220kV母差失靈保護雙重化改造技術(shù)方案探討

徐志恒 鄒勇

（廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局）

220kV母差失靈保護雙重化改造技術(shù)方案探討

徐志恒 鄒勇

（廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局）

本文介紹了500kV博羅站220kV母差失靈雙重化改造的成功案例，分析了傳統(tǒng)施工方案存在的困難和風險，因地制宜地采用原屏改造方法，制定相關(guān)施工流程，嚴格控制危險點，確保改造項目安全、可靠。

母差失靈保護；雙重化；原屏改造

0 引言

根據(jù)《廣東省電力系統(tǒng)繼電保護反事故措施》3.2.2條款要求，為確保母差保護檢修時母線不至失去保護、防止其拒動而危及系統(tǒng)穩(wěn)定和事故擴大，在220kV及以上母線應采用雙重化保護配置，每條母線應采用2套含失靈保護功能的母線差動保護。500kV博羅站220kV失靈保護為單套配置，不符合此要求。若失靈保護裝置因故退出運行，期間出現(xiàn)開關(guān)拒動，將造成4個220kV變電站、14個110kV變電站失壓，釀成電力安全生產(chǎn)一級事件。同時，220kV母差保護裝置自2005年投產(chǎn)至今運行超過十年，已達改造年限。

本文根據(jù)惠州電網(wǎng)500kV博羅站220kV設備運行現(xiàn)狀，分析傳統(tǒng)組立新屏改造方案的施工難度，提出了原屏改造的技術(shù)方案，合理安排施工計劃，嚴格控制危險點，確保工程改造安全有序。

1 改造前后基本情況

500kV博羅站于2005年投產(chǎn)，其220kV 戶外GIS設備采用雙母線雙分段接線，其中有12個線路、2個母聯(lián)、2個分段及2個變中共18個間隔。改造前站內(nèi)配置了深圳南瑞的2套220kV 1M、2M母差保護，2套220kV 5M、5M母差保護和1套220kV失靈保護（見下圖），母差保護型號為BP-2B，失靈保護型號為BP-2。開關(guān)失靈啟動電流判據(jù)功能在各間隔斷路器輔助保護中實現(xiàn)。

圖 原斷路器失靈保護和母差保護的保護范圍示意圖

本項改造工程選用深圳南瑞生產(chǎn)的BP-2C型母差及失靈保護一體化微機保護裝置。保護邏輯簡單，啟動、跳閘、電流判據(jù)全部在母差失靈保護中完成，需將每個間隔的保護動作接點作為失靈啟動開入量接入。

2 改造方案的確立與實施

2.1 改造停電施工原則

本次220kV母差失靈雙重化改造施工牽涉橫向、縱向二次回路多，工序復雜繁瑣，本著“安全第一、綜合利用”的指導思想，確定以下停電施工原則：

1） 在整個施工過程中，必須確保母線設備在具備母差失靈功能條件下運行。

2）由于該站地位極其重要，出線間隔眾多，設備負荷重，只能采用各支路間隔輪流停電的方式，完成相關(guān)回路的改造，并合理安排改造計劃，盡量減少設備停電時間，避免重復停電。

3）對于單配置的舊失靈保護，不允許長期退出運行，非計劃停運時間不超過4h。

4）在改造施工全過程應加強技術(shù)和管理監(jiān)督，全程做好專職監(jiān)護工作，保證新保護不留隱患投入運行。

2.2 傳統(tǒng)改造方案難以實施

按照傳統(tǒng)改造方法施工需要新上4面屏，敷設新裝置相關(guān)回路電纜,并完成裝置單機調(diào)試、整組傳動試驗。新母差失靈保護投產(chǎn)后方能拆除舊母差失靈保護。通過設計、施工和運維單位多次現(xiàn)場勘察，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)改造方法無法實施，具體為：

“我們的海洋，我們的遺產(chǎn)”是今年“我們的海洋”會議的主題，它反映了我們?yōu)榫S持海洋資源的可持續(xù)性和維護海洋健康而作出的選擇和行動。作為為我們的子孫后代提供的遺產(chǎn)，我們可以選擇留下哪種遺產(chǎn)，而這種選擇取決于我們今天采取的行動。

1）220kV繼保小室屏位已滿，無法組立4面新母差失靈屏。保護屏下電纜隔層電纜極為密集，難以敷設新電纜，電纜溝也接近飽和。

2）220kV斷路器間隔均無備用CT繞組、母線刀閘位置及保護動作接點不足，各間隔失靈啟動回路無法接入新母差失靈裝置。

3）原單套失靈保護涉及18個間隔，非故障停運時間不能超過4h，新舊失靈功能轉(zhuǎn)接、失靈回路完善、舊失靈屏接線拆除等工作無法按時完工。

2.3 原屏改造方案的確立與實施

因傳統(tǒng)改造方法無法實施，而且經(jīng)評測，原電纜運行工況良好，尚未達到更換年限,故結(jié)合現(xiàn)場實際，采用原屏改造方法，主要分三個階段進行：

第一階段完成舊母差保護原屏改造。舊母差保護逐套退出6天，其外部跳閘回路、電流電壓回路、刀閘位置信號回路不變動。新保護相關(guān)回路調(diào)試驗收合格后，接入刀閘位置回路、電流電壓回路，帶負荷測試合格后，接入跳閘回路并保護投入運行。

