220kV母差失灵保护改造方法

梁尔东

（广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523120）

摘要：主要介绍220kV母线失灵改造的方法，详细讲述了母差失灵保护更换其二次回路的实现方法，设备停电方式，改造过程中的风险控制及其注意事项。并按目前对母线保护装置的最新配置要求，通过对220kV母差失灵保护改造的难点重点进行分析，结合实际工作经验，提出行之有效的改造方法。

关键词：母差失灵保护；CT极性；失灵回路

1前言

随着继电保护微机化，许多220kV变电站的220kV母线保护原均为电磁继电器型、集成型的母线保护经近十多年的运行，设备老化严重，缺陷和弊端日益明显。而且南网十项重点反措要求更换运行10年及以上220kV及以上的母线保护，2007年底前要求全部更换为微机保护；《广东电网2007年继电保护反措》有要求，220kV及以上母线保护应采用双重化保护配置。所以，220kV母线保护改造势在必行，由于其回路较为复杂，改造风险大，改造方法方式没有一个定性的要求，下面对改造过程中会出现的问题进行分析，提出安全可靠的改造方法。

2母差失灵保护改造的相关回路及其特殊性

220kV母差失灵保护改造主要需要完善的二次回路主要有如下七个方面（如图1所示）：①母线保护装置电源的接入；②至后台信号回路的完善；③电压回路的接入；④刀闸位置（母联间隔则采用开关位置）的接入；⑤跳闸回路的接入（主变间隔还有联跳主变三侧的回路）；⑥失灵启动回路的接入（主变间隔还有失灵启动解除220kV母线复合电压回路）；⑦电流回路的接入。在完善新母线保护二次回路的过程中，原母线保护要求一直保持运行，所以，设备不停电前只能完成如下工作：新220kV母线屏立屏；完成单机调试；二次回路电缆施放；母线保护装置电源的接入；至后台信号回路的完善；母线交流电压回路接入，因为电压回路只需并接入系统，不需设备停电。

图1母线保护装置二次需接入回路简化图

考虑改造中的母差失灵保护因其特殊性，无法同时做所有断路器的传动，需各支路断路器分别停电（可用旁代路的方式）接入并作单路传动试验。当各220kV间隔停电改造时，应完成母线保护装置跳本开关的跳闸回路试验接入工作及刀闸辅助接点的接入工作（母联开关则取开关位置接点），回路接入需注意：至旧母差的刀闸位置接点需保留至新母线投运，旧母线退出为止；跳闸回路则新旧母差并接，需注意至旧母线跳闸回路要一个端子接一根线，以备待旧母线退出运行时，拆除旧回路不影响开关运行。电流回路及失灵回路的接入将在后面分开讨论。

3各间隔CT极性对母差保护的影响

微机型母线保护的原理是根据基尔霍夫电流定律构成的。在双母线结线方式的母线保护中，一般设有大差保护和小差保护，大差是指除母联和分段开关以外的两条母线上所有支路电流所构成的差动保护，小差是指任一条母线上所有电流支路（包括母联和分段之路）构成的差动保护。因此，各间隔的CT母差绕组的极性正确接入，对母差保护正确动作起着决定性的作用。按《广东电网2007年继电保护反措》要求，220kV及以上母线保护应采用双重化保护配置。同时，按技术规范要求，这2套保护装置为不同厂家。

在220kV古坑变电站综自改造工程中，旧母差失灵装置为BP-2B，新母差失灵保护一为CSC-150AN，新母差失灵二为BP-2C。深圳南瑞生产的BP-2C保护是把母联作为II母设备来看待的，即当母线上各支路CT的极性端P1都在母线侧（即同名端都在母线侧），则母联CT的极性端P1也应该靠II母线侧。但北京四方生产的CSC-150AN保护和南瑞继保生产的RCS-915保护，则反之，规定母联的CT极性指向I母。故在母联间隔停电时接入母联电流至母差I、II，要分清母联CT绕组的极性。该变电站母线上各支路CT的极性端P1都在母线侧及母联CT的极性端P1指向I母。则对于新母差I保护装置CSC-150AN来说，各间隔及母联CT的均采用减极性接入。对于新母差II保护装置BP-2C来说，各间隔CT采用减极性接入，母联CT采取加极性接入。故针对不同的厂家，母联CT的母差绕组采取不同的接入方式，已满足不同厂家的要求。

在220kV古坑变电站综自改造工程220kV线路停电改造工程，发现其CT的旧母差保护4LH，使用加极性接入。该变电站母线上各支路CT的极性端P1都在母线侧及母联CT的极性端P1指向I母。同样，检查母联的就母差绕组是减极性接入，所以对于旧母差保护BP-2B来说，电流回路接入是正确的，正常时无差流。规范要求，母线上各间隔的CT接入均采用减极性接入，若当时没检查清楚旧母差CT绕组的接入情况，则在转接新旧母差保护的电流回路时，可能存在母差保护误动的风险。故在各间隔停电的时候，需检查CT铭牌，核对CT变比、级别，并对CT极性进行相关实验。

