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摘要：研究了全站仅单套220kV失灵保护运行的情况下的220kV母差失灵一体化保护改造方案，解决了技术改造过程中运行母线可能失去母差失灵保护的问题。结合现场实际，对重点回路的改造提供了多种方案，可适用于CT无备用绕组、刀闸位置无备用接点的特殊情况。该方案有效控制了电网及施工风险，已在生产实践中得到应用。
关键词：失灵保护；母线保护；220kV
Abstract:Thispaperstudiestheintegratedreformschemefor220kvbusfailureprotectionwhenthesinglesetof220kvfailureprotectionwasinoperation.Thispaperresolvestheproblemthatthebusfailureprotectionmaybelostduringtechnicalreform.Giventheon-sitesituation,thispapermanagestoprovidemultipleschemesforthereformofkeycircuits,whichcanbeappliedtospecialcaseslikeCTwithnowindingresistanceordisconnectinglinkwithnobackupcontact.Theschemehaseffectivelycontrolledtheriskofpowergridanditsimplementationandhasalreadybeenappliedinproduction.
Keywords:failureprotection;busprotection;220kV
0引言
失灵保护是作用于断路器跳闸的近后备保护[1]。当线路或主变等保护动作发出跳闸令后，由于某种原因(如跳闸线圈断线或压力低闭锁操作等)造成断路器拒动时，失灵保护起动回路会起动站内的失灵保护系统，经失灵保护逻辑判别后，迅速跳开母联断路器，并把与故障断路器接于同一段母线的所有其它断路器跳开，以实现故障隔离。目前国内对于220kV及以上系统的失灵保护相关研究已趋于成熟。文献[2]对传统的“四统一”失灵保护回路进行了优化：取消了利用电压切换箱选择母线，取消了利用外部电流元件判别开关有无失灵。该方案大幅简化了二次接线且便于维护，现已得到广泛应用。按照《深圳供电局有限公司继电保护反事故措施汇编》要求，新建的220kV及以上的变电站均应采用新失灵回路。对于仍使用传统失灵回路的变电站，当到达运行年限后，将结合母差保护技术改造，统一整改为新失灵回路。
对运行中变电站进行母差保护技术改造，涉及母线各进出线，涉及面广、施工时间长,是一项较复杂的工作，不像新建变电站安装母差保护那样不用考虑系统运行方式等问题,稍有疏忽，就有可能出现误跳运行支路断路器的事故[3]。因此，开工前制定合理可行的技术改造方案尤为重要。文献[3]、[4]介绍了几种母差保护的技术改造方案，均未提及如何保证改造期间失灵保护的正常运行,并且要求各支路间隔有备用CT二次绕组，具有一定局限性。本文以我公司220kV某变电站220kV母差失灵一体化保护改造工程为例，对改造方案及现场施工中积累的经验进行介绍。
1220kV母差失灵保护技术改造要求
220kV变电站一次设备接线形式为典型的双母带旁母。站内220kV母线共配置两套保护，母线保护I为母差失灵一体化保护，母线保护II不具备失灵保护功能。其中，失灵保护回路采用了传统的“四统一”设计，文献[2]已经指出该设计存在可能引起保护插件烧毁从而导致全站失压的隐患。因此，本期工程的要求是在更换已经达到运行年限的母线保护装置的同时，开展二次失灵回路的改造工作，完善线路支路的分相和三相跳闸启动失灵开入回路、主变支路的三相跳闸启动失灵开入回路。
1.1主变支路
主变保护原失灵起动回路见图1。原失灵起动回路由非电量及辅助保护的电流判别元件（SLQD1）、变压器主保护的三相跳闸接点（TJ）、变高开关操作箱的外部跳闸起动失灵接点（TJR）以及经过重动的电压切换接点（YQJ）组成。
由于新型失灵保护能自行实现开关电流的监测与间隔所属母线的判别功能，故新失灵回路将取消主变非电量及辅助保护的电流判别元件及操作箱电压切换接点,仅采用电气量保护的备用跳闸接点作为三相跳闸起动失灵开入母差保护，其失灵回路如图2所示。
1.2线路支路
线路保护原失灵起动回路见图3。原失灵起动回路由断路器保护的分相及三相电流判别元件（SLA、SLB、SLC、SLQD）、线路主保护的分相跳闸接点（TA、TB、TC）、开关操作箱的外部跳闸起动失灵接点（TJR）以及经过重动的电压切换接点（YQJ）组成。
新失灵回路将取消断路器保护的电流判别元件及操作箱电压切换接点,仅采用线路主I、主II保护的备用分相跳闸接点和操作箱外部跳闸起动失灵节点作为失灵开入母差保护，其失灵回路如图4所示。
1.3旁路支路
旁路保护原失灵起动回路见图5。原失灵起动回路由断路器保护的分相及三相电流判别元件（SLA、SLB、SLC、SLQD）、线路主保护的分相跳闸接点（TA、TB、TC）、开关操作箱的外部跳闸起动失灵接点（TJR）、各主变间隔三相跳闸接点（TJ）以及经过重动的电压切换接点（YQJ）组成。其中，各主变间隔三相跳闸接点（TJ）主要用于当主变变高由旁路代路运行时，主变差动、后备保护动作时的失灵起动。
