母線差動(dòng)保護(hù)改造問題淺析

王昊

【摘 要】陡河發(fā)電廠配置的第一套母差保護(hù)為RADSS/S型母差保護(hù)，第二套母差保護(hù)為BP-2B型母差保護(hù)，根據(jù)國家電網(wǎng)對于母差保護(hù)的相應(yīng)規(guī)定，需要第二套母差保護(hù)具備斷路器失靈功能。本次改造過程需要在一次母線設(shè)備不停電的情況下，先對第一套母差保護(hù)進(jìn)行保護(hù)屏的更換，再對第二套母差保護(hù)進(jìn)行更換。在改造中由于更換新保護(hù)裝置而出現(xiàn)了一些問題，經(jīng)過反復(fù)研究和討論，制定了一系列解決方案。

【Abstract】 Differential protection of RADSS/S busbar protection in Douhe Power Plant configuration is the first set of busbar differential protection， differential protection of BP-2B busbar protection is the second set of bus differential， according to the corresponding provisions of busbar protection of state grid， it needs the second set of bus differential protection with the function of circuit breaker failure. In the process of reconstruction， it is necessary to replace the protection screen of the first set of busbar differential protection before the busbar equipment is not power cut， and then replace the second set of busbar differential protection. In the reconstruction， some problems have appeared due to the replacement of new protective devices. After repeated research and discussion， a series of solutions have been worked out.

【關(guān)鍵詞】母差保護(hù)；失靈保護(hù)；充電死區(qū)保護(hù)；雙母帶旁路

【Keywords】 busbar differential protection； fail protection； charging dead zone protection； double and transfer busbar

【中圖分類號(hào)】TV738 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）06-0118-02

1 引言

陡河二站電氣主接線為雙母線帶旁路設(shè)計(jì)，接有四臺(tái)發(fā)電機(jī)、一臺(tái)啟備變和一臺(tái)脫硫變，三條出線和一旁路間隔，一母聯(lián)開關(guān)，兩組PT間隔。

原母差保護(hù)裝置：第一套母差保護(hù)為RADSS/S型母差保護(hù)，占三面屏位，分別為-4乙母母差保護(hù)屏、失靈-5乙母母差保護(hù)屏、變流器屏，投產(chǎn)時(shí)間為2000年，自帶失靈保護(hù)，母聯(lián)開關(guān)非全相保護(hù)使用開關(guān)本體的非全相繼電器，整定時(shí)間為0.5s；線路型開關(guān)非全相保護(hù)使用開關(guān)本體的非全相繼電器，整定時(shí)間為2s； 主變支路型開關(guān)非全相保護(hù)使用開關(guān)本體的非全相繼電器，整定時(shí)間為0.7s。第二套母差保護(hù)為BP-2B型母差保護(hù)，占一面屏位，投產(chǎn)時(shí)間為2012年，無失靈功能，母聯(lián)充電保護(hù)僅在母線充電時(shí)投入，充電保護(hù)不閉鎖母差保護(hù)。母聯(lián)操作回路電纜原接于電壓切換屏端子排，陡河二站設(shè)有獨(dú)立的同期控制屏。改造后，新上RCS-915保護(hù)屏替代RADSS/S母差保護(hù)，BP-2CS母差保護(hù)屏替代BP-2B保護(hù)屏，母聯(lián)控制回路由電壓切換屏改入母聯(lián)RCS-923C操作屏中，同期回路不做更改。由于現(xiàn)有陡河二站網(wǎng)控室屏位緊張，新母差保護(hù)裝置需使用線路保護(hù)屏位整個(gè)改造過程陡河二站不停運(yùn)，申請單套母差保護(hù)運(yùn)行，進(jìn)行母差保護(hù)改造。經(jīng)綜合考慮，首先進(jìn)行RADSS/S型母差保護(hù)改造，完成后，再進(jìn)行BP-2B型母差保護(hù)改造。改造后的母差保護(hù)RCS-915、BP-2CS母差保護(hù)屏均不使用母聯(lián)充電保護(hù)和過流保護(hù)，使用RCS-923C母聯(lián)保護(hù)屏充電保護(hù)和過流保護(hù)，母聯(lián)啟失靈經(jīng)操作箱分別啟動(dòng)RCS和BP母差保護(hù)屏母聯(lián)失靈邏輯。本次改造設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了一些問題，首先是兩套母線差動(dòng)保護(hù)母聯(lián)開關(guān)電流互感器位置選擇，其次是母線差動(dòng)保護(hù)的充電死區(qū)功能的配合，還有失靈回路選型，以及發(fā)變組失靈回路的不合規(guī)定的整改方案。

