盛 壯

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽 110003）

220kV雙母雙分段母線單失靈保護(hù)改造探討

盛 壯

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽 110003）

雙母線雙分段是現(xiàn)階段高壓輸電網(wǎng)的基本構(gòu)建模式。在此種構(gòu)建模式下，單失靈雖然會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成一定的沖擊，但是通過合理的保護(hù)可規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)電路的根本目的。文章以某220kV雙母線電網(wǎng)建設(shè)為例，探究了其在單失靈保護(hù)體系的改造過程，并分析了保護(hù)裝置的配置及其改造過程中的注意事項(xiàng)。

雙母線；雙分段；單失靈保護(hù)；線路改造；高壓輸電網(wǎng)；電網(wǎng)建設(shè)

1 概述

電網(wǎng)建設(shè)是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，又是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的重要基礎(chǔ)設(shè)施。從現(xiàn)階段的建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，采用雙母線雙分段技術(shù)作為高壓（220kV或以上）輸電線構(gòu)建模式成為一種常見方式。此種構(gòu)建模式能夠有效地提升電網(wǎng)整體的容錯(cuò)程度，并在單一母線存在故障時(shí)通過限定范圍跳閘的方式予以調(diào)整而不需影響整體的輸電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效果。然而，在部分老舊電網(wǎng)的建設(shè)過程中，失靈保護(hù)裝置由于設(shè)計(jì)原因或者相關(guān)技術(shù)原因等因素，而存在沒有安裝或者保護(hù)效果失靈等問題。面對(duì)這一問題，需要通過后續(xù)的技術(shù)改造與電網(wǎng)優(yōu)化來予以解決。

本文基于上述的目的，以220kV電網(wǎng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)探究失靈保護(hù)裝置的具體配置以及失靈保護(hù)裝置的改造方案。重點(diǎn)分析在具體的升級(jí)改造過程中的注意事項(xiàng)與相關(guān)問題的解決策略。希望通過本文的研究能夠?yàn)榻窈蟮南嚓P(guān)改造工程設(shè)計(jì)及具體施工提供必要的理論基礎(chǔ)及方向性指導(dǎo)。

2 失靈保護(hù)裝置功能配置

220kV雙母雙分段母線失靈保護(hù)一般配置于母差共用的雙套失靈保護(hù)或單套失靈保護(hù)，其中單套失靈保護(hù)分為按間隔區(qū)分失靈或按母線區(qū)分失靈。根據(jù)不同的功能需求，在具體的配置方面則主要分為如下兩個(gè)方面：一方面，對(duì)于啟動(dòng)失靈保護(hù)的配置。在系統(tǒng)設(shè)置的過程中采用相電流保護(hù)原理、零序電流動(dòng)作原理等基本電路模式形成斷路器位置節(jié)點(diǎn)、保護(hù)電路并入節(jié)點(diǎn)等模式來實(shí)現(xiàn)對(duì)啟動(dòng)失靈的保護(hù)失效；另一方面，對(duì)電流判斷的解除失靈閉鎖保護(hù)。在保護(hù)的基礎(chǔ)上對(duì)于電流回歸正常值的部分情況可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的失靈閉鎖解除，具體配置環(huán)節(jié)包括了相電流檢測(cè)、零序電流檢測(cè)、負(fù)序電流檢測(cè)等三個(gè)模式，并通過單片機(jī)的集成控制模式對(duì)保護(hù)動(dòng)作及斷路器位點(diǎn)進(jìn)行操作最終實(shí)現(xiàn)解除的目的。

3 失靈保護(hù)裝置改造需求及方案

從現(xiàn)階段的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，部分單母線失靈保護(hù)裝置配置并不完善，具體表現(xiàn)為如下三方面問題：第一是由于電網(wǎng)設(shè)計(jì)及施工相對(duì)較早，并沒有經(jīng)過智能電網(wǎng)改造或者存在智能電網(wǎng)改造水平相對(duì)較低等現(xiàn)狀，形成單母線失靈保護(hù)裝置未加裝的基本情況，此種情況占到改造需求總體情況的比例超過了50%；第二是在傳統(tǒng)的單母線失靈保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)過程中存在部分裝置采用了間隔區(qū)分式單套保護(hù)。此種保護(hù)模式在主變間隔與線路間隔之間存在差異性異常與失效時(shí)很難形成有效的電流判斷，并由于其存在不同間隔的協(xié)同判斷而產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)問題，容易形成失靈電流啟動(dòng)點(diǎn)判斷異?；蛘邿o法自動(dòng)解鎖等情況。該情況需要通過后續(xù)的持續(xù)性改造來予以優(yōu)化，占到全體需要改造的案例中的比例接近30%；第三是存在部分新型智能電網(wǎng)建設(shè)工程，需要在原有的設(shè)計(jì)方案中加裝相關(guān)的保護(hù)裝置，故而形成更為有效的智能能效。此種改造占到全體改造比例的約20%。

