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摘要：本文介绍了电力工程中继电保护用操作继电器装置的技术改进实例，体现了资源再利用、节能减排及建设绿色电网的设计理念。
关键词：操作继电器装置；技术改进；节能减排；绿色电网
主要目的
积极落实节能减排政策、创建绿色电网
实现现有设备的重复利用
满足电力工程设计安全可靠、技术经济的原则
工程实例
1、工程概况
某220kV变电站220kV配电装置为双母线接线，设独立母联。该站220kV母线配置有母差及断路器失灵保护装置两套，220kV母联已配置南瑞继保CZX¬－12R型操作继电器装置，母联充电保护由母差及断路器失灵保护装置实现。为提高电网安全稳定运行水平，降低安全风险系数，按有关反事故措施要求在本站增加独立的220kV母联保护装置。
依据现行的元件保护技术
2、设计方案
规范，220kV母联保护装置需配置充电保护、断路器三相不一致保護等功能，其与220kV母差及断路器失灵保护装置的接口有以下要求：1、采用母联操作继电器装置的三跳启动失灵动作接点（即TJR继电器接点）作为三相跳闸启动失灵开入母差失灵保护；2、主变压器后备保护动作跳母联不启动母联断路器失灵保护；3、母差保护和独立的母联充电保护动作应启动母联断路器失灵保护；4、断路器三相不一致保护动作不启动断路器失灵保护。
经查阅南瑞继保CZX¬－12R型操作继电器装置技术说明书，该装置含有两组三相跳闸回路，每组三相跳闸回路分别包括起动重合闸的三跳开入（由TJQ继电器实现）和不起动重合闸的三跳开入（由TJR继电器实现），如图1所示。
图1CZX-12R型操作继电器装置三相跳闸回路原理图
为满足上述220kV母联保护装置与220kV母差及断路器失灵保护装置的配合要求，对该操作继电器装置可采取以下两种方案：方案一、仍然利用原装置，并做必要的改造；方案二、更换为具有不起动重合闸起动失灵三跳和不起动重合闸不起动失灵三跳两种跳闸开入功能的操作继电器装置。
方案一具体实施措施：根据CZX¬－12R型操作继电器装置的TJQ、TJR继电器输出接点原理图（图2所示），并结合图1，由于220kV母联断路器不需要设置重合闸功能，故可将该操作继电器装置的两组TJQ继电器分别重新定义为两组不起动重合闸不起动失灵的三跳开入继电器。由此新增母联保护装置的两组充电保护三跳出口和两套母差保护三跳出口分别接入两组不起动重合闸起动失灵的TJR继电器三跳开入，新增母联保护装置的两组断路器三相不一致保护三跳出口和每台主变压器两套后备保护三跳出口分别接入两组不起动重合闸不起动失灵的TJQ继电器三跳开入。
图2CZX-12R型操作继电器装置TJQ、TJR继电器输出接点原理图
如此重新定义之后，由图2可以看出TJR继电器没有完全独立（其接点或与TJQ继电器接点在装置电路板上已焊接，或与其它继电器接点在装置背板上已焊接，均未单独引到屏柜端子排上，故难于利用）的空接点可用于起动两套断路器失灵保护，所以还需在两组TJR继电器上由装置外部分别并接一个中间继电器14TJR、24TJR用于扩展TJR接点。改造后的该装置三相跳闸回路及扩展接点原理图见图3。
图3改造后CZX-12R型操作继电器装置三相跳闸回路及扩展接点原理图
方案二具体实施措施：另配置具有不起动重合闸起动失灵三跳和不起动重合闸不起动失灵三跳两种跳闸开入功能的操作继电器装置与新增的220kV母联保护装置一并组屏。相关的失灵起动回路及其与220kV母差及断路器失灵保护装置的接口回路按相关规范要求与新的操作继电器装置连接即可。同时需将母联断路器本体操作机构与CZX-12R的连接回路均改接至新的操作继电器装置。
3、技术经济分析
比较项目
方案 新增设备 新增材料 安全及可靠性 技术性能 经济指标
