220千伏母差停役時間最小化改造方案探討

董志赟

（國網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200063）

1 工程簡介

張橋原220千伏母線保護為BUS1000型中阻抗母差保護，本期按照國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置為雙重化的微機型母差保護裝置，型號為南京南瑞繼保公司生產(chǎn)的RCS-915GA微機母線保護裝置和深圳南瑞公司生產(chǎn)的BP－2CS。

由于張橋站供浦東金橋、張江等工業(yè)園區(qū)重要負(fù)荷，為減少電網(wǎng)運行風(fēng)險，市調(diào)要求本次母差更換采用不停電方式，即除了回路接入時相應(yīng)的母差停用1天，其他時間段新老母差保護共同運行。

2 工程進(jìn)度分析

張橋站共3臺主變，7條220千伏出線，一個母聯(lián)及旁路，共12個220千伏間隔，分成4個階段接入新母差。

第1階段所需翻接的間隔：1號主變220千伏、顧張4166、顧張4157、220千伏旁路。

根據(jù)設(shè)備運行情況具體安排如下：第1天拆除上述間隔與老母差之間的聯(lián)系，相關(guān)回路翻接至新母差中。其中1號主變、顧張4166、顧張4157及2套新母差保護在第1階段結(jié)束后經(jīng)帶負(fù)荷后投入運行。

在新母差投運前，為保證一次、二次電流回路的平衡，將220千伏所有運行回路熱倒至正母，而已接入新母差的回路將運行于副母，因此母聯(lián)必須在倒閘操作完成后方可停運。值得注意的是，220千伏母聯(lián)相關(guān)回路尚未接入新母差，因此在新母差投運前，應(yīng)將母聯(lián)回路改為檢修狀態(tài)。

第1階段結(jié)束后，張橋220千伏母線處于解列運行方式，其中新母差運行于副母，老母差運行于正母。具體如圖1所示。

第2階段所需翻接的間隔：220千伏母聯(lián)、顧張4154、張銀2162、2號主變220千伏。第1天同樣拆除上述間隔與老母差的聯(lián)系，之后做好翻接準(zhǔn)備工作。僅在最后2天分別輪停2套新母差，以配合相關(guān)回路接入并作聯(lián)調(diào)試驗（見圖2）。

圖1 第1階段220千伏運行方式

圖2 第2階段220千伏運行方式

第3階段所需翻接的間隔：張紫2177、張銀2161。

考慮到在進(jìn)入第4階段后，老母差與所有220千伏間隔回路均已拆除并退役。因此張橋220千伏正、副母線均可納入新母差保護范圍，這樣可恢復(fù)張橋220千伏母線的正常運行。在第3階段2條線路恢復(fù)運行時，將線路帶負(fù)荷與母聯(lián)帶負(fù)荷統(tǒng)籌考慮。安排如下運行方式：

將第4階段所需翻接間隔改檢修，拆除與老母差聯(lián)系，老母差退役，此時220千伏正母為空母線。

由于本次工程中母聯(lián)保護為新裝，須進(jìn)行帶負(fù)荷試驗后方可投運。故用張銀2161線路作為電源，空充正母確認(rèn)無故障后，用母聯(lián)向張銀2161線、張紫2177線供電，完成母聯(lián)及兩條線路帶負(fù)荷試驗。這樣，第3階段完成后新母差保護運行于正、副母線，最后將原本運行于副母的線路熱倒至副母，保持張橋地區(qū)220千伏網(wǎng)架負(fù)荷合理分布。

為此，應(yīng)將220千伏母聯(lián)相關(guān)回路在第3階段末接入已接入新母差，母聯(lián)保護完成相關(guān)試驗，處于待投運狀態(tài)（見圖3）。

圖3 第3階段220千伏運行方式

第4階段所需翻接的間隔：顧張4165、3號主變220千伏，另外旁路間隔也在本階段投入運行。

傳統(tǒng)220千伏母差改造，當(dāng)線路間隔翻接入新母差保護后，新、老母差二次電流回路平衡被打破，改造期間母線將失去保護，靠線路后備保護動作時間切除母線故障，母線故障無法瞬時切除，可能不滿足地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定要求。在本次母差改造中，通過倒閘操作保證了一次電流與二次電流回路保持一致，故新老母差電流回路均能保持平衡。改造期間兩套新母差保護采用輪停方式與線路間隔接口回路，保證了副母線母差保護不停電運行，正母線上老母差保護僅在第1、2、3階段各停1天，大大降低了母差改造期間電網(wǎng)運行風(fēng)險（見圖4、5）。

3 接口回路分析

本次母差改造圖紙按照《上海電網(wǎng)220千伏系統(tǒng)繼電保護標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范》（標(biāo)準(zhǔn)號Q/SDJ1281-2009）設(shè)計，符合國家電網(wǎng)公司關(guān)于繼電保護設(shè)備“六統(tǒng)一”的要求。在母差與各接入間隔接口回路變更部分主要包括2個方面：

