内桥接线方式及其保护配置介绍

内桥接线及其保护配 置介绍
二oo九年 一月ຫໍສະໝຸດ 一. 内桥接线介绍
1.桥形接线的定义及特点
桥形接线(bridge-circuit configuration）是由一台断路 器和两组隔离开交组成连接桥，将两回变压器—线路 组横向连接起来的电气主接线。 连接桥连接在变压器—线路组的变压器和断路器之间 的称为内桥接线； 连接桥连接在变压器—线路组的断路器和线路之间的 称为外桥接线。 桥形接线中使用的一次设备数量少，占地小，能满足 变电所可靠性要求，具有一定的运行灵活性，桥形接 线适用于线路为两回、变压器为两台且基本无扩建的 变电站。
1) 17:23通过内桥开关QF3空投T1,T2差动保护动作于跳开T2 各侧开关。由T2差动保护故障录波显示,高压侧电流出现 直流偏移； 2) 17:28用进线Ⅱ线通过QF2空载合闸T2时,T2的差动保护再 次动作于跳闸。 3) 17:30拉开QS2刀闸,即退出T2,再次通过内桥开关QF3空投 T1时,T2的差动保护再次动作于跳闸,使得合闸失败。 17:40在断开QS2刀闸的情况下,将T2的差动保护压板退出, 通过QF3送T1成功,但T2的差动保护装置本身仍然判断内 部故障并显示跳闸。本次事故过程中T2在退出状态,中、 低压侧电流为0。
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2.解决措施：
1)本次事故中内桥接线方式的T2差动保护误动,其进线TA和 桥开关TA的二次侧电流是先差接,然后再接入保护,这与 TA1和TA2分别接入保护有差别。因此,对于内桥接线方式, 主变压器差动保护应将高压侧的桥开关TA、进线TA,以及 中、低压侧TA分别接入差动保护装置。 2)内桥接线变电站主变压器差动保护的高压侧电流自进线TA 和内桥TA,当并列运行的其中一台变压器空载合闸或发生 区内外故障时,均会导致进线TA和内桥TA一次侧通过很大 的励磁涌流或短路电流。为防止TA暂态特性不一致的情 况引起的误动，应,在条件允许的情况下可以通过提高TA 的准确限值系数、提高TA变比以及降低TA二次侧负载阻 抗等方法来减小该不平衡电流。另外,还可将P级TA更换为 剩磁系数较小的TP级,以进一步减小TA暂态特性不一致的 影响。
2) 再看第2次事故。由于空投变压器时会产生数值相当大的 励磁涌流,其大小与变压器内部的剩磁和合闸角有关。本 事故中后期通过对故障录波器中电流的分析发现,励磁涌 流出现间断角,并且偏向时间轴一侧，且励磁涌流的暂态 过程中二次谐波含量的最小值低于10%。而通常的二次 谐波制动参考定值为15%~20%。在本方案中差动保护的 二次谐波制动采用分相闭锁方式,这种方式在变压器合闸 于故障时能快速切除,但在涌流时不能保证可靠闭锁,造成 差动保护误动。
3) 在分析第1次事故前，先来解释一个名词： 什么是“和应涌流”？ 当发电厂或变电所内母线上连接两台或两台以上的 变压器时，如果一台变压器进行空载合闸，在变压器绕 组中将出现励磁涌流，与此同时，在与其并联运行的其 它中 性点接地变压器绕组中也将出现浪涌电流，称作和 应涌流。和应涌流与励磁涌流密切相关，交替产生。当 变压器的励磁涌流处于峰值附近时，母线电压的瞬时值 较低，此时不会产生和应涌流；当变压器的励磁涌流处 于间断期间，励磁涌流为零；母线电压恢复到额定电压 附近，变压器在励磁涌流的直流分量和高电压共同作用 下将产生和应涌流。和应涌流的性质不仅取决于变压器 是否空载，还与变压器中性点是否接地有关。中性点不 接地时，将只产生励磁涌流，不产生和应涌流。
a.
b.

