双母差保护改造工程的实践探讨

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[摘 要]本文结合笔者进行双母差保护改造工程的经验，从双母差保护改造工程的前期准备工作、现场需要实施工作、交流回路改造工作、直流回路改造以及改造后的调试送电环节，探讨双母差保护改造工程的实践。

[关键词]双母差 交流回路 直流回路 改造

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0280-01

基于新建220kV及以上智能变电站陆续投入运行，220kV及以上设备保护双重化配置完全独立，220kV主变保护、线路保护、母联保护、母差保护均实现了双套独立保护运行，提高了保护的可靠性。而早期常规220kV变电站由于设计理念落后，虽然主变保护及线路保护实现了双重化配置，但是母差保护仅仅配置了单套保护。为提高母线保护的可靠性，防止220kV及以上母线故障或开关失灵时，单套母差保护因故不能动作跳闸，致使事故扩大从而出现大面积停电事故，因此对现有的常规变电站进行220kV及以上母差保护双重化改造，实现所有220kV及以上设备均达到双重化独立保护运行。

一、探讨双母差保护改造工程的前期准备工作

结合本公司年度继电保护检修工作计划，向公司所在省公司调控中心申请220kV设备停电检修计划。工作负责人或工作票签发人根据工作需要进行以下现场勘查内容。

1、查看电流互感器保护绕组是否满足每一套保护均有独立的电流绕组，现场电流互感器绕组如果被占用，提出解决方案；

2、详细记录工作中需要注意设备运行状态、开关端子箱至母线侧隔离开关机构箱的电缆备用芯是否充足，是否需要重新敷设电缆；

3、记录主变失灵启动母差回路、复压解除闭锁回路以及跳闸回路在改造过程中，需要注意的事项；

4、记录线路保护失灵启动母差回路，跳闸回路需要改造的内容。

5、勘查母线差动保护使用电流互感器绕组在开关端子箱处增加电流切换端子的空间和尺寸。

二、探讨现场需要实施工作

根据《关于印发安徽电网 220kV 系统双重化配置保护定义的通知 》 母线保护优先级条件定义：与失灵启动装置配合优先级 。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。结合现场配置的两套同型号的220kV母线差动保护，考虑到尽量减少现场施工改造的工程量，将原来的接入失灵保护的母线差动保护定义为第二套母线差动保护，将新安装的母线差动保护定义为第一套母差保护。

三、探讨现场交流回路改造工作

双母线差动保护改造工作中交流回路部分改造分为保护交流电压回路改造和交流电流回路改造两个部分，其中交流电压部分比较简单，由于第二套母线差动保护属于运行设备，它的220kVⅠ母电压和Ⅱ电压均已取自220kV电压并列装置，其电压回路不需要改造。而第一套母差保护是新安装设备，只需将220kVⅠ母电压和Ⅱ电压由电压并列装置柜引入母线差动电压回路即可。

交流电流回路相对复杂，一般220kV电流互感器绕组共有6组，其中四个绕组适用于保护、一个绕组适用于测量、还有一个绕组适用于计量装置。根据《关于印发安徽电网 220kV系统双重化配置保护定义的通知 》保护使用绕组优先原则：

1、 第一套线路保护采用远离出线的最外面的一组CT次级绕组，第二套线路保护采用远离出线的次外面的一组CT次级绕组。

2、第一套变压器保护，各侧均采用远离变压器最外面一组CT次级绕组，第二套变压器保护，各侧均采用远离变压器次外面一组CT次级绕组。

3、第一套母线保护采用远离母线的最外面的一组CT次级绕组，第二套母差保护采用远离母线的次外面的一组CT次级绕组。

结合现场电流互感器绕组配置已分配情况：电流互感器第一组CT次级X411分配给第一套线路（变压器）保护用，第二组CT次级X421分配给第二套线路（变压器）保护用，第三组CT次级X431分配给第二套母差保护用，确定第一套母差保护采用的电流绕组为第四组CT次级X441。

由于老变电站的设计理念是每一个电流保护元件尽量满足配置一个独立电流互感器绕组，并且只配置了一套母线差动保护，因此线路故障录波器或者行波测距装置的电流回路使用了电流互感器的第四组CT次级绕组X441；变压器保护的失灵保护装置采用了主变高压侧开关电流互感器的第四组CT次级绕组X441。本次改造需要将开关电流互感器的第四组CT次级绕组X441分配给新安装第一套母差保护电流回路使用。具体改造情况为：

