發電廠220 kV母差保護雙重化改造方案討論

蔡曉燁，陳海清

(上海吳涇第二發電有限責任公司，上海 200241)

發電廠220 kV母差保護雙重化改造方案討論

蔡曉燁，陳海清

(上海吳涇第二發電有限責任公司，上海 200241)

介紹了上海吳涇第二發電有限責任公司220 kV母差保護雙重化改造的基本方案，特別是對二次回路的改造作了簡單介紹。闡述了改造中的一些基本原則，以及改造過程中出現的問題和解決方案。這為今后相似工程提供一些經驗。

母差保護；雙重化；發電廠保護

母線保護是保證電網安全穩定運行的重要系統設備。它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個區域電網的安全具有決定性的意義。2011年《國家電網公司十八項電網重大反事故措施(修訂版)》[1]第15.2.9條明確規定：除終端負荷變電站外，220 kV及以上電壓等級變電站的母線保護應按雙重化配置。

1 母差保護雙重化改造概述

吳涇第二發電有限公司220 kV系統為雙母線帶旁路母線接線方式，原有一套母差保護，為瑞典ABB公司生產的REB-103母線保護，這是一種高速靜態中阻抗型保護裝置。該套保護10余年來一直運行良好，未發生拒動和誤動事故。

根據母差保護雙重化改造的需要，選擇在保持原REB-103不動的情況下，增加一套微機型母線保護裝置。經過比較，決定選用長園深瑞的BP-2CS母差保護裝置。BP-2CS適用于Q/GDW 175—2008《變壓器、高壓并聯電抗器和母線保護及輔助裝置標準化設計規范》，能實現母線差動保護、斷路器失靈保護、母聯失靈保護、母聯死區保護、電流互感器斷線判別功能及電壓互感器斷線判別功能等。

本次母差保護雙重化改造主要涉及對各支路的電流回路、閘刀回路、斷路器失靈回路、跳閘回路等進行二次回路的改造。

2 電流回路

本次改造共涉及10個220 kV支路，包括4條線路、2臺主變、2臺啟備變、1條旁路與1條母聯。每條支路分別有5組流變次級，其中第五組為表計專用繞組。原保護繞組配置如表1所示。

表1 原電流互感器保護次級配置情況

由表1可以看出,原有各支路普遍存在電流互感器次級不夠的問題,尤其對主變來說,第四組電流互感器次級的負載較大。

在滿足“原則上每套母差保護的交流電流應取自各自獨立的電流互感器次級”的要求[2]的基礎上,為確保各套保護的保護范圍交叉重疊，避免死區，需重新分配各支路的電流互感器次級功能。

2.1 線路電流回路

在線路的四組電流互感器保護次級中，第五組為表計專用次級。第一組與第二組分別用于兩套主保護REL551，不能合并。第三組用于REB103母差裝置，不宜改動。綜合考慮后，選擇第四組電流互感器次級用于新的母差保護。為減少其負載，保證安全性，將原線路后備保護與故障錄波器電流回路串接至第二組電流互感器次級，空出第四組專門用于BP-2CS母差保護裝置。

2.2 主變與啟備變電流回路

與線路電流互感器次級相同，空出第四組電流互感器次級用于新母差保護。

1號發變組保護使用GE的DGP、SR745等綜合型微機保護裝置，接線復雜，為簡化改線過程，將其后備保護、機組與線路故障錄波器電流回路串接至主保護一后面。

2號發變組保護A屏與B屏采用配置基本相同的SIEMENS 7UM保護裝置。因此將原后備保護與故障錄波器的電流回路平均分別給第一組和第二組電流互感器次級。即后備保護一與機組故障錄波器串接于第一組電流互感器次級的主保護一后面，后備保護二與線路故障錄波器串接于第二組電流互感器次級的主保護二后面。

啟備變的保護一與保護二配置相同，所以將線路故障錄波器串接于第一組電流互感器次級的主保護一后面。

2.3 旁路電流回路

由于原第二組電流互感器次級不用，本可以接入新母差保護裝置，但考慮母差保護的保護范圍應盡可能大的原則，仍選擇第四組電流互感器次級用于新母差保護，將旁路后備保護與線路故障錄波器電流回路改至第二組電流互感器次級。

