220kV

东北电力技术　２０１５年第７期　ＮｏＲＴＨＥＡＳＴ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ　５１　２２０　ｋＶ母差保护改造方案及难点分析　张　健，王　舒，张佳薇，胡宇先　（国网鞍山供电公司，辽宁　鞍山　１　１４００１）　摘要：母线保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，其安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网　的安全具有决定性的意义，根据十八项电网重大反事故措施要求，２２０　ｋＶ等级以上母线保护必须双重化配置。以东鞍　山２２０　ｋＶ变电站母差保护改造为例，针对母线保护双重化改造中的施工方案及技术难点进行分析总结，为同类变电　站改造提供参考。　关键词：母差保护；双重化；电流互感器配置；失灵回路　［中圈分类号］ＴＭ７７３　［文献标志码］Ａ　［文章编号］１００４—７９１３（２０１５）０７－００５１－０３　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｈｅｍｅ　ａｎｄ　Ｄｉｆｉｃｕｌｔｉｅｓ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　２２０　ｋＶ　Ｂｕｓｂａｒ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ＺＨＡＮＧ　Ｊｉａｎ，ＷＡＮＧ　Ｓｈｕ，ＺＨＡＮＧ　Ｊｉａ—ｗｅｉ，ＨＵ　Ｙｕ—ｘｉａｎ　（Ｓｔａｔｅ　Ｇｉｒｄ　Ａｎｓｈａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ａｎｓｈａｎ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　１　１４００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｕｓｂａｒ　ｐｒｏｔｅｃｈ　ｏｎ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｗｈｉｃｈ　ｅｎｓｕｒｅ　ｓａｆｅ　ａｎｄ　ｓｔａｂｌｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ．Ｉｔｓ　ｓａｆｅｔｙ，ｒｅｌｉａ—　ｂｉｌｉｔｙ，ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｒａｐｉｄｉｔｙ　ｈａｖｅ　ｄｅｃｉｓｉｖｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ．Ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｇｒｉｄ　１　８　ｍａｊｏｒ　ａｎｔｉ—ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ，２２０　ｋＶ　ｏｒ　ｏｖｅｒ　ｂｕｓｂａｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｕｓｔ　ａｄｏｐｔ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｃｈｏｏｓｅｓ　ｂｕｓｂａｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅａｓｔ　Ａｎｓｈａｎ　２２０ｋＶ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｄｉｆｉｃｕｌｔｆｉｅｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｗｈｉｃｈ　ｏｆｆｅｒ　ａ　ｒｅｆｅＦｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｂｕｓｂａｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；Ｄｏｕｂｌｅ；Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ；Ｆａｉｌｕｒｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　母差保护是母线的唯一保护，动作迅速可靠　护改造提供参考。　性高，对保证电力系统的安全稳定运行起着不可　替代的作用。