在中性點(diǎn)直接接地的高壓電網(wǎng)中，電力主變壓器開關(guān)有時(shí)因機(jī)構(gòu)故障等異常必須退出系統(tǒng)運(yùn)行，為了保證變壓器連續(xù)供電，通常采用旁路開關(guān)代主變開關(guān)運(yùn)行。但是，由于在此期間，旁路開關(guān)保護(hù)通常退出運(yùn)行，給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來安全隱患。

1 大型主變及旁路回路電流互感器(CT)及保護(hù)的配置情況
圖1為大型主變及旁路回路CT配置圖。
圖1 大型主變及旁路回路CT配置簡圖
　　為便于闡述接線原理，現(xiàn)將各CT的編號及線圈簡單化，只列出代表編號，下面說明其功能。
(1) 1LH(主變開關(guān)CT)主要用于變壓器差動保護(hù)、零序方向保護(hù)、母差保護(hù)、計(jì)量等；
(2) 2LH(主變套管CT)主要用于變壓器差動、方向過流、零序過流保護(hù)及功率、電流測量；
(3) 3LH(旁路開關(guān)CT)主要用于母差保護(hù)及線路(距離、零序、高頻)保護(hù)。

　　2 當(dāng)前配置存在的問題

　　2.1 旁路代主變開關(guān)運(yùn)行時(shí)，保護(hù)的運(yùn)行情況

　　實(shí)際工作中，當(dāng)用旁路開關(guān)代主變開關(guān)運(yùn)行時(shí)，由于主變保護(hù)接線原理的特殊性，必須仍采用主變本保護(hù)，而不使用旁路開關(guān)的保護(hù)裝置。但隨著運(yùn)行方式的變化，實(shí)際上主變保護(hù)裝置的保護(hù)范圍及配置也發(fā)生了相應(yīng)的變化，主要表現(xiàn)在：
(1) 主變開關(guān)被代側(cè)零序方向保護(hù)停用；
(2) 母差保護(hù)電流回路由1LH轉(zhuǎn)移至3LH；
(3) 主變差動保護(hù)電流回路由1LH轉(zhuǎn)移至2LH。

　　其中第2點(diǎn)是由接線原理自動實(shí)現(xiàn)，而第3點(diǎn)則需由人工切換完成，且切換過程中需退出主變差動保護(hù)，差動保護(hù)的范圍也相應(yīng)縮小。

　　2.2 故障時(shí)保護(hù)動作情況

(1) 當(dāng)主變開關(guān)被代側(cè)套管至旁路開關(guān)CT引線間發(fā)生故障時(shí)(故障點(diǎn)見圖1)，經(jīng)分析可知，短路點(diǎn)處于主變差動保護(hù)的盲區(qū)，故障點(diǎn)已不在其范圍之內(nèi)。因此，主變差動保護(hù)無法將該故障點(diǎn)切除。
(2) 由于故障點(diǎn)也在母差保護(hù)的范圍之外，故母差保護(hù)也不能動作切除故障點(diǎn)。
(3) 故障產(chǎn)生的短路電流本可以使旁路保護(hù)動作，切除故障。但由于一般做法是將旁路開關(guān)距離、零序保護(hù)退出(投信號，保護(hù)跳閘出口壓板斷開)，故無法實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)跳閘，此時(shí)故障點(diǎn)切除只能依靠該變電站對側(cè)線路保護(hù)后備段動作，造成本所部分母線或全站失壓。
(4) 由于故障持續(xù)時(shí)間取決于最后跳閘的對側(cè)電源開關(guān)，所以故障切除時(shí)間顯然較長，需1～4 s甚至更長時(shí)間，很難滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，很可能會造成系統(tǒng)瓦解和重大電氣設(shè)備損壞事故。
(5) 主變起動失靈保護(hù)在主變開關(guān)運(yùn)行時(shí)，由于考慮主變范圍故障幾率較低(引線短且主變開關(guān)拒動可能性較小)，許多運(yùn)行單位都將該壓板退出甚至取消。因此，部分單位人員對于旁路代主變開關(guān)運(yùn)行時(shí)，也將旁路開關(guān)啟動失靈保護(hù)退出。通過分析，筆者認(rèn)為在當(dāng)前這種保護(hù)方式下運(yùn)行，該壓板(失靈保護(hù))投入運(yùn)行是很有意義的。但是僅依靠這一點(diǎn)來補(bǔ)救和防范仍然十分薄弱，而且仍然會造成事故停電范圍擴(kuò)大。