方案一 母联保护装置1台，中间继电器2只 在CZX-12R装置屏柜上增加一些屏内配线 CZX-12R装置具有体积小、低功耗、发热少、防潮好、安全性高等特点，只要中间继电器选用质量优良、快速动作的产品即可保证安全及可靠性，如欧姆龙MY－J系列中间继电器、魏德米勒DRM系列中间继电器 可满足现行规程规范及反事故措施要求 除母联保护装置外，只需增加购置中间继电器及少量配线导线的费用。若选用欧姆龙MY－J系列中间继电器或魏德米勒DRM系列中间继电器，价格约为几十元一只，加上几十元的配线，包括安装费，总费用不过几百元
方案二 母联保护装置1台，操作继电器装置1台 需增加几百米控制电缆实现新的操作继电器装置与母联断路器本体操作机构的连接 选用性能优越的行业知名品牌产品可满足安全及可靠性要求，如南瑞继保CZX-12R2型操作继电器装置、北京四方JFZ-12T系列分相操作箱 可满足现行规程规范及反事故措施要求 除母联保护装置外，需增加购置操作继电器装置及几百米控制电缆的费用。国内主流厂家的220kV断路器操作继电器装置价格大概在1～1.5万元左右，几百米控制电缆的购置安装费约为1万元，包括原电缆的拆除费，总费用在2万元以上
由以上技术经济比较结果可以看出，两种方案均能满足各项技术性能及安全可靠性要求，但是两者费用却有显著差异。显然，方案一的技术经济性远远优于方案二，故该工程设计应采用方案一。
结论
综上所述，在相关电力工程设计中，对CZX-12R装置进行简单改进并加以重复利用的设计方案是切实可行的，也是具有可观经济效益的。经笔者调查，电力行业内各电网公司有大量变电站的220kV母联断路器配置了南瑞继保CZX-12R型操作继电器装置，如果将上述技术改进措施在这些变电站的有关工程中加以推广应用，则对于落实节能减排、发展循环经济、创建绿色电网的国家及行业政策具有积极意义。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
关键词：操作继电器装置；技术改进；节能减排；绿色电网
主要目的
积极落实节能减排政策、创建绿色电网
实现现有设备的重复利用
满足电力工程设计安全可靠、技术经济的原则
工程实例
1、工程概况
某220kV变电站220kV配电装置为双母线接线，设独立母联。该站220kV母线配置有母差及断路器失灵保护装置两套，220kV母联已配置南瑞继保CZX¬－12R型操作继电器装置，母联充电保护由母差及断路器失灵保护装置实现。为提高电网安全稳定运行水平，降低安全风险系数，按有关反事故措施要求在本站增加独立的220kV母联保护装置。
依据现行的元件保护技术
2、设计方案
规范，220kV母联保护装置需配置充电保护、断路器三相不一致保護等功能，其与220kV母差及断路器失灵保护装置的接口有以下要求：1、采用母联操作继电器装置的三跳启动失灵动作接点（即TJR继电器接点）作为三相跳闸启动失灵开入母差失灵保护；2、主变压器后备保护动作跳母联不启动母联断路器失灵保护；3、母差保护和独立的母联充电保护动作应启动母联断路器失灵保护；4、断路器三相不一致保护动作不启动断路器失灵保护。
经查阅南瑞继保CZX¬－12R型操作继电器装置技术说明书，该装置含有两组三相跳闸回路，每组三相跳闸回路分别包括起动重合闸的三跳开入（由TJQ继电器实现）和不起动重合闸的三跳开入（由TJR继电器实现），如图1所示。
图1CZX-12R型操作继电器装置三相跳闸回路原理图
为满足上述220kV母联保护装置与220kV母差及断路器失灵保护装置的配合要求，对该操作继电器装置可采取以下两种方案：方案一、仍然利用原装置，并做必要的改造；方案二、更换为具有不起动重合闸起动失灵三跳和不起动重合闸不起动失灵三跳两种跳闸开入功能的操作继电器装置。
