220kV变电站220kV母线保护双重化改造实例分析_钱碧甫

技术与应用2014年第12期 81220kV 变电站220kV 母线保护双重化改造实例分析钱碧甫 陈 刚 林高翔 叶正策 王 策（温州供电公司，浙江 温州 325000）摘要 目前我地市公司220kV 母差保护双重化配置率仍较低，双重化改造的工作正有序展开，本文针对某220kV 变电站的实际情况，介绍保护类型和工程内容，详细阐述第二套母差跳闸回路，失灵回路，远跳回路等设置，鉴于此变电站内设备回路的多样性和复杂性，给出不同的回路走线方法以使之达到功能完备，回路清晰。

本文对类似220kV 变电站的母差保护双重化改造工程极有参考价值。

关键词：母差保护双重化改造；跳闸回路；失灵回路；远跳回路Example Analysis of Reformation of Duplex Bus Protection in 220kVTransformer SubstationQian Bifu Chen Gang Lin Gaoxiang Ye Zhengce Wang Ce (Wenzhou Power Supply Company, Wenzhou, Zhejiang 325000)Abstract At present in the city company, the coverage of double bus protection was much low, and the reformations of duplex bus differential protection were applied orderly. The paper introduced the protection types and content of construction, and expounded the details of trip circuit, breaker fail protection circuit and direct transfer trip circuit aiming at the 220kV transformer substation. Owing to the diversity and complexity, the suitable circuits were designed for full-function and clear. The paper had much reference to the reformation of duplex bus differential protection.Key words ：reformation of duplex bus differential protection ；trip circuit ；direct transfer trip circuit ；breaker fail protection circuit近年，我国电网容量架构迅速扩大，一次设备因为各种故障出现短路电流的事故剧增，而同时系统互联性进一步加强，母线保护，作为500kV 和220kV 变电站中的关键保护设备，其快速性、可靠性对系统稳定及缩小故障影响具有越来越重要的地位。

按照《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》，新建500kV 和重要的220kV 厂、所的220kV 母线应做到双套母差、开关失灵保护，而已建成的500kV 和重要的220kV 厂所的220kV 母线可逐步完成。

目前，微机母差保护和失灵保护的一体化和智能化，以其运行方便、灵活、稳定已使母线保护双重化配置的实现具备可靠的条件[1-2]。

目前我地市局220kV 母差保护双重化配置率仍较低，双重化改造的工作正有序展开，本文针对某220kV 变电站的实际情况，详细阐述第二套母差跳闸回路，失灵回路，远跳回路等设置，鉴于此变电站内设备的多样性，给出不同的回路走线方法以使之达到功能完备，回路清晰。

本文对类似220kV 变电站的母差保护双重化改造工程极有参考价值。

1 现场设备情况1.1 220kV 设备主接线、运行方式 此220kV 变电站的220kV 设备的主接线示意图如图1所示，为双母运行方式，含有220kV 间隔9个，具体各间隔的保护配置如下： 1）线路间隔A1、A2所配线路保护型号：第一套为南瑞继保RCS-931，第二套为国电南自PSL-603，共用操作箱为CZX-12R1，断路器失灵装技术与应用2014年第12期82置为国电南自PSL-631。

2）线路间隔B1、B2所配线路保护型号：第一套为国网许继WXH-803，第二套四方的CSC-103，共用操作箱为ZFZ-812，断路器失灵装置为CSC-122。

3）线路间隔C1、C2所配线路保护型号：第一套为南瑞继保PCS-931，操作箱为NSR-381，第二套为四方的CSC-103，操作箱为JFZ-11，共用断路器失灵装置为CSC-122。

4）母联保护型号为南瑞继保的RCS-923，操作箱为南瑞继保LFP-974。

5）1#主变和2#主变保护配置一致，第一套和第二套主变保护型号均为南瑞继保主变保护RCS-978，操作箱南瑞继保LFP-974，失灵控制装置为南瑞继保RCS-974。

图1 220kV 主接线示意图1.2 220kV 母差保护双重化的必要性220kV 系统保护采用近后备原则。

当220kV 母差保护正常运行时，可实现近后备保护功能。

但220kV 母差保护因缺陷退出运行或计划检修时，只能采取远后备保护方式。

此时，需将所有220kV 出线对侧变电站的线路保护灵敏段时间定值临时改为0.5s ，以保证母线故障能以较短时间切除故障，这一调整引起变电运行操作工作量大大增加，许可变电检修工作票推迟，有效工作时间大大缩短，同时也不利于快速切除母线故障。

而采取母差保护双重化配置之后，这一问题迎刃而解，当有一套母差保护因故障退出运行时，另一套保护可继续运行，在此同时也可开展对故障设备的应急消缺处理，保障电网正常工作。

