“六统一”母线保护装置在实际应用中遇到的问题及解决措施

钱 海，张 曾

(1.辽宁省电力有限公司调度控制中心，辽宁 沈阳 110006;2.沈阳供电公司，辽宁 沈阳 110811)

为进一步规范辽宁电网继电保护设备配置原则、技术要求、组屏方案、回路设计工作，实现保护功能配置统一、定值格式统一、报告输出统一、接口标准统一、组屏方案统一、回路设计统一(简称“六统一”［1］)，为施工调试、运行维护提供重要的技术指导，从而全面提高辽宁电网继电保护运行管理和设备标准化水平，编制下发了《辽宁电网220kV及以上系统继电保护“六统一”标准化设计规范实施细则》［2］，为充分发挥“六统一”保护设备对电网安全可靠运行的保障作用创造了良好的技术条件。文件正式颁布下发执行以来，在辽宁电网生产技术改造和基建工程的继电保护设备采购、二次回路设计和工程施工中，“六统一”继电保护设备得到了全面的推广和应用。

母线保护作为一个涉及多间隔的保护设备，需要与其他保护设备相互配合完成其逻辑功能，在“六统一”新型母线保护装置的实际应用过程中，出现了与非“六统一”保护设备，如侧路保护、变压器保护、线路保护在回路、接点、功能配合方面的技术问题，为有关的回路设计、施工调试带来一定困难。因此，应对有关保护装置的具体功能特点进行认真分析研究，找到科学合理的解决措施，进一步提高“六统一”标准化继电保护设备的应用水平。

1 与变压器保护的配合

1.1 功能描述

国家电网公司“十八项电网重大反事故措施”要求:220kV及以上电压等级变压器的断路器失灵时，除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外，还应跳开本变压器连接其他电源侧的断路器［3］。其主要目的是:当变压器断路器失灵时，其他电源侧将向故障点提供短路电流，将对变压器本体造成严重损坏，因此，断路器失灵保护应含母线故障变压器断路器失灵保护功能。“六统一”母线保护装置据此增设了“变压器断路器失灵联跳各侧”启动逻辑，主要功能是:母差保护动作后，对动作母线上连接的变压器进行失灵判别，启动变压器失灵联跳各侧功能。以双母线主接线方式为例，母线故障联跳变压器各侧逻辑功能框图如图1所示。

图1 母线故障联跳变压器各侧的逻辑功能框图

1.2 存在的问题

当对应的变压器保护为“六统一”保护装置时，在收到来自母线保护的断路器失灵联跳各侧动作接点开入后，经灵敏的、不需整定的电流元件并带50 ms延时后跳变压器各侧断路器。如对应的变压器保护为非“六统一”标准化装置，本身无此开入接点，内部逻辑中也没有这一功能设置，为落实“反措”要求，设计单位和施工现场采取的措施是将母差保护 (失灵保护)动作跳变压器断路器的接点直接启动非电量出口继电器，跳变压器各侧。这种做法带来的主要问题如下。

a.二次回路不规范

有些220kV变压器其他侧没有电源，则无需提供失灵联跳这一回路。对于同一类保护设备现场二次回路接线不统一，为日常运行维护和异常处理带来一定困难。

b.影响供电可靠性

正常逻辑:母线保护动作应跳开故障母线的连接元件 (包括母联、分段)，只有在变压器断路器失灵时，再联跳各侧断路器。当变压器为三绕组供电变压器时，母线保护动作后，需要跳开与故障母线相连的断路器，如此断路器能够正常跳开，则其他两侧能够保持正常运行，向负荷供电。而采用上述接线，无论与故障母线相连的断路器能否正常开断，均切除其他两侧断路器，中断供电，这将严重降低供电可靠性。

c.与保护双重化的配置原则不符

国家电网公司“反措”要求:2套保护的跳闸回路应与断路器的2个跳闸线圈分别一一对应;双重化配置保护与其他保护、设备配合的回路应遵循相互独立的原则。220kV及以上电压等级的双重化配置母线保护，如采用上述接线方式，因非电量出口继电器未进行针对性设置，其动作结果为跳开断路器的2组跳闸线圈，将会造成配合回路的混用，违背相互独立的原则，存在安全运行隐患。

1.3 解决措施

“六统一”标准化母线保护装置在与非“六统一”的变压器保护装置配合时，采取的措施应兼顾“反措”要求的落实和两种保护功能的合理应用，满足具有普遍适应性、回路规范性、运行安全性的要求。在此原则基础上，提出的解决措施如下:将2套母线保护的“变压器失灵联跳”开出接点分别一一对应启动变压器保护的独立的非电量继电器 (启动功率应大于5 W动作电压在额定直流电源电压的55%～70%，额定直流电源电压下动作时间为10～35 ms，应具有抗220 V工频干扰电压的能力)，由此非电量继电器动作接点启动出口继电器，跳开变压器各侧开关。因母线保护已设置“变压器失灵联跳”压板，变压器保护作为执行端，不应重复设置此功能压板。

