摘要：在错综复杂的电网中，一旦发生故障，继电保护快速、灵敏、可靠、选择动作，发跳闸命令至区内断路器，高效可靠隔离故障的，减少故障对电网造成的冲击。然而，断路器可能存在拒动，这时需要断路器失灵保护这一近后备保护进行故障隔离，防止电网事故扩大。本文针对某地区220 kV裕元变电站的实际情况，就220kV双母线母差保护双重化工程改造进行了分析总结，以供同类改造工程参考。
关键词：母差保护；双重化；工程改造
1 第一章 工程概况
根据南方电网统一部署。将某220 kV变电站母差失灵保护严格按照《南方电网电力系统继电保护反事故措施汇编（2014年）》中220kV母线应按双重化原则配置要求，拆除220 kV母差老I屏（47P220kV＃2母差保护屏 ），新装220 kV母线失灵屏（40P220kV母差失灵保护屏），实现母差失灵双重化保护配置。
2 第二章 变电站内设备情况
220 kV裕元变电站设备共有主变间隔3个、220kV线路间隔4个、220 kV母联间隔1个。各间隔名称及保护配置如下。
（1）#1、#2、#3主变间隔配置：保护及高压侧操作回路对应双重化配置。其中主一保护、主二保护采用的是国电南自型号为WBZ500G的主变保护装置，变高侧操作箱、变中低操作箱及非电量继电器箱采用国电南自型号为FST-31A的操作箱，高压侧断路器失灵启动装置采用的是国电南自型号为DPT530的主变失灵启动装置，在主变的高压侧断路器出现失灵动作时，断路器失灵保护动作跳开相应变高侧断路器，无设计有联跳主变各侧的断路器，可能造成以下两个后果：主变压器220kV侧断路器尚未跳开，因受110kV系统倒送过来的较大的断路器电流冲击而损坏；或者相邻变压器的后备保护达到定值动作切除所属的各侧断路器，造成事故范围扩大。
（2）220kV裕大甲线、220kV裕大乙线间隔配置：保护及断路器操作回路对应双重化配置。其中30P220kV裕大甲线主一保护屏（32P220kV裕大乙线主一保护屏）主一、31P220kV裕大甲线主二保护屏（33P220kV裕大乙线主二保护屏）主二保护采用的是南京南瑞型号为PCS-931N2的高压线路保护装置，断路器操作箱采用的南京南瑞型号为CZC-12G的操作断路器箱，主一保护和断路器第一组操作电源取自于同一段直流母线的直流电源（直流I段），主二保护和断路器第二组操作电源取自于同一段直流木现代额直流电源（直流II段），实现完全相互独立的双重化配置。
（3）220kV东裕甲线、220kV东裕乙线间隔配置：保护及断路器操作回路对应双重化配置。其中24P220kV东裕甲线主一保护屏（22P220kV东裕乙线主一保护屏）主一、25P220kV东裕甲线主二保护屏（23P220kV东裕乙线主二保护屏）主二保护采用的是南京南瑞型号为RCS-931BM的高压线路保护装置，断路器失灵及辅助保护装置采用的是南京南瑞RCS-923A的断路器及失灵保护装置，断路器操作箱采用的南京南瑞型号为CZCX-12R1的操作断路器箱，主一保护和断路器第一组操作电源取自于同一段直流母线的直流电源（直流I段），主二保护和断路器第二组操作电源取自于同一段直流木现代额直流电源（直流II段），实现完全相互独立的双重化配置。
（4）220kV母联2012间隔配置:单套保护配置。220kV母联保护屏（45P）采用的是南京南瑞RCS-921A，断路器操作箱采用的南京南瑞CZX-12R，保护装置电源和断路器操作第一组回路均取自于直流I段母线的电源，操作第二组回路取自于直流母线II段电源。
（5）220kV母差失灵配置：双母差单失灵保护配置。220kV＃1母差保护屏（46P） 采用的是国电南京自动化WMZ-41B微机母线保护装置，用于实现母差保护一保护，分别动作出口于220kV断路器的第一组和第二路控制回路进行出口跳开相应的额断路器；220kV＃2母差保护屏（47P）采用的是国电南京自动化WMZ-41B微机母线保护装置，用于实现母差保护二保护，动作出口于220kV断路器的出口跳开相应的断路器；这种双母差单失灵的保护配置不能满足2014年南方电网电力系统继电保护反事故措施中“220kV及以上母线应双重化保护配置”的要求。
3 第三章 母差保护改造实例分析
本次改造母线失灵保护A套和母线失灵保护B套，根据现场实际接线情况，首先进行母线失灵保护B套改造，即增加第二套母线失灵保护装置（PCS915），然后进行母线失灵保护A套改造，最后进行旧220 kV母差保护II屏的拆除工作。由同一组直流母线段供电的主变、线路、母联、旁路保护二次回路接入对应直流母线段供电的新母线失灵保护，以#1号主变间隔改造为例说明如下:
3.1主设备接入
鉴于失灵启动的动作时间与失灵联跳三侧开关的动作时间有所差别，结合本主变断路器保护DPT530的电流动作逻辑中只有两个时限可整定（启动失灵出口K5、K6和解除母线失灵复压闭锁出口K7、K8），现建议实现方式如下：原主变失灵启动回路采用“启动高压侧断路器失灵1”和“启动高压侧断路器失灵2”并接后同时发信至220kV失灵保护装置。现修改为只用“启动高压侧断路器失灵1”（K5）启动失灵，而“启动高压侧断路器失灵2”（K6）则用于解复压闭锁，进而把原DPT530保护装置定义的“解除母线失灵复压闭锁出口K7”用作失灵联跳三侧开关回路中电流及时延判据。
