香山站220 kV母差失靈保護(hù)改造及相關(guān)技術(shù)研究

林康榮

[摘 要]本文根據(jù)2007版廣東省電力調(diào)度中心的反措要求，通過對500 kV香山站現(xiàn)有母差失靈保護(hù)改造，結(jié)合站內(nèi)目前的設(shè)備狀態(tài)，提出利用現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行母差失靈保護(hù)雙重化配置的方案，并進(jìn)行回路設(shè)計和相關(guān)技術(shù)研究。

[關(guān)鍵詞]母差失靈保護(hù)；雙重化；香山站

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.20.049

[中圖分類號]TM63；TM77 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）20-00-02

0 引 言

500 kV香山站是2004年投產(chǎn)的中山地區(qū)第一座500 kV變電站，承擔(dān)中山地區(qū)相當(dāng)大的供電量，并且作為500 kV主網(wǎng)樞紐之一，其重要性不言而喻，然而由于早期設(shè)計的規(guī)范和現(xiàn)在的要求有差別，220 kV失靈保護(hù)為單套配置，考慮到主網(wǎng)的穩(wěn)定、設(shè)備運行年限較長，以及最新的反措要求，香山站進(jìn)行的失靈保護(hù)雙重化配置具有必要性。本文的改造是通過原屏更換的方式，將4套母差保護(hù)更換為4套母差失靈保護(hù)，拆除原獨立失靈保護(hù)、220 kV的1、2M母線和5、6M原有的雙母差保護(hù)，盡量保持原有的電纜及接線。

1 母差失靈保護(hù)配置現(xiàn)狀

1.1 香山站主網(wǎng)接線方式及相關(guān)保護(hù)配置

一次接線方式：220 kV部分為雙母線雙分段帶，共12個線路間隔，3個變中間隔，2個母聯(lián)間隔，2個分段間隔。

相關(guān)保護(hù)配置：220 kV的1、2M母線及220 kV5、6M母線，各配有母差保護(hù)Ⅰ、Ⅱ裝置，型號為：BP-2B。220 kV失靈保護(hù)為1套，型號為：BP-2A，通過斷路器輔助保護(hù)或主變輔助保護(hù)判別及起動失靈，開入到BP-2A失靈保護(hù)設(shè)備選擇母線，再起動相應(yīng)的間隔操作箱出口。

1.2 220 kV部分起動失靈回路

220 kV線路的起動失靈回路為通過線路保護(hù)主一或主二的保護(hù)動作觸點，及外部保護(hù)跳操作箱TJR觸點，結(jié)合斷路器輔助保護(hù)的失靈電流判別起動失靈，開入到BP-2A失靈屏；失靈屏結(jié)合母線電壓閉鎖，根據(jù)刀閘輔助觸點選擇母線，從而跳開失靈斷路器所在母線其他斷路器。失靈保護(hù)無論從起動環(huán)節(jié)和跳閘環(huán)節(jié)，都是單套化配置。

主變中的起動失靈回路為通過主變保護(hù)主一或主二的保護(hù)動作觸點，及外部保護(hù)跳操作箱TJR觸點，結(jié)合主變輔助保護(hù)的失靈電流判別起動失靈，開入到BP-2A失靈屏；失靈屏結(jié)合母線電壓閉鎖，根據(jù)刀閘輔助觸點選擇母線，從而跳開失靈斷路器所在母線及主變?nèi)齻?cè)。

2 母差失靈保護(hù)雙重化配置改造思路及施工方案

2.1 母差失靈保護(hù)雙重化配置方案的思路

本文通過原屏更換的方式，目標(biāo)是將4套母差保護(hù)更換為4套母差失靈保護(hù)，拆除原獨立失靈保護(hù)，最終實現(xiàn)220 kV的1、2M母線和5、6M原有的雙母差雙失靈保護(hù)。

2.2 施工過程可分為3個階段

第一階段：220 kV母差保護(hù)更換；第二階段：220 kV失靈啟動回路轉(zhuǎn)接；第三階段：舊220 kV獨立失靈保護(hù)拆除。

2.2.1 220 kV母差保護(hù)更換步驟

第一，220 kV的5、6M母差保護(hù)Ⅰ、Ⅱ裝置更換，及220 kV#2母聯(lián)2056開關(guān)間隔、220 kV#1分段2015開關(guān)間隔、220 kV#2分段2026開關(guān)間隔接入新母差失靈保護(hù)。

第二，220 kV的1、2M母差保護(hù)Ⅰ、Ⅱ裝置更換，及220 kV#1母聯(lián)2012開關(guān)間隔、220 kV#1分段2015開關(guān)間隔、220 kV#2分段2026開關(guān)間隔接入新母差失靈保護(hù)。