從上述的需求來看，為了達(dá)到嚴(yán)謹(jǐn)與科學(xué)的單母線失靈保護(hù)效果，在具體的改造過程中可以遵循如下三個(gè)環(huán)節(jié)來進(jìn)行：第一，退出原第二套母差保護(hù)，在CT端子箱封接至保護(hù)屏柜電流回路；拆除原有屏柜相關(guān)接線，裝設(shè)新屏，接入直流電源、交流電壓、錄波、信號(hào)、GPS、交流電源回等相關(guān)回路；第二，對(duì)第二套母線保護(hù)裝置進(jìn)行安裝，并進(jìn)行單體測(cè)試。在具體的測(cè)試過程中需要完成對(duì)單體失靈啟動(dòng)、單母線失靈預(yù)警、失靈啟動(dòng)后的解鎖等主要功能。當(dāng)且僅當(dāng)調(diào)試合格后方可進(jìn)入下一步改造建設(shè)環(huán)節(jié)中去；第三，按照不同的設(shè)計(jì)原則與規(guī)范，將改造后的母線保護(hù)裝置進(jìn)行間隔區(qū)分，并采用逐一停電的方式來進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。此種測(cè)試模式極大地對(duì)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行了仿真，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的測(cè)試效果。在具體測(cè)試的過程中，逐一停電的背景下按照間隔保護(hù)電流回路節(jié)點(diǎn)變更的方式調(diào)整到CT端子箱中。并在非帶電的情況下進(jìn)行失靈回路的改接，進(jìn)而完成相應(yīng)的體系改造。值得我們注意的是，在實(shí)際的改接過程中對(duì)于停電區(qū)域的間隔內(nèi)部可以采用第二套保護(hù)解除復(fù)運(yùn)行的方式來予以啟動(dòng)，進(jìn)而達(dá)成對(duì)解除失靈保護(hù)功能的一種實(shí)現(xiàn)及測(cè)試；第四，在完成第二套保護(hù)裝置改造的基礎(chǔ)上，投入并網(wǎng)運(yùn)行，按照上述環(huán)節(jié)對(duì)第一套母線的失靈裝置予以改造，直至完成。值得我們注意的是，在安裝雙線單母線失靈保護(hù)裝置的同時(shí)應(yīng)該對(duì)原有的單套母線失靈保護(hù)予以拆除，避免后續(xù)運(yùn)行過程中帶來的系統(tǒng)異常。

4 失靈保護(hù)裝置改造注意事項(xiàng)

通過上文的分析我們對(duì)雙母線雙分段模式下的單失靈保護(hù)裝置的功能配置及其改造過程與方案進(jìn)行了具體的分析。從分析中我們可以看出，其作為改造型系統(tǒng)工程所涉及到的專業(yè)知識(shí)以及工程細(xì)節(jié)相對(duì)較多。按照上文提供的施工環(huán)節(jié)與方案能夠形成有效的系統(tǒng)遵循。與此同時(shí)，我們還應(yīng)該在下面三個(gè)方面加以注意，進(jìn)而達(dá)到進(jìn)一步提高改造效能的根本目的：

4.1 關(guān)于兩套母線保護(hù)裝置改造的先后問題

優(yōu)先進(jìn)行第二套母線保護(hù)改造，之后進(jìn)行第一套母線保護(hù)改造。線路開關(guān)三跳啟動(dòng)失靈回路僅有與單失靈保護(hù)配套的一組，若在單一間隔停電時(shí)將其改至新安裝的母線保護(hù)裝置，則間隔復(fù)電后單失靈保護(hù)將失去此間隔的三跳啟動(dòng)失靈功能，因此需將開關(guān)操作箱第二組三跳接點(diǎn)與第二套母線保護(hù)配合。現(xiàn)場(chǎng)部分線路間隔操作箱內(nèi)三跳啟動(dòng)失靈回路第二組未引出，在相關(guān)間隔停電時(shí)需引出裝置內(nèi)部線及增加壓板。線路間隔第二套線路保護(hù)與開關(guān)輔助保護(hù)在同一面屏柜中，其第二套線路保護(hù)失靈開出回路與電流判據(jù)回路在屏內(nèi)采用短接線串聯(lián)，而第一套線路保護(hù)失靈開出回路與電流判據(jù)回路采用電纜串聯(lián)?，F(xiàn)場(chǎng)部分線路間隔至單失靈保護(hù)裝置的開入回路通過第一套線路保護(hù)屏柜的備用端子進(jìn)行轉(zhuǎn)接，若先進(jìn)行第一套保護(hù)改造，則回路改動(dòng)較大。