1.3 工程主要内容本工程为220kV 变电站220kV 母差保护双重化改造。

此变电站前期已上一套220kV 母差保护，为深圳南瑞公司的BP-2B 。

本期新上的220kV 母差保护采用国电南京自动化股份有限公司的GSGB750- C15A ，配置一面大电流试验端子屏。

本次改造内容为：新上一套220kV 母差保护；改造前期已上的母差保护接线以适应母差双重化功能。

原母线保护BP-2B 不具备分相失灵开入，线路失灵电流的判别起动由线路的失灵保护装置实现；新上母线保护GSGB750-C15A ，失灵电流的判别由母差保护实现。

主变220kV 侧无备用流变，因此拆除主变220kV 侧的失灵保护回路，空出的流变用于新上的母差保护。

原母线保护BP-2B 的主变间隔失灵开入接线作相应更改。

原主变屏上的失灵保护退出，主变失灵电流判别由母线保护（BP-2B ，GSGB750-C15A ）实现。

2 回路改造关键点2.1 电流回路经核实，220kV 线路及母联间隔电流互感器均为5绕组配置，主变220kV 进线间隔电流互感器为9绕组配置（含主变套管CT ），均有备用的保护级绕组，满足本期改造要求。

因此新上第二套母差保护的间隔电流引用户外相关间隔的端子箱内备用绕组进行接线。

值得注意的是，第一套母差为深圳南瑞的BP-2B ，而新上第二套母差保护为国电南自的GSGB750，因为保护逻辑对母联CT 极性朝向的差异[3]直接影响母线保护中母联电流的流向，应该将第二套母差的母联CT 电流与第一套相反才能符合工程要求。

另，因为此变电站的主变间隔的失灵装置已引用了主变220kV 侧CT 电流，并结合主变保护开出的失灵信号来失灵保护。

本期改造为完全达到母差双重化的目的，拆除此绕组电流并接给新上母差保护的主变间隔，以之作为失灵判据使用，而且将主变失灵装置的失灵回路也进行相应改动。

2.2 失灵回路[4-5]由于前期所上的第一套母差保护为深圳南瑞公司的BP-2B 不具备分相失灵开入，相应失灵电流的判别起动由所在的失灵保护装置实现。

220kV 的6个线路间隔均是将双套保护的分相失灵开出进行并接后接至失灵装置使用。

本期改造首先是保存第一套母差保护的此种失灵回路，又由于，本期新上的第二套母差保护是具备分相失灵开入的，所以拆除技术与应用2014年第12期 83以上6个线路间隔的第二套保护的是失灵接线并改接至第二套新上母差保护使用。

图2（a ）所示为A1、A2线路间隔的改造后示意图，失灵回路如图所示，而B1、B2、C1、C2均如是改动。

同样的，一期1#和2#主变间隔双套主变保护的启失灵和解复压回路也是并接至主变失灵装置，然后开给母差保护BP-2B 。

本期改造则彻底解开此并接回路，将主变的第一套保护的启失灵、解复压直接接至第一套母差保护；将主变的第二套保护的启失灵、解复压直接接至第二套母差保护。

图2（b ）所示为1#、2#主变间隔的改造后示意图，启失灵和解复压回路如图所示。

（a ）线路间隔A1、A2的改造后控制回路示意图（b ）主变间隔改造后控制回路示意图2014年第12期84（c ）母联间隔改造后控制回路示意图图2 间隔改造后控制回路示意图2.3 跳闸回路对于线路间隔C1、C2而言，因为线路保护的双重化配置比较完善，一期的母差保护第一组跳闸出线接至第一套线路保护操作箱NSR-381，母差保护BP-2B 的第二组跳闸出线接至第二套线路保护操作箱JFZ-11。

本期改造方法为拆除母差BP-2B 的第二组跳闸回路，改用新上母差保护的第一组跳闸接线。

而对于220kV 的其余七个间隔而言，一个间隔均只有一个操作箱，一期的母差保护BP-2B 跳闸出线均接至相应间隔的操作箱第一组跳闸线圈。

本期改造方法是增加第二套母差保护的第一组跳闸接线至其操作箱的第二组跳闸线圈。

如图2所示，图中虚框均为增加的第二套母差保护至各个间隔的跳闸接线大致示意。

2.4 远跳回路此220kV 变电站的远跳回路因线路保护配置不同也分为两种情况：1）线路间隔A1、A2、B1、B2均是只配置了一个操作箱，但线路保护是双重化配置的。

在一期的设计中，是将母差保护BP-2B 的第二组跳闸接线作为操作箱重动继电器3ZJ 的开入，利用重动继电器的两个开出分别作为此间隔的两套线路保护的失灵输入使用，如图3所示。

图3 改造前的远跳开入示意图本期改造方法是，拆除此回路接线，直接将第一套母差保护BP-2B 的第二组跳闸接线作为第一套线路保护的远跳开入使用；将新上第二套母差保护的第二组跳闸接线作为第二套线路保护的远跳开入使用。

2）线路间隔C1、C2均配置了两个操作箱，改造期间只需按照2.2中跳闸回路的改造方法即可，因为此间隔的远跳开入来自跳闸回路中的继电器开入，已完成了远跳回路的双重化配置。