110kV母差保护更换的几个问题

王康敏

（深圳供电局有限公司）

0 引言

母差保护是母线的唯一保护，动作迅速且可靠性高，对保证电力系统的安全稳定运行起着不可替代的作用。220kV梅林站地处深圳特区的政治、经济、文化中心福田区，是福田区与香港电网联络的枢纽变电站，其继电保护的可靠性对整个深圳电网有着极其重大的影响，由于其110kV母差保护已运行多年，到达退役年限，故于2023年进行更换工作，由南瑞继保公司的RCS-915A更换为四方公司的CSC150AN。由于220kV梅林站是枢纽站，不允许全站停电改造，所以只能采用各个间隔轮流停电的方式接入新母差。主要工作内容是各间隔的电流、刀闸位置、启失灵、解复压接入，相关传动试验、带负荷试验等［1］。在本次更换过程中，遇到了几个问题，下面将分别进行论述。

1 新旧母差保护在二次回路设计上的差异

220kV梅林站的新110kV母差保护与旧110kV母差保护在主变间隔和线路间隔的开入开出回路设计上均存在一些差异。

1.1 主变间隔

旧母差保护的主变间隔仅设计了跳中压侧开关回路，没有设计主变保护动作启动母差失灵回路（以下简称启失灵回路）以及失灵解除母差复合电压闭锁回路（以下简称解复压回路），新母差的主变间隔有设计启失灵回路与解复压回路。

失灵保护作为一种近后备保护，当线路或主变等保护动作发出跳闸指令后，由于某些原因（如跳闸线圈断线或压力低闭锁等）造成开关拒动时，失灵保护启动，经失灵保护逻辑判别后，先跳开母联开关，再把与故障开关在同一段母线上的其他所有开关跳开以隔离故障。根据GB 14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，220 kV及以上电压等级的电网均应配置失灵保护。110 kV电压等级通常未配置失灵保护，然而，随着电网规模越来越大，以及对电网运行方式以及供电可靠性的要求越来越高，在现有220 kV变电站的110 kV侧配置失灵保护将是未来保护配置的趋势［2］。

解复压回路是采用主变保护动作来解除母差保护复合电压闭锁功能的回路。当主变低压侧发生故障时，由于主变短路阻抗比较大，导致高压侧母线电压下降幅度不是很大，而母差保护出口是经复合电压闭锁的，此时若主变高压侧开关失灵，母线电压下降的灵敏度不够，这可能会闭锁失灵保护出口［3］，这样就无法隔离故障，因此需要解复压回路。

根据南方电网2018试行版技术规范，220kV母差保护明确了这两个回路的设计规范，220kV母差保护必须具备启失灵和解复压回路，而110kV母差保护的规范里没有提及这两个回路，所以这两种新旧母差的设计都不算错误，但新的设计更加符合未来保护配置的趋势。

1.2 线路间隔

旧母差保护的线路间隔设计了闭重回路并配有压板，但未设计发远跳回路，新母差保护线路间隔设计了发远跳回路而没有设计闭重回路。通过新母差保护的厂家装置图可知，它为每个间隔配了两对跳闸出口接点，一对有压板另一对没有压板，如图1所示，第一对接点已经用于母差跳闸，只能是第二对接点用于发远跳，但第二对接点没有设计压板，用于发远跳将给后续定期维护带来下述风险，发远跳指令会未经压板直接出口，如果继保人员在做母差定检时忘记将发远跳回路解开，将会引起线路对侧开关跳闸，这是绝对不允许的。鉴于此，现场验收人员与保护厂家协商后，为第二对跳闸出口接点增加了压板。

图1 CSC150AN型母差保护跳闸出口图

2 不同型号线路间隔如何实现闭重及发远跳

母差动作跳线路间隔需要闭重和发远跳，如上所述，按照新的设计，母差保护只设计了远跳而未设计闭重，这种设计应该是默认了所有线路保护都具备永跳回路，所以仅需设计远跳回路即可。但实际上由于部分线路保护还没有进行保护更换，型号比较旧，并没有永跳回路，并且有些线路保护即便有永跳回路，也不一定能同时满足闭重与发远跳功能，下面分三种情况展开论述。

