壓器合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流，待線路變壓器組正常投運(yùn)后，恢復(fù)距離III段保護(hù)定值。

3 結(jié)論

線路變壓器組接線方式具有接線簡(jiǎn)潔、繼電保護(hù)配置簡(jiǎn)單、設(shè)備維護(hù)量小的特點(diǎn)，可節(jié)省工程投資，在冶金企業(yè)新建工程項(xiàng)目中可推廣應(yīng)用。線路變壓器組分別設(shè)置線路光纖差動(dòng)保護(hù)和變壓器保護(hù)，應(yīng)合理設(shè)置上下級(jí)斷路器聯(lián)跳方式，以提高線路變壓器組的運(yùn)行可靠性。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“線路變壓器組接線方式在攀鋼電網(wǎng)的應(yīng)用”，作者為陳曉宏。