220kV雙母雙分段母線單失靈保護(hù)改造探討

盛 壯

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽 110003）

220kV雙母雙分段母線單失靈保護(hù)改造探討

盛 壯

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽 110003）

雙母線雙分段是現(xiàn)階段高壓輸電網(wǎng)的基本構(gòu)建模式。在此種構(gòu)建模式下，單失靈雖然會對電網(wǎng)運(yùn)行造成一定的沖擊，但是通過合理的保護(hù)可規(guī)避風(fēng)險，實(shí)現(xiàn)保護(hù)電路的根本目的。文章以某220kV雙母線電網(wǎng)建設(shè)為例，探究了其在單失靈保護(hù)體系的改造過程，并分析了保護(hù)裝置的配置及其改造過程中的注意事項(xiàng)。

雙母線；雙分段；單失靈保護(hù)；線路改造；高壓輸電網(wǎng)；電網(wǎng)建設(shè)

1 概述

電網(wǎng)建設(shè)是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)工程，又是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會進(jìn)步的重要基礎(chǔ)設(shè)施。從現(xiàn)階段的建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，采用雙母線雙分段技術(shù)作為高壓（220kV或以上）輸電線構(gòu)建模式成為一種常見方式。此種構(gòu)建模式能夠有效地提升電網(wǎng)整體的容錯程度，并在單一母線存在故障時通過限定范圍跳閘的方式予以調(diào)整而不需影響整體的輸電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效果。然而，在部分老舊電網(wǎng)的建設(shè)過程中，失靈保護(hù)裝置由于設(shè)計(jì)原因或者相關(guān)技術(shù)原因等因素，而存在沒有安裝或者保護(hù)效果失靈等問題。面對這一問題，需要通過后續(xù)的技術(shù)改造與電網(wǎng)優(yōu)化來予以解決。

本文基于上述的目的，以220kV電網(wǎng)為研究對象，系統(tǒng)探究失靈保護(hù)裝置的具體配置以及失靈保護(hù)裝置的改造方案。重點(diǎn)分析在具體的升級改造過程中的注意事項(xiàng)與相關(guān)問題的解決策略。希望通過本文的研究能夠?yàn)榻窈蟮南嚓P(guān)改造工程設(shè)計(jì)及具體施工提供必要的理論基礎(chǔ)及方向性指導(dǎo)。

2 失靈保護(hù)裝置功能配置

220kV雙母雙分段母線失靈保護(hù)一般配置于母差共用的雙套失靈保護(hù)或單套失靈保護(hù)，其中單套失靈保護(hù)分為按間隔區(qū)分失靈或按母線區(qū)分失靈。根據(jù)不同的功能需求，在具體的配置方面則主要分為如下兩個方面：一方面，對于啟動失靈保護(hù)的配置。在系統(tǒng)設(shè)置的過程中采用相電流保護(hù)原理、零序電流動作原理等基本電路模式形成斷路器位置節(jié)點(diǎn)、保護(hù)電路并入節(jié)點(diǎn)等模式來實(shí)現(xiàn)對啟動失靈的保護(hù)失效；另一方面，對電流判斷的解除失靈閉鎖保護(hù)。在保護(hù)的基礎(chǔ)上對于電流回歸正常值的部分情況可以實(shí)現(xiàn)自動的失靈閉鎖解除，具體配置環(huán)節(jié)包括了相電流檢測、零序電流檢測、負(fù)序電流檢測等三個模式，并通過單片機(jī)的集成控制模式對保護(hù)動作及斷路器位點(diǎn)進(jìn)行操作最終實(shí)現(xiàn)解除的目的。

