220kV變電站失靈保護改造運維驗收及投退淺析

國網江蘇省電力有限公司揚州供電分公司 嚴思齊 姜 妍

失靈保護是廣泛應用于220kV及以上系統的保護。近年來220kV傳統站的母線保護改造多升級為六統一保護，而失靈保護回路和壓板也隨之有所不同。本文簡述了四統一規范和六統一規范的失靈保護回路和壓板，提出了運維人員的驗收時機，并重點分析了改造后的失靈保護的投入注意事項。本文對現場運維人員的操作及驗收有一定的參考意義。

1 失靈保護

失靈保護是在近后備方式的系統中應用的一種保護，通常應用在220kV及以上電壓等級。在四統一和六統一設計原理中，失靈保護的回路和壓板都有不同。現階段，大量220kV變電站保護改造，失靈保護隨之升級換代，這給運維人員驗收和操作提出了挑戰。本文結合四統一、六統一保護設計規范下，失靈保護的回路結構，針對傳統站的改造過程，分析了運維人員驗收及投退失靈保護的要點。

2 四統一規范的失靈保護壓板及功能

四統一設計規范下，失靈保護功能需要斷路器失靈保護裝置和母線保護裝置共同實現。220kV線路和旁路間隔配置失靈保護，母聯及主變間隔不配置。回路及壓板如圖1所示。斷路器失靈保護裝置，接收本間隔的線路保護及操作箱的啟動失靈開入量，并根據本間隔電流和斷路器位置，判斷本間隔斷路器有無失靈。若判定失靈，則向母線保護裝置發送啟動失靈信號。母線保護裝置收到對應開入量后，再經電流和電壓判定。若失靈保護動作，則跳開本條母線上所有斷路器。

圖1 四統一規范的失靈保護簡圖

四統一設計規范下的失靈保護，驗收壓板涉及多個屏柜。既要驗收本間隔的兩套線路保護、操作箱共8塊失靈保護相關壓板，又要驗證失靈保護裝置到母線保護裝置的2塊串聯的啟動失靈總壓板。

這種失靈保護的投退比較復雜，退出時應先退出母線保護屏上本間隔啟動失靈總壓板，再退出其他壓板。投入時，應最后投入母線保護屏上的本間隔啟動失靈總壓板。

3 六統一規范的失靈保護壓板及功能

六統一設計規范下，220kV的所有間隔都具有失靈保護。失靈保護集成在母線保護裝置中，斷路器失靈保護裝置已取消；同時，因220kV線路基本采用縱聯差動保護，信道不能方便的切換到旁路保護裝置，所以大量取消220kV旁路間隔。本文不討論六統一規范的旁路間隔失靈保護。

3.1 線路間隔

如圖2所示，兩套線路保護裝置分別將分相啟動失靈直接發送到對應的母線保護裝置。操作箱向兩套母線保護裝置分別發送TJR跳閘啟動失靈，壓板通常命名為三跳啟動失靈。與四統一規范的失靈保護比較，減少了2塊壓板，其他8塊的壓板的含義沒有變化。

圖2 六統一規范的線路間隔失靈保護簡圖

這種失靈保護，只要驗收本間隔的兩套線路保護、操作箱共8塊失靈保護相關壓板，可在母線保護連跳本間隔試驗時進行驗證。投退簡單，只需在線路保護屏投退壓板即可。

3.2 主變間隔

主變間隔的失靈保護涉及啟動失靈、解除復壓閉鎖、失靈連跳功能等。失靈保護僅由主變保護動作啟動。考慮到主變內部故障時主變高壓側開關失靈，母線保護裝置的復壓閉鎖不一定開放，因此，主變保護動作也需要解除復壓閉鎖。失靈連跳功能是考慮到若主變高壓側開關失靈，但中低壓側有小電源，即使母線上其他間隔都跳開仍然有故障電流，這時母線保護裝置向主變保護裝置發送失靈連跳，經判據跳開主變各側開關。

