220 kV濱河站220 kV母差保護(hù)雙重化研究

徐曉

摘 要：根據(jù)南方電網(wǎng)220 kV母線保護(hù)技術(shù)規(guī)范的要求，220 kV及以上電壓等級(jí)母線保護(hù)必須雙重化配置。文章針對(duì)220 kV濱河變電站原母線保護(hù)系統(tǒng)存在的維護(hù)定檢困難、裝置老化及不滿足反措要求等問(wèn)題，對(duì)其技改過(guò)程中的難點(diǎn)、電流回路改造、跳閘回路改造、啟動(dòng)失靈回路改造等關(guān)鍵技術(shù)及對(duì)策進(jìn)行分析， 對(duì)類似220 kV變電站的母差保護(hù)雙重化改造工程極有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：變電站；技術(shù)改造；母線保護(hù)；雙重化；失靈回路

中圖分類號(hào)：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）11-0089-02

220 kV濱河變電站全站規(guī)模為3臺(tái)主變，容量為3x180 MVA。220 kV配電裝置采用雙母單分段接線，有2回220 kV出線。220 kV母線目前僅配置單套母差保護(hù)，型號(hào)為RCS915C，由南瑞繼保有限公司生產(chǎn)，失靈保護(hù)借助母差保護(hù)出口跳閘。當(dāng)母差失靈保護(hù)因缺陷或定檢等工作退出時(shí)，220 kV母線將失去主保護(hù)，220 kV線路和變壓器將失去近后備保護(hù)，僅能將站內(nèi)所有線路對(duì)側(cè)的相間及接地距離II段保護(hù)（遠(yuǎn)后備）的動(dòng)作時(shí)間縮短為 0.2 s（無(wú)縱聯(lián)保護(hù)臨時(shí)定值區(qū)），不滿足《南方電網(wǎng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施2014版（修改稿）》（調(diào)繼[2015]5號(hào)）中“在 220 kV及以上母線應(yīng)采用雙重化保護(hù)配置”的要求。 為解決上述問(wèn)題，需要對(duì)220 kV濱河站進(jìn)行220 kV母差保護(hù)雙重化改造，將單套舊母差屏更換為雙套母差及失靈保護(hù)屏，本文對(duì)此改造進(jìn)行分析和總結(jié)。

1 施工方案分析

1.1 CT調(diào)整

220 kV濱河變電站各220 kV間隔的4個(gè)保護(hù)級(jí)CT二次繞組均已使用，因此實(shí)現(xiàn)母差失靈雙重化改造需要對(duì)保護(hù)CT二次繞組進(jìn)行調(diào)整，并改造原有啟動(dòng)失靈回路。CT繞組調(diào)整采用以下原則：

①母差保護(hù)與線路（主變）保護(hù)范圍交叉，確保任一保護(hù)退出后無(wú)保護(hù)死區(qū)；

②母差保護(hù)和主變保護(hù)差動(dòng)繞組不應(yīng)串接任何其他裝置；

③失靈保護(hù)功能電流判據(jù)宜在母差保護(hù)中進(jìn)行判別；由開(kāi)關(guān)保護(hù)實(shí)現(xiàn)失靈電流判別的CT保護(hù)繞組應(yīng)位于線路（主變）與母差保護(hù)之間；

④CT繞組二次不應(yīng)超過(guò)額定負(fù)載，同一個(gè)CT二次繞組接入裝置的數(shù)量不宜超過(guò)3個(gè)；主變變高的備自投、減載、錄波裝置宜選用主變套管CT；

⑤同一站內(nèi)各間隔CT繞組布置順序宜相同；

⑥斷路器非全相保護(hù)應(yīng)選用開(kāi)關(guān)CT。因此本次對(duì)220 kV線路間隔CT及主變高壓側(cè)CT二次繞組作如下調(diào)整，如圖1（a）（b）（c）（d）所示。

1.2 直流及跳閘回路的配置

為了保證回路的可靠性，雙套配置的母線保護(hù)的直流供電電源必須取自不同蓄電池組供電的直流母線，2組直流之間不允許直流回路采用自動(dòng)切換。同一套保護(hù)裝置的保護(hù)和控制電源必須取自同一組直流電源。本次母差保護(hù)改造必須嚴(yán)格按照以上規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體做法，如圖2所示。

220 kV母差保護(hù)型號(hào)分別為南瑞繼保的PCS-915NC型和長(zhǎng)園深瑞的BP-2C型。PCS-915NC的保護(hù)及操作電源取自I段直流母線，動(dòng)作跳閘第一套斷路器跳閘線圈。BP-2C的保護(hù)及操作電源取自II段直流母線，動(dòng)作跳閘第一套斷路器跳閘線圈。

1.3 失靈啟動(dòng)

