220kV母差保护双重化改造现场实施探讨

摘 要

220kV母线保护是电气元件设备的重要保护，对电网的安全运行起到至关重要的作用。根据反措等相关文件要求，对母差保护进行双重化改造，该工作涉及范围广，危险程度高，本文结合现场改造实际情况，对母差保护改造相关回路进行详细探讨并总结经验，为以后同类改造起到指导作用。

【关键词】母线保护双重化二次回路

母线是变电站的重要部分之一，母差保护的重要性不言而喻。根据国家电网十八项反事故措施，15.2.1.8章节规定“除终端负荷变电站外，220kV及以上电压等级变电站的母线保护应按双重化配置”要求，结合现场实际情况，对配置单套母差保护的变电站进行母差双重化改造工作。本文结合现场，针对母差保护的特点，对改造情况进行详细探讨。

1 220kV母差保护运行现状

在2009年之前公司配置的母线保护均是单套配置，出现母差保护停运时，要求对上一级线路保护加大动作范围，以保护到母线设备，这种方式灵活度不够，加大操作难度，也不利于母线故障的快速切除。单套配置的母差保护跳闸和失灵回路均采用母差与间隔保护“一对二”的对应关系。

2010年后，虽然配备了部分双重化的母差保护，但设计方案未能完全统一，存在母差保护与间隔保护间“一对二”的关系，这部分母差保护也应进行进一步改造。部分老变电站内因CT绕组配置不够，也给改造带来了困难，针对这种情况，公司要求在母差保护改造工程中，双重化配置的母差保护应取自不同的CT次级绕组，如绕组不够时，可以采取两套母差保护均取自CT同一次级绕组的过渡方案，同时要求相关一次设备尽快进行改造，以满足电网安全稳定运行的需要。

2 220kV母差保护双重化改造情况

按照公司对双重化设备第一套、第二套保护的定义，应首先明确新增与原母差保护的相应定义，定义明确后才能进行相应回路改造，按照与失灵保护配合的优先级，具体原则是：若线路或变压器保护装置配置失灵启动装置，则接入失灵启动装置的母线保护定义为第二套；未接入失灵启动装置的母线保护定义为第一套。改造时一般定义新增保护为第一套保护，原保护为第二套保护。

220kV母差保护的二次回路由以下四部分组成：电流回路、刀闸二次回路、跳闸回路、失灵回路。同时每个支路的排列顺序与其相对应的电流回路、跳闸回路、刀闸回路以及失灵回路的排列顺序都是分别一一对应的，下面结合这四部分的特点对现场改造情况进行探讨。

2.1 220kV母差保护双重化电流回路改造

220kV母差保护电流回路需注意各间隔的CT变比和极性情况。对于基准变比的选择，各设备厂家有不同的要求，有按照最多变比要求的，也有按最大变比要求的，但都规定，为保证精度，各间隔CT的变比不宜大于4倍，装置定值中没有用到的间隔变比设为0。因此改造之前应对各间隔的CT变比进行核准，对于变比大于4倍的CT应同时进行改造。

新增母差保护的电流回路接入CT应按照反措要求，避免出现保护死区，采用交差配置。例如，间隔CT的绕组布置自母线至间隔为1S、2S、3S、4S，现场改造应按要求对电路互感器端子箱内绕组进行调整：1S，线路＼主变第一套保护；2S，线路＼主变第二套保护；3S，第二套母差保护；4S，第一套母差保护。

2.2 220kV母差保护双重化刀闸二次回路改造

在母差保护中，各间隔的刀闸位置参与到装置的差流计算。各刀闸位置通过刀闸辅助开关的接点状态反应，目前运行的刀闸基本上能再提供一付常开接点供新增母差保护使用。

现场实际改造中，由刀闸机构箱至间隔端子箱电缆的备用芯线引致相应端子排，再经间隔端子箱至母差保护柜的电缆引致相应端子。刀闸机构箱内若无备用芯线，应重新施放电缆。

2.3 220kV母差保护双重化跳闸回路改造

在母差保护中，母差保护提供相应间隔保护跳闸空接点驱动相应间隔操作箱实现断路器的跳闸，对于单母差保护，母差保护的两个跳闸接点应与线路或主变保护操作箱中两组跳闸线圈分别一一对应，并分别接于“三相跳闸（启动失灵，闭锁重合闸）”回路处。