[$page]　　3 保護(hù)的改進(jìn)方法

　　3.1 重新整定距離及零序保護(hù)

　　使旁路的距離、零序保護(hù)在旁路代主變開關(guān)的運(yùn)行方式下，不退出運(yùn)行，是解決該問題的有效方法之一。這可通過適當(dāng)?shù)恼�定�?jì)算將此范圍列入保護(hù)區(qū)，具體整定可按下列方法進(jìn)行(為了保證保護(hù)能正確動作，被代側(cè)變壓器中性點(diǎn)應(yīng)保證接地)：

(1) 距離保護(hù)的整定[1]
　　距離Ⅰ段：阻抗元件定值按照變壓器阻抗被代側(cè)歸算值的50%整定，不延伸出變壓器其它側(cè)；
　　距離Ⅱ段：阻抗元件按照變壓器在其它非代路側(cè)的母線發(fā)生短路時(shí)的條件整定，并且使阻抗元件有1.5的靈敏系數(shù)，時(shí)間元件與變壓器后備保護(hù)時(shí)間配合。

(2) 零序保護(hù)的整定[1]
　　方向是否投入按保護(hù)變壓器方式設(shè)定，零序Ⅰ段不伸出變壓器其它側(cè)。
　　因變壓器阻抗比旁路開關(guān)CT至變壓器套管CT間的引線阻抗大的多，作為變壓器電源側(cè)按上述方法整定可以保證故障發(fā)生時(shí)旁路保護(hù)的靈敏性和選擇性。而且旁路零序、距離Ⅰ、Ⅱ段保護(hù)不存在越級危險(xiǎn)，也不影響電網(wǎng)原定值的配合，加上旁路保護(hù)的微機(jī)化，使保護(hù)定值現(xiàn)場更改十分方便，運(yùn)行人員完全可以自己進(jìn)行更改。

　　3.2 選取有專用線圈的旁路開關(guān)CT

　　假使選取的旁路開關(guān)CT有一組能滿足變壓器差動保護(hù)運(yùn)行特性要求的專用線圈，只要將該專用線圈接成差動保護(hù)需要的三角形(晶體管保護(hù))即可解決上述問題(套管CT差動線圈短接退出)，是一種可行的方案。
圖2 差動保護(hù)CT公共回路

　　3.3 采用新型的微機(jī)主變保護(hù)裝置

　　近來一種新型的主變微機(jī)保護(hù)推出——無論變壓器一次繞組接線組別如何配置，統(tǒng)一將用于變壓器差動保護(hù)的CT接成星型(角度差，通過微機(jī)保護(hù)內(nèi)部處理)。那么只要旁路開關(guān)有一組CT線圈能夠滿足主變差動保護(hù)的使用要求，就可以解決旁路代主變運(yùn)行時(shí)的保護(hù)盲區(qū)問題，不僅簡化了接線，甚至倒閘操作過程　中都無須退出變壓器差動保護(hù)(如圖2)，這一要求只要旁路CT設(shè)計(jì)選型時(shí)注意即可實(shí)現(xiàn)。其操作方法為：

(1) 201開關(guān)正常運(yùn)行時(shí)：1SD引接，2SD短接(1SD、2SD均為雙投雙層端子)；
(2) 241開關(guān)代201開關(guān)運(yùn)行：24　1開關(guān)對旁母充電正常后斷開，引接2SD，合上241開關(guān)，斷開201開關(guān)，短接1SD；
(3) 201開關(guān)倒回本開關(guān)運(yùn)行，241開關(guān)停電：引接1SD，合上201開關(guān)，斷開241開關(guān)，短接2SD。