某火力發電廠220KV母差保護雙重化改造

（大唐國際發電股份有限公司張家口發電廠，河北 張家口 075133）

引言

張家口發電廠總裝機容量8x300MW，升壓站為500kV和220kV兩個電壓等級，220kV系統采用雙母線帶旁路接線方式，主要接有1號機、沙侯線、沙閻線、四臺啟動變和兩臺脫硫變，220kV與500kV系統之間接有聯絡變壓器。因此220kV母線安全運行與否與母線保護動作的可靠性密切相關。

《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》繼電保護實施細則對母線保護和失靈保護做了詳細的規定：

1.為確保母線差動保護檢修時，母線不失去保護，防止母線差動拒動而危及系統穩定和事故擴大，必要時在500kV母線以及重要變電站、發電廠220kV母線采用雙重化保護配置；

2.兩套母線差動保護的跳閘回路應同時作用于斷路器的兩個跳閘線圈；

3.用于母線差動的斷路器和隔離刀閘的輔助接點、切換回路以及與其他保護配合的相關回路均應遵循相互獨立原則按雙重化配置；

4.斷路器失靈保護按一套配置。

同時《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》2防止系統穩定破壞事故中也有“樞紐220kV廠站母線采用雙重化母差保護配置”的規定。

由于張家口發電廠升壓站的重要地位，并根據上述規定，為保證電網穩定，需進行相應的220kV母差保護雙重化改造。由于該站220kV電壓等級的開關TA均為6個繞組，為滿足母差雙重化需保證有一個單獨繞組的TA以供第二套母差保護使用。這就需要正式施工前首先要完成TA情況的統計。

一、改造前后母差保護配置情況

該變電站220kV母差保護運行分為三個階段：

第一階段，從1990年初投運到2000年7月。

母差保護采用母聯電流相位比較式電流差動保護，母差及失靈共一面屏，該保護采用電磁繼電器方式，倒閘操作時要進行相應的切換，可靠性較差。于2000年7月改造時拆除。

第二階段，2000年7月至2008年2月。

采用一套獨立的上海繼電器廠生產的RADSS/S（PMH-150）型母差保護及失靈保護，共5面屏。該裝置具有母差保護、斷路器失靈等功能。

第三階段，在保留RADSS/S（PMH-150）型母差保護及失靈保護裝置基礎上，新增一套微機母差保護裝置。

此次改造工程新增兩面屏：220kV母差Ⅱ保護屏和220kV母差Ⅱ接線轉接屏。采用深圳南瑞科技有限公司生產的型號為BP-2B型的微機母線保護裝置。

通過此次改造，實現了兩套母差保護采用不同原理、不同廠家的保護配置，從而達到雙重化目的。

220 kV系統的主接線為雙母帶旁路接線方式，共14回出線 (如圖1所示)。

圖1 220kV電壓等級主接線示意圖

此次改造，主要工作包括各進出線TA電流回路、刀閘常開輔助接點、跳閘回路的接入、保護傳動及測相量等。

此次改造工程牽涉面廣，稍有不慎，就會造成繼電保護“三誤”事故的發生。如何保證改造過程中舊母差的正常運行，合理安排時間，嚴格控制危險點，保證安全有序地完成母差雙重化改造是此次工作的難點。

由上所述，首先要確立此次改造的工作原則及危險點分析就顯得相當重要了。

二、改造原則

本次第二套母差保護的接入牽涉很多二次回路，是一個復雜的改造施工過程，本著”安全第一，綜合利用”的指導思想，確定了以下改造的原則：

在整個工程過程中，必須保證舊母差保護的正常運行。

由于該站地位非常重要，只能采用220kV間隔輪流由旁路代路停電接入的方式，1號機（2201）間隔和母聯（2245）間隔只能帶電進行開關TA、跳閘回路的接入工作。

在安裝調試和接入運行各個階段加強質量管理和技術監督，保證母差雙重化不留隱患地投入運行。

三、危險點分析與控制

1.防止TA開路和極性接反措施

1.1 開關端子箱、機構箱內TA回路按照圖紙和實際結合將回路編號、極性端、非極性端標記清楚。接線時，按照回路編號、端子排圖保證端子排左右回路對應，保證TA一點接地，確保TA回路的永久接地點不斷開。

