220kV變電站雙母差改造工程分析與應用

王健偉，楊劍，周小舟

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇 南京 210000）

母差保護是變電站母線的主保護，母差保護通過快速切除母線故障，避免事故范圍擴大，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，因此母差保護在可靠性、選擇性、快速性等方面均有很高要求［1］。早期母差保護存在固有缺點和局限，給電網(wǎng)安全帶來了很大隱患，近年來已逐步發(fā)展為自適應能力強、速度快、動作可靠的微機保護。本文是以具體案例解析雙母差改造工程中技術要點。

1 工程概況

某220kV變電站220kV系統(tǒng)為雙母線帶旁路接線，現(xiàn)有2臺主變，220kV出線4回。原220kV母差保護采用國電南自GWMZ型產(chǎn)品，單套配置，組一面屏。本期保護采用雙母差配置，更換原220kV母差保護1套，新增220kV母線保護1套，組兩面柜，型號分別為：國電南自GSGB750A—C21和許繼電氣GMH800A—215S。

2 現(xiàn)場保護改造方案實施

2.1 新母差保護屏的準備工作與就位

提前做好兩套新母差保護裝置不帶斷路器的單機調(diào)試，校驗保護裝置邏輯回路及內(nèi)部接線的正確性。敷設好兩套新母差保護屏至各間隔的CT回路、刀閘位置信號、跳閘回路、失靈回路等電纜。

2.2 電流回路改造過程

（1）原有電流互感器為5個次級，不符合雙母差保護運行要求，本次改造更換為含有6個次級的電流互感器。在CT更換前需提前確認原用CT回路變比及CT次級位置（CT變比更改后保護裝置定值需重新整定），本次改造中特別注意原有母差用CT極性均為反極性接入母差保護裝置（所有線路間隔、主變間隔母差用CT極性均一致）。在選用CT二次繞組時，要按照母線保護用二次繞組靠近線路側，線路保護用二次繞組靠近母線側原則，避免出現(xiàn)死區(qū)。

（2）在舊母差保護裝置未退役前，相應開關端子箱至舊母差保護的CT回路電纜不拆除，同時在開關端子箱中第一套新母差保護用CT回路提前放好電纜（第二套母差保護用CT回路直接接入至第二套新母差裝置），當新母差保護正常投入運行時再將原母差CT回路拆除，將第一套新母差保護用CT回路接入。

2.3 失靈啟動回路

根據(jù)江蘇省繼電保護“六統(tǒng)一”母差保護設計原則，斷路器失靈保護判別功能由母線保護實現(xiàn)，因此該回路改動較大，存在一定風險。對線路保護以及主變保護失靈回路改動情況做以下說明：

（1）線路間隔失靈回路（以CSC-103B+WXH-803A/G+WDLK-861A/G為例）雙母差線路保護失靈回路如圖1所示。

圖1 雙母差線路保護失靈回路

原有失靈回路構成：由GXH803A保護和GXH103B保護分別提供分相啟動失靈接點，由操作箱提供兩組三相啟失靈接點TJR，開入至WDLK—861A/G失靈啟動裝置，當失靈啟動裝置判定該斷路器失靈后開出至母差保護。改造過程需拆除回路：需拆除861A/G失靈裝置所有失靈回路，確保完全隔離老母差保護失靈回路，同時做好拆復線記錄。

改造后失靈回路構成：由GXH803A保護和GXH103B保護分別提供分相啟動失靈接點，如圖1所示，由操作箱提供兩組三相啟失靈接點TJR，取消失靈裝置判別過程，直接開入至兩套母差保護，即線路保護只提供保護動作接點，具體失靈判別過程均有母差保護裝置完成。

在改造過程中按上圖接入新母差電纜，并進行保護動作試驗，分相驗證新母差失靈回路正確性。因本次工程分多次停電更換220kV間隔電流互感器，需所有間隔更換完畢后，最后退役原母差保護，投入新母差保護裝置。每個間隔驗證完畢后需解開新母差電纜并用絕緣膠布裹好，按拆復線記錄恢復原有失靈裝置接線。

（2）主變保護失靈回路

原有主變失靈回路構成：由GPST1200—220A保護和GPST1200—220B保護分別提供保護動作接點開入至主變保護失靈裝置，當主變保護判定失靈后，由失靈裝置開出至母差保護。改造后主變失靈回路構成：取消主變失靈裝置的失靈判別過程，由GPST1200—220A保護和GPST1200—220B保護分別提供保護動作接點直接開入至兩套母差保護，失靈判別過程均在母差保護中完成，如圖2所示。

圖2 雙母差主變保護失靈回路

（3）主變失靈聯(lián)跳回路

“六統(tǒng)一”母差保護設計中增加了失靈聯(lián)跳主變?nèi)齻乳_關的功能：母差保護判定主變高壓側斷路器失靈后，母差保護失靈聯(lián)跳動作觸電開入至主變保護，經(jīng)靈敏的、不需要整定的電流元件并帶50ms延時后跳主變各側開關［2］。

（4）母聯(lián)充電至死區(qū)

因新母差保護具備母聯(lián)失靈判別功能，所以母聯(lián)保護至新母差保護失靈回路無需增添。但需要注意的是，六統(tǒng)一設計中母差保護增加了充電至死區(qū)功能，防止充電過程中母聯(lián)CT在檢修母線側，發(fā)生死區(qū)故障時誤切運行設備的情況，所以需要增加母聯(lián)手合接點至新母差保護屏。

充電至保護動作邏輯：若檢修母線充電過程中母聯(lián)SHJ接點開入至母差保護，充電至死區(qū)保護投入300ms閉鎖母差保護，若期間有死區(qū)故障發(fā)生，則跳開母聯(lián)斷路器，隔離故障點。

3 結論

母差保護改造是一項時間跨度長、工程難度大、危險點多的系統(tǒng)性工程，需要從多維度考慮安措執(zhí)行、安措恢復。本文對母差保護更換方法進行了介紹，其中對更換過程中注意事項進行了探討，對其他工程具有較高參考價值。