变电站220kV双母差、双失灵保护技术改造探讨

【摘要】旧变电站由于母差失灵保护配置不符合系统运行可靠性要求，经常需要进行双母差双失灵保护的改造，本文通过一个配置双母差、单失灵保护变电站的双重化改造工程作为实例，介绍了变电站220kV母差失灵保护改造的总体思路、安全措施、试验方法和改造过程中遇到的困难及解决对策，为母差失灵保护的技术改造提供工作经验和思路。

【关键词】母差失灵保护;改造;试验;安全措施

母线差动保护（简称母差保护）是变电站母线的主保护，母差保护通过快速切除母线短路故障，避免事故范围的扩大，保护电气设备免受破坏，保证电网安全、稳定运行。

断路器失灵保护，是指当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电厂或者变电站内其他有关的断路器，将故障部分隔离，并使停电范围限制为最小的一种近后备保护。

由于母差、失灵保护要动作于跳开一组母线上的所有断路器，因此，母差失灵保护在可靠性、选择性、速动性方面均有很高要求，为满足以上要求，变电站的220kV母差失灵保护都要求按照双重化进行配置，而在旧变电站中，由于历史及技术原因，并非全部实现双重化配置，因此必须进行双母差双失灵保护的改造，以满足系统运行可靠性的要求。

一、母差失灵保护技术改造的总体思路

220kV母差失灵保护改造涉及设备多，工作危险性大，施工时间长，是一项较复杂的工作，要求做好危险点分析和控制措施。以某站的220kV双母差双失灵保护改造为例，该站220kV侧为双母线带旁路接线方式，站内原来配置两套型号为RCS-915AB含失灵功能的220kV母差及失灵保护，但由于历史原因，投运后，仅使用了母差保护二中的失灵功能。因此对该站进行双重化改造，将220kV母差保护一改造为母差失灵保护，失灵电流判据采用母差保护内置的电流判据。

该站220kV系统接线图如图1所示，改造的总体思路为：

（1）在停电前220kV各间隔按照施工图纸放好保护屏至母差失灵屏的失灵启动、跳闸回路电缆，做好接线前的准备工作。

（2）各220kV间隔开关停电时，先进行各间隔保护的改造和调试，调试完成后，先退出220kV母差失灵保护二，解开该间隔保护一、保护二有关起动失灵、跳闸的二次连接线，接入该间隔保护二至母差失灵保护二屏的失灵启动回路，试验该间隔保护二至母差失灵保护二的启动回路及跳闸回路，确认失灵启动回路中每一电流启动元件、保护动作元件的正确性，试验完毕后投入220kV母差失灵保护二。然后退出220kV母差失灵保护一，接入该间隔保护一至母差失灵保护一屏的失灵启动回路，试验该间隔保护一至母差失灵保护一的启动回路及跳闸回路，确认失灵启动回路中每一电流启动元件、保护动作元件的正确性，确认失灵保护一的电流判据已投入，试验完毕后投入220kV母差失灵保护一，该间隔双母双失灵改造完成。

图1 某站220kV系统一次接线图

二、母差失灵保护改造的安全措施

由于母差失灵保护改造过程危险性高，在各间隔停电进行改造时，首先要落实好二次安全措施，确保系统安全。

（1）各间隔停电时，退出各间隔的相关联跳压板、分相启动失灵压板、三相启动失灵压板、失灵总投压板以及解除失灵复压闭锁压板。

（2）做好各间隔电流、电压回路的隔离工作，防止试验过程中电压回路反充电。

（3）用胶布封好保护屏后联跳回路端子，防止误触碰。

（4）母差失灵保护停电试验时，确保退出母差失灵保护屏的全部出口压板，并用胶布封好母差失灵保护屏后的出口回路端子，防止误触碰。

（5）母差失灵保护屏后进行短接电流回路工作时，要先用万用表检查所用短接线或着短接连片是否可靠，短接时应该在端子排电流回路的电缆接线侧（外侧）进行短接，短接后要用钳表测量端子内侧装置配线处的电流，应该有较明显的降低或者基本为零，然后才能将电流回路连接片打开，防止电流回路开路。

（6）拆除旧回路和清除旧电缆时，要避免触电，工作时要断开相关电源并用万能表测量，确认无电压后方可开始工作，对拆除的电缆芯和线头应用绝缘胶布包好，同时认真核对电缆芯，防止误拆线。

