浅析220kV变电站母线保护的双重化改造

摘 要：母线保护对变电站安全运行起到至关重要的作用，它可以快速地切除母线短路故障，降低事故范围进一步恶化程度，避免电气设备的毁灭性破坏，从而确保了电网的安全稳定运行。本文以广东省某220kV变电站为例，对220kV变电站母线双重保护改造作简要探讨。

关键词：220kV变电站；母线保护；双重化改造

中图分类号：TM77 文献标识码：A

一、工程概述

广东省该220kV变电站是广东省电力输送的重要站点，它的220kV母线是该变电站内重要的电气设备，其母线及其保护装置是否能够正常运行是保证广东电网的安全稳定运行基础。若母线保护装置产生错误动作，将会造成该地区大面积停电，严重时甚至会发生系统稳定性遭到破坏的事故。所以，对该220kV变电站的母线保护进行规范的设计，对保障主网的安全运行具有极为重要的作用。

二、当前变电站母线保护存在的问题

该220 kV变电站母线采用双母线单分段接线方式，广东省电力设计院设计配置的保护为220 kV粤3～5号母线三段母线共用一套BP-2A微机型母线保护装置，该保护装置运用的是先进的复式比率制动原理，可以快速、有选择性的将母线故障点进行切除，对母线的各种运行方式可以进行自动地配合。在正常运行时，虽然该保护基本满足了DL-400-91的相关规定，但也存在着如下一些问题：

（1）当该变电站某段母线进行停电年检时，但是整套母线保护依然继续运行，阻碍了年检工作的进行。该装置的相关说明书中写有“电路及其结构设计科学合理，装置基本不需要调试，且其运行维护非常方便”，可以看出，绝对不需要调试是避免不了的。

（2）一般来说，国内生产的继电保护装置，原理虽然先进，但是回路却很复杂。根据我国多年来对微机继电保护装置运行状况的研究发现，国内生产的保护装置在很多方面都比国外生产的先进设备差很多，这就导致了在运行时由于装置质量问题出现停运的现象随处可见。

（3）以上可知，该站现有的配置方案不符合国家电网公司出台的相关规定，该变电站的220kV双母线接线应该进行双重化配置。

三、220kV变电站母线保护双重化改造技术问题分析

3.1 母线双重化改造中的危险点分析

3.1.1 电流回路危险点

安稳装置、计量和测控所取CT绕组可能发生变化，必须及时检查CT回路，防止送电时造成CT二次开路。

3.1.2 防止母差失灵误动作

因旧母差失灵保护装置处于运行中，停电改造间隔的旧母差电流回路必须用专用短接线短接，严禁进行任何工作，防止差动回路电流不平衡导致旧母差保护误动作；母差保护测试完所有间隔开关准备投产前，需统一恢复接入各间隔开关跳闸二次线，各间隔母差保护跳闸线及失灵保护跳闸线需准确接入位置，做好标识；接入前必须先测量判断跳闸二次线无正电位后方可接入。

3.1.3 母线双重化改造中增加保护可靠性的措施和要求：

3.1.3.1 主变间隔

失灵保护装置可能因无法区分失灵的断路器是否为主变单元，无法实现主变中压侧开关失灵联跳主变三侧功能。新母线保护装置在主变支路可接入三跳接点，其他支路接入分相跳闸接点，因此可以用于辨别主变中压侧开关和线路开关，实现主变中压侧开关失灵联跳主变三侧功能。

3.1.3.2 线路间隔

接于旧母差保护屏的有关线路间隔“失灵起动”开入接点，全部改接到新上失灵公用屏相应的“失灵起动”输入位置。在回路上，为进一步提高判别与动作的可靠性，在失灵起动回路和跳闸回路中分别增加一对操作箱提供的刀闸切换接点。必须起动回路中刀闸位置判别与失灵跳闸回路中刀闸位置判别故障母线所在一致时，失灵起动开入后经失灵保护电压闭锁，跳闸脉冲才能送到故障母线上间隔的操作箱，实现开关的跳闸。

3.2 开关间隔的TA二次绕组缺失

解决办法是待线路或母联、分段等开关停电时，通过TA回路异动，拆掉原用于故障录波器或充电保护的TA接线，留出绕组给第二套母差接引。故障录波器和充电保护用电流量再从线路保护盘或引至监控的电流回路串接。此项TA回路异动并结合开关停运检修一并进行，历时较长。

3.3 开关、刀闸状态节点难接引

当开关站施工时预留的敷设电缆的金属管道已锈蚀，敷设新电缆施工困难时，解决办法是利用现有电缆的备用芯接引状态辅助接点。该项工作需仔细核对开关柜图纸，查找可利用的备用电缆芯；在图纸上找到后还需到现地开关柜内电缆槽中寻找剩余的备用芯。由于有很多备用芯施工时未标记，需通过两端对线方能确定是否可用。交流电缆备用芯由于干扰的原因，原则上不能利用。

3.4 母差跳主变高压侧开关的跳闸回路电缆难施工

母差跳主变高压侧开关的跳闸回路是从继保室拉到厂房每台发变组保护柜，需敷设长距离电缆，施工难度大，而第一套母线保护屏已有两路独立跳闸回路接引到发变组保护屏内。解决办法是利用现有的第一套母差的跳闸回路电缆，将原第一套母线保护的第二组跳闸线直接转移到第二套母线保护屏内，再通过敷设电缆将第一套母线保护第二组跳闸回路并接到第二套母线保护屏相应跳闸回路。

3.5 差流问题的处理

在电流回路全部正式接入第二套母线保护装置时，装置出现了差流报警，表明部分TA绕组接线存在问题。查找的重点是以前未使用的主变高压侧间隔备用TA二次绕组。通过相位表将此绕组与此间隔的正常绕组进行相相比较，发现有TA极性接反及相别接错。由于设备运行，不能从TA根部彻底调整，仅能在端子箱侧对错误的TA接线进行改动，调整后装置差流报警消失，装置运行正常。

第二套母线保护的成功投运，使220kV母线运行方式更灵活，保护双重化配置运行更可靠，母线保护系统得到很好的优化。结合增设第二套母线保护的施工，对开关站相应电流、电压二次回路进行了屏蔽电缆的更换。利用TV停运检修期间，更换了屏蔽电缆，第二套母差保护所用TV二次回路全部敷设屏蔽电缆，满足了电力系统反事故措施的要求。

结语

母线保护装置是保证电力系统安全运行的重要组成部分，母线保护的误动和拒动都会给电力系统造成严重的危害，造成严重的后果。加强完善母线保护的改造迫在眉睫，以上通过对母线双重化改造的分析，希望能为现场改造的实施提供一定的借鉴。

参考文献

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