第三，母差保護(hù)更換后的3天，停相關(guān)母聯(lián)、分段開關(guān)，與新母差失靈保護(hù)調(diào)試，傳動母聯(lián)分段開關(guān)。

2.2.2 220 kV母差保護(hù)更換主要任務(wù)

第一，敷設(shè)新母差失靈保護(hù)屏至220 kV間隔的失靈啟動二次電纜，至故障錄波屏的二次電纜，至#1和#2母聯(lián)GIS匯控柜的二次電纜；第二，220 kV的5、6M母差保護(hù)Ⅰ、Ⅱ裝置更換；第三，220 kV的1、2M母差保護(hù)Ⅰ、Ⅱ裝置更換；第四，220 kV母聯(lián)、分段開關(guān)間隔停電與新母差失靈保護(hù)調(diào)試及整組傳動。

現(xiàn)以更換220 kV的5、6M母差保護(hù)屏Ⅰ保護(hù)裝置為例，介紹施工方法及注意事項。第一，進(jìn)行新母差失靈保護(hù)屏至220 kV間隔的失靈啟動二次電纜，至故障錄波屏的二次電纜，至#1和#2母聯(lián)GIS匯控柜二次電纜的敷設(shè)工作；第二，申請退出220 kV母差運行，做好相關(guān)安全措施，特別是檢查220 kV母差的出口壓板是否全部退出；第三，在GIS匯控箱短接母差運行間隔的電流回路；第四，在保護(hù)屏解開母差保護(hù)跳各間隔的電纜；第五，在母差保護(hù)屏解開PT電壓、電流、信號、電源回路電纜；第六，拆除舊母差裝置并安裝新母差裝置；第七，新母差保護(hù)單機調(diào)試、驗收。新母差保護(hù)試驗保護(hù)出口時，確保在運行的保護(hù)屏未恢復(fù)接入跳閘電纜芯，在母差對側(cè)運行的保護(hù)屏用萬用表量通斷，測量出口是否正確；第八，進(jìn)行220 kV #2母聯(lián)2056開關(guān)、#1分段2015、#2分段202間隔停電與新母差失靈保護(hù)調(diào)試及整組傳動。

2.3 220 kV失靈啟動回路轉(zhuǎn)接工作步驟

第一，各線路及主變中開關(guān)間隔停電，解開去舊獨立失靈保護(hù)的失靈啟動回路，接入新的母差失靈保護(hù)裝置。

第二，母差保護(hù)裝置與各線路、開關(guān)間隔調(diào)試，電流回路、跳閘回路、啟動失靈回路檢驗：通流檢查、失靈啟動回路整組檢查、開關(guān)傳動、絕緣測試。

2.3.1 220 kV失靈啟動回路轉(zhuǎn)接的主要工作任務(wù)

第一，各線路及主變中開關(guān)間隔停電，失靈啟動回路試驗。

第二，在母差屏的對側(cè)解開去舊獨立失靈保護(hù)的失靈啟動回路，接入新的母差失靈回路。endprint

2.3.2 舊220 kV獨立失靈保護(hù)拆除

新220 kV母差失靈保護(hù)裝置已投入運行，需對舊失靈保護(hù)屏進(jìn)行拆除。主要工作步驟如下。

第一，拆除220 kV失靈保護(hù)聯(lián)跳各個220 kV側(cè)的開關(guān)回路。先拆出舊220 kV母差失靈保護(hù)對側(cè)電纜接線，再拆舊220 kV母差失靈保護(hù)本側(cè)電纜接線；第二，拆除輸入模擬量；第三，拆除輸入刀閘開關(guān)量；第四，拆除信號回路；第五，拆除交流電源、直流電源。

3 母差失靈保護(hù)雙重化改造工作風(fēng)險及控制措施

采用原屏更換可以保持原有母差保護(hù)屏電流、電壓、跳閘外部回路不變，給更換裝置后送回母差保護(hù)提供了前提，但也存在以下風(fēng)險。

第一，未經(jīng)母差保護(hù)傳動驗證的開關(guān)，母差跳閘回路存在不對應(yīng)風(fēng)險。針對這一風(fēng)險，在原母差屏更換完畢接回新的跳閘回路時，要嚴(yán)防間隔對應(yīng)錯誤。后續(xù)停電中進(jìn)一步確認(rèn)，對跳閘回路電纜芯對應(yīng)確認(rèn)，確保不誤傳動運行開關(guān)。

第二，接入CT二次回路極性錯誤，導(dǎo)致差動保護(hù)誤動風(fēng)險。這一風(fēng)險控制措施是防止接錯極性，接入母差回路后，帶負(fù)荷測試正確后再投入母差保護(hù)。