东鞍山２２０　ｋＶ变电站２２０　ｋＶ侧采　１改造方案的确定　按照《国家电网公司十八项电网重大反事故　措施》的继电保护专业重点实施要求：２２０　ｋＶ母　用双母线接线方式，２２０　ｋＶ侧共有９个间隔，其　中有１个２２０　ｋＶ母联间隔，１个２２０　ｋＶ侧路间　隔，２回主变间隔及５回线路间隔。２２０　ｋＶ母线　目前正运行一套型号为ＢＰ一２Ｂ的母差保护，并　且失灵保护由２２０　ｋＶ各个间隔独立实现。依据十　八项电网重大反事故措施要求，在２２０　ｋＶ及以上　电压等级母线保护必须双重化配置，并且根据　差保护及失灵保护共用一个出口跳闸回路，并同时　作用于断路器的２组跳闸线圈；２２０　ｋＶ母差保护　的隔离开关接点开入、失灵开入及与其他保护配合　的相关回路应遵循相互独立的原则，并按双重化配　置；２２０　ｋＶ母差保护应按照相互独立的原则双重　“国网六统一－－－，’要求，每套母线保护均配置失　灵保护功能。因此，对该变电站母线双重化配置　改造已迫在眉睫，于２０１５年３月对该站２２０　ｋＶ　化配置；２２０　ｋＶ母差保护的电流互感器二次绕组　应合理分配，防止保护动作死区ｌ２　；２２０　ｋＶ母线　保护出口跳闸回路应经复合电压闭锁元件。根据上　母线保护进行双重化改造，新安装一套由许继电　气股份有限公司生产的ＷＭＨ一８００Ａ型微机母线　保护装置，本文就母线保护改造中的施工措施及　述要求，确定如下施工方案。　ａ．新增母差保护屏１面，内含ＷＭＨ一８００Ａ　型微机母线保护装置（具备母差及失灵保护）１　技术难点进行分析总结，为同类变电站的母差保　套、打印机１台。此屏柜命名为“２２０　ｋＶ第２套　东北电力技术　２０１５年第７期　母差保护屏”。　ｂ．新增屏柜的电流回路取自２２０　ｋＶ各个问　隔ＴＡ独立绕组，不与其它保护共用一个ＴＡ绕组。　Ｃ．取消原有母差保护出口跳各个母线间隔第　２组跳闸线圈回路接线，新增２２０　ｋＶ母线第２套　保护屏出口跳各个母线间隔第２组跳闸线圈回路接　线。　ｄ．依据２２０　ｋＶ各个间隔线路保护图对启动　失灵回路进行改造，遵循２套母差保护的启动失灵　回路相互独立。　ｅ．新增母差保护的东、西母隔离开关触点取　自隔离开关本体的辅助开关。　ｆ．新增的２２０　ｋＹ母线第２套保护直流电源取　自第２套直流系统馈线屏。　ｇ．　注意旁路代主变时的解除失灵复压闭锁功　能。　ｈ．按照关于明确２２０　ｋＶ及以上系统变压器　开关失灵联跳各侧回路有关反措的通知要求，增加　主变高压侧断路器失灵联跳回路。　２难点分析　２．１　电流互感器绕组配置方案分析　母差失灵保护回路尽量相对独立，要求每套完　整、独立的保护装置能处理可能发生的所有故障类　型。２套保护之间不应有任何电气联系，当一套保　护退出时不应影响另一套保护的运行，２套保护的　电流回路应分别取自电流互感器相互独立的绕　组　。根据此项原则，东鞍山变电站２２０　ｋＶ各间　隔电流互感器共有６个绕组。其中，保护用绕组只　有４个，分别用于第ｌ套主保护、第２套主保护、　失灵保护和２２０　ｋＶ第１套母差保护，其中失灵保　护和故障录波器共用电流互感器的同一卷，原电流　互感器绕组配置如图１所示。　－　５Ｐ２０　５Ｐ２０　５Ｐ２０　５　０　５　０　５Ｐ２０　Ｉ　ｌＬＨ　２ＬＨ　３ＬＨ　４ＬＨ　５ＬＨ　６ＬＨ　卜／－　Ｉ　第１套　＿∈　＿∈　第ｌ套　第２套　失灵保护一一电能表　遥测　＜　。　主保护　母线　主保护、故障　保护　录波器　图１原电流互感器绕组配置　经过现场勘查及分析，形成如下方案：新增的　２２０　ｋＶ母差保护接于失灵保护用的绕组，故障录　波器串接于第２套保护之后。这样，４个保护用　ｒＡ绕组重新分配后变成：第１套主保护用１个绕　组，２２０　ｋＶ第１套母差保护用１个绕组、第２套主　保护用１个绕组，２２０　ｋＶ第２套母差保护用１个绕　组。值得注意的是，在ＴＡ配置时，应注意ＴＡ绕　组的用途，采用ＴＡ绕组交又配置原则，严防ＴＡ　绕组配置不合理而出现死区现象　。新分配的电　流互感器绕组如图２所示。　ｔ　５Ｐ２０　５Ｐ２０　５Ｐ２０　５Ｐ２０　５Ｐ２０　５Ｐ２０　Ｊ　１ＬＨ　２ＬＨ　３ＬＨ　４ＬＨ　５ＬＩｔ　６ＬＨ　卜—＿∈　＿∈Ｊ　第１套　第１套　第２套　　＿－∈　ｅ　第２套　电能表　遥测　‘　主保护　母线　主保护　母线　保护　、故障　保护　录波器　图２新电流互感器绕组配置　此种配置符合十八项电网重大反事故措施要　求，２个相邻设备保护之间的保护范围完全交叉，　不会出现保护死区，也不会发生故障时保护拒动、　越级跳闸或大范围区域事故，确保了电网的安全稳　定运行。　由于在整个过渡期间各间隔均不停电，因此，　在改造线路电流回路时需先将第２套主保护停用，　然后在各间隔端子箱处将原失灵回路和第２套主保　护用的电流端子短接封好并可靠接地后，方可拆除　保护屏处的电缆，再将故障录波器接至第２套主保　护后，同时将失灵保护用电流互感器接至第２套母　差保护中，工作中做好安全措施，严格防止电流互　感器开路。　