3 失靈保護(hù)裝置改造需求及方案

從現(xiàn)階段的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，部分單母線失靈保護(hù)裝置配置并不完善，具體表現(xiàn)為如下三方面問題：第一是由于電網(wǎng)設(shè)計(jì)及施工相對較早，并沒有經(jīng)過智能電網(wǎng)改造或者存在智能電網(wǎng)改造水平相對較低等現(xiàn)狀，形成單母線失靈保護(hù)裝置未加裝的基本情況，此種情況占到改造需求總體情況的比例超過了50%；第二是在傳統(tǒng)的單母線失靈保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)過程中存在部分裝置采用了間隔區(qū)分式單套保護(hù)。此種保護(hù)模式在主變間隔與線路間隔之間存在差異性異常與失效時很難形成有效的電流判斷，并由于其存在不同間隔的協(xié)同判斷而產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)問題，容易形成失靈電流啟動點(diǎn)判斷異?；蛘邿o法自動解鎖等情況。該情況需要通過后續(xù)的持續(xù)性改造來予以優(yōu)化，占到全體需要改造的案例中的比例接近30%；第三是存在部分新型智能電網(wǎng)建設(shè)工程，需要在原有的設(shè)計(jì)方案中加裝相關(guān)的保護(hù)裝置，故而形成更為有效的智能能效。此種改造占到全體改造比例的約20%。

從上述的需求來看，為了達(dá)到嚴(yán)謹(jǐn)與科學(xué)的單母線失靈保護(hù)效果，在具體的改造過程中可以遵循如下三個環(huán)節(jié)來進(jìn)行：第一，退出原第二套母差保護(hù)，在CT端子箱封接至保護(hù)屏柜電流回路；拆除原有屏柜相關(guān)接線，裝設(shè)新屏，接入直流電源、交流電壓、錄波、信號、GPS、交流電源回等相關(guān)回路；第二，對第二套母線保護(hù)裝置進(jìn)行安裝，并進(jìn)行單體測試。在具體的測試過程中需要完成對單體失靈啟動、單母線失靈預(yù)警、失靈啟動后的解鎖等主要功能。當(dāng)且僅當(dāng)調(diào)試合格后方可進(jìn)入下一步改造建設(shè)環(huán)節(jié)中去；第三，按照不同的設(shè)計(jì)原則與規(guī)范，將改造后的母線保護(hù)裝置進(jìn)行間隔區(qū)分，并采用逐一停電的方式來進(jìn)行實(shí)際測試。此種測試模式極大地對實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行了仿真，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的測試效果。在具體測試的過程中，逐一停電的背景下按照間隔保護(hù)電流回路節(jié)點(diǎn)變更的方式調(diào)整到CT端子箱中。并在非帶電的情況下進(jìn)行失靈回路的改接，進(jìn)而完成相應(yīng)的體系改造。值得我們注意的是，在實(shí)際的改接過程中對于停電區(qū)域的間隔內(nèi)部可以采用第二套保護(hù)解除復(fù)運(yùn)行的方式來予以啟動，進(jìn)而達(dá)成對解除失靈保護(hù)功能的一種實(shí)現(xiàn)及測試；第四，在完成第二套保護(hù)裝置改造的基礎(chǔ)上，投入并網(wǎng)運(yùn)行，按照上述環(huán)節(jié)對第一套母線的失靈裝置予以改造，直至完成。值得我們注意的是，在安裝雙線單母線失靈保護(hù)裝置的同時應(yīng)該對原有的單套母線失靈保護(hù)予以拆除，避免后續(xù)運(yùn)行過程中帶來的系統(tǒng)異常。

4 失靈保護(hù)裝置改造注意事項(xiàng)

通過上文的分析我們對雙母線雙分段模式下的單失靈保護(hù)裝置的功能配置及其改造過程與方案進(jìn)行了具體的分析。從分析中我們可以看出，其作為改造型系統(tǒng)工程所涉及到的專業(yè)知識以及工程細(xì)節(jié)相對較多。按照上文提供的施工環(huán)節(jié)與方案能夠形成有效的系統(tǒng)遵循。與此同時，我們還應(yīng)該在下面三個方面加以注意，進(jìn)而達(dá)到進(jìn)一步提高改造效能的根本目的：