第三，原母差屏更換，一次設(shè)備運行中，電流、電壓、跳閘回路帶電隔離，稍有不慎，存在電流二次開路、電壓短路、接地，誤跳運行設(shè)備的風(fēng)險。因此，工作前要做好風(fēng)險分析，嚴(yán)格執(zhí)行電流、電壓、跳閘回路隔離安全技術(shù)措施，做好貼警示膠布隔離等措施，嚴(yán)防錯漏和誤碰。

4 母差失靈保護(hù)雙重化改造關(guān)鍵技術(shù)

微機母線保護(hù)220 kV失靈啟動回路、跳閘回路及主變失靈解復(fù)壓閉鎖回路。母差失靈雙重配置改造后，220 kV失靈啟動回路、跳閘回路發(fā)生了重大改變。原來每一母差失靈保護(hù)啟動失靈回路有兩回，跳各間隔斷路器兩線圈。改造后，雙重化配置的220 kV線路保護(hù)每套保護(hù)對應(yīng)啟動1套220 kV母線及失靈保護(hù)，如圖1所示。

主變中啟動失靈原理跟線路的基本一樣。通過這次改造，啟動回路得以簡化，原來母差失靈保護(hù)裝置的失靈啟動開入接線全部并在一起，沒有按間隔進(jìn)行失靈啟動判斷。失靈保護(hù)動作后，沒有信息顯示是哪個間隔啟動了失靈保護(hù)，不知道是哪條線路或主變有了故障，大大延誤了進(jìn)行故障查找和處理的時間，不能及時排除故障，擴(kuò)大事故的影響。斷路器失靈保護(hù)采用了母線保護(hù)裝置內(nèi)部的失靈電流判別功能，提高了保護(hù)的可靠性，即使外部線路保護(hù)的失靈啟動接點誤動作，母差失靈保護(hù)也會由于自身的電流判據(jù)不滿足而不動作。

220 kV失靈跳閘回路由原來的兩套母線差動保護(hù)的跳閘作用于斷路器的兩個跳閘線圈，變?yōu)槊刻啄覆钍ъ`保護(hù)分別動作于斷路器的一組跳圈。保護(hù)出口各作用于一個跳圈，簡化了二次回路，保證回路間的相互獨立，有效避免寄生回路的產(chǎn)生，并可靠性沒有降低，現(xiàn)在跳閘回路如圖2。

這次改造后，香山站的主變中失靈解復(fù)壓閉鎖回路也有所改變。為解決220 kV及以上變壓器、發(fā)變組的斷路器失靈保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖元件靈敏度不足的問題，反措規(guī)定可以有以下3種解除電壓閉鎖的方法。

第一，采用主變保護(hù)中由主變各側(cè)“復(fù)合電壓閉鎖元件動作”（或邏輯），解除斷路器失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖元件。

第二，采用在保護(hù)跳閘接點和電流判別元件同時動作時，去解除復(fù)合電壓閉鎖，故障電流切斷、保護(hù)收回跳閘命令后，重新閉鎖斷路器失靈保護(hù)的方式。

第三，對失靈電流判別功能由母線保護(hù)裝置內(nèi)部判別的，可采用保護(hù)跳閘接點動作時，解除復(fù)合電壓閉鎖。

這次香山站220 kV母差失靈雙重化改造后，選用了第二種辦法。這種方法邏輯簡單，不存在串連的邏輯關(guān)系，降低了由于各種原因保護(hù)跳閘接點，誤導(dǎo)又誤解鎖復(fù)合電壓閉鎖的風(fēng)險。

5 結(jié) 語

母線保護(hù)對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有十分重要的作用。隨著電網(wǎng)的逐漸發(fā)展壯大，運行方式變化多樣，為了保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，按反措施要求在220 kV 等級以上母線保護(hù)必須雙重化。在這樣運行中的變電站進(jìn)行母線保護(hù)雙重化是一項涉及范圍廣、技術(shù)復(fù)雜、危險點多的工作，在改造中相關(guān)人員一定要吃透保護(hù)裝置的性能和原理，把握好每個技術(shù)環(huán)節(jié)，控制好每個危險點，不放過每個細(xì)節(jié)問題，防止人為原因在改造中給保護(hù)運行帶來隱患，為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行保駕護(hù)航，同時也為同類變電站母線保護(hù)雙重化改造積累經(jīng)驗。

主要參考文獻(xiàn)

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[3]百度文庫.BP-2B微機母線保護(hù)裝置技術(shù)和使用說明書V1.02[EB/OL].（2014-09-27）[2017-08-16].https：//wenku.baidu.com/view/4f812a0a561252d380eb6ecc.htmlendprint