2.4 母聯電流回路

REB-103母差保護需要兩組母聯電流互感器次級，即第二組與第三組電流互感器次級，不宜改動。考慮到故障錄波器電流回路應串接于電流互感器的最后一級，同時為簡化改接線，空出了第一組電流互感器次級用于新的母差保護，將線路故障錄波器電流回路串接至第四組的過流保護后面。

綜上所述，經過改造后各支路的電流互感器次級接線如表2所示。

表2 改造后電流互感器次級配置情況

3 閘刀回路

根據要求，隔離開關(閘刀)及母聯、分段斷路器輔助接點的開入應通過強電回路直接取自開關場[2]，BP-2CS母差保護需要取自開關場內各條支路的正、副母閘刀常開接點各一副。每條支路正、副母閘刀常開接點各有5副，用于PLC五防閉鎖裝置、220 kV監控裝置、保護裝置、閘刀就地屏指示燈、電壓切換回路、DCS等，已全部用完。因此，需要各空出一副接點給BP-2CS母差保護用。

經過比較，認為閘刀就地屏上的指示燈重要性較低，僅用于對閘刀進行操作時的顯示作用。因此在PLC屏內增加了正、副母閘刀常開接點的擴展中間繼電器，其常開接點給閘刀就地屏指示燈使用，原用于該指示燈的閘刀常開接點接入BP-2CS母差保護。

4 跳閘回路

原REB-103母差保護動作后提供兩幅跳閘接點分別給各條支路的跳閘線圈I、II(發變組保護除外)。本著跳閘回路“一一對應”的原則，拆除了原REB-103母差保護動作于各支路(發變組保護除外)跳閘線圈II的接線，取而代之接入BP-2CS母差動作跳閘接點。即第一套母差保護動作于跳閘線圈I，第二套母差保護動作于跳閘線圈II。

對于發變組保護，原REB-103母差保護動作后提供一副跳閘接點啟動K186出口繼電器，作用于機組全停。對1號發變組保護，改為BP-2CS母差保護動作啟動K486出口繼電器，原至REB-103的回路不變。對2號發變組保護，保持原REB-103母差保護動作后啟動保護屏A的K186不變，拆除保護屏B的K186啟動REB103母差保護的回路，將BP-2CS母差保護動作接點接入保護屏B的K186動作回路，最終達到第一套母差保護動作啟動2號發變組保護屏A的K186、第二套母差保護動作啟動2號發變組保護屏B的K186的效果，見圖1。

圖1 改造后發變組保護跳閘回路

5 斷路器失靈回路

5.1 線路與旁路斷路器失靈回路

每條線路(旁路)保護均應起動兩套失靈保護，因此每條線路(旁路)保護都需要增加啟動第二套失靈保護的出口。原線路(旁路)失靈保護除了主保護、后備保護啟動母差一失靈保護以外，線路操作箱的TJR、TJQ接點同樣也會啟動失靈保護，其接線如圖2所示。

圖2 原線路(旁路)失靈保護啟動回路

根據規定，每套線路保護啟動一套失靈保護，操作箱TJR、TJQ不啟動失靈保護[2]。在盡量減少對原REB103回路修改的基礎上，對回路作如下修改：增加線路(旁路)后備保護啟動失靈接點一幅，線路(或旁路代線路)的主保護一或后備保護或操作箱的TJR、TJQ接點動作后啟動REB103失靈保護；線路的主保護二或后備保護啟動BP-2CS失靈保護；旁路的后備保護啟動BP-2CS失靈保護。BP-2CS自帶失靈保護電流判別元件，回路中無需另外增加電流繼電器，見圖3。

圖3 改造后線路(旁路)失靈保護啟動回路

5.2 主變與啟備變斷路器失靈回路

對于2號發變組保護與啟備變保護，改為主、后備保護一經電流判別元件啟動REB-103母差保護失靈回路，主、后備保護二啟動BP-2CS母差保護失靈回路，使用BP-2CS母差保護內部的電流判別元件。符合“一一對應”原則。