在改造过程中应取消原母差保护（第二套）跳第一组跳闸线圈的接线，将新母差保护（第一套）接入该跳闸回路。改造完成后，实现第一套母差保护的跳闸接点应与线路或主变保护第一组跳闸线圈相对应，第二套母差保护的跳闸接点应与线路或主变保护第二组跳闸线圈相对应，并分别应接于“三相跳闸（启动失灵，闭锁重合闸）”回路处。实现母差保护与线路保护对应的“一对一”跳闸。

2.4 220kV母差保护双重化失灵回路改造

失灵回路是母差保护的重要组成部分，相对于单套配置的失灵回路，双重化回路的改动比较大。失灵回路由保护动作和失灵电流判别串接组成，对应间隔保护的动作接点由各自保护提供，并与对应母差保护一一对应；对于失灵电流判别部分，新增母差保护采用自身的电流判别功能，原母差保护由对应间隔的失灵保护装置实现。

现场改造中，将原并接组在一起的失灵回路进行拆分，重新组织分别接入两套母差保护装置，下面分别介绍主变间隔和线路间隔的改动情况。

2.4.1 线路间隔失灵回路改造

由第一套线路保护提供的三付分相跳闸接点+操作箱三跳接点，去启动第一套母差保护失灵，电流判别功能由母差保护实现。第二套保护提供三付分相跳闸接点+操作箱三跳接点，再和本柜上失灵装置电流判别元件配合去启动第二套母差保护失灵。若操作箱采用的是继电器仅有一付三跳接点，现场可由四只重动继电器串入相应跳闸回路，用以提供三跳接点。

2.4.2 主变间隔失灵回路改造

由保护A柜提供两付保护接点，一付用于解除第一套母差保护复压闭锁，一付用于启动第一套母差保护失灵，电流判别功能由母差保护实现；由保护B柜提供两付保护动作接点去启动失灵装置，失灵装置动作后，由该装置提供两付接点，一付用于解除第二套母差保护复压闭锁，一付用于启动第二套母差保护失灵，电流判别功能由A柜上失灵装置实现。

3 220kV母差保护双重化改造其它需注意的问题

3.1 母联开关位置的引入

对于母差保护来讲，引入母联开关位置用于死区保护的判断。在母线并列和分列运行死区故障时采用不同的动作逻辑。同时引入母联开关位置还用于母差保护高值、低值的判断以及充电保护时的逻辑判断。因此，在改造过程中对母联开关位置节点的引入也应做到双重化，不应有电气联系。但考虑到母联开关检修时，母联开关的分合会造成另一套运行母差的误判断，建议此时通过保护本身将母联位置强制为“分位”。

3.2 220kV母差双重化改造后验证问题

双重化保护改造完成后，应对改造回路进行验证，以防止出现寄生回路造成保护的误动作。对跳闸回路进行一一对应验证，对失灵回路进行逐一分相验证，以确保出口正确。

4 小结

母差保护对电网的安全运行起着至关重要的作用，随着变电站规模的扩大，相关运行方式的复杂性增加，对母差保护也提出了新的要求。母差保护双重化改造工作是一个涉及范围广、技术程度高、危险点多的工作，这就要求把握改造中的每一个细节工作，吃透装置的原理。在改造过程中，对相关二次回路的熟知及经验的积累也为以后的检修维护也打下了良好的基础。母差保护双重化改造工作的顺利实施提高了母差保护的整体运行水平，为电网的安全可靠运行做出贡献。

参考文献

[1]王世祥、左婧，母差保护双重化改造中注意事项探讨[J]，继电器，2008，3（36）：79-83.

[2]胡文进等，220kV微机母线保护双重化应用[J]，上海电力，2007，3：271-273.

[3]国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版），国家电网公司[Z].2012.

作者简介

赵晓东（1986-），男，大学本科学历，现为国网安徽宿州供电公司工程师，主要从事继电保护检修运维工作。

作者单位

国网安徽宿州供电公司 安徽省宿州市 234000endprint