1、自开关端子箱至第一套母差保护柜敷设一根4×4屏蔽电缆，作为开关电流互感器的第四组CT次级绕组X441引进第一套母线保护装置电流回路用。并拆除原开关流变端子箱至行波测距装置或主变失灵保护装置的原X4 41电缆。。

2、自行波测距装置柜至第一套线路保护敷设一根4×4屏蔽电缆，从第一套保护装置电流回路流出端子串接电流至行波测距装置电流回路。

3、在开关流变端子箱处可靠断开第一套母差保护用电流互感器电流绕组X441电流回路接地点，在第一套母差保护柜可靠一点接地，并用500V摇表验证X441电流回路绝缘良好。

四、 探讨现场直流流回路改造工作

双母差保护改造工作中直流回路改造主要体现在以下三个方面：

1、直流装置电源选取需要完全独立。两套母差保护装置的直流电源的独立性需要满足两套母差保护装置直流电源彼此独立，改造时需要注意第一套母差保护敷设直流电源电缆至直流柜要保证与第二套母差保护直流电源非同段非同柜，做得完全独立。

2、母差保护跳闸回路改造满足一套母差保护跳一组开关跳闸线圈。老母差保护为了增加开关跳闸的可靠性，母差保护动作配置两组出口跳闸回路，第一组跳闸出口回路接开关操作箱第一组跳闸线圈的手跳./遥跳回路，第二组跳闸出口回路接开关操作箱第二组跳闸线圈的手跳./遥跳回路，防止只接一组出口回路时因某种原因开关拒跳。双母线差动保护改造工程需要实现每一套差动保护只接开关操作箱的一组跳闸线圈。第一套母差保护动作出口回路接开关操作箱第一组跳闸线圈的手跳./遥跳回路，第二套母线差动保护动作出口回路接开关操作箱第二组跳闸线圈的手跳./遥跳回路。改造前后示意图1所示：

改造时应注意，在第二套母线差动保护柜拆除每个间隔回路的第一组跳闸线圈时，应停用第二套母差保护，退出第二套母线差动保护所有跳闸出口压板，将拆除的二次线部分用绝缘胶带可靠包扎，防止误碰运行中的开关，并将该间隔的母差保护动作跳该开关第一组出口压板的标签改为备用。防止改造完成后运行人员误投备用压板反而退出第二组运行的出口压板。

3、失灵回路的改造又因为线路保护与主变保护的不同而有区别，母差保护失灵启动方式均采用一对一启动方式。第一套母差保护失灵启动通过线路第一套保护动作接点提供断路器A、B、C相失灵启动接点和操作箱提供断路器三相失灵启动接点分别接入第一套母线保护；第二套母差保护失灵启动通过线路第二套保护动作接点提供断路器A、B、C相失灵启动接点和操作箱提供断路器三相失灵启动接点分别与原失灵装置的电流判别接点串接后，再接入第二母差保护；老母差保护所用的主变保护失灵启动与复压解闭锁回路是经过第一套主变保护与第二套主变保护主变保护失灵启动接点与复压解闭锁接点分别并联后提供，改造后只需将并列回路拆除，第一套主变保护与第二套主变保护相应回路分别对应接入第一套母差保护和第二套母线差动保护相应回路即可。

五、探讨改造工作结束后的调试送电

改造工作结束后，按照母线装置定值通知单整定母差保护定值，分别自第一、二套母差保护装置做模拟试验，模拟母线各种故障情况，验证母差保护的动作情况、开关传动情况，并且确保开关传动正确。从第一套母差保护及第一套线路（变压器）保护装置同时做通流试验，模拟开关各种失灵情况，确保第一套母差失灵保护正确动作。从第二套母差保护及第二套线路（变压器）失灵保护装置同时做通流试验，模拟开关各种失灵情况，确保第二套母差失灵保护正确动作。在对第一套母差保护与第二套母线差动保护分别做带负荷测向量试验，向量测试正确后投入两套母差保护。

220kV母差保护在保证电网安全稳定运行起着至关重要的作用，双母差保护同时运行，为变电站设备的安全可靠运行提供了更高保障，双母差保护的思想是不会变的，在此提出技改主要施工思路、技术关键点、安全注意事项，以期抛砖引玉，获得更多的经验指导。