近三年的南方電網(wǎng)保護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)表明，開(kāi)關(guān)失靈已成為一種常見(jiàn)故障。220 kV濱河變電站改造前的失靈電流判據(jù)是在主變斷路器輔助保護(hù)裝置中實(shí)現(xiàn)，而且全站只配置了一套斷路器失靈保護(hù)。為提高失靈保護(hù)動(dòng)作的可靠性，根據(jù)深圳供電局有限公司繼電保護(hù)反事故措施匯編2014版要求，220 kV配置雙套斷路器失靈保護(hù)，按間隔區(qū)分起動(dòng)失靈，并且失靈啟動(dòng)的電流判別在220 kV（母差）失靈保護(hù)裝置中實(shí)現(xiàn)，有利于簡(jiǎn)化二次回路。（母差）失靈保護(hù)裝置在主變220 kV開(kāi)關(guān)失靈時(shí)，除出口跳母線上相關(guān)開(kāi)關(guān)外，還需開(kāi)出接點(diǎn)啟動(dòng)主變非電量跳閘回路聯(lián)跳主變各側(cè)開(kāi)關(guān)。

此次改造220 kV母線失靈保護(hù)已采用南網(wǎng)新技術(shù)規(guī)范的裝置，故要求采用保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)開(kāi)入至裝置PCS-915NC及BP-2C。

2 母線雙重化改造中的可靠性研究

2.1 間隔區(qū)分

改造配置的雙套斷路器失靈保護(hù)可按間隔區(qū)分起動(dòng)失靈。主變和母聯(lián)間隔僅接入三相跳閘接點(diǎn)，220 kV線路間隔同時(shí)接入三相和分相跳閘接點(diǎn)，用于區(qū)別不同間隔的220 kV斷路器，實(shí)現(xiàn)不同間隔的失靈跳閘功能。

2.2 主變解復(fù)壓閉鎖

構(gòu)建主變失靈回路時(shí)，考慮到變壓器中、低壓側(cè)故障時(shí)高壓側(cè)開(kāi)關(guān)失靈，變壓器內(nèi)部阻抗引起高壓側(cè)殘壓過(guò)高，而母線保護(hù)中的失靈電壓閉鎖元件靈敏度不夠，此時(shí)雖然主變保護(hù)動(dòng)作同時(shí)啟動(dòng)了母差保護(hù)，但母差保護(hù)由于受到電壓閉鎖控制不能出口。因此，高壓側(cè)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)失靈需同時(shí)解除電壓閉鎖，邏輯如圖3所示。

3 停電施工方案

為確保改造過(guò)程中各間隔的母差失靈功能至少具備一套母差失靈功能，可采取連個(gè)階段各間隔輪停接入的方式：

①立新母差失靈屏，各間隔交、直流電纜布置到位；

②各間隔輪停接入新母差失靈屏，并進(jìn)行CT繞組調(diào)整；

③結(jié)合舊母差保護(hù)技改工作，各間隔輪停改造第一套母差失靈保護(hù)。

過(guò)渡階段及終期保護(hù)配置表，見(jiàn)表1。

過(guò)渡階段舊220 kV母線保護(hù)裝置RCS915C保留運(yùn)行，裝置不具備失靈電流判據(jù)的功能，失靈啟動(dòng)的電流判別由主變及220線路斷路器輔助保護(hù)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)將保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)開(kāi)入至斷路器輔助保護(hù)裝置。失靈電流邏輯判斷后，主變斷路器輔助保護(hù)裝置應(yīng)能提供接點(diǎn)用于啟動(dòng)220 kV斷路器失靈保護(hù)。為了保證可靠性，在相應(yīng)失靈啟動(dòng)、解除復(fù)壓、聯(lián)跳主變各側(cè)回路中電流判別接點(diǎn)還應(yīng)串接保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)雙重式把關(guān)。

本期改造過(guò)渡階段保留第一套母差保護(hù)的此種失靈回路，如圖4、圖5所示。同時(shí)將220 kV線路保護(hù)、主變保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)接入新增的第二套母差失靈屏。待第二套母差失靈屏接線完成并且投運(yùn)，繼而拆除站內(nèi)原有的220 kV母線保護(hù)屏。

4 結(jié) 語(yǔ)

筆者結(jié)合深圳地區(qū)220 kV濱河變電站220 kV母線保護(hù)改實(shí)例，針對(duì)改造工程中遇到的CT配置、直流回路及跳閘回路等問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決方案，并總結(jié)了220kV母線保護(hù)改造的一些技術(shù)原則。通過(guò)改造，220 kV濱河變電站實(shí)現(xiàn)配置了220 kV雙母差失靈保護(hù)，提高了全站運(yùn)行的安全性，保障了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，希望此次改造能為南方電網(wǎng)其他220 kV母線保護(hù)改造提供一定的技術(shù)參造。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李周洪.220 kV母差保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)配置及運(yùn)行維護(hù)分析[J].科技風(fēng)，2011，（15）.