對1號發變組保護，保持原啟動REB-103母差保護失靈回路不變，增加K186、K286、K486出口接點啟動BP-2CS失靈回路。即K186、K286、K486出口動作后，同時啟動第一套和第二套母差保護失靈回路。

5.3 母聯斷路器失靈回路

保持原母聯充電瞬時過流保護或延時過流保護啟動REB-103母差保護不聯回路不變，尋找過流保護備用動作接點接入BP-2CS母差保護的斷路器失靈回路。

6 線路啟動遠跳回路

對于配置了縱差保護的線路來說，上海地區啟動遠跳的方式主要有兩種：(1)母差保護動作直接啟動遠跳，即母差保護動作的輸出空觸點直接引至縱差保護的輸入；(2)母差動作出口中間間接啟動，即母差動作啟動各線路保護操作箱TJR繼電器，靠TJR的輔助觸點來啟動縱差保護的遠跳輸入[3]。REB-103母差保護采用第二種方式。

由于線路操作箱內的用于遠跳回路的第一組與第二組TJR接點并列且無法拆開，所以對BP-2CS采用只能第一種方式。故拆除原線路操作箱TJR接點啟動縱差保護二遠跳的接線，將BP-2CS母差保護動作接點直接接至縱差保護二遠跳開入。原縱差保護一的遠跳回路保持不變。但由此會產生一個問題，由于兩組TJR接點無法拆分，都接入了縱差保護一REL551啟動遠跳回路，則BP-2CS母差保護動作后，縱差保護二REL551啟動第二組TJR接點，在跳閘線圈II動作的同時，也會啟動縱差保護一的遠方跳閘。

7 主變與啟備變回路失靈解除復合電壓閉鎖

220 kV母差保護中一般采用變壓器保護動作解除失靈保護電壓閉鎖功能。但在電磁型或集成型母差保護中使用該功能效果不理想，在上海地區220 kV中阻抗母差保護的失靈功能中一直未采用，因此原REB101母差保護中無此功能。

對于2號發變組保護與啟備變保護，在第二套保護中增加保護出口的中間繼電器，其接點接入BP-2CS失靈解閉鎖開入。對于1號發變組保護，由于動作接點不夠、改接線工作量太大等原因，目前不具備開放該功能的條件，故暫時未實行該功能。

8 結語

本文對220 kV母差雙重化改造的基本情況作了簡單介紹，對本次改造涉及的相關二次回路改接線的方案作了簡單闡述。在克服了雙重化改造過程中的一些困難，比如電流互感器次級不夠、閘刀輔助接點不夠等，之后，本改造方案切實可行，設備改造后運行情況穩定良好。對于1號發變組保護失靈解閉鎖沒有開放、BP-2CS動作后會啟動線路縱差一遠方跳閘等問題，將結合后續相關設備的改造而一一解決。

[1]國家電網公司.國家電網公司發布十八項電網重大反事故措施(修訂版)[J].華東電力，2012,40(4):607.

[2]上海電網220 kV系統繼電保護標準化設計規范[S].

[3]戴緣生，魯煒，徐斌.母差雙重化改造中遠跳及失靈回路相關問題探討[J].電力系統保護與控制,2009,37(6):98-103.

DAI Yuan-sheng, LU Wei, XU Bin. Discussion about direct transfer trip and breaker fail protection circuit in the reformation of duplex bus differential protection[J]. Power System Protection and Control,2009,37(6):98-103.

(本文編輯：楊林青)

Reformation of 220kV Duplex Bus Differential Protection in Power Plant

CAI Xiao-ye, CHEN Hai-qing

(Shanghai Wujing No.2 Power Generation Co., LTD., Shanghai 200241, China)

This paper introduces the reformation scheme for 220kV duplex bus differential protection in Wujing No.2 Power Plant, and outlines the technology reformation scheme of the secondary circuit. Some basic principles of the technology reformation as well as the problems and their solutions are presented, which can be served as references for future projects.

bus differtial protection；duplex；power plant protection

10.11973/dlyny201701018

蔡曉燁(1982-)，女，碩士，工程師，從事發電廠繼電保護工作。

TM773

B

2095-1256(2017)01-0078-04

2016-11-13