基于220 kV母差保護(hù)雙重化改造方案研究

楊政

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司應(yīng)急搶修中心 廣東 廣州 510160）

摘 要：本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)改造實(shí)際情況，對(duì)母差保護(hù)改造相關(guān)回路進(jìn)行詳細(xì)探討并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為以后同類(lèi)改造起到指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：220 kV；母差保護(hù)；雙重化；改造

引言

母差保護(hù)對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，隨著變電站規(guī)模的擴(kuò)大，相關(guān)運(yùn)行方式的復(fù)雜性增加，對(duì)母差保護(hù)也提出了新的要求。某220 kV變電站220 kV側(cè)采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)方式，220 kV側(cè)共有8個(gè)間隔，其中有 1個(gè)220kV母聯(lián)間隔， 2回主變間隔及5回線(xiàn)路間隔。220kV 母線(xiàn)目前正運(yùn)行一套型號(hào)為 BP-2B的母差保護(hù)，并且失靈保護(hù)由220kV各個(gè)間隔獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。于2015 年3月對(duì)該站 220kV母線(xiàn)保護(hù)進(jìn)行雙重化改造，新安裝一套由許繼電氣股份有限公司生產(chǎn)的WMH-800A型微機(jī)母線(xiàn)保護(hù)裝置，本文就母線(xiàn)保護(hù)改造中的施工措施及技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)，為同類(lèi)變電站的母差保護(hù)改造提供參考。

1 改造方案的確定

按照南方電網(wǎng)公司相關(guān)反事故措施要求： 220k母差保護(hù)及失靈保護(hù)共用一個(gè)出口跳閘回路，并同時(shí)作用于斷路器的2組跳閘線(xiàn)圈； 220kV母差保護(hù)的刀閘接點(diǎn)開(kāi)入、失靈開(kāi)入及與其他保護(hù)配合的相關(guān)回路應(yīng)遵循相互獨(dú)立的原則，并按雙重化配置；220 kV母差保護(hù)應(yīng)按照相互獨(dú)立的原則雙重化配置； 220kV母差保護(hù)的電流互感器二次繞組應(yīng)合理分配，防止保護(hù)動(dòng)作死區(qū)； 220kV母線(xiàn)保護(hù)出口跳閘回路應(yīng)經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖元件。根據(jù)上述要求，確定如下施工方案。

a.新增母差保護(hù)屏1面，內(nèi)含WMH-800A型微機(jī)母線(xiàn)保護(hù)裝置 （ 具備母差及失靈保護(hù)） 1套、打印機(jī)1臺(tái)。此屏柜命名為“220kV 第2套母差保護(hù)屏”。

b.新增屏柜的電流回路取自220kV各個(gè)間隔TA獨(dú)立繞組，不與其它保護(hù)共用一個(gè)TA繞組。

c.取消原有母差保護(hù)出口跳各個(gè)母線(xiàn)間隔第2組跳閘線(xiàn)圈回路接線(xiàn)，新增 220kV母線(xiàn)第 2 套保護(hù)屏出口跳各個(gè)母線(xiàn)間隔第 2 組跳閘線(xiàn)圈回路接線(xiàn)。

d.依據(jù)220kV各個(gè)間隔線(xiàn)路保護(hù)圖對(duì)啟動(dòng)失靈回路進(jìn)行改造，遵循2套母差保護(hù)的啟動(dòng)失靈回路相互獨(dú)立。

e.新增母差保護(hù)的母線(xiàn)刀閘觸點(diǎn)取自刀閘本體的輔助開(kāi)關(guān)。

f.新增的220 kV母線(xiàn)第2套保護(hù)直流電源取自第2套直流系統(tǒng)饋線(xiàn)屏。

g.按照220kV及以上系統(tǒng)變壓器開(kāi)關(guān)失靈聯(lián)跳各側(cè)回路有關(guān)反措的要求，增加主變高壓側(cè)斷路器失靈聯(lián)跳回路。

