220kV母差保護雙重化改造現場實施探討

摘 要

220kV母線保護是電氣元件設備的重要保護，對電網的安全運行起到至關重要的作用。根據反措等相關文件要求，對母差保護進行雙重化改造，該工作涉及范圍廣，危險程度高，本文結合現場改造實際情況，對母差保護改造相關回路進行詳細探討并總結經驗，為以后同類改造起到指導作用。

【關鍵詞】母線保護雙重化二次回路

母線是變電站的重要部分之一，母差保護的重要性不言而喻。根據國家電網十八項反事故措施，15.2.1.8章節規定“除終端負荷變電站外，220kV及以上電壓等級變電站的母線保護應按雙重化配置”要求，結合現場實際情況，對配置單套母差保護的變電站進行母差雙重化改造工作。本文結合現場，針對母差保護的特點，對改造情況進行詳細探討。

1 220kV母差保護運行現狀

在2009年之前公司配置的母線保護均是單套配置，出現母差保護停運時，要求對上一級線路保護加大動作范圍，以保護到母線設備，這種方式靈活度不夠，加大操作難度，也不利于母線故障的快速切除。單套配置的母差保護跳閘和失靈回路均采用母差與間隔保護“一對二”的對應關系。

2010年后，雖然配備了部分雙重化的母差保護，但設計方案未能完全統一，存在母差保護與間隔保護間“一對二”的關系，這部分母差保護也應進行進一步改造。部分老變電站內因CT繞組配置不夠，也給改造帶來了困難，針對這種情況，公司要求在母差保護改造工程中，雙重化配置的母差保護應取自不同的CT次級繞組，如繞組不夠時，可以采取兩套母差保護均取自CT同一次級繞組的過渡方案，同時要求相關一次設備盡快進行改造，以滿足電網安全穩定運行的需要。

2 220kV母差保護雙重化改造情況

按照公司對雙重化設備第一套、第二套保護的定義，應首先明確新增與原母差保護的相應定義，定義明確后才能進行相應回路改造，按照與失靈保護配合的優先級，具體原則是：若線路或變壓器保護裝置配置失靈啟動裝置，則接入失靈啟動裝置的母線保護定義為第二套；未接入失靈啟動裝置的母線保護定義為第一套。改造時一般定義新增保護為第一套保護，原保護為第二套保護。

220kV母差保護的二次回路由以下四部分組成：電流回路、刀閘二次回路、跳閘回路、失靈回路。同時每個支路的排列順序與其相對應的電流回路、跳閘回路、刀閘回路以及失靈回路的排列順序都是分別一一對應的，下面結合這四部分的特點對現場改造情況進行探討。

2.1 220kV母差保護雙重化電流回路改造

220kV母差保護電流回路需注意各間隔的CT變比和極性情況。對于基準變比的選擇，各設備廠家有不同的要求，有按照最多變比要求的，也有按最大變比要求的，但都規定，為保證精度，各間隔CT的變比不宜大于4倍，裝置定值中沒有用到的間隔變比設為0。因此改造之前應對各間隔的CT變比進行核準，對于變比大于4倍的CT應同時進行改造。

新增母差保護的電流回路接入CT應按照反措要求，避免出現保護死區，采用交差配置。例如，間隔CT的繞組布置自母線至間隔為1S、2S、3S、4S，現場改造應按要求對電路互感器端子箱內繞組進行調整：1S，線路＼主變第一套保護；2S，線路＼主變第二套保護；3S，第二套母差保護；4S，第一套母差保護。

2.2 220kV母差保護雙重化刀閘二次回路改造

在母差保護中，各間隔的刀閘位置參與到裝置的差流計算。各刀閘位置通過刀閘輔助開關的接點狀態反應，目前運行的刀閘基本上能再提供一付常開接點供新增母差保護使用。

現場實際改造中，由刀閘機構箱至間隔端子箱電纜的備用芯線引致相應端子排，再經間隔端子箱至母差保護柜的電纜引致相應端子。刀閘機構箱內若無備用芯線，應重新施放電纜。

2.3 220kV母差保護雙重化跳閘回路改造

在母差保護中，母差保護提供相應間隔保護跳閘空接點驅動相應間隔操作箱實現斷路器的跳閘，對于單母差保護，母差保護的兩個跳閘接點應與線路或主變保護操作箱中兩組跳閘線圈分別一一對應，并分別接于“三相跳閘（啟動失靈，閉鎖重合閘）”回路處。