4.2 關(guān)于回路中接地點(diǎn)的規(guī)劃問題

電流回路接地點(diǎn)問題一般情況下，220kV雙母雙分段母線保護(hù)的電流回路接地點(diǎn)采用母線保護(hù)屏一點(diǎn)集中接地或分間隔單獨(dú)在CT端子箱接地。原有保護(hù)采用母線保護(hù)屏一點(diǎn)集中接地方式，該方式在電流回路隔離拆除過程中將出現(xiàn)運(yùn)行電流回路接地點(diǎn)不確定現(xiàn)象。對(duì)于拆除母差保護(hù)電流回路是在CT端子箱封接時(shí)加入接地點(diǎn)采用兩點(diǎn)接地，還是拆除后不接地在間隔停電時(shí)再加入接地點(diǎn)，出于人員安全方面考慮，應(yīng)允許在母差保護(hù)退出后的工作中出現(xiàn)兩點(diǎn)接地的情況。

4.3 關(guān)于單失靈保護(hù)裝置改造過程中的其他問題

其他需注意的問題其他改造前配置的按母線區(qū)分失靈的單失靈保護(hù)，不能區(qū)分是主變間隔還是線路間隔發(fā)生失靈，需要采用主變中壓側(cè)開關(guān)輔助保護(hù)的失靈啟動(dòng)接點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)主變?nèi)齻?cè)聯(lián)跳。這種方式回路接線復(fù)雜，定值配合嚴(yán)格，改造中需要拆除原失靈聯(lián)跳回路重新改接，同時(shí)需更改開關(guān)輔助保護(hù)的定值。對(duì)于按母線區(qū)分失靈的單失靈保護(hù)，其刀閘回路一般與線路或主變間隔的電壓切換箱內(nèi)的刀閘回路共用。為防止與新安裝的母線保護(hù)內(nèi)的刀閘回路沖突，在改造時(shí)需取消原有失靈回路及失靈聯(lián)跳回路上的刀閘位置重動(dòng)接點(diǎn)。

5 結(jié)語

雙母線雙分段架構(gòu)模式是現(xiàn)階段高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的常見設(shè)計(jì)模式。在此種模式下能夠形成有效的系統(tǒng)保護(hù)效能。但是從實(shí)踐的角度出發(fā)，現(xiàn)階段依舊有大量的相關(guān)電網(wǎng)沒有完成單母線失效保護(hù)裝置的改造工程，進(jìn)而使得其電網(wǎng)穩(wěn)定性存在嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。本文從上述背景出發(fā)，以220kV電網(wǎng)為例對(duì)具體的改造工程進(jìn)行分析，具體研究分為三個(gè)部分：第一，對(duì)單失靈保護(hù)裝置的功能配置進(jìn)行總結(jié)；第二，對(duì)單失靈保護(hù)裝置的改造需求與改造過程加以分析與確定；第三，對(duì)其中存在的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、技術(shù)以及注意事項(xiàng)進(jìn)行匯總。希望通過本文的研究能夠?yàn)榻窈蟮南嚓P(guān)改造工作提供必要的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐指導(dǎo)。

[1]湯弋，馮凝，李煜磊．雙母雙分段母線保護(hù)配置及分段開關(guān)失靈改造[J]．華中電力，2017，（4）.

[2]朱江峰，郭再福．姜家營(yíng)500kV變電站220kV雙母線雙分段保護(hù)改造[J]．農(nóng)村電氣化，2015，（2）.

[3]柳明，胡慧艷，蘇曉．500kV崇左變電站220kV母線雙母雙分段改造[J]．電工技術(shù)，2015，（2）.

[4]楊劍．220kV雙母聯(lián)雙分段母線保護(hù)接線分析[J]．湖南電力，2008，（6）.

[5]黃鍔，鄧建峰，楊柳．220kV雙母分段帶旁路接線的斷路器失靈保護(hù)分析[J]．水電能源科學(xué)，2012，（12）.

（責(zé)任編輯：黃銀芳）

TM63

1009-2374（2017）12-0038-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.020

盛壯（1985-），男，吉林永吉人，供職于國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司，研究方向：繼電保護(hù)。

A