1.2 所有帶電接線，接TA量，先封住TA再接，接線完畢確認無開路。TA線和跳閘線要有兩人進行，做好措施，專人監護。

1.3 保護屏、端子箱接線工作全部結束后，在端子箱、保護屏TA端子排處測量TA回路盤內、盤外直阻正確、電纜絕緣測試合格，該項工作結束后TA回路不應再有拆接線工作。

1.4 按照設備投運試驗方案進行保護TA回路相量測量，確保接線正確。

2.保證保護裝置、二次回路試驗項目完整接線符合反措要求

2.1 對于合閘回路、跳閘回路、TV、TA回路等重要回路，應使用1000V搖表認真進行絕緣測試。所有二次接線符合二次回路反措要求。

2.2 在開關、刀閘等設備傳動時應認真檢查接口屏相應位置繼電器轉換正確、各開關、刀閘、地刀等設備的電氣閉鎖回路正確。

2.3 母差保護傳動必須帶開關傳動，嚴禁通過短接接點的方法進行傳動，對不能帶開關傳動的要傳動到電纜對側。

2.4 必須按照設計圖紙和二次回路反措要求進行回路拆接線，消除寄生回路，嚴禁私自對二次接線隨意改動。

2.5 二次電壓回路在接入前，反復核對相別，且保證新接入二次回路絕緣良好；接入過程確保不影響設備正常運行，嚴防TV二次短路。加電壓試驗時注意將外回路斷開，防止引起TV反充電。

3.電纜施工危險點

3.1 第二套母差保護屏對側電纜未接入。新保護裝置帶電后，對側電纜如若未處理好，極易造成直流系統多點接地。因此電纜芯核對無誤后，用絕緣膠布分芯包好，同時斷開新母差保護屏電源。

3.2對于改造設備中與運行設備相關的回路必須確認電纜正確，并在對端拆開，作好記錄和防護，待設備投運前按照安全措施票內容恢復，防止在拆接線時造成運行設備誤動。

4.防止母差誤動作的危險點

4.1 第二套母差保護改造過程中，要保證第一套母差穩定運行，嚴禁在第一套母差回路進行任何工作，防止差動回路電流不平衡導致第一套母差保護誤動作；

4.2 第二套母差保護只能傳動停電間隔開關，各個間隔開關必須由旁路代路輪流停電進行。因此傳動時接入停電改造間隔的TA、跳閘線，傳動后必須退出壓板。

4.3 在各間隔由代路恢復到運行后第二套母差進行相量測試工作，待所有間隔全部接入后測所有間隔相量，并計算差流，同時查看保護裝置差流是否為零。

四、改造過程的重點及難點

該變電站于1990年初帶電，投運時間較早，設備使用情況復雜，基礎資料缺乏，因此核實當前設備基本情況尤為重要，工作量也相當大。

首先需確認每條進出線及母聯（2245）、旁路（2246）TA容量、極性、變比是否符合要求；其次需確認母線刀閘輔助接點是否夠用，刀閘機構箱到開關端子箱電纜有無備用芯（如有備用芯，將不再重新拉電纜）等。