方案一具体实施措施：根据CZX¬－12R型操作继电器装置的TJQ、TJR继电器输出接点原理图（图2所示），并结合图1，由于220kV母联断路器不需要设置重合闸功能，故可将该操作继电器装置的两组TJQ继电器分别重新定义为两组不起动重合闸不起动失灵的三跳开入继电器。由此新增母联保护装置的两组充电保护三跳出口和两套母差保护三跳出口分别接入两组不起动重合闸起动失灵的TJR继电器三跳开入，新增母联保护装置的两组断路器三相不一致保护三跳出口和每台主变压器两套后备保护三跳出口分别接入两组不起动重合闸不起动失灵的TJQ继电器三跳开入。
图2CZX-12R型操作继电器装置TJQ、TJR继电器输出接点原理图
如此重新定义之后，由图2可以看出TJR继电器没有完全独立（其接点或与TJQ继电器接点在装置电路板上已焊接，或与其它继电器接点在装置背板上已焊接，均未单独引到屏柜端子排上，故难于利用）的空接点可用于起动两套断路器失灵保护，所以还需在两组TJR继电器上由装置外部分别并接一个中间继电器14TJR、24TJR用于扩展TJR接点。改造后的该装置三相跳闸回路及扩展接点原理图见图3。
图3改造后CZX-12R型操作继电器装置三相跳闸回路及扩展接点原理图
方案二具体实施措施：另配置具有不起动重合闸起动失灵三跳和不起动重合闸不起动失灵三跳两种跳闸开入功能的操作继电器装置与新增的220kV母联保护装置一并组屏。相关的失灵起动回路及其与220kV母差及断路器失灵保护装置的接口回路按相关规范要求与新的操作继电器装置连接即可。同时需将母联断路器本体操作机构与CZX-12R的连接回路均改接至新的操作继电器装置。
3、技术经济分析
比较项目
方案 新增设备 新增材料 安全及可靠性 技术性能 经济指标
方案一 母联保护装置1台，中间继电器2只 在CZX-12R装置屏柜上增加一些屏内配线 CZX-12R装置具有体积小、低功耗、发热少、防潮好、安全性高等特点，只要中间继电器选用质量优良、快速动作的产品即可保证安全及可靠性，如欧姆龙MY－J系列中间继电器、魏德米勒DRM系列中间继电器 可满足现行规程规范及反事故措施要求 除母联保护装置外，只需增加购置中间继电器及少量配线导线的费用。若选用欧姆龙MY－J系列中间继电器或魏德米勒DRM系列中间继电器，价格约为几十元一只，加上几十元的配线，包括安装费，总费用不过几百元
方案二 母联保护装置1台，操作继电器装置1台 需增加几百米控制电缆实现新的操作继电器装置与母联断路器本体操作机构的连接 选用性能优越的行业知名品牌产品可满足安全及可靠性要求，如南瑞继保CZX-12R2型操作继电器装置、北京四方JFZ-12T系列分相操作箱 可满足现行规程规范及反事故措施要求 除母联保护装置外，需增加购置操作继电器装置及几百米控制电缆的费用。国内主流厂家的220kV断路器操作继电器装置价格大概在1～1.5万元左右，几百米控制电缆的购置安装费约为1万元，包括原电缆的拆除费，总费用在2万元以上
由以上技术经济比较结果可以看出，两种方案均能满足各项技术性能及安全可靠性要求，但是两者费用却有显著差异。显然，方案一的技术经济性远远优于方案二，故该工程设计应采用方案一。
结论
综上所述，在相关电力工程设计中，对CZX-12R装置进行简单改进并加以重复利用的设计方案是切实可行的，也是具有可观经济效益的。经笔者调查，电力行业内各电网公司有大量变电站的220kV母联断路器配置了南瑞继保CZX-12R型操作继电器装置，如果将上述技术改进措施在这些变电站的有关工程中加以推广应用，则对于落实节能减排、发展循环经济、创建绿色电网的国家及行业政策具有积极意义。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看