图1 原失灵启动回路设计图
图2 修改后的失灵启动回路及解复压回路
同时，考虑到可靠性的问题，建议K7电流判别接点还需串接高压侧开关动作接点后作为完整的启动失灵联跳三侧开关回路，再将此回路开入至本主变的非电量保护中，启动主变非电量跳闸回路从而实现联跳相应主变各侧开关的目的。
图3 主变变高开关失灵联跳主变三侧开关回路
断路器、隔离开关辅助接点统一从户外机构箱内直接接取(母联隔离开关辅助接点不需接入)。电流回路安措统一在户外端子箱处进行短接。每套220 kV线路保护装里均提供一组分相跳闸接点(TJA. TJB. TJC).启动对应的一套母线失灵保护装眨中的断路器尖灵保护.践路保护与失灵保护采取一对一”启动的方式。失灵电流判别在母线失灵保护中实现:取消并隔离线路保护操作箱TJR /TJQ启动接点和断路器保护装置启动失灵回路。每套变压器电气量保护装置提供两对不同继电器的220 kV断路器出口接点，用于对应的一套母线失灵保护装置中的断路器失灵保护的“解除失灵保护复压闭锁”和“启动失灵”变压器电气量保护与失灵保护采取“一对一”启动的方式;非全相保护和非电量保护不启动失灵;取消并隔离主变保护操作箱TJR/TJQ启动接点和断路器保护装置启动失灵回路。解除失灵保护复压闭镇使用主变保护动作解除母线复压闭锁出口接点；本变电站母联保护有手合充电继电器，本次改造手合充电闭锁母差功能按原回路接入。每套母线失灵保护装置提供一对跳闸出口接点.分别接入对应断路路操作箱对应的TJB回路，本次改造由母线失灵保护提供一对变压器高压侧断路器失灵后联跳出口接点至变压器保护，#1号主变接入变压器高压侧失灵启动保护（DPT530）联跳开入，由变压器非电最保护动作跳开变压器各侧断路器。
3.2验收项目
母差失灵保护装置的验收项目除了常规项目零漂采样、保护开入检查、告警信号试验等外，因涉及全站220kV电压等级的输电线路间隔、主变间隔、母联间隔等，为降低因接入过程中引起误动作等风险，接入每个间隔时都停电进行接入，然而停电流程复杂，程序繁琐，所以整个母差失灵保护装置的接入跨度很长，每个间隔均不能掉以轻心，具体验收项目如下：
3.2.1各单元保护屏上失灵开入至母差屏功能检验
结合单元停电，在其保护屏上模拟失灵启动，投入失灵起到压板，测量母差屏有无相应失灵开入信号输入。
3.2.2各单元各母线刀闸位置变位检查
结合单元停电，实际拉合刀闸检查装置刀闸变位是否与实际一致，并检验强制刀闸变位功能。
3.2.3开关传动试验
双重化保护改造完成后，应对改造回路进行校验，以防止出现寄生回路造成保护的误动作。对跳闸回路进行一一对应验证，对失灵回路进行逐一分相验证，以确保出口正确。
根据停电计划，各接入单元停电后，模拟80%直流电源整组传动开关，测量整组动作时间，确认压板是否正确，检查确认跳闸线接入是否正确。开关传动及跳闸线接入，要求施工单位事先提供施工方案，内容必须包括危险点、危险源分析和控制措施，并列明每个单元跳闸线接入的端子号，跳闸线接入后做好记录，并在屏上贴上标签。
3.2.4六角图测试
根据电流互感器ABC文档进行测试，送电前，对涉及的屏位、端子号进行记录；检查主变保护、旧母差保护差流情况；要求施工人员记录系统潮流将测试结果记入“继电保护记录本”，并分析判断CT极性正确性。
3.2.5其它注意
每试验完一个间隔后，是保留其跳闸回路接线还是解下包扎好，或在跳闸压板做好措施
3.2故障录波接入
应接入母差保护分段出口接点、跳母联出口接点、失灵保护分段出口接点、母线互联告警、TA/TV断线告警、保护装置故障告警接点，以上接点均应采用不保持接点。
3.3其他接点接入
保护信息系统子站通过以太网接入。GPS对时使用IRIG-B码对时方式接入。取消并隔离线路保护A套与B套之间的启动失灵回路。取消并隔离主保护A套与B套之间的启动失灵回路、解除失灵复压闭锁回路。全部母线失灵保护改造完毕后，拆除原220 kV母差保护屏，拆除时，应先确认在户外端子箱处已短接母联电流回路。母线失灵保护用二次电流回路按照反措要求统一在户外端子箱一点接地。母联电流回路极性需要调整的，统一在户外端子箱进行。
4 第四章 总结与展望
变电站的220kV断路器母差失灵保护双重化改造是一项高风险、高难度、高技术含量的大工程，涉及面之广，跨度之大，工期之长，从修编方案、危险点分析到实施，到投入电网中运行，层层把关，确保母差失灵双重化改造工程任务有序完成。本文结合了220 kV裕元变电站的双母差改造工程，从主变线路保护回路和失灵启动回路等方面简述了改造过程中的典型问题并加以总结，希望能为今后的母差双重化改造工作提供一些经验。
参考文献
[1]《南方电网电力系统继电保护反事故措施汇编（2014年）》
论文作者:周妙秀
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：断路器论文; 母线论文; 回路论文; 接点论文; 保护装置论文; 操作论文; 间隔论文; 《电力设备》2018年第24期论文;