4电流回路接入方式的探讨

对于旧变电站来说，220kV间隔的CT一般只有6个二次绕组，不能满足提供独立的绕组分别给旧母差保护、新母差保护I、II。因母线保护是保证系统安全稳定的重要设备，故母线保护只考虑退出1天，按继电保护运行规定，还需要更改相关定值，缩短其出线对侧后备保护中对本母线有灵敏度的保护动作时间，一般是更改相间距离和接地距离保护二段的时间定值。在整个改造过程，至少要保证有一套完成的220kV母差保护失灵装置在运行状态。

电流回路接入的方式一（如图2所示）：结合间隔停电，一面新屏接4LH为母差失灵保护一并经调试合格；旧母差失灵保护仍然接3LH，另一面新屏的电流回路敷设到端子箱3LH位置做好二次升流，做好记号，升流完毕后剪掉金属部分放好一边待转换时接入。优缺点：（1）需要在高压场地对CT进行转接，涉及面较广；（2）可以减少过渡电缆，减少在新旧母差屏工作频次，但存在电流衔接的问题，需要送电和转换两个步骤把关；（3）需要提前做好过渡回路设计和备案。

电流回路接入的方式二：一套新母差逐步完善，另一套电流回路与旧母差串联，其它回路按照设计完善。

图2母差保护电流回路接入方式

优缺点：（1）增加很多过渡电缆，串接的新旧母差屏需要临时敷设较多电缆，而且新旧母差很多运行回路，较高频次的工作可能导致误碰风险；（2）CT转接在新旧母差保护屏进行，操作范围较小；（3）可以结合送电逐个测试六角图；（4）需要提前做好过渡回路设计和备案。

综上所述，由于220kV母差失灵保护改造回路较为复杂，风险因素应当首先考虑，而电流回路分步骤进行转换技术较为成熟，所以220kV变电站综自改造模式建议选择方式一。

5失灵回路的接入

传统断路器失灵保护电流判据是在各间隔内完成。失灵启动回路至旧母差仅有两根线，以220kV线路失灵启动回路为例，如图3所示，即01，025至旧母差保护装置的。在母差保护改造过程中，旧的母线保护要一直保持运行，即各220kV间隔启动旧母差失灵的回路应保持不变。如图4所示。新母线保护失灵启动回路与旧的失灵启动回路则不同，不可以用前一种方式实现，所以，按最新配置要求改造，应考虑利用保护装置的第二副失灵启动接点按利用各间隔保护装置另一副失灵启动接点最新配置要求实现母线保护装置改造。其它回路的接入可参考前一种改造方式实现。

一般220kV线路及主变保护装置只提供两套启动失灵接点，主要是考虑找齐足够的失灵启动接点，220kV线路启动失灵相对是最为复杂的，要分相启动失灵又要求三相跳闸启动失灵。220kV线路反措也提出要求，简化二次回路，主I保护只跳I线圈，主II保护只跳II线圈，那么主I保护的跳闸II输出接点成为备用，经保护装置厂家及现场试验确认，可作分相失灵启动接点。同理，主II保护的跳闸I输出接点也可作主II保护分相启动失灵用，这样，主I、主II保护均具备三套分相启动失灵接点了。

图3旧失灵启动回路

图4扩充操作箱TJR失灵启动接点

再看三相跳闸启动失灵接点，一般操作箱只配备两副TJR/TJQ接点，但许继保护的操作箱（型号为：ZFZ-812/A）则具备三副TJR节点，那么可直接引出作为三相启动失灵用，不具备三副跳闸接点的可考虑扩展接点，这里要注意失灵的启动接点只可以扩展实现，失灵启动回路不允许二次重动，因为失灵回路是有时间要求的，如果用重动继电器，重动继电器动作时间至会增加失灵启动动作时间，所以只能用拓展接点的方式实现。如图5所示，四方厂家操作箱（型号为：JFZ-12FB）可利用其操作箱原有的备用继电器，考虑到一般操作箱的TJQ回路基本没有接入线，不作启动失灵考虑，我们只需考虑拓展TJR继电器的重动接点便可。（2备用继电器并接电阻更小，功率更高，继电器动作没问题）

6结语

通过探讨母差失灵保护改造过程的不同问题，确保该项工作的安全可靠完成。本改造方式已于今年在我局500kV东莞站母差失灵保护改造、220kV古坑站母差失灵保护改造中，验证可行。希望可提供相关经验给同行，共勉借鉴。

参考文献：

[1]《广东电网公司220kV~500kV元件保护技术规范（试行）》S.00.00.05/Q102-0015-0912-7597

[2]广东省电力系统继电保护反事故措施及释义（2007版）

[3]《广东省220kV及以上电网继电保护运行规定》

[4]《中国南方电网有限责任公司继电保护运行规定》

[5]BP-2B微机母线保护技术说明书

[6]国家电网公司输变电工程典型设计220kV变电站二次系统部分（2007版）刘振亚