２．２失灵保护回路改造方案分析　根据“国网六统一”要求：失灵保护功能由　母线保护实现，启动失灵的保护跳闸接点由各个间　隔的保护提供，失灵电流判别功能由母线保护实　现。主变间隔除提供保护动作接点启动失灵保护　外，还需提供解除电压闭锁的保护跳闸接点（与　启动失灵接点为不同继电器）开入至母线保护，　满足失灵判据经整定延时启动失灵保护。因此，失　灵保护是作为母线及连接元件的后备保护考虑使用　的，采用双重化配置后，不但连接元件的失灵启　动，解除复合电压闭锁回路多，而且母差失灵保护　的接线复杂，所以在改造过程中应特别加以注意。　２．２．１保护失灵启动回路的改造　由于母差保护双重化配置后形成双套母差保护　和双套失灵保护，所以每个线路间隔的２套保护装　置均应各启动１套失灵保护。改造以前，东鞍山变　电站２２０　ｋＶ各间隔的失灵回路由２套保护的保护　动作接点并联后与失灵箱的过电流判别组件接点串　联组成。原线路保护失灵启动回路如图３所示。　２０１５年第７期　张健，等：２２０　ｋＶ母差保护改造方案及难点分析　５３　图３改造前线路保护失灵启动回路　改造后，东鞍山变电站２２０　ｋＶ各间隔的２套　保护分别启动２套母差保护的失灵保护，失灵回路　由每套保护的保护动作接点与每套母差保护的过电　流Ｎ￣Ｊｔ！组件接点串联组成。改造后，保护失灵启动　回路如图４所示。　１ＬＰ１（１套　保护）启动　线路失灵压板　１ＬＰ１（２套　保护）启动　线路失灵压板　图４改造后保护失灵启动回路　在整个回路改造过程中，每个线路间隔都需将　２套保护装置的保护出口动作接点并联回路打开后　分别接至第１套母差和第２套母差保护装置，再与　母差保护装置内部的过电流判别组件接点串联后作　为失灵启动回路　Ｊ。工作中也应做好必要的安全　措施，防止误触、误碰事故的发生。　２．２．２解除复合电压闭锁回路的改造　当主变低压侧故障而高压侧开关失灵时，由于　主变短路阻抗比较大而导致高压侧母线电压下降幅　度不是很大，而对于２２０　ｋＶ的母差保护中，主变　失灵保护的出口也是经复合电压闭锁的，此时，若　主变高压侧开关失灵，母线电压下降的灵敏度不够　可能会闭锁失灵保护出口，为此，有必要采用主变　保护动作解除失灵保护复合电压闭锁功能　，　。　东鞍山变主变保护原有设计中，解除复压闭锁　回路由主变Ａ屏的解除复压闭锁回路和Ｂ屏的解　除复压闭锁回路并联后，启动母差保护的失灵保　护。改造后，Ａ屏或Ｂ屏的解除复压闭锁回路分别　启动第１套和第２套母差保护的失灵保护。需要说　明的是，重新定义的主变保护失灵解除复压闭锁出　口应由主变差动保护和高后备中跳高压侧开关的保　护来启动，而不是所有的主变电气量保护都可以启　动，这与启动失灵保护出口的定义不同。　３母差跳闸回路改造　国家电网公司十八项事故反措要求：双重化配　置的母线保护采用２套完整、独立的母线差动保　护，并安装在各自柜内。２套母线差动保护的跳闸　回路应同时作用于断路器的２个跳闸线圈。原设计　中，老母差保护动作将同时跳各间隔的２组跳闸线　圈，新增第２套母差保护后，将实现由第１套母差　保护动作跳第１组跳闸线圈，第２套母差保护动作　跳第２组跳闸线圈，在过渡第２套母差保护各间隔　时，需要将老母差保护装置中接至各间隔第２组跳　闸线圈的正电及跳线拆除，具体操作时应先拆除各　相应间隔保护侧正电及跳线，用绝缘胶布包好后再　拆除老母差保护侧，防止在拆除老母差保护侧正电　时误碰其它正电，造成保护误动作。　４结束语　母差及失灵保护双重化改造是一项涉及范围　广、技术复杂的工作。通过对东鞍山２２０　ｋＶ变电　站母差保护改造施工方案及技术难点的分析，为同　类变电站的改造提供参考。　参考文献：　［１］　钱海，张曾．“六统一”母线保护装置在实际应用中遇　到的问题及解决措施［Ｊ］．东北电力技术，２０１３，３４（７）：　３０—３３．　［２］　付振强，侯明辰．母线充电时投入母差保护的必要性分析　［Ｊ］．东北电力技术，２０１３，３４（６）：３５－３９．　［３］　尤旦峰，何雪峰，李力，等．ＲＣＳ－９１５系列微机母差保护　中失灵保护及其双重化方案［Ｊ］．电力系统及其自动化，　２００１，２５（２１）：５８—６０．　［４］　李文升，郭常利．母线保护中母联失灵及死区问题分析　［Ｊ］．东北电力技术，２００７，２８（５）：３５－３８．　［５］　韩建亚．２２０　ｋＶ母差保护双重化技改的实施与分析［Ｊ］．内　蒙古科技与经济，２００８，２７（１１）：８８—８９．　［６］　戴缘生，鲁炜，徐斌．母差双重化改造中远跳及失灵回　路相关问题探讨［Ｊ］．电力系统保护与控制，２００９，３７　（６）：９８—１０３．　作者简介：　张健（１９８３一），男，工程师，主要从事继电保护调试安装　工作　（收稿日期２０１５－０３－２９）