广东省输变电工程公司 广东广州 510160
摘要：针对广东电网运行的双重化配置220 kV线路保护、主变保护与单重化配置220 kV母线保护之间的联系，分析了断路器失灵启动220 kV母线保护原理。根据南方电网220 kV继电保护标准化设计工程应用规范及反事故措施，结合220kV丰顺站实际情况，提出了220 kV母差保护双重化改造的方案。
关键词：母线保护；双重化；改造；失灵。
0引言
变电站和发电厂的母线是电网的重要组成部分，它起着汇总和分配电能的枢纽作用。保证母线安全可靠运行对保证整个系统安全稳定运行以及提高供电可靠性和供电质量具有十分重要的意义。220kV丰顺站220kV电压等级的线路保护、主变电气量保护人全部实现了双重化配置，仅220kV母线保护为单套配置，不符合电网对安全稳定运行的发展要求，不符合《广东省电力系统继电保护反事故措施》要求。
1 220 kV母差保护单重化配置的弊端
在我国220 kV系统保护采用近后备原则：单套母差、失灵保护的220 kV母线，当220 kV母差保护正常运行时，可实现近后备保护功能，但220 kV母差保护因缺陷退出运行或计划检修时，只能采取远后备保护方式。此时，需将所有220 kV出线对侧变电站的线路保护灵敏段时间定值临时改为0.5 s，以保证母线故障能以较短时间切除故障，引起变电运行操作工作量大大增加，许可变电检修工作票推迟，有效工作时间大大缩短，同时也不利于快速切除母线故障。
2 220 kV线路保护新老设计标准对比
图1 改造前220 kV线路失灵启动回路原理图
2.1原设计标准线路断路器失灵启动原理
失灵判别元件配置在线路保护屏中，接入本间隔二相电流如图1所示，断路器失灵启动原理为:单相故障失灵判别元件TJA （TJB、TJC）动作不返回，且第一(二)套线路保护TJA （TJB、TJC）动作不返回，按相启动母线失灵保护;相间故障时失灵判别元件TJS动作不返回，且三跳TJQ或永跳TJR接点动作不返回，启动母线失灵保护。
2.2新设计标准断路器失灵启动回路
第一(二)套线路保护分相动作接点分别对应接入第一(二)套母差保护装置失灵开入端子，第一(二)套母差保护跳闸、启动远跳/停信分别接入第一(二)套线路保护操作箱。采用操作箱中跳闸重动继电器(TJR)的一副接点作为光纤保护启动远方跳闸输入或高频距离(方向)保护的其他保护停信输入。
3 220 kV主变保护新老设计标准对比
3.1原设计标准主变断路器失灵启动原理
主变断路器失灵启动同理线路断路器失灵启动，只是不分相启动，两套主变电气量保护动作接点并接，与主变220 kV断路器失灵判别元件动作接点串接，开入母线失灵保护装置，启动220 kV母线失灵保护;两套主变电气量保护动作接点并联，开入母差保护装置，作为解除母差保护复压闭锁用。
3.2原设计标准失灵联跳三侧开关功能
图2 典型变电站接线图
如图2所示，220 kV正母线D1点故障，220 kV母差保护动作，220 kV母联断路器、正母线上所有出线断路器跳闸，若#1主变220 kV断路器拒动，大系统2通过#2主变、110 kV母联断路器、#1主变形成的通道向220 kV正母线的故障点持续注入短路电流，#2主变110 kV复压过流保护动作，第一时限3.2 s跳110 kV母联断路器，故障点才被隔离，短路电流己对#1主变、#2主变冲击很大，并损失110 kV正母线全部负荷，存在较大安全隐患。
3.3新设计标准线路断路器失灵启动回路
主变保护动作一对应启动一套母线失灵保护，失灵电流判别功能由母差保护实现。主变保护一副动作接点接至母差保护相应主变间隔“三相跳闸启动失灵开入”，另一副主变保护动作接点同时接入母差保护相应主变间隔“解除复合电压闭锁开入”。母差保护一一对应各启动主变保护柜中操作箱的“三相跳闸不启动重合闸、启动失灵回路(TJR) "。由软件实现母差保护动作且主变220 kV断路器失灵时的失灵联跳判别逻辑，母差保护均为每个主变支路各提供一路经电流判别和延时逻辑的失灵联跳开出，一一对应接入主变非电量保护的“220 kV失灵保护动作联跳开入”，由主变非电量保护最终出口联跳各侧，解决上述存在的安全隐患。