（7）所有二次回路试验正确后，必须将解除的外部联系电缆接线按措施单恢复，将电流、电压连接片按措施单恢复。

三、母差失灵保护改造过程中遇到的困难和解决对策

1.直流电源的改造

按照设计标准和反措要求，双重化配置的两套保护，应符合主一保护跳开关第一组线圈，直流电源应取自直流电源I段;主二保护跳开关第二组线圈，直流电源应取自直流电源II段。而由于该站为旧变电站，在施工过程中，发现有某些间隔的两套保护直流电源均取自直流屏的同一段直流电源，或者直流电源交叉，若不进行改造，当某段直流失电时，将造成保护无法动作切除故障。

解决对策：各间隔停电时，查清该间隔直流电源回路，并按照反措要求进行整改，严格落实主一保护和第一组跳闸线圈取自直流电源I段，主二保护和第二组跳闸线圈取自直流电源II段的要求。

2.某些间隔的启动失灵接点不够

进行调试和开关传动试验。

图2 三相启动失灵接点 图3 分相启动失灵接点

1）该站其中两条220kV线路保护和220kV旁路保护的操作箱中，只有一对三相启动失灵的接点（图2所示），而为了实现双失灵保护，要求有两对该接点，否则无法实现第二套失灵保护的启动回路。

解决对策：更换不符合要求的间隔的操作箱，增加一对三相启动失灵接点，更换操作箱后按要求严格进行试验和传动，确保回路正确。

2）220kV旁路主保护的分相启动失灵接点（图3所示）不够，原来的220kV旁路主保护只有一副分相启动失灵接点，同样无法实现双失灵保护的要求。

解决对策：增加220kV旁路主保护的出口插件，使其具备两副分相启动失灵接点，增加插件后也要按要求。

3.某些间隔的三相不一致保护出口回路不符合要求

按照反措要求，断路器三相不一致保护不启动失灵保护。而该站的两条220kV线路保护和220kV旁路保护由于历史原因，断路器辅助保护中的三相不一致保护和充电、过流保护共用出口，导致三相不一致保护动作时会启动失灵保护，不符合反措要求。

解决对策：重新设计二次回路，将断路器三相不一致保护的出口回路跟充电、过流保护的出口回路分开，把三相不一致保护出口接点接到操作箱中不启动失灵保护的三跳入口。

4.该站有一个220kV线路开关具备两套压力闭锁元件，但是两套压力闭锁元件没有按照反措要求，分别采用第一、第二路直流供电，而是采用切换后的直流电源供电，因此必须进行改造，将两组气压低重动回路分别接入第一组操作电源和第二组操作电源，而该开关的本体三相不一致保护由于只有一个启动继电器，因此将该开关本体三相不一致继电器的启动回路接入第一组操作电源（与保护屏中的三相不一致保护电源采用不同组电源）。

四、母差失灵保护停电试验的方法

各间隔停电试验完成后，最后会轮流停母差失灵保护一和母差失灵保护二进行失灵启动回路的接入和传动，试验方法如下：

（1）试验出口压板及对应开关的唯一性

停电试验的开关在合位，在母差失灵保护屏投入该开关出口压板，其它出口压板退出，模拟失灵保护动作，该开关应该正确跳闸。

（2）试验操作电源的唯一性：（以第一路跳闸出口为例）

断开第一路操作电源，投入第二路操作电源，在母差失灵保护屏一模拟保护动作，第一路跳闸出口开关不动作;

只给第一路操作电源，断开第二路操作电源，在母差失灵保护屏一模拟保护动作，第一路跳闸出口跳开开关。

同样方法对母差失灵保护二进行调试。

五、结束语

由于旧变电站母差失灵保护的原理和设计不尽相同，因此在母差失灵保护的改造过程中要及时摸清现场各间隔保护装置和回路的实际配置，并根据各站的实际情况进行合理的分析，编制符合要求的施工方案，促进改造工程的顺利进行。

参考文献

[1]广东省电力调度中心编.广东省电力系统继电保护反事故措施及释义[M].中国电力出版社.

[2]国家电力调度通信中心编.国家电网公司继电保护培训教材[M].中国电力出版社.

[3] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].中国电力出版社.

[4] 国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护规定汇编（第二版）[M].中国电力出版社.