500kV母差保護換型工作的總結與思考

黃玲　周金剛　肖萍　周守強

【摘 要】今年湖南電網將有大批變電站迎來母差換型工作，其中部分為500kV母差保護。此項工作涉及的回路很重要，安全風險較大，稍有不慎就有可能引起保護誤動，筆者結合500kV沙坪變500kV II母母差更換的實例，將工作流程和注意事項詳細介紹，給相關工作提供一個參考和借鑒。

【關鍵詞】母差；跳閘回路；啟動失靈；電流判據

0 引言

母線差動（簡稱母差）保護是變電站母線的專用保護，可快速切除母線短路故障，避免事故范圍的擴大，避免電氣設備遭受損壞，保證電網安全穩定運行[1]。目前500kV多采用3/2接線方式，母差保護只取電流，不判電壓，動作原理較為簡單，這也對電流回路和失靈啟動母差回路的可靠性提出了更高要求。

通常講的差動保護包含了母線差動保護、變壓器差動保護、發電機差動保護和線路差動保護。實現差動保護的基本原則是一致的，即各側或各元件的電流互感器，按差接法接線，正常運行以及保護范圍以外故障時，差電流等于零，保護范圍內故障時差電流等于故障電流，差動繼電器的動作電流按躲開外部故障時產生的最大不平衡電流計算整定。

但也應該十分清楚，母線差動保護與變壓器差動保護、發電機差動保護又有很大的不同：即母線的主結線方式會隨母線的倒閘操作而改變運行方式，如雙母線改為單母線運行，雙母線并列運行改為雙母線分段并列運行，母線元件（如線路、變壓器、發電機等）可以從這一段母線倒換到另一段母線等等。換句話說，母線差動保護的范圍會隨母線倒閘操作的進行、母線運行方式的改變而變化（擴大或縮小），母線差動保護的對象也可以由于母線元件的倒換操作而改變（增加或減少）。忽視了這一點，在進行母線倒閘操作時，對母線差動保護的一些必要的切換投退操作肯定就認識模糊、甚至趨于盲目了。

1 施工流程

根據220kV及以上電氣設備不能無保護運行的原則，母差保護換型應采用單套更換的原則，每套保護換型時間一般為5天，工作流程分為安措執行、二次線拆除、舊屏退出、新屏就位、二次電纜敷設整理及接線、失靈回路改造、裝置上電調試、整租試驗及驗收、安措恢復。

2 換型前的二次安全措施

做好二次安全措施是保證安全工作的前提，目前網調對換母差工作一般要求采用母線停電的方式，即使不能做到更換期間全部停電，也會考慮一天停電用于開關傳動，根據一次設備停電情況，二次安全措施執行方式將會有所不同：

1）設備不停電時：在各斷路器保護屏解開跳閘線、在端子箱短接電流回路并解開至母差保護的二次線（如果在母差保護前串有其他設備的，在該設備末端短接），在這個過程中要注意，以往的電流多在保護屏處接地，新的繼電保護導則要求就近接地，故在安措執行時應該將電流回路的接地點同步改至端子箱，避免母差電流無接地點運行。在穩控屏解開啟動穩控回路、在公用測控和錄波屏解開信號回路和錄波回路。

2）母線停電時：安措相對較為簡單，各斷路器保護屏解開跳閘線、在穩控屏解開啟動穩控回路、在公用測控和錄波屏解開信號回路和錄波回路。

3 換型中的注意事項

1）如果采用母線停電模式，需要開具第一種工作票，工作地點還應包含斷路器。

2）接地問題：原來的接地點在保護屏應改至端子箱，如果是不停電方式應該執行電流安措時即進行電流接地工作。

3）注意檢查母差電流的準確級，凡是含失靈保護的，TA繞組只能用P級的，不能用TPY級的，主要是TPY級的帶氣隙，電流衰減慢，會引起失靈保護誤動作。

4）新保護投運前要檢查各間隔的極性，避免后面由于極性問題造成保護誤動。

5）失靈由“單開入”改為“雙開入”，原母差BP-2A斷路器失靈啟動母差采用的是單開入方式，本次新換的BP-2CS采用雙開入方式，所以本次換型工作中比較重要的工作之一就是在各斷路器保護屏增加第二路失靈啟動BP-2CS工作，此項工作需要從斷路器保護引出備用失靈動作出口接點，增加壓板；對此回路的試驗，只能采用在斷路器保護屏短接接點的方式，短接時要注意防止誤碰。

6）500kV母差由于不采用電壓判據，失靈開入回路絕緣搖重點進行檢查。

4 斷路器失靈啟動母差回路的探討

目前，湖南省內的500kV母差保護，雖然生產廠家保護原理不同，但總的來說，斷路器失靈啟動母差通常有兩種方式：一是開入動作型；即只要斷路器保護屏內失靈動作開入到母差保護，母差保護直接出口跳閘，不經過電流判據，這種情況誤動的可能性較大，所以有的母差已采用“雙開入方式”，增加動作的可靠性，沙坪母差保護II RCS-915E就是采用的這種方式。

另一種方式是“開入+電流啟動”的方式，采用雙開入方式[3]，動作條件是啟動失靈接點閉合，任一間隔電流達到啟動值，兩個條件均滿足，母差失靈動作，這種方式可靠性高，本次新更換的BP-2CS型母差保護采用的就是這種原理。

5 倒閘操作注意事項

運行人員本應該非常清楚，母線差動保護的動作與否取決于加入差動繼電器的差電流大小，只要達到了動作值，母線差動保護就會動作切除母線元件。雖然停電母線元件的隔離開關拉開了，但因母線差動保護的所有電流互感器二次回路是并在一起的，即使一次設備已停電，其二次回路也要按運行設備對待，不得將母線差動電流回路隨便接地、短路或誤引入外接電源。運行人員要特別重視如下幾個環節：

1）運行中的母線差動保護的電流互感器二次電路被短接后，不管這種短接與母線差動保護的總差回路脫離或相連、均已破壞了母線差動保護的工作原理，在正常或發生穿越性故障時，均將引起二次差電流的不平衡，并可能產生誤動。

2）母線元件設備做一次回路短路試驗，如電流互感器TA的一次通電試驗，工作前應將母線差動保護停用，或將與試驗回路有關的母線差動保護的電流互感器TA從運行的母線差動保護電流回路上甩開，短接好。

應該指出，母線差動保護在母線倒閘操作過程中的切換、投退要與該母線采用的母線保護的類型，保護的技術特性、母線的結線方式及倒閘前后母線運行方式的變換，甚至要與電網的運行方式具體結合起來。運行人員在進行倒閘操作時，要十分明確：操作是否破壞了固定連接的要求、是否會使保護失去選擇性；操作完畢后，母線方式是否改變、母線保護是否具有自適應性等等。只有這樣，才能確保倒閘操作過程中及其操作完成后母線及其保護的安全合理運行。

6 結論

與220kV母差保護相比，500kV母差保護回路和原理都相對簡單單一，但工作的過程中要注意整組試驗，如果網調停母線，則需要進行開關傳動工作，兩套母差要進行三次傳動，每套母差單獨傳動一次，然后將兩套母差電流串起來，第一、二路線圈同時跳一次，這樣做的目的是防止跳閘線圈極性接反，兩個跳閘線圈電磁力會相互抵消，開關會出現拒動的情況。在新母差保護投入前，要先退出全部出口壓板，檢查裝置差流及開入量，在這些參數全部正常之后方可投入。

【參考文獻】

[1]國家電網公司繼電保護培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]繼電保護實用技術問答[M].中國電力出版社.

[3]BP-2C技術使用說明書[Z].