2 与电铁线路保护的配合

2.1 功能描述

双母线接线方式下的“六统一”标准化母线保护装置包含断路器失灵保护功能，且采用母线保护装置内部的失灵电流判据，各线路支路共用电流定值，并采用相电流、零序电流 (或负序电流)“与门”逻辑［4］。线路保护采用分相跳闸启动失灵开入方式，当线路支路有高抗、过电压远跳等需要3路启动失灵时，采用操作箱内TJR接点启动失灵保护。以双母线主接线方式为例，线路支路失灵电流判据逻辑功能框图如图2所示。

2.2 存在的问题

目前，辽宁电网供电区域内运行的220kV电铁线路均采用两相式供电方式，在系统变电站按双重化原则配置2套电铁线路保护，在供电线路发生故障时能够可靠动作切除故障点，保证系统安全稳定运行。根据电铁牵引站的接线方式和负荷特性，在保护的配置上，不设置重合闸功能，不配置纵联保护，保护区内任何故障，均三相跳闸。针对这一特点，不同设备供应商的产品在保护出口回路的设置上存在差异，有的提供了分相跳闸接点，有的只提供了三相跳闸接点，有的二者兼有，在与“六统一”标准化母线保护装置配合时，回路接线不规范，为现场的施工调试和运行维护带来一定困难。

图2 线路支路失灵电流判据逻辑功能框图

2.3 解决措施

电铁线路保护应采用三跳启动失灵方式，即2套电铁线路保护 (非操作箱)的三跳动作接点一一对应地接入2套母线保护的失灵启动回路中。电铁线路保护装置的供应商应负责提供此三跳启动失灵回路和压板设置。

3 与侧路保护的配合

3.1 功能描述

“六统一”标准化母线保护装置的模拟量输入、开关量输入输出、跳闸出口均根据连接元件类型进行规范设置和定义，如接入元件为变压器支路，则模拟量、失灵启动接点、解决电压闭锁接点等必须接入已定义的变压器间隔中，保护程序和动作逻辑将按照变压器支路特性进行计算和输出。

3.2 存在的问题

辽宁电网长期以来一直存在数量众多的侧路间隔，在一次开关设备故障或检修方式时，用来代出供电负荷，而无需停电，在保护配置方面，设置1套专用侧路保护，其他可代送元件的双重化配置保护的其中1套可整屏切换至侧路运行，为提高系统运行方式的灵活性和供电可靠性发挥了一定作用。随着电网规模的不断扩大，系统间联络愈加紧密，单一设备故障的停电处理对系统的影响显著减小，在当前典型一次系统设计中已取消了对侧路间隔的配置，因此，“六统一”标准化母线保护未设置与侧路保护启动失灵的配合逻辑及回路。但对存在侧路运行的老旧变电站的技术改造，侧路间隔作为母线保护的连接元件必须接入母线保护中，这是一个难以回避的技术问题，需要认真分析加以解决。

3.3 解决措施

“六统一”标准化母线保护装置对变压器支路有特殊要求，如解除电压闭锁、失灵联跳变压器各侧开关等功能，因此，侧路在母线保护中应正常接入线路间隔，针对不同代送元件采取不同的二次回路设计方案。

以220kV双母线接线方式下双重化配置母线保护为例进行分析。

a.当侧路代送线路时，由其本身保护分相跳闸接点启动1套失灵保护，切换至侧路运行的线路保护装置启动侧路失灵 (应设置此硬压板)接点接入另1套失灵保护中侧路间隔的分相跳闸接点开入，可完整实现按间隔配置的失灵保护功能。

b.当侧路代送变压器时，由其本身保护分相跳闸接点启动1套失灵保护，此时，如1套变压器保护运行，则将此变压器保护启动侧路失灵 (应设置此硬压板)接点接入另1套失灵保护中侧路间隔的三跳开入;如2套变压器保护均运行，则将2套变压器保护启动侧路失灵 (应设置此硬压板)接点分别一一对应接入2套失灵保护中侧路间隔的三跳开入。此方案虽然不能实现变压器失灵解除电压闭锁功能，但对侧路代变压器送电的特殊方式下启动断路器失灵功能的缺失起到了很好的弥补作用。

4 结束语

“六统一”标准化母线保护与常规母线保护相比，功能配置更加完善，技术性能更加规范，为电网的安全稳定运行提供了更为可靠的设备保障，通过实施上述回路设计方案，可以很好地解决与传统非“六统一”保护装置在外部接线、功能实现方面的问题，促进了“六统一”标准化设备的推广应用，进一步提升了继电保护安全生产保障能力和运行管理水平。

［1］Q/GDW 161—2007，线路保护及辅助装置标准化设计规范［Z］.

［2］辽宁省电力有限公司电力调试中心.辽宁电网220千伏及以上系统继电保护“六统一”标准化设计规范实施细则［S］.2010.

［3］国家电力调度通信中心.《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》继电保护专业重点实施要求［S］.2005.

［4］Q/GDW 175—2008，变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范［Z］.