4 220 kV母差保护双重化改造方案
4.1改造前后基本情况
220kV丰顺站220kV部分为户外常规设备采用双母线接线方式，其中有4个线路、1个母联、1个旁路及3个变高共9个间隔。改造前站内配置了深圳南瑞的1套型号为BP-2B的220kV母差保护，1套型号为BP-2的220kV失灵保护。开关失灵启动电流判据功能在各间隔断路器辅助保护中实现。其中 #1主变、顺揭甲、琴顺线、旁路CT只有4个保护用的次级绕组，则需要更换有6个保护用的次级绕组CT；同时#1主变、琴顺线保护配合220 kV母差保护双重化改造同期改造。
本期改造工程选用2套南瑞继保RCS-915带失灵保护一体化微机保护装置，保护逻辑简单，启动、跳闸、电流判据全部在母差失灵保护中完成，需将每个间隔的保护动作接点作为失灵启动开入量接入。本站220 kV母差保护双重化改造直接按照新设计标准执。
4.2母差保护双重化改造步骤
第一步：停电前完成220kV各间隔至220kV新母差及失灵保护屏Ⅰ、Ⅱ的相关二次电缆缚设，各回路二次电缆芯按设计图纸排到对应端子位置，对线确保无误后接入，其中运行设备暂不接入；完成新220kV母差及失灵保护屏Ⅰ、Ⅱ的单机调试，配合监控后台完成通讯及后台数据库、各级调度端转发表及图形界面的相关工作。
第二步：在不退出旧220kV母差、失灵保护的情况下，按计划申请220kV间隔轮流停电，改造相关失灵启动回路并依次接入新220kV母差及失灵保护Ⅱ，按照南方电网最新母线保护规范及典型设计，调整220kV各间隔母差及失灵电流回路绕组顺序，母差失灵跳闸及解复压闭锁回路改为一对一模式。依据新220kV母差及失灵保护对CT二次绕组极性的要求，母联2012开关间隔CT极性分别固定与1M同极性，各线路及主变间隔CT极性分别固定与母线侧同极性。经继保相关专业验收合格后投入220kV母差及失灵保护Ⅱ运行。
第三步：在投入220kV母差及失灵保护Ⅱ运行后，按计划再次申请220kV间隔轮流停电，拆除旧220kV母差、失灵保护屏相关二次回路，同时改造相关失灵启动回路并依次接入新220kV母差及失灵保护Ⅰ。经继保相关专业验收合格后投入220kV母差及失灵保护Ⅰ运行。
4.3现场施工风险管控及关键工序把握
1)新母差失灵保护跳闸回路正确性的验证。保护改造完毕后，接入各支路跳闸回路，必须确保图纸、出口压板与实际一致，严防支路间隔对应错误。在施工时，结合各支路轮停，对新保护进行停电间隔的开关整组传动试验，确认跳闸回路的正确性。注意隔离运行间隔出口压板的隔离措施，并采取拉合停电开关控制电源的方法确保无误。
2)旧失灵保护屏的退运拆除。危险点在于跳闸回路和屏顶小母线的拆除。对旧失灵跳闸回路，按照之前改造做好的回路标识，再次核实图纸资料，逐根拆除跳闸回路，拆线时必须用万用表测量无误并两端同时拆除;对于屏顶小母线的拆除，需先从PT接口屏、直流馈线屏分别新增两路交流电压、直流电源回路至旧失灵保护屏相邻屏，检查相别、测量压差无误后接入屏顶小母线，确保拆除过程不影响运行设备。
5结语
本工程创新性地采用“新旧母差、失灵保护同时运行”的方法，保证母线保护在施工全过程始终运行，保证了电网供电能力，降低了母线保护改造施工风险。220 kV母差保护双重化改造涉及而广、工作量大、技术难度高、二次回路复杂、安全风险高，实施前需要制定完整、详细的施工方案，针对各地区的实际情况不同，解决方案也会存在差异。本文主要针对本地电网的实际情况，提出了220 kV母差保护双重化改造方案，望能对以后开展的220 kV母差保护双重化改造起到参考作用。
参考文献
1、《中国南方电网公司十项重点反事故措施》 中国南方电网公司
2、《广东电网公司防止人身伤亡事故十项重点措施》广电安[2005]79号 广东电网公司
3、《广东省电力系统继电保护反事故措施》 广东电网公司
4、《大津滨海地区220kV母差及失灵保护的改进方案研究》 钟文成
论文作者:温响华
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/6
标签：母线论文; 回路论文; 断路器论文; 间隔论文; 动作论文; 接点论文; 线路论文; 《基层建设》2016年27期论文;