3. 桥开关保护
桥断路器保护可选择限时电流速断保护、充电保护、断 路器失灵保护等。 两条线路并列运行 当1号主变发生区内故障时，差动保护拒动，限时电流速 动保护将在Δt时刻跳开DL3，避免了线路L2和2号主变停 运，减小了事故影响范围。同理，当1号主变差动保护停 用，限时速段保护可用做DL1和DL3之间短线路的保护。 另外，若1号主变故障，则跳开DL1和DL3，当DL3失灵时， 失灵保护经一延时，直接跳开DL2和2号主变总出口。
图1 内桥接线示图
图2 外桥接线示图

2.内桥接线与外桥接线的特点
1) 内桥接线的任一线路投入、断开、检修或路障时，都不会 影响其他回路的正常运行，但当变压器投入、断开、检修 或故障时，则会影响另一回线路的正常运行。由于变压器 运行可靠，而且不需要经常进行投入，因此在桥形接线中， 内桥接线的应用较广泛。 2) 外桥接线的变压器投入、断开、检修或故障时，则不会影 响其他回路的正常运行。但当线路投入、断开、检修或故 障时，则会影响一台变压器的正常运行。因此外桥接线适 用于变压器要经常投入或断开的情况。此外当线路上有较 大的穿越功率时，为避免穿越功率通过多台断路器，通常 彩外桥接线。
在内桥接线变电站（110kV及以下电压等级）中，一般情 况下，本站为线路的电能终端站，线路保护安装在本站线 路的对侧变电站中，在本侧，主变的高后备保护可作为线 路保护来配置。另外，某些内桥变电站安装有110kV线路 保护，那是因为从线路1输入的电能通过内桥和线路2向 别的变电站输出，在线路2处安装线路保护。

3. 内桥接线常规运行方式
1) 3个断路器DL1、DL2、DL3合上，两条线路并列运行。 2) 1号主变或2号主变停运检修，两回线同时向不停运的变 压器送电。 3) DL1、DL3合上运行， DL2热备用，线路2为线路1的备用 供电电源，采用备自投进行投切。
二. 保护配置情况介绍

1. 线路保护
3) 发生励磁涌流时,可能会存在某一相二次谐波含量较小的 情况,为防止变压器空载合闸时误动,采用二次谐波“或门” 闭锁方式(或称“交叉”闭锁方式)明显优于采用分相闭锁 方式。 4) 和应涌流中非周期分量衰减慢,二次谐波含量较小。因此, 传统采用二次谐波闭锁判据的比率差动保护可能会存在误 动的情况。为此,在满足灵敏度要求的前提下,可适当提高 变压器差动保护的启动值,也可将2台变压器安排到不同的 母线分段上启动。
1)
2) 两条线路分裂运行 a. DL1、DL3在运行，DL2在热备用（即线路1在运行、线路 2在热备用） 此时采用进线备投方式，即一进线带两主变运行，无论进 线故障由线路保护跳开进线断路器1DL，或主变故障跳开 1DL和3DL，备自投装置检测到母线无压、线路2有压、 线路1无流，经一时限跳DL1，确认其跳开后，备自投动 作合上DL2；
b. DL1、DL2在运行，DL3在运行 此时为桥开关备方式，投当DL1因故障而跳开，备自投装 置检测到I母无压、II母有压、线路I无流，经一时限跳DL1， 确认其跳开后，备自投动作合上DL3。
三. 案例介绍

某日，变电站进线Ⅰ线及主变压器T1停电检修,Ⅱ线给 主变压器T2送电。15:35后Ⅰ线与主变压器T1检修工作 全部结束。
1. 分析：
1) 先看上述第3次事故，在T2退出运行情况下,理论上高压 侧电流应为0。而合闸QF3空送T1会产生幅值很大且包 含有大量非周期分量的励磁涌流。此涌流流过TA1和 TA2,在涌流持续的暂态过程中,由于TA1和TA2传递特性 不一致,产生数值较大的差电流,且差流是逐渐增大之后 又逐渐衰减,这符合TA的暂态饱和特性,故可能导致差动 保护误动作。

2. 主变保护
主变保护配置和普通主变保护配置的区别 关键在于CT选用及保护出口的问题。 1)当1号、2号主变分列运行，也就是内桥 开关在断开位置，这种运行方式就是正常 的双绕组变单独运行方式，对于主变来说 是简单的一进一出，差动保护没有任何误 动的可能，可靠性很高。

2)当只有一条进线运行，另一条进线备用，内桥开关在合 位。以对1号主变差动保护动作情况为例进行分析： d1、d2点故障时主变差动保护均能正确动作； d3点故障时，此故障发生在1号主变差动保护范围之外， CT1、CT3中流过故障电流。此时，对于内桥接线主变差 动保护，其内桥开关差动CT二次侧是分别进装置还是差 接后进装置，对保护结果将产生不同影响。
和应涌流产生的根本原因是相邻变压器空投时涌流的 非周期分量流过系统电阻产生非周期电压,使正常运行变 压器的磁链逐渐反向增大,最终达到反向饱和引起和应涌 流。和应涌流与空投变压器的励磁涌流方向相反,偏向时 间轴的另一侧,其峰值是逐渐增大再不断衰减,持续时间较 长。和应涌流中较强的非周期分量会使TA发生暂态饱和, 引起差流,导致差动保护误动作。