220 kV濱河站220 kV母差保護雙重化研究

徐曉

摘 要：根據南方電網220 kV母線保護技術規范的要求，220 kV及以上電壓等級母線保護必須雙重化配置。文章針對220 kV濱河變電站原母線保護系統存在的維護定檢困難、裝置老化及不滿足反措要求等問題，對其技改過程中的難點、電流回路改造、跳閘回路改造、啟動失靈回路改造等關鍵技術及對策進行分析， 對類似220 kV變電站的母差保護雙重化改造工程極有參考價值。

關鍵詞：變電站；技術改造；母線保護；雙重化；失靈回路

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）11-0089-02

220 kV濱河變電站全站規模為3臺主變，容量為3x180 MVA。220 kV配電裝置采用雙母單分段接線，有2回220 kV出線。220 kV母線目前僅配置單套母差保護，型號為RCS915C，由南瑞繼保有限公司生產，失靈保護借助母差保護出口跳閘。當母差失靈保護因缺陷或定檢等工作退出時，220 kV母線將失去主保護，220 kV線路和變壓器將失去近后備保護，僅能將站內所有線路對側的相間及接地距離II段保護（遠后備）的動作時間縮短為 0.2 s（無縱聯保護臨時定值區），不滿足《南方電網電力系統繼電保護反事故措施2014版（修改稿）》（調繼[2015]5號）中“在 220 kV及以上母線應采用雙重化保護配置”的要求。 為解決上述問題，需要對220 kV濱河站進行220 kV母差保護雙重化改造，將單套舊母差屏更換為雙套母差及失靈保護屏，本文對此改造進行分析和總結。

1 施工方案分析

1.1 CT調整

220 kV濱河變電站各220 kV間隔的4個保護級CT二次繞組均已使用，因此實現母差失靈雙重化改造需要對保護CT二次繞組進行調整，并改造原有啟動失靈回路。CT繞組調整采用以下原則：

①母差保護與線路（主變）保護范圍交叉，確保任一保護退出后無保護死區；

②母差保護和主變保護差動繞組不應串接任何其他裝置；

③失靈保護功能電流判據宜在母差保護中進行判別；由開關保護實現失靈電流判別的CT保護繞組應位于線路（主變）與母差保護之間；

④CT繞組二次不應超過額定負載，同一個CT二次繞組接入裝置的數量不宜超過3個；主變變高的備自投、減載、錄波裝置宜選用主變套管CT；

⑤同一站內各間隔CT繞組布置順序宜相同；

⑥斷路器非全相保護應選用開關CT。因此本次對220 kV線路間隔CT及主變高壓側CT二次繞組作如下調整，如圖1（a）（b）（c）（d）所示。

1.2 直流及跳閘回路的配置

為了保證回路的可靠性，雙套配置的母線保護的直流供電電源必須取自不同蓄電池組供電的直流母線，2組直流之間不允許直流回路采用自動切換。同一套保護裝置的保護和控制電源必須取自同一組直流電源。本次母差保護改造必須嚴格按照以上規范進行設計，具體做法，如圖2所示。

220 kV母差保護型號分別為南瑞繼保的PCS-915NC型和長園深瑞的BP-2C型。PCS-915NC的保護及操作電源取自I段直流母線，動作跳閘第一套斷路器跳閘線圈。BP-2C的保護及操作電源取自II段直流母線，動作跳閘第一套斷路器跳閘線圈。

1.3 失靈啟動

近三年的南方電網保護動作數據表明，開關失靈已成為一種常見故障。220 kV濱河變電站改造前的失靈電流判據是在主變斷路器輔助保護裝置中實現，而且全站只配置了一套斷路器失靈保護。為提高失靈保護動作的可靠性，根據深圳供電局有限公司繼電保護反事故措施匯編2014版要求，220 kV配置雙套斷路器失靈保護，按間隔區分起動失靈，并且失靈啟動的電流判別在220 kV（母差）失靈保護裝置中實現，有利于簡化二次回路。（母差）失靈保護裝置在主變220 kV開關失靈時，除出口跳母線上相關開關外，還需開出接點啟動主變非電量跳閘回路聯跳主變各側開關。

此次改造220 kV母線失靈保護已采用南網新技術規范的裝置，故要求采用保護動作接點開入至裝置PCS-915NC及BP-2C。

2 母線雙重化改造中的可靠性研究

2.1 間隔區分

改造配置的雙套斷路器失靈保護可按間隔區分起動失靈。主變和母聯間隔僅接入三相跳閘接點，220 kV線路間隔同時接入三相和分相跳閘接點，用于區別不同間隔的220 kV斷路器，實現不同間隔的失靈跳閘功能。

2.2 主變解復壓閉鎖

構建主變失靈回路時，考慮到變壓器中、低壓側故障時高壓側開關失靈，變壓器內部阻抗引起高壓側殘壓過高，而母線保護中的失靈電壓閉鎖元件靈敏度不夠，此時雖然主變保護動作同時啟動了母差保護，但母差保護由于受到電壓閉鎖控制不能出口。因此，高壓側開關啟動失靈需同時解除電壓閉鎖，邏輯如圖3所示。

3 停電施工方案

為確保改造過程中各間隔的母差失靈功能至少具備一套母差失靈功能，可采取連個階段各間隔輪停接入的方式：

①立新母差失靈屏，各間隔交、直流電纜布置到位；

②各間隔輪停接入新母差失靈屏，并進行CT繞組調整；

③結合舊母差保護技改工作，各間隔輪停改造第一套母差失靈保護。

過渡階段及終期保護配置表，見表1。

過渡階段舊220 kV母線保護裝置RCS915C保留運行，裝置不具備失靈電流判據的功能，失靈啟動的電流判別由主變及220線路斷路器輔助保護實現，同時將保護動作接點開入至斷路器輔助保護裝置。失靈電流邏輯判斷后，主變斷路器輔助保護裝置應能提供接點用于啟動220 kV斷路器失靈保護。為了保證可靠性，在相應失靈啟動、解除復壓、聯跳主變各側回路中電流判別接點還應串接保護動作接點，以實現雙重式把關。

本期改造過渡階段保留第一套母差保護的此種失靈回路，如圖4、圖5所示。同時將220 kV線路保護、主變保護動作接點接入新增的第二套母差失靈屏。待第二套母差失靈屏接線完成并且投運，繼而拆除站內原有的220 kV母線保護屏。

4 結 語

筆者結合深圳地區220 kV濱河變電站220 kV母線保護改實例，針對改造工程中遇到的CT配置、直流回路及跳閘回路等問題，提出了相應的解決方案，并總結了220kV母線保護改造的一些技術原則。通過改造，220 kV濱河變電站實現配置了220 kV雙母差失靈保護，提高了全站運行的安全性，保障了電網安全穩定運行，希望此次改造能為南方電網其他220 kV母線保護改造提供一定的技術參造。

參考文獻：

[1] 李周洪.220 kV母差保護現場配置及運行維護分析[J].科技風，2011，（15）.