主變間隔的失靈保護有關壓板，在母線保護屏和主變保護屏。驗證時可結合母線保護連跳驗證。失靈連跳要在母線保護裝置的對應主變間隔加電流，模擬本間隔失靈，同時模擬主變保護啟動失靈開入。啟動失靈和解除復壓閉鎖需模擬主變保護動作。

可見，失靈連跳壓板控制的是失靈保護能否完全隔離故障。而啟動失靈和解除復壓控制的是失靈保護能否啟動。因此在退出失靈保護功能時，應后退出失靈連跳壓板，確保失靈保護功能盡快解除。在投入失靈保護功能時，應先投入失靈連跳壓板，確保失靈保護功能一動作就有完整的動作行為。

若母線保護改造后，主變保護仍是四統一保護，則無此回路和功能。等主變保護改造后，方可啟用失靈保護功能。

3.3 母聯間隔

母聯間隔的失靈保護類似于線路間隔。但母聯間隔只有單臺保護裝置，因此需要將兩個保護啟動失靈的接點分別引入不同的母線保護裝置。驗收和投退類似于線路保護，可結合連跳試驗進行驗收。

若母線保護改造后，母聯保護仍是四統一保護，則無此回路和功能。等母聯保護改造后，方可啟用失靈保護功能。

4 改造后失靈保護啟用探討

4.1 線路間隔

四統一和六統一的線路間隔都有線路保護功能，且對于操作箱和線路保護裝置所用的接點完全相同。但在失靈保護改造期間（也就是母線保護改造期間），必然存在新母線保護未投運，老母線保護仍在運行的時段。這一時間段內，老的失靈保護的回路必須完整，壓板必須有效。如果線路保護裝置和操作箱具有備用的啟動失靈接點，可接入新的母線保護裝置，但壓板必須注明至哪一套母線保護裝置。

如果沒有備用接點，應在停電時接入新母線保護裝置進行回路和壓板的驗證，做好端子記錄，之后再恢復老回路進行驗證；也可用中間繼電器的方式擴展接點，但會增加保護動作延時。

新母線保護投運舊母線保護退役時，應廢除線路第二套保護屏上的失靈總壓板。如有僅供老母線保護使用的失靈壓板，應一并廢除。應投入至新母線保護裝置的啟動失靈壓板共8塊，第一套線路保護屏5塊，第二套線路保護屏3塊。

4.2 主變間隔

四統一規范未涉及主變間隔的失靈保護，因此不存在新舊壓板與回路的交替問題。

在主變間隔改造結束后，至新母線保護的啟動失靈和解除復壓壓板，可隨新母線保護投運時投入。但新母線保護屏的失靈連跳壓板及本間隔的跳閘壓板，應在啟用時再投入，否則可能引起主變跳閘。通常每個主變間隔，對應2套母線保護屏的各1塊失靈連跳壓板，也對應主變保護A屏和B屏的各2塊涉及啟動失靈的壓板，主變保護啟動失靈及解除復壓閉鎖壓板。

4.3 母聯間隔

四統一規范未涉及母聯間隔的失靈保護，也不存在新舊壓板與回路的交替問題。

在新母線保護投運時，應投入母聯間隔操作箱的2塊TJR啟動失靈壓板（也可能命名為三跳啟動失靈壓板）。但母聯保護啟動失靈的壓板，應在母聯保護投運退運時，隨跳閘壓板投退。通常在母聯保護屏共有4塊涉及失靈保護的壓板，2塊操作箱三跳啟動失靈壓板和2塊保護動作啟動失靈壓板。

結論：（1）線路間隔的失靈保護，在舊母線保護退役時，運維人員應監督施工人員完善新的啟動失靈回路，及時廢除不用的壓板并做好應投入的壓板的標記。壓板隨新母線保護投運而投運。（2）主變間隔的失靈保護，在舊母線保護退役時，無需變更壓板和回路。但應注意主變保護是否具有相關功能，及時投運有關壓板。（3）母聯間隔的失靈保護，在舊母線保護退役時也無需變更壓板及回路。但應注意母聯保護是否具有相關功能，并注意操作箱啟動失靈壓板和保護啟動失靈壓板的投入時機不同。