2 難點(diǎn)分析

2. 1 電流互感器繞組配置方案分析

母差失靈保護(hù)回路盡量相對(duì)獨(dú)立，要求每套完整、獨(dú)立的保護(hù)裝置能處理可能發(fā)生的所有故障類(lèi)型。2 套保護(hù)之間不應(yīng)有任何電氣聯(lián)系，當(dāng)一套保護(hù)退出時(shí)不應(yīng)影響另一套保護(hù)的運(yùn)行，2 套保護(hù)的電流回路應(yīng)分別取自電流互感器相互獨(dú)立的繞組。根據(jù)此項(xiàng)原則，本變電站220 kV各間隔電流互感器共有6個(gè)繞組。其中，保護(hù)用繞組只有4個(gè)，分別用于第1套主保護(hù)、第2套主保護(hù)、失靈保護(hù)和220kV第1套母差保護(hù)，其中失靈保護(hù)和故障錄波器共用電流互感器的同一個(gè)繞組。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查及分析，形成如下方案： 新增的220kV母差保護(hù)接于失靈保護(hù)用的繞組，故障錄波器串接于第2套保護(hù)之后。這樣，4個(gè)保護(hù)用TA 繞組重新分配后變成： 第 1 套主保護(hù)用 1個(gè)繞組，220kV第1套母差保護(hù)用1個(gè)繞組、第2套主保護(hù)用1 個(gè)繞組，220kV第2 套母差保護(hù)用1 個(gè)繞組。值得注意的是，在 TA 配置時(shí)，應(yīng)注意 TA 繞組的用途，采用TA繞組交叉配置原則，嚴(yán)防TA繞組配置不合理而出現(xiàn)死區(qū)現(xiàn)象。

此種配置符合反事故措施要求，2 個(gè)相鄰設(shè)備保護(hù)之間的保護(hù)范圍完全交叉，不會(huì)出現(xiàn)保護(hù)死區(qū)，也不會(huì)發(fā)生故障時(shí)保護(hù)拒動(dòng)、越級(jí)跳閘或大范圍區(qū)域事故，確保了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

由于在整個(gè)過(guò)渡期間各間隔均不停電，因此，在改造線(xiàn)路電流回路時(shí)需先將第2套主保護(hù)停用，然后在各間隔端子箱處將原失靈回路和第2套主保護(hù)用的電流端子短接封好并可靠接地后，方可拆除保護(hù)屏處的電纜，再將故障錄波器接至第2套主保護(hù)后，同時(shí)將失靈保護(hù)用電流互感器接至第 2 套母差保護(hù)中，工作中做好安全措施，嚴(yán)格防止電流互感器二次開(kāi)路。

2. 2 失靈保護(hù)回路改造方案分析

失靈保護(hù)功能由母線(xiàn)保護(hù)實(shí)現(xiàn)，啟動(dòng)失靈的保護(hù)跳閘接點(diǎn)由各個(gè)間隔的保護(hù)提供，失靈電流判別功能由母線(xiàn)保護(hù)實(shí)現(xiàn)。主變間隔除提供保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)啟動(dòng)失靈保護(hù)外，還需提供解除電壓閉鎖的保護(hù)跳閘接點(diǎn) （與啟動(dòng)失靈接點(diǎn)為不同繼電器） 開(kāi)入至母線(xiàn)保護(hù)，滿(mǎn)足失靈判據(jù)經(jīng)整定延時(shí)啟動(dòng)失靈保護(hù)。因此，失靈保護(hù)是作為母線(xiàn)及連接元件的后備保護(hù)考慮使用的，采用雙重化配置后，不但連接元件的失靈啟動(dòng)，解除復(fù)合電壓閉鎖回路多，而且母差失靈保護(hù)的接線(xiàn)復(fù)雜，所以在改造過(guò)程中應(yīng)特別加以注意。

2. 2. 1 保護(hù)失靈啟動(dòng)回路的改造

由于母差保護(hù)雙重化配置后形成雙套母差保護(hù)和雙套失靈保護(hù)，所以每個(gè)線(xiàn)路間隔的2 套保護(hù)裝置均應(yīng)各啟動(dòng) 1 套失靈保護(hù)。改造以前， 220kV各間隔的失靈回路由2套保護(hù)的保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)并聯(lián)后與斷路器輔助保護(hù)的過(guò)電流判別組件接點(diǎn)串聯(lián)組成。

改造后，本變電站220 kV各間隔的2套保護(hù)分別啟動(dòng) 2 套母差保護(hù)的失靈保護(hù)，失靈回路由每套保護(hù)的保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)與每套母差保護(hù)的過(guò)電流判別組件接點(diǎn)串聯(lián)組成。改造后，保護(hù)失靈啟動(dòng)回路如圖 1所示。