2 母線差動(dòng)保護(hù)母聯(lián)開關(guān)的電流互感器的位置選擇問題

改造前母聯(lián)開關(guān)電流互感器的使用情況為：原RADSS/S型母線差動(dòng)保護(hù)使用兩組母聯(lián)開關(guān)電流互感器，并且分別裝在母聯(lián)開關(guān)兩側(cè)。原BP-2B型母線差動(dòng)保護(hù)使用以II母母線電流互感器極性一致的CT組。

通過以上的配置，RADSS/S型母線差動(dòng)保護(hù)不具備母線死區(qū)保護(hù)功能，即故障發(fā)生在兩組母聯(lián)開關(guān)電流互感器之間時(shí)，母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作切除兩條母線所有間隔。而BP-2B型母差保護(hù)具有母聯(lián)死區(qū)保護(hù)功能，可經(jīng)封母聯(lián)電流互感器切除故障母線。新改裝的母線差動(dòng)保護(hù)BP-2CS和RCS-915與BP-2B型母線差動(dòng)保護(hù)使用形式一致，都只有一組母聯(lián)電流互感器，具備母線死區(qū)保護(hù)功能。不同的地方為RCS-915型母線差動(dòng)保護(hù)以I母母線電流互感器極性一致的CT組。

這樣新改造后的母差裝置的母聯(lián)電流互感器的位置使用問題就分兩種狀態(tài)，第一種是兩組母差保護(hù)用電流互感器都使用在同一側(cè)母聯(lián)開關(guān)處。第二種方案還是延續(xù)以前RADSS/S型母線差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作邏輯，使用母聯(lián)開關(guān)兩側(cè)的電流互感器。當(dāng)用第一種方案時(shí)，假設(shè)電流互感器安裝在I母側(cè)，當(dāng)發(fā)生母聯(lián)開關(guān)和母聯(lián)電流互感器之間故障時(shí)，首先II母差動(dòng)動(dòng)作，然后因?yàn)楣收想娏骼^續(xù)保持，兩套保護(hù)裝置封母聯(lián)電流互感器，差動(dòng)動(dòng)作跳I母線間隔。封母聯(lián)電流互感器時(shí)間兩套裝置固定設(shè)置為150ms。當(dāng)母聯(lián)開關(guān)至II母線側(cè)發(fā)生故障時(shí)，即故障持續(xù)時(shí)間150ms。雖然保護(hù)能正確切除II母線所有間隔元件，當(dāng)使用第二種方案時(shí)，故障發(fā)生在兩組母聯(lián)開關(guān)電流互感器之間時(shí)，RCS-915型母線差動(dòng)保護(hù)判為I母母線故障，切除I母母線間隔。BP-2CS型母線差動(dòng)保護(hù)判為II母母線故障切除II母母線間隔。兩個(gè)方案比較，如果發(fā)生在母聯(lián)開關(guān)和母聯(lián)電流互感器之間故障時(shí)，第二套方案能更快捷的切除母線故障，防止故障進(jìn)一步惡化的可能，以致威脅電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。第一套方案與第二套方案的比較，雖然減少了母差保護(hù)誤動(dòng)的范圍，但是對于母聯(lián)開關(guān)發(fā)生故障概率比較小，并且遵守著保證電網(wǎng)安全的原則，應(yīng)該減少故障可能存在的時(shí)間性?；谝陨系脑虿捎昧说诙追桨?。

3 母線充電保護(hù)之間的配合問題

首先是充電死區(qū)故障的問題，根據(jù)國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范的7.2.1.h）要求，“母線保護(hù)應(yīng)能自動(dòng)識(shí)別母聯(lián)（分段）的充電狀態(tài)，合閘于死區(qū)故障時(shí)，應(yīng)瞬時(shí)跳母聯(lián)（分段），不應(yīng)誤切除運(yùn)行母線”。對于常規(guī)的母線保護(hù)邏輯，若母聯(lián)充電至死區(qū)故障（母聯(lián)CT靠近無源母線），因沒有故障電流流過母聯(lián)CT，無法通過啟動(dòng)充電保護(hù)來閉鎖差動(dòng)保護(hù)并切除母聯(lián)開關(guān)，差動(dòng)保護(hù)將切除運(yùn)行母線。新改的母線差動(dòng)保護(hù)BP-2CS型具備上述所說的母聯(lián)充電于死區(qū)故障的功能，并且充電至死區(qū)保護(hù)一經(jīng)啟動(dòng)后，展寬300ms或者手合節(jié)點(diǎn)變位，充電死區(qū)保護(hù)自動(dòng)退出。而母線差動(dòng)保護(hù)RCS-915型不具備充電死區(qū)功能，所以缺失了該功能。已聯(lián)系廠家進(jìn)行版本的升級(jí)工作進(jìn)行更改。