2.1 无永跳回路的线路保护

某些线路间隔如110kV梅香I线，还没有开展保护更换，设备型号较为老旧，为RCS-943A，其跳闸回路中没有永跳回路。此时要实现闭重功能，需要将母差跳闸接点接到线路保护的闭重开入中，但新母差没有设计闭重回路而只设计了远跳回路，如果将母差跳闸接点接到线路保护的闭重开入则远跳就无法实现。根据深圳供电局有限公司110kV变电站110kV母差保护配置与二次回路接线设计规范：母线保护跳闸应接入“操作箱永跳”。若操作箱无永跳回路，母线保护跳闸应同时接“操作箱手跳”+“保护远跳／其他保护停信”，避免由于开关与CT之间故障不能快速切除导致故障范围扩大，对应的保护动作信号应纳入综自系统事故总信号中，在后续操作箱更换时，应同步改接至“操作箱永跳”。在这种情况下，两对母差跳闸接点应分别接线路保护的操作箱手跳和远跳开入。

2.2 永跳回路无法发远跳的线路保护

某些线路间隔如110kV梅景线，采用南瑞继保公司的PCS-943N型线路保护，它虽然有永跳回路，但却只有闭重功能而无发远跳功能，这种情况下取母差保护的第二对跳闸接点接到该线路保护的远跳开入，即可同时实现闭重及发远跳功能，但是此时发远跳回路是没有经过压板的，需要增加压板。

2.3 永跳回路可以闭重和发远跳的线路保护

某些线路间隔如110kV梅美Ⅱ线，采用四方公司的CSC163AN型线路保护，其操作回路中设计了备用继电器专门用于母差跳闸重动，如图2和图3所示，根据厂家装置图的备注，将1XZ1-C14与4QD22，1XZ1-C18与1RD4，1XZ1-A18与1RD9短接，即可实现母差跳闸启动对侧远跳功能，从而其永跳回路可以同时实现闭重与发远跳功能，这种情况是最理想的，母差的跳闸出口压板可兼具跳闸出口、闭重及发远跳功能。

图2 CSC163AN型线路保护跳闸回路图

图3 CSC163AN型线路保护开入回路图

3 面板灯保持／非保持的问题

按图接完二次回路电缆后，继保人员在初次进行母差保护调试时发现，所有面板灯会自动复归，比如“母差动作”面板灯只在母差动作瞬间亮，故障量一消失该面板灯自行复归。

变电站要求当发生跳闸时，保护装置上的“母差动作”、“失灵动作”、“母联动作”等信号灯应当在运维人员没有进站检查清楚原因后手动复归，不允许自行复归。咨询厂家后得知，这是由于面板灯设置了“非保持”所致，现场继保人员在厂家的指导下，进入装置厂家内部菜单“面板灯设置”，如图4所示，在将保护动作类面板灯由“非保持”改为“保持”后，上述三个保护动作信号灯不再自行复归，但却发现了另一个问题：装置已经动作却无法出口，现场尝试重启装置，发现重启装置后，除了运行灯亮，其他面板灯都不亮。

图4 面板灯设置界面

如图5所示，这期间调试保护时，能听到继电器动作的声音，但保护无动作报文也不出口、面板灯也不亮，现场经过多次尝试后发现，再进一次“面板灯设置”界面后，一切恢复正常，该问题终于得以解决。

图5 重启后现象

4 结束语

本文以220kV梅林站110kV母差保护更换中遇到的三个问题为例，着重讨论了110kV母差的启失灵／解复压等开入回路、闭重发／远跳等开出回路的设计规范及实现过程，以及母差保护面板灯保持／非保持的原因及解决方法，可为同类变电站的母差改造提供参考。对于老旧变电站，110kV母差保护改造涉及间隔较多，旧的母差保护与各110kV间隔电气联系回路比较复杂，设计图很难完全符合现场实际情况，改造前一定要做好现场勘察及安全隔离措施。遇到问题应当查找相关规范要求，按规范设计，按规范施工。为更好地推进施工进度，要提前确定好停电计划，避免临时变更。为尽可能降低现场施工和电网风险，应按照正规流程实施，严格履行二次安全措施票，不可赶进度，以安全有序开展工作为第一要素。