220kV母線失靈保護(hù)雙重化改造工程實(shí)踐

劉 亮，黃曉舟，肖 蕾，杜 濤

（國網(wǎng)湖北孝感供電公司，湖北 孝感431600）

0 引言

斷路器失靈保護(hù)是指故障電氣設(shè)備的繼電保護(hù)動(dòng)作發(fā)出跳閘命令而斷路器拒動(dòng)時(shí)，利用故障設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作信息與拒動(dòng)斷路器的電流信息構(gòu)成對斷路器失靈的判別，能夠以較短的時(shí)限切除同一廠站內(nèi)其他有關(guān)的斷路器，使停電范圍限制在最小，從而保證整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免造成發(fā)電機(jī)、變壓器等故障元件的嚴(yán)重?zé)龘p和電網(wǎng)的崩潰瓦解事故[1]。按照《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》，新建500 kV和重要的220kV場所的220kV母線應(yīng)做到雙套母線差動(dòng)保護(hù)、開關(guān)失靈保護(hù)，而已建成的500 kV和重要的220kV場所的220kV母線可逐步完成[2]。目前，新一代母線差動(dòng)保護(hù)和失靈保護(hù)的一體化設(shè)計(jì)，以其運(yùn)行穩(wěn)定、靈活、二次回路清晰、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，使雙重化配置的實(shí)現(xiàn)具備可靠實(shí)施的條件。某供電公司依據(jù)上述要求，對未滿足要求的220kV變電站及220kV母線失靈保護(hù)進(jìn)行雙重化改造。

1 220kV母線失靈保護(hù)配置情況

某供電公司所轄14座220kV變電站，新建或智能化改造變電站實(shí)現(xiàn)雙母線差動(dòng)雙失靈保護(hù)配置，5座220kV變電站由于建站比較早為雙母線差動(dòng)單失靈保護(hù)配置；母線差動(dòng)失靈保護(hù)雙重化改造方案為將原二套母線差動(dòng)保護(hù)屏，一套失靈保護(hù)屏更換為二套能同時(shí)實(shí)現(xiàn)母線差動(dòng)、失靈保護(hù)功能的母線保護(hù)屏。

2 改造前期準(zhǔn)備

2.1 現(xiàn)場勘察

圖1 改造前線路啟動(dòng)失靈回路

失靈保護(hù)是一種分布式保護(hù)，母線各單元保護(hù)與母線失靈保護(hù)配合完成失靈保護(hù)功能。失靈保護(hù)是母線各單元保護(hù)的近后備保護(hù)。失靈保護(hù)雙重化改造涉及到全站220kV線路保護(hù)，220kV母聯(lián)保護(hù)，220kV主變保護(hù)二次回路改動(dòng)，由于變電站母線各單元保護(hù)投運(yùn)年代不一樣，運(yùn)行時(shí)間比較久的保護(hù)存在功能上不滿足設(shè)計(jì)要求，需要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際最終確認(rèn)回路設(shè)計(jì)，所以現(xiàn)場勘察是實(shí)施失靈保護(hù)雙重化改造中關(guān)鍵的一環(huán)。

2.2 圖紙會審

失靈保護(hù)雙重化改造幾乎涉及到所有220kV單元保護(hù)二次回路改動(dòng)，設(shè)計(jì)圖紙與變電站現(xiàn)場實(shí)際必須毫厘不差，需設(shè)計(jì)人員與工程施工人員到現(xiàn)場比對，最終經(jīng)過三次圖紙會審定稿，確認(rèn)最終工程施工圖紙。

2.2.1 失靈啟動(dòng)回路改造要求

改造前，各220kV支路兩套保護(hù)的失靈啟動(dòng)回路并接在一起去啟動(dòng)失靈保護(hù)（原配置單獨(dú)失靈保護(hù)）。按照雙重化要求，改造后各支路第一、二套保護(hù)失靈啟動(dòng)回路分別啟動(dòng)第一、二套母線保護(hù)（母線差動(dòng)保護(hù)+失靈保護(hù)）。

2.2.2 線路支路失靈保護(hù)啟動(dòng)回路改造

以線路保護(hù)配置為例，第一套保護(hù)選CSC-101，第二套保護(hù)選PSL603U為例，改造前線路啟動(dòng)失靈回路，保護(hù)動(dòng)作與電流判別構(gòu)成的啟動(dòng)回路[3]，如圖1所示。

新“六統(tǒng)一”母線保護(hù)具有失靈電流判別功能，所以啟動(dòng)失靈回路不需要串電流判別回路，如圖2所示。

圖2 改造后線路啟動(dòng)失靈回路

2.2.3 主變啟動(dòng)失靈回路改造

以主變配置為RCS-978主變保護(hù)為例，改造前主變失靈相關(guān)回路如圖3所示。由于原單獨(dú)配置失靈保護(hù)無主變失靈聯(lián)跳三側(cè)功能，由RCS-978成套主變保護(hù)完成主變失靈聯(lián)跳三側(cè)功能，主變保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)啟動(dòng)RCS-974非電量保護(hù)，跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，二次回路如圖3所示。

