110kV母差保護雙重化配置在丹江口水力發(fā)電廠的應(yīng)用

摘 要：丹江電廠原110kV母線保護采用JMH-1型中阻抗原理母線保護裝置，由于投運時間長，已經(jīng)漸漸暴露出一些問題，給運行帶來很大的安全隱患。為了提高丹江電廠自動化水平，提高保護運行的安全性和穩(wěn)定性，采用南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的PRC15GA-218A型微機母線保護裝置和國電南京自動化股份有限公司生產(chǎn)的GSGB750-C15AG母線保護柜實現(xiàn)110kV母線保護的雙重化配置。

關(guān)鍵詞：母差；安裝；雙重化；方案

1、概述

丹江口水力發(fā)電廠位于位于漢江上游，坐落在南水北調(diào)中線水源地——湖北省丹江口市，總裝機容量6×175MW，其中開關(guān)站110kV主接線方式為雙母帶旁母接線，4條進線，7條出線，襄陽、十堰、南陽部分地區(qū)為主要供電轄區(qū)。

2、裝置運行情況

母線是電力系統(tǒng)重要的電氣設(shè)備，母線保護裝置的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。我廠110kV母差保護裝置為許繼生產(chǎn)的JMH-1型母線保護裝置，采用中阻抗電流差動原理，由13個組件及附加繼電器組成。在歷次檢修過程中，多次發(fā)現(xiàn)裝置部分繼電器由于頻繁動作造成接點損壞或者粘連，存在質(zhì)量問題并予以更換。

原理局限性：

JMH-1型母差保護的原理是采用被保護母線各支路電流的矢量和作為動作量，以各分路電流的絕對值之和附以小于1的制動系數(shù)作為制動量。在區(qū)外故障時可靠不動，區(qū)內(nèi)故障時則具有相當?shù)撵`敏度。算法簡單但自適應(yīng)能力差，二次負載大，易受回路的復(fù)雜程度的影響。

3、改造的原則

根據(jù)《“ 防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求”實施細則》第13章“防止繼電保護事故”中相關(guān)要求，結(jié)合我廠實際情況，經(jīng)多方面調(diào)研、選型，最終采用國電南京自動化股份有限公司生產(chǎn)SGB750系列母線差動保護裝置、PSL633U母聯(lián)保護裝置和南京NARI公司生產(chǎn)RCS-915AB系列母線差動保護裝置構(gòu)成雙套母線保護系統(tǒng)。

4、保護裝置介紹

4.1 SG B750型母線保護裝置簡介

4.1.1保護配置

SG B750數(shù)字式母線保護裝置具有如下多種保護功能：母線差動保護、母聯(lián)充電保護、母聯(lián)斷路器失靈和死區(qū)保護、母聯(lián)過流保護、斷路器失靈保護、母線斷路器非全相保護、復(fù)合電壓閉鎖功能和運行方式識別功能等。

4.1.2 母差保護基本原理

采用比率制動差動保護原理，分設(shè)大差功能及各段母線小差功能，將整個雙母線作為被保護組件的大差功能用于判別母線區(qū)內(nèi)故障，僅將每段母線作為被保護組件的小差功能用于選擇故障段母線。裝置針對不同容量的電力系統(tǒng)和不同故障類型的特征，設(shè)置了兩種起動功能：差電流變化量快速起動；差電流積分慢速起動。快速起動，判別迅速準確；慢速起動，確保動作靈敏度。

（1）快速起動的主要判據(jù)：

△id ≥ I1

△id /△ir ≥ K1

式中：△id =|Σ△i| 為差電流變化量，等于各連接單元電流變化量和的絕對值；

I1 為差電流變化量起動值（根據(jù)整定的動作值內(nèi)部換算）；

△ir =Σ| △i | 為制動電流變化量，等于各連接單元電流變化量絕對值之和；

K1為電流變化量制動系數(shù)整定值。

（2）慢速起動的主要判據(jù)：

Id ≥I2

Id / Ir ≥K2

式中：Id ≡∫| id | 為常規(guī)差電流，采用積分算法，其中id =Σi 為差電流瞬時值，等于各連接單元采樣值之和；

I2 為常規(guī)差電流起動值（根據(jù)整定的動作值內(nèi)部換算）；

Ir ≡∫ ir為常規(guī)制動電流，采用積分算法，其中ir =Σ| i| 為制動電流瞬時值，等于各連接單元采樣電流的絕對值之和；

K2 為常規(guī)制動系數(shù)整定值。

保護功能的判據(jù)為： |ΣII| / Σ| II| ≥ 0.3

式中：|ΣII| I 段母線所有連接單元電流相量之和的模，為差電流；

Σ| II| I 段母線所有連接單元電流絕對值之和，為制動電流

4.2 RCS-915GA型母線保護裝置簡介

4.2.1保護配置

RCS-915GA型微機母線保護裝置設(shè)有母線差動保護、母聯(lián)死區(qū)保護、母聯(lián)失靈保護以及斷路器失靈保護等功能。

4.2.2母差保護基本原理

母線差動保護由分相式比率差動元件構(gòu)成，差動回路包括母線大差回路和各段母線小差回路。母線大差比率差動用于判別母線區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，小差比率差動用于故障母線的選擇。

（1）啟動元件：

a）電壓工頻變化量元件，其判據(jù)為：△u >△UT +0.05UN

其中△u 為相電壓工頻變化量瞬時值；0.05UN 為固定門坎；△UT 是浮動門坎。

b）差流元件，其判據(jù)為：Id > Icdzd

其中：Id 為大差動相電流；Icdzd 為差動保護啟動電流定值。

5 結(jié)語

母線保護是丹江電廠開關(guān)站最重要的保護之一，裝設(shè)母線保護是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。通過對丹江電廠110kV母差保護運行現(xiàn)狀的分析，丹江電廠母線保護實現(xiàn)雙重化改造后，不僅可以徹底解決目前母差保護運行中存在的問題，同時新原理的母差保護裝置可以使保護的性能得到極大的改善，防止了因保護裝置拒動導(dǎo)致的系統(tǒng)故障，提高了母線保護動作的可靠性，同時又大大減少由于保護裝置異常檢修等原造成的一次設(shè)備停運現(xiàn)象，方便維護人員進行調(diào)試與維護，保證了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答[M]（第二版）中國電力出版社.

[2]防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重要要求[M]中國電力出版社.

[3]繼電保護“六統(tǒng)一”在現(xiàn)場工作中的應(yīng)用分析[J]馬彥偉 中國電力教育.

[4]RCS-915GA型微機母線保護裝置使用說明書[Z]南瑞繼保電氣有限公司

[5]SG B750系列數(shù)字式母差保護裝置技術(shù)說明書[Z]國電南京自動化股份有限公司