經過現場查看與圖紙資料進行核對，以確保改造圖紙與實際情況相符。

經核實，2246（旁路）開關二套母差由于沒有獨立TA擬采用倒出2246第二組TA，為第二套母差保護專用，而第一組TA后串接縱聯方向保護－縱聯距離保護－故錄。

2200 丙（丁）開關二套母差由于沒有獨立TA，擬采用倒出2200丙（丁）開關第二組TA,為第二套母差保護專用。

1.2245（母聯）開關和各間隔刀閘的輔助接點的接入

利用電纜備用芯進行母聯開關輔助接點接引及每一間隔需要－4、－5刀閘常開輔助接點的接引，注意對使用備用芯的電纜一定要交直流分開，否則必須重新鋪設電纜。母聯常開接點要求三相常開接點并聯；常閉接點要求三相常閉接點串聯，

2.NCS系統及其他信息裝置的接入

完成所有二次回路（包括NCS測控屏、故錄裝置及NCS信號等）的接線查線工作，裝置上電，輸入定值，進行調試傳動（包括NCS測控屏、故錄裝置的傳動），對不能停電的回路2201、2245等跳閘回路均傳動到電纜。期間聯系四方公司保護管理機廠家，進行故障信息的接入。

五、設備不停電情況下，進行改造過渡（第一套母差同時運行）

1.依次完成所有間隔的接線工作

將 2246 改為代 2211、2212、2213、2214、2250 定值，由 2246 依此代2211、2212、2213、2214、2250運行。開工作票完成各間隔 TA、跳閘回路接線工作，并在母差保護屏測TA回路和裝置內側直阻。由保護人員分別在端子箱短接041－4K（－4刀閘常開輔助接點）、041－5K（－5刀閘常開輔助接點）接點檢查刀閘開入正確，而后保留041－5K短接線，合上開關，投入母差保護手把及跳開關壓板，由保護傳動開關跳閘。拆除041－5K短接線，退出母差保護及所有跳閘壓板。

由旁路倒正常運行過程中，保持被接入開關與2246開關同時合位時，對開關測向量，若由于電流小可繼續操作至拉開2246開關后測相量，若有誤再合上2246開關代路開關，更正接線至正確后恢復各間隔開關運行。

2200 甲、2200乙、2200丙、2200丁(四臺啟動變開關)與 2200戊、2200己(兩臺脫硫變開關)分別利用停電機會接入TA和跳閘回路，投運后完成測相量工作。

對不能停電的間隔如2201、2245間隔，做好安全措施，退出母差保護及所有跳閘壓板，封住TA帶電完成2201、2245開關TA、跳閘回路及開關輔助接點接線工作，在接通TA回路后，測相量，若有誤則封住TA二次，進行接線更正，完畢后接通TA連片。

尤其注意母聯（2245）間隔，要做好可能由于TA極性接反造成母差裝置差流增大的措施。

2.保護投入

所有間隔接線、測相量工作完成后，檢查母差保護裝置是否有差流。全部工作完成后，向調度申請投入220kV第二套母差保護。

六、結束語

隨著經濟建設的發展，我國的電力工業正迅速發展。電力系統的規模日益擴大，發電設備的容量也相應增大。母線差動保護對系統安全、穩定運行至關重要，母線差動保護一旦投入運行后，就很難有全面停電的機會進行檢驗。因此在改造施工過程中保證設備平穩過渡、安全運行對220KV等重要廠站雙套母差改造及其他重要改造工作，意義極大。希望通過此文給其他類似工程提供借鑒。

[1]國家電力調度通信中心.電力系統繼電保護實用技術問答(第二版)[M].北京：中國電力出版社，2000.

[2]廣東省電力調度中心.廣東省電力系統繼電保護反事故措施匯編[z].廣州：廣東省調度中心，2004.

[3]深圳南瑞科技有限公司.BP-2B微機母線保護裝置說明書[Z].深圳：深圳南瑞科技有限公司.2004.

[4]國家電力公司.“防止電力生產重大事故的二十五項重點要求”繼電保護實施細則.北京：中國電力出版社.2002.

[5]國家電力調度通信中心.國家電網公司十八項電網重大反事故措施（試行）.北京：中國電力出版社.2005.

[6]王梅義.電網繼電保護應用.北京：中國電力出版社.1999.