圖4 第四階段開始停電時220千伏運行方式

圖5 第4階段母聯(lián)投運后220千伏恢復(fù)原接線形式

（1）根據(jù)一一對應(yīng)原則，各220千伏間隔增加一組與母差配合的交流電壓、電流回路；直流閘刀鏡像回路、失靈啟動回路；母差跳閘、啟動線路遠(yuǎn)跳、主變失靈解復(fù)壓閉鎖回路。

（2）取消操作箱TJR，TJQ繼電器啟動母差失靈保護回路。

對于第（1）條，在工程前期結(jié)合站內(nèi)設(shè)備及資料做了大量的工作，已具備施工條件。在施工過程中除了完成各項常規(guī)實驗，還須保證上述各回路獨立性及完整性。

對于第（2）條，經(jīng)仔細(xì)核對圖紙，分析邏輯圖后發(fā)現(xiàn)設(shè)計存在缺陷。圖6為母差保護與220千伏線路間隔的邏輯接口圖。

圖6中，線路保護采用2套REL551光纖縱差作為主保護及國產(chǎn)保護RCS902作為后備保護，操作箱型號為CZX-12R。在老母差回路中，母差失靈保護啟動回路主要由幾部分組成：第一、二套主保護（REL551）動作及后備保護動作分別啟動母差失靈保護(如圖6中a)，操作箱永跳繼電器TJR、三跳繼電器TJQ動作分別啟動母差失靈保護(如圖6中b)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計要求，針對本期工程，只須將兩套主保護啟動失靈回路分開，采用一一對應(yīng)的原則分別啟動2套母差失靈保護，后備保護增加一副動作接點，同時啟動2套母差失靈保護。但取消永跳繼電器TJR、三跳繼電器TJQ啟動母差失靈接點是否會造成某些故障情況下母差失靈保護拒動？

圖7為改造后母差保護與線路邏輯接口簡圖，要檢驗取消TJR，TJQ啟動母差失靈保護后的邏輯是否存在漏洞，首先分析有哪些保護動作行為需要通過TJR，TJQ繼電器啟動母差失靈保護。查看老圖紙發(fā)現(xiàn)TJR繼電器由母差保護動作及線路保護REL551的開出接點（Or-Trip）啟動，TJQ僅由線路保護REL551的開出接點Trip-3PH啟動。而接點Or-Trip中又包括線路遠(yuǎn)跳動作邏輯。REL551線路保護動作會啟動母差失靈保護，查看邏輯圖后發(fā)現(xiàn)用于啟動母差失靈保護的節(jié)點僅包括差動保護動作邏輯。具體如圖8所示。

因此取消操作箱TJR、TRQ啟動失靈回路后將造成以下結(jié)果：

（1）母差保護動作后，若有某斷路器失靈，母差失靈保護將不會被啟動。

圖6 母差保護與線路邏輯接口簡圖（改造前）

圖7 母差保護與線路邏輯接口簡圖（改造后）

圖8 線路光纖縱差REL551失靈啟動邏輯圖（修改前）

（2）REL551差動動作接點Trip-3PH不再啟動母差失靈保護。

（3）REL551收到對側(cè)遠(yuǎn)跳命令后不再啟動母差失靈保護。

在雙母線接線方式時，母差保護出口與母差失靈保護動作出口邏輯相同，母差既然已經(jīng)動作，是否啟動線路本側(cè)母差失靈保護無關(guān)緊要，因此上述問題第1點可不予考慮；對于第2點，由于REL551中啟動Trip-3PH的動作邏輯必然啟動Diff-TripA、Diff-TripB、Diff-TripC，也會使Start-BFP動作進(jìn)而啟動母差失靈保護（見圖8），因此也可忽略。

對于第（3）點討論如下：

線路保護收到遠(yuǎn)跳命令可能由于對側(cè)母差保護動作或者為3/2接線方式下的斷路器失靈保護動作引起，此時除了跳開本線斷路器外，還應(yīng)啟動本側(cè)母差以防止事故擴大。但在第（3）點中，遠(yuǎn)跳啟動母差失靈保護的唯一邏輯通道被取消，造成遠(yuǎn)跳漏啟動母差失靈保護。為此應(yīng)修改REL551保護中失靈啟動邏輯。

修改后的失靈啟動邏輯如圖9所示。

在該邏輯圖中除了原有差動保護Diff-TripA，Diff-TripB，Diff-TripC動作啟動失靈接點Start-BFP外，收到對側(cè)遠(yuǎn)跳命令（DTT-CR）后，也將啟動Start-BFP，從而啟動母差失靈。通過2套REL551自環(huán)后，通過各種故障情況下的整組實驗也驗證了上述邏輯的正確性。

圖9 線路光纖縱差REL551失靈啟動邏輯圖（修改后）

4 總結(jié)

張橋變電站220千伏母差改造采用國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化配置的雙重化微機保護裝置，在二次回路及原理方面與站內(nèi)原有的中阻抗母差保護（BUS1000）有較大區(qū)別，另一方面工程期間采用新老母差共同運行方式。本文就改造過程如何確保設(shè)備的安全運行，所改造的設(shè)備平穩(wěn)過渡，對工程中出現(xiàn)的疑點及難點如何分析進(jìn)行了總結(jié)和探討。希望文章內(nèi)容能為以后類似的工程項目提供借鑒。