其次兩套母線保護(hù)與母聯(lián)保護(hù)屏之間的配合問題。BP-2CS母線保護(hù)的充電死區(qū)功能固定展寬300ms.RCS-923C斷路器輔助保護(hù)裝置充電保護(hù)投入時(shí)間為400ms.手合繼電器的動(dòng)作時(shí)間為513ms左右。如果投入RCS-923C斷路器輔助保護(hù)裝置充電保護(hù)功能，外部閉鎖差動(dòng)的時(shí)間為500ms左右，即充電保護(hù)投入這段時(shí)間有100ms，對于這段母線未有保護(hù)。解決辦法為不投入充電保護(hù)，改投過流保護(hù)進(jìn)行保護(hù)。

4 失靈回路的改造問題

首先，相對于以前的RADSS/S型母線差動(dòng)保護(hù)的失靈啟動(dòng)回路的區(qū)別在于以前的電流判據(jù)在各個(gè)間隔中失靈輔助保護(hù)中，新改的母差保護(hù)電流判據(jù)設(shè)置在新母差盤中。其次，失靈節(jié)點(diǎn)的開入也有相應(yīng)的變化，不再需要刀閘節(jié)點(diǎn)的接入判別，另外線路保護(hù)裝置不需要分相失靈啟動(dòng)和三相失靈啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)并在一起啟動(dòng)。根據(jù)國網(wǎng)母線保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范原則，目前母差的失靈啟動(dòng)回路是，發(fā)電機(jī)啟動(dòng)為三相保護(hù)動(dòng)作節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)，線路保護(hù)啟動(dòng)為分相保護(hù)動(dòng)作節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)。最后，根據(jù)二十五項(xiàng)反措中的失靈啟動(dòng)返回時(shí)間不超過30ms，測試了各個(gè)發(fā)變組保護(hù)和線路保護(hù)的保護(hù)動(dòng)作出口節(jié)點(diǎn)時(shí)間，雖然大部分滿足反措要求，但是個(gè)別機(jī)組保護(hù)裝置的出口返回時(shí)間不符合此規(guī)定，經(jīng)過討論和測試將電流判別元件繼續(xù)加入到回路中，保證啟動(dòng)失靈節(jié)點(diǎn)動(dòng)作和返回時(shí)間符合要求。

5 母差保護(hù)裝置的其他相應(yīng)問題探討

首先保護(hù)裝置的開入電源不具備檢測功能，母聯(lián)開關(guān)的位置和保護(hù)功能壓板以及刀閘位置的開入對于保護(hù)邏輯判別具有重要的意義。開入電源的非正常情況和消失都會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的后果。由于開入電源是隔離后電源，即使發(fā)生接地情況也不會(huì)有相應(yīng)的報(bào)警和相應(yīng)措施。此項(xiàng)問題有待重新從裝置本身上進(jìn)行更改。其次母差保護(hù)的死區(qū)保護(hù)功能雖然能解決死區(qū)故障的切除，但是在根本上并未首先切除掉故障母線，而是先切正常母線后，再切除故障母線。這個(gè)也要從邏輯上進(jìn)行相應(yīng)的改正和完善。

6 結(jié)語

通過這次改造的問題分析，理清很多思路和回路原理，深度理解了RADSS/S型母差保護(hù)和RCS-915保護(hù)屏以及BP-2CS型母線差動(dòng)保護(hù)功能。在整個(gè)保護(hù)改造設(shè)計(jì)方案過程中，很多平時(shí)不注意的保護(hù)之間的相互配合問題引起了我們深入的思考。很多配置的實(shí)際問題需要結(jié)合本廠的實(shí)際情況進(jìn)行配置。母聯(lián)開關(guān)電流互感器位置應(yīng)設(shè)置與母差保護(hù)的死區(qū)保護(hù)的取舍相比較。母聯(lián)充電保護(hù)與母差保護(hù)之間的相互配合。失靈回路中的相應(yīng)變動(dòng)。保護(hù)裝置開入電源的重視和防止故障發(fā)生的相應(yīng)措施的完善。這些問題的思考和解決思路為進(jìn)一步了解母差保護(hù)奠定了基礎(chǔ)。本文中相應(yīng)改造分析可能存在一些不周到的東西，僅供參考。