在改造過程中應取消原母差保護（第二套）跳第一組跳閘線圈的接線，將新母差保護（第一套）接入該跳閘回路。改造完成后，實現第一套母差保護的跳閘接點應與線路或主變保護第一組跳閘線圈相對應，第二套母差保護的跳閘接點應與線路或主變保護第二組跳閘線圈相對應，并分別應接于“三相跳閘（啟動失靈，閉鎖重合閘）”回路處。實現母差保護與線路保護對應的“一對一”跳閘。

2.4 220kV母差保護雙重化失靈回路改造

失靈回路是母差保護的重要組成部分，相對于單套配置的失靈回路，雙重化回路的改動比較大。失靈回路由保護動作和失靈電流判別串接組成，對應間隔保護的動作接點由各自保護提供，并與對應母差保護一一對應；對于失靈電流判別部分，新增母差保護采用自身的電流判別功能，原母差保護由對應間隔的失靈保護裝置實現。

現場改造中，將原并接組在一起的失靈回路進行拆分，重新組織分別接入兩套母差保護裝置，下面分別介紹主變間隔和線路間隔的改動情況。

2.4.1 線路間隔失靈回路改造

由第一套線路保護提供的三付分相跳閘接點+操作箱三跳接點，去啟動第一套母差保護失靈，電流判別功能由母差保護實現。第二套保護提供三付分相跳閘接點+操作箱三跳接點，再和本柜上失靈裝置電流判別元件配合去啟動第二套母差保護失靈。若操作箱采用的是繼電器僅有一付三跳接點，現場可由四只重動繼電器串入相應跳閘回路，用以提供三跳接點。

2.4.2 主變間隔失靈回路改造

由保護A柜提供兩付保護接點，一付用于解除第一套母差保護復壓閉鎖，一付用于啟動第一套母差保護失靈，電流判別功能由母差保護實現；由保護B柜提供兩付保護動作接點去啟動失靈裝置，失靈裝置動作后，由該裝置提供兩付接點，一付用于解除第二套母差保護復壓閉鎖，一付用于啟動第二套母差保護失靈，電流判別功能由A柜上失靈裝置實現。

3 220kV母差保護雙重化改造其它需注意的問題

3.1 母聯開關位置的引入

對于母差保護來講，引入母聯開關位置用于死區保護的判斷。在母線并列和分列運行死區故障時采用不同的動作邏輯。同時引入母聯開關位置還用于母差保護高值、低值的判斷以及充電保護時的邏輯判斷。因此，在改造過程中對母聯開關位置節點的引入也應做到雙重化，不應有電氣聯系。但考慮到母聯開關檢修時，母聯開關的分合會造成另一套運行母差的誤判斷，建議此時通過保護本身將母聯位置強制為“分位”。

3.2 220kV母差雙重化改造后驗證問題

雙重化保護改造完成后，應對改造回路進行驗證，以防止出現寄生回路造成保護的誤動作。對跳閘回路進行一一對應驗證，對失靈回路進行逐一分相驗證，以確保出口正確。

4 小結

母差保護對電網的安全運行起著至關重要的作用，隨著變電站規模的擴大，相關運行方式的復雜性增加，對母差保護也提出了新的要求。母差保護雙重化改造工作是一個涉及范圍廣、技術程度高、危險點多的工作，這就要求把握改造中的每一個細節工作，吃透裝置的原理。在改造過程中，對相關二次回路的熟知及經驗的積累也為以后的檢修維護也打下了良好的基礎。母差保護雙重化改造工作的順利實施提高了母差保護的整體運行水平，為電網的安全可靠運行做出貢獻。

參考文獻

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[3]國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版），國家電網公司[Z].2012.

作者簡介

趙曉東（1986-），男，大學本科學歷，現為國網安徽宿州供電公司工程師，主要從事繼電保護檢修運維工作。

作者單位

國網安徽宿州供電公司 安徽省宿州市 234000endprint