第三階段完成舊失靈屏退運拆除工作。所有支路間隔失靈啟動回路全部轉(zhuǎn)接到新母差失靈保護后，拆除原220kV失靈保護屏屬下各二次回路。

3 現(xiàn)場施工風險管控及關(guān)鍵工序把握

本次改造設計的二次回路較多，工序復雜，因此在工程開始前反復勘查現(xiàn)場，仔細分析施工過程存在的各個危險點，制定詳細的管控措施和技術(shù)方案，并嚴格執(zhí)行到位。對改造過程可能預見的常規(guī)風險，其應對措施已相當成熟，在此不再贅述，只對幾項關(guān)鍵工序進行分析：

1）電流回路二次安全技術(shù)措施布置。使用專用電流端子短接片，短接運行中的電流回路、防止開路，再用絕緣膠布可靠隔離。改線完結(jié)并調(diào)試合格后，將各電流回路接入新保護裝置。施工簡單、工作安全、技術(shù)可靠。

2）斷路器跳閘回路安全措施布置。每套舊母差保護均有兩路斷路器跳閘出口回路，改造時只須保留其對應線圈的一組出口回路。為防止誤碰、誤觸和誤跳閘事故，對于應拆除的跳閘回路，在原屏改造過程不拆線，應采用端子絕緣防護柵、絕緣膠布密封和警示標示等嚴密措施隔離，結(jié)合第二階段支路停電逐個拆除；對于保留的跳閘回路，跳閘公共端不動，應嚴密隔離，跳閘端R133電纜芯應解開并使用耐高壓的專用絕緣線帽將裸露部分封好后，再用絕緣膠布包扎，從而徹底隔離帶電跳閘回路。

3）新母差失靈保護跳閘回路正確性的驗證。保護原屏改造完畢后，接入各支路跳閘回路，必須確保圖紙、出口壓板與實際一致，嚴防支路間隔對應錯誤。在第二階段施工時，結(jié)合各支路輪停，對新保護進行停電間隔的開關(guān)整組傳動試驗，確認跳閘回路的正確性。注意隔離運行間隔出口壓板的隔離措施，并采取拉合停電開關(guān)控制電源，萬用表測試出口壓板電壓變位的方法間隔無誤。

4）新舊失靈啟動回路轉(zhuǎn)接工作完成前，舊失靈保護不退出運行。在改造過程中，舊失靈保護除啟動回路轉(zhuǎn)接外，其他回路（跳閘、刀閘位置、電壓等）保持不動。但應對停電支路的跳閘回路做好標識，方便完成改造后拆除。完成轉(zhuǎn)接的間隔其斷路器失靈功能通過新母差失靈保護實現(xiàn)，而未完成轉(zhuǎn)接的間隔其斷路器失靈功能仍需在舊失靈保護中實現(xiàn)。在舊失靈啟動回路拆除過程中，施工人員容易犯同時解開停電間隔在舊失靈保護中的跳閘回路，導致母線失靈功能不能全范圍覆蓋。若改造中，未接入新母差失靈保護的間隔斷路器發(fā)生失靈，舊失靈保護正常動作，但不能跳開已接入新保護的一次設備，將導致保護越級跳閘。

5）改造完成后，舊失靈保護屏的退運拆除。危險點在于跳閘回路和屏頂小母線的拆除。對舊失靈跳閘回路，按照之前改造做好的回路標識，再次核實圖紙資料，逐根拆除跳閘回路，拆線時必須用萬用表測量無誤并兩端同時拆除；對于屏頂小母線的拆除，需先從PT接口屏、直流饋線屏分別新增兩路交流電壓、直流電源回路至舊失靈保護屏相鄰屏，檢查相別、測量壓差無誤后接入屏頂小母線，確保拆除過程不影響運行設備。

4 結(jié)束語

本工程實現(xiàn)了500kV博羅站220kV母差失靈保護雙重化配置的反措要求，由于作業(yè)現(xiàn)場不具備傳統(tǒng)施工條件，采用“原屏原地改造”辦法，不僅圓滿解決了現(xiàn)場保護屏位和CT繞組不足、刀閘位置和動作接點缺少等施工困難，更是充分利用了繼保小室的有限屏位，大大節(jié)省了新屏柜和新電纜購置、勞動力投入等方面的項目投資。保質(zhì)保量地完成4套220kV母差失靈保護的原屏更換，減少了設備停電時間，保證了電網(wǎng)供電能力。同時創(chuàng)新性地采用“新舊失靈保護同時運行”的方法，保證失靈保護在施工全過程始終運行，降低了舊失靈屏拆除的施工風險。本次技術(shù)改造方案的安全高效施工既奠定了惠州局220kV及以上變電站母差失靈雙重化改造的堅實基礎(chǔ)、為今后改造指明了努力的方向，又為電力同行提供了可靠的借鑒和參考。

［1］郭祝平，鄒陽，王煉. 500kV變電站220kV母差保護雙重化改造［J］.繼電器，2007（10）.

［2］徐春新，梁國坤. 基于原屏改造的220kV母差失靈保護改造技術(shù)方案［J］. 電工技術(shù)，2014（10）.（收稿日期：2016-06-10）