4.1 關(guān)于兩套母線保護(hù)裝置改造的先后問題

優(yōu)先進(jìn)行第二套母線保護(hù)改造，之后進(jìn)行第一套母線保護(hù)改造。線路開關(guān)三跳啟動失靈回路僅有與單失靈保護(hù)配套的一組，若在單一間隔停電時將其改至新安裝的母線保護(hù)裝置，則間隔復(fù)電后單失靈保護(hù)將失去此間隔的三跳啟動失靈功能，因此需將開關(guān)操作箱第二組三跳接點(diǎn)與第二套母線保護(hù)配合?，F(xiàn)場部分線路間隔操作箱內(nèi)三跳啟動失靈回路第二組未引出，在相關(guān)間隔停電時需引出裝置內(nèi)部線及增加壓板。線路間隔第二套線路保護(hù)與開關(guān)輔助保護(hù)在同一面屏柜中，其第二套線路保護(hù)失靈開出回路與電流判據(jù)回路在屏內(nèi)采用短接線串聯(lián)，而第一套線路保護(hù)失靈開出回路與電流判據(jù)回路采用電纜串聯(lián)?，F(xiàn)場部分線路間隔至單失靈保護(hù)裝置的開入回路通過第一套線路保護(hù)屏柜的備用端子進(jìn)行轉(zhuǎn)接，若先進(jìn)行第一套保護(hù)改造，則回路改動較大。

4.2 關(guān)于回路中接地點(diǎn)的規(guī)劃問題

電流回路接地點(diǎn)問題一般情況下，220kV雙母雙分段母線保護(hù)的電流回路接地點(diǎn)采用母線保護(hù)屏一點(diǎn)集中接地或分間隔單獨(dú)在CT端子箱接地。原有保護(hù)采用母線保護(hù)屏一點(diǎn)集中接地方式，該方式在電流回路隔離拆除過程中將出現(xiàn)運(yùn)行電流回路接地點(diǎn)不確定現(xiàn)象。對于拆除母差保護(hù)電流回路是在CT端子箱封接時加入接地點(diǎn)采用兩點(diǎn)接地，還是拆除后不接地在間隔停電時再加入接地點(diǎn)，出于人員安全方面考慮，應(yīng)允許在母差保護(hù)退出后的工作中出現(xiàn)兩點(diǎn)接地的情況。

4.3 關(guān)于單失靈保護(hù)裝置改造過程中的其他問題

其他需注意的問題其他改造前配置的按母線區(qū)分失靈的單失靈保護(hù)，不能區(qū)分是主變間隔還是線路間隔發(fā)生失靈，需要采用主變中壓側(cè)開關(guān)輔助保護(hù)的失靈啟動接點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)主變?nèi)齻?cè)聯(lián)跳。這種方式回路接線復(fù)雜，定值配合嚴(yán)格，改造中需要拆除原失靈聯(lián)跳回路重新改接，同時需更改開關(guān)輔助保護(hù)的定值。對于按母線區(qū)分失靈的單失靈保護(hù)，其刀閘回路一般與線路或主變間隔的電壓切換箱內(nèi)的刀閘回路共用。為防止與新安裝的母線保護(hù)內(nèi)的刀閘回路沖突，在改造時需取消原有失靈回路及失靈聯(lián)跳回路上的刀閘位置重動接點(diǎn)。

5 結(jié)語

雙母線雙分段架構(gòu)模式是現(xiàn)階段高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的常見設(shè)計(jì)模式。在此種模式下能夠形成有效的系統(tǒng)保護(hù)效能。但是從實(shí)踐的角度出發(fā)，現(xiàn)階段依舊有大量的相關(guān)電網(wǎng)沒有完成單母線失效保護(hù)裝置的改造工程，進(jìn)而使得其電網(wǎng)穩(wěn)定性存在嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。本文從上述背景出發(fā)，以220kV電網(wǎng)為例對具體的改造工程進(jìn)行分析，具體研究分為三個部分：第一，對單失靈保護(hù)裝置的功能配置進(jìn)行總結(jié)；第二，對單失靈保護(hù)裝置的改造需求與改造過程加以分析與確定；第三，對其中存在的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、技術(shù)以及注意事項(xiàng)進(jìn)行匯總。希望通過本文的研究能夠?yàn)榻窈蟮南嚓P(guān)改造工作提供必要的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐指導(dǎo)。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）

TM63

1009-2374（2017）12-0038-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.020

盛壯（1985-），男，吉林永吉人，供職于國網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司，研究方向：繼電保護(hù)。

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