圖3 改造前主變失靈相關(guān)回路

新“六統(tǒng)一”母線保護(hù)已完善了主變失靈聯(lián)跳三側(cè)功能，由母線保護(hù)和主變保護(hù)回路配合完成此功能[4]；主變啟動(dòng)失靈開入到母線保護(hù)，如復(fù)合電壓開放，失靈保護(hù)動(dòng)作，跳主變所在母線所有元件跳閘接點(diǎn)動(dòng)作閉合，對應(yīng)主變失靈聯(lián)跳三側(cè)接點(diǎn)動(dòng)作閉合，啟動(dòng)主變保護(hù)RCS-974非電量保護(hù)跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，完成主變聯(lián)跳三側(cè)功能。

3 220kV母線失靈雙重化改造實(shí)施

改造原則為220kV母線禁止無保護(hù)運(yùn)行，失靈保護(hù)退出時(shí)間限定短時(shí)間內(nèi)，改造期間220kV母線及單元原則上禁止倒閘操作，降低故障發(fā)生幾率[5]。

1）退出原配置第一套母線差動(dòng)保護(hù)，更換為新投運(yùn)第一套母線保護(hù)，完善二次回路，調(diào)試具備投運(yùn)條件；各線路、主變保護(hù)啟動(dòng)失靈回路由于原失靈保護(hù)在運(yùn)行狀態(tài)，不具備施工條件，保護(hù)原狀，按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，敷設(shè)電纜并制作二次線，做好接入準(zhǔn)備，待失靈保護(hù)停運(yùn)，最短時(shí)間完成新投運(yùn)第一套母線保護(hù)啟動(dòng)失靈二次回路完善，減少無失靈保護(hù)運(yùn)行時(shí)間，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

2）退出失靈保護(hù)，拆除220kV母線各單元啟動(dòng)失靈二次回路，二次回路分別變動(dòng)為為啟動(dòng)第一套母線保護(hù)，第二套母線保護(hù)失靈二次回路；完善新第一套母線保護(hù)啟動(dòng)失靈回路并投入運(yùn)行。

3）退出第二套母線差動(dòng)保護(hù)，更換為新第二套母線保護(hù)，完善220kV母線各單元啟動(dòng)失靈保護(hù)回路，調(diào)試完畢投運(yùn)，失靈雙重化改造完成。如圖4所示。

圖4 改造后主變失靈相關(guān)回路

3.1 安全措施

為保證改造安全，失靈保護(hù)雙重化改造在一次設(shè)備不停電條件下進(jìn)行，220kV母線各元件保護(hù)二次回路改動(dòng)需填寫詳細(xì)二次安全措施票，整個(gè)改接過程實(shí)施前要在紙面上推演一次，精確到接線端子。實(shí)施過程中嚴(yán)格落實(shí)監(jiān)護(hù)制度，保證二次回路改接過程不發(fā)生繼電保護(hù)“三誤”事故。

3.2 失靈啟動(dòng)回路驗(yàn)證

由于電網(wǎng)穩(wěn)定、電網(wǎng)供電可靠性等條件限制，失靈啟動(dòng)回路改造是在不停電條件下進(jìn)行；啟動(dòng)失靈回路驗(yàn)證無實(shí)施條件，失靈啟動(dòng)回路正確靠核對保護(hù)原理圖完成，母線各單元啟動(dòng)失靈回路導(dǎo)通試驗(yàn)在各單元保護(hù)定檢進(jìn)行。

4 結(jié)束語

為滿足國家電網(wǎng)公司反措要求，實(shí)施220kV失靈保護(hù)雙重化改造，改造涉及220kV所有間隔單元，改造過程復(fù)雜繁瑣且危險(xiǎn)因素多，所以必須掌握改造施工前后的各個(gè)環(huán)節(jié)，清楚改造思路、施工步驟和施工方案，明確危險(xiǎn)點(diǎn)和注意事項(xiàng)，才能保證不發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)事故，改造中不留安全隱患，保證改造工作按期順利完成。改造過程中由于準(zhǔn)備充分，原配置失靈保護(hù)退出到新失靈保護(hù)投運(yùn)時(shí)間縮短到6 h，極大降低所帶來的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。此次改造是對二次施工人員的技能水平、組織能力、現(xiàn)場控制能力、職業(yè)素養(yǎng)多重考驗(yàn)。本文對失靈保護(hù)雙重化改造全過程進(jìn)行分析，旨在對后繼變電站改造工程提供借鑒與參考。