新失灵回路将取消断路器保护的电流判别元件及操作箱电压切换接点,采用旁路主保护的备用分相跳闸接点、操作箱外部跳闸起动失灵节点以及各主变间隔的三相跳闸接点作为失灵开入母差保护，其失灵回路如图6所示。
1.4母联支路
按照目前运行要求，母联间隔的充电及过流保护通常均在母差保护屏实现，母联2012保护屏本身不投入保护功能，故无需设计外部启动母联失灵回路。
2技术改造方案拟定
220kV变电站作为区域电网的枢纽站，从电网稳定运行角度考虑，很难要求整段母线停运。母差、失灵保护作为运行母线的主保护和近后备保护，不允许长期退出运行。在母差保护技术改造期间,母线设备操作增多导致故障几率增大,母差、失灵保护的重要性越发突出,更应保证母差、失灵保护的正常运行。同时，由于母差失灵保护改造牵涉到母线上所有的支路间隔，稍有疏忽，就有可能出现误跳运行支路断路器乃至整段母线的事故。因此，施工前应拟定详尽的技术改造方案，降低现场施工风险。
技术改造方案如下：（1）本工程涉及220kV母线各支路间隔的二次回路（包括CT、PT、控制回路、失灵回路、刀闸位置开入以及遥信回路）的改造工作，为确保装置逻辑及回路接线的正确性，要求各支路轮停依次进行改造及母差失灵接入工作；对于负荷重要不能停电的220kV输电线路，可临时由旁路开关代路运行。（2）在旧母线保护I退运前，将新母线保护I屏就位在新间隔，所需电缆敷设到位。（3）在改造期间，母线保护II始终投入运行；旧母线保护I保留旧失灵回路，始终投入失灵保护功能，视各支路是否具备备用CT二次绕组决定是否退出差动保护功能。（4）接入新母线保护I的所有外部回路，验收、调试完毕，带负荷测试结果正确后，投入运行。（5）旧母线保护I退出运行,拆除旧母差保护,母差保护技术改造结束。
3重点回路注意事项
3.1电流回路
开工前需现场确认各支路是否具备备用CT二次绕组。
方案1：各支路具备备用CT二次绕组，可利用轮停窗口将各支路CT回路接入新母线保护I，同时在技术改造过程中，旧母线保护I正常投运。
方案2：各支路没有备用CT二次绕组，需要利用轮停窗口将旧母线保护I的电流回路挪至新母线保护I，取消旧母线保护I的电流回路。那么当该支路复电后，旧母线保护I将无法继续监测该支路电流。对于运行中的母线保护来说，任一支路的电流缺失，都将导致母线差流的出现，并可能导致差动保护误动拒动。而由于旧失灵保护的支路过流判据在各支路保护侧实现，因此旧母线保护I失去电流回路，并不影响其失灵保护逻辑。针对这种情况，改造期间需退出旧母线保护I的差动保护功能，而投入失灵保护功能。
本期工程采用方案2。
3.2刀闸位置开入
220kV母线保护的刀闸位置开入主要用于判别各运行支路所挂母线，从而计算差流以及故障后母差保护及失灵保护的正确选母。改造开工前需现场勘查各支路机构是否具备备用刀闸位置辅助接点。
方案1：各支路具备备用刀闸位置接点，可利用轮停窗口将各支路刀闸位置开入接入新母线保护I。
方案2：各支路没有备用刀闸位置接点，需要利用轮停窗口将旧母线保护I的刀闸位置开入挪至新母线保护I，取消旧母线保护I的刀闸位置开入回路。同时利用刀闸模拟盘根据现场实际运行情况，对各支路刀闸位置进行人工置位，从而保证旧旧母线保护I的正常运行。
本期工程采用方案2。
3.3跳闸回路
母差保护跳闸均通过启动各间隔操作箱TJR继电器实现。各支路轮停前应完成新母线保护I的单体逻辑调试；利用各支路轮停窗口，接入跳闸回路，并用新母线保护I对支路开关进行传动，校验跳闸出口及对应压板。该支路验收完毕后，相关压板及端子用绝缘胶布包好，以防改造过程中误碰误接线导致运行支路误跳闸，待母差投运前一并恢复。
4技术改造实施
技术改造过程中具体实施步骤如下：
（1）短时退出旧母线保护I各保护功能及出口压板，随后至各支路开关端子箱处将母线保护I的CT组别短接并可靠接地。在母线保护处确认各支路电流采样消失后，恢复旧母线保护I失灵保护功能及出口压板；
（2）在旧母线保护I处对刀闸模拟盘进行人工置位，确保与一次设备运行情况一致；
（3）利用各支路轮停窗口，拆除旧母线保护I的CT回路二次线，并将该组CT接入新母线保护I；
（4）利用各支路轮停窗口，拆除旧母线保护I的刀闸位置开入回路，并将该组刀闸位置接点接入新母线保护I；
（5）利用各支路轮停窗口，将PT回路、新失灵回路、跳闸回路接入新母线保护I，并用新母线保护对该停电支路进行传动；
（6）各支路轮停完毕后，在故障录波屏、公用测控及后台等接入相关信号回路；
（7）在各支路开关端子箱处恢复短接CT绕组并检查新母线保护I状态正常后，新母线保护I投入运行；
（8）旧母线保护I退出运行，并将剩余回路拆除完毕后，本期技术改造工程实施完毕。
5结语
运行母线的母差失灵保护改造是一项较为系统的工作，需要进行多方面考虑。本文以我公司220kV母差失灵一体化保护技术改造为例，对改造实施方案进行了介绍。不仅解决了全站单套失灵保护技术改造过程中运行母线可能失去保护的问题，还可适用于现场无备用CT绕组、无备用刀闸位置接点的特殊情况，具有良好的普适性。由于制定的技术改造方案合理可行,实施过程中没有发生一起事故,确保了工作的安全与质量。
参考文献
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[3]林伟华，刘浩明，田伟．变电站母差保护技术改造方案探讨[J]．电力自动化设备，2006，26（9）:98-100．
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作者简介
陈祎亮（1985-），男，硕士，工程师，主要从事继电保护维护工作。