圖 1 改造后保護(hù)失靈啟動(dòng)回路

在整個(gè)回路改造過(guò)程中，每個(gè)線(xiàn)路間隔都需將2套保護(hù)裝置的保護(hù)出口動(dòng)作接點(diǎn)并聯(lián)回路打開(kāi)后分別接至第1套母差和第2套母差保護(hù)裝置。工作中也應(yīng)做好必要的安全措施，防止誤觸、誤碰事故的發(fā)生。

2. 2. 2 解除復(fù)合電壓閉鎖回路的改造

當(dāng)主變低壓側(cè)故障而高壓側(cè)開(kāi)關(guān)失靈時(shí)，由于主變短路阻抗比較大而導(dǎo)致高壓側(cè)母線(xiàn)電壓下降幅度不是很大，而對(duì)于220 kV的母差保護(hù)中，主變失靈保護(hù)的出口也是經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖的，此時(shí)，若主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)失靈，母線(xiàn)電壓下降的靈敏度不夠可能會(huì)閉鎖失靈保護(hù)出口，為此，有必要采用主變保護(hù)動(dòng)作解除失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖功能。

本變主變保護(hù)原有設(shè)計(jì)中，解除復(fù)壓閉鎖回路由主變 A屏的解除復(fù)壓閉鎖回路和 B屏的解除復(fù)壓閉鎖回路并聯(lián)后，啟動(dòng)母差保護(hù)的失靈保護(hù)。改造后，A屏或 B屏的解除復(fù)壓閉鎖回路分別啟動(dòng)第1套和第2套母線(xiàn)保護(hù)的失靈保護(hù)。需要說(shuō)明的是，重新定義的主變保護(hù)失靈解除復(fù)壓閉鎖出口應(yīng)由主變差動(dòng)保護(hù)和高后備中跳高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的保護(hù)來(lái)啟動(dòng)，而不是所有的主變電氣量保護(hù)都可以啟動(dòng)。

3 母差跳閘回路改造

南方電網(wǎng)公司相關(guān)反措要求： 雙重化配置的母線(xiàn)保護(hù)采用 2 套完整、獨(dú)立的母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)，并安裝在各自柜內(nèi)。2套母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的跳閘回路應(yīng)同時(shí)作用于斷路器的2個(gè)跳閘線(xiàn)圈。原設(shè)計(jì)中，老母差保護(hù)動(dòng)作將同時(shí)跳各間隔的2組跳閘線(xiàn)圈，新增第2套母差保護(hù)后，將實(shí)現(xiàn)由第1套母差保護(hù)動(dòng)作跳第1組跳閘線(xiàn)圈，第2套母差保護(hù)動(dòng)作跳第2組跳閘線(xiàn)圈，在過(guò)渡第2套母差保護(hù)各間隔時(shí)，需要將老母差保護(hù)裝置中接至各間隔第 2 組跳閘線(xiàn)圈的正電及跳線(xiàn)拆除，具體操作時(shí)應(yīng)先拆除各相應(yīng)間隔保護(hù)側(cè)正電及跳線(xiàn)，用絕緣膠布包好后再拆除老母差保護(hù)側(cè)，防止在拆除老母差保護(hù)側(cè)正電時(shí)誤碰其它正電，造成保護(hù)誤動(dòng)作。

4 結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)220kV母差保護(hù)能良好的保護(hù)母線(xiàn)系統(tǒng)，為變電所輸電的穩(wěn)定提供了重要保障，在技術(shù)改造中，要嚴(yán)格按照相應(yīng)的國(guó)家技術(shù)規(guī)定處理，為母差保護(hù)系統(tǒng)增加雙重性，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]郭忠 ，陳啟銀.單母差保護(hù)改雙母差保護(hù)的實(shí)踐[J].電力安全技術(shù)，2009（7）.：25-26.

[2]付振強(qiáng)，侯明辰.母線(xiàn)充電時(shí)投入母差保護(hù)的必要性分析[J].東北電力技術(shù)，2013，34 （ 6） ： 35 -39.

[3]尤旦峰，何雪峰，李力，等.RCS-915 系列微機(jī)母差保護(hù)中失靈保護(hù)及其雙重化方案[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化，2001，25 （ 21） ： 58 - 60.

[4]胡文進(jìn)等，220kV 微機(jī)母線(xiàn)保護(hù)雙重化應(yīng)用 [J]，上海電力，2007，3：271-273.