浅析杨家堡变电站主接线改造与保护配置相关问题及解决方法

浅析杨家堡变电站主接线改造与保护配置相关问题及解决方法

王迎新

（国网太原供电公司山西太原030010）

摘要：本文详细阐述了220千伏杨家堡变电站主接线在改造前保护配置、实际运行中存在的问题和解决措施，主接线改造后保护配置、相关保护退运其二次回路拆除及与新设备衔接工作中应注意的问题和关键点，为电力系统中存在类似主接线或改造情况者提供一种可行性的方案和思路，得出变电站220千伏主接线应采用双母接线，不建议采用内桥或单母分段接线，以便于电网运行方式安排及间隔扩建的结论，变电站主接线、一次、二次设备应统筹考虑，并具备良好的扩展性，以充分发挥继电保护作为电网第一道防线的重要作用。

关键词：主接线；保护配置；失灵保护；二次回路

220千伏杨家堡变电站按照终端负荷变电站进行建设，其两条电源进线均来自于220千伏滨河变电站，220千伏采用内桥接线，由于杨家堡站地处本市高新技术发展区域，负荷增长迅速，相继接带了大型商业、体育场馆和城市风景区等重要负荷，其供电可靠需求日益提高。特别是220千伏滨河变电站接入大型发电机组后，杨家堡变电站成为了发电机组向电网多方向输送电能的重要通道，杨家堡变电站在电网中承担着越来越重要的作用。综上所述，我公司于2015年10月对杨家堡变电站主接线、相关保护及其二次回路进行了改造。

本文详细阐述了220千伏杨家堡变电站主接线在改造前、后保护配置情况，实际运行中存在的问题和解决措施，相关保护退运后其二次回路拆除及与新设备衔接工作中应注意的问题和关键点，并提出了一些建议和解决问题的方法。

一、220千伏杨家堡变电站改造前主接线及其保护配置

220千伏杨家堡变电站主接线改造前如图1所示，虚框内为杨家堡站电源点滨河变电站220千伏部分示意图。

（一）一次系统接线情况简述：

杨家堡变电站220千伏采用内桥接线，采用GIS设备，110千伏采用双母线接线，采用GIS设备，10千伏采用单母分段接线，采用中置式断路器柜。除主变压器外，其余一次设备均为户内布置。

（二）保护配置简况：

220千伏滨杨双回线配置RCS-931AML型光纤纵联差动保护（与CZX-12A组1面屏）、PSL-602GC型光纤纵联距离保护、PSL-632C型断路器保护（PSL-602GC与PSL-632C组1面屏）。滨杨双回线滨河变电站侧对应配置RCS-925A型、SSR-530型远跳故障起动装置。220千伏桥200配置LFP-921B型断路器保护、LFP-965B型备用电源自动投入装置。

杨家堡变电站220千伏没有配置母线差动保护，母线故障在主变差动范围内，由主变保护动作切除故障。滨杨双回线（221、222）、桥200失灵保护功能由各自的断路器保护实现。当221断路器失灵时，滨杨I线PSL632C型装置出口，跳200及1#主变101、801断路器，同时其动作接点分别接入RCS-931AML和PSL-602GC线路保护“发远传”开入，通过光纤通道传至滨河变电站，经滨河变电站对应RCS-925A型、SSR-530远跳故障起动装置判别后跳滨杨I线滨河变电站侧断路器251隔离故障点。同理，当222断路器失灵时，滨杨II线PSL632C型装置出口，跳200及2#主变102、802断路器，同时其动作接点分别接入RCS-931AML和PSL-602GC线路保护“发远传”开入，通过光纤通道传至滨河变电站，经滨河变电站对应RCS-925A型、SSR-530远跳故障起动装置判别后跳滨杨II线滨河变电站侧断路器252隔离故障点。当桥200断路器失灵时，桥200断路器LFP-921B型保护装置出口，跳滨杨I线221和滨杨II线222断路器、跳1#主变101、801断路器、跳2#主变102、802断路器隔离故障点。

（三）实际运行中存在问题及解决措施：

1.杨家堡变电站220千伏系统为合环运行，故LFP-965B型备用电源自动投入装置自变电站投运以来均在退出状态，该运行方式下不需配置此装置。

2.杨家堡变电站桥200断路器LFP-921B型保护装置含充电功能，但只有过电流保护，无零序电流保护功能，不能做本站220千伏母线和变压器的充电保护。实际运行中需用220千伏滨河变电站母联250充电保护（含完整的过电流和零序电流保护功能）对杨家堡站220千伏母线和变压器进行充电。220千伏滨河变电站存在误操作的风险。

3.杨家堡变电站220千伏采用内桥接线，滨杨I（II）线221（222）进线断路器兼做1（2）号主变高压侧断路器，1（2）号主变停电检修时对应进线断路器221（222）、桥断路器需同时停电，检修方式不灵活，一台主变检修期间杨家堡站220千伏部分只能单电源运行，存在全站失电的风险。实际运行中通过杨家堡变电站110千伏事故备用通道马杨线接带站内10千伏部分负荷，其余110千伏负荷通过所带各站备用电源自动投入装置倒由其它电源供电。

4.220千伏滨河变电站接入大型发电机组后，只能通过220千伏小滨双回路线并网，小滨双回输电线路老化、发电机组不能满发，且当发生线路N-2时将造成电网等级事件，运行风险进一步加大，急需建立发电机组输送电能的第二条通道。

二、220千伏杨家堡变电站改造后主接线及其保护配置

220千伏杨家堡变电站主接线改造后如图2所示，虚框内为杨家堡站电源点滨河变电站220千伏部分示意图。

（一）一次系统接线情况简述：

由于受到杨家堡变电站220千伏系统GIS室空间及GIS母线布置所限，本次改造只能把220千伏南母改造为单母线、220千伏北母接线形式保持不变，即2#主变高压侧增加断路器，南母线延伸、增加一个间隔至220千伏长风变电站联络线，做220千伏滨河变电站发电机组电能输送至电网的第二通道（第一通道为小滨双回线送出）及220千伏杨家堡与长风变电站的联络，从而进一步提升了220千伏杨家堡变电站供电的可靠性。

（二）保护配置简况：

考虑到改造前保护运行存在问题，改造后220千伏杨家堡和滨河变电站保护配置如下：

1.220千伏杨家堡变电站联络断路器200更换为CSC-122B型断路器充电保护，配置两段相过流和一段零序电流保护，能够做本站220kV母线和变压器的充电保护，降低了220千伏滨河站误操作的风险；取消了备用电源自动投入装置。

2.220千伏杨家堡变电站220千伏南母线配置PCS-915GA型和SGB750型母线差动保护，均含断路器失灵保护功能。220千伏南母线所接间隔及联络断路器200失灵功能由上述两套保护实现。

3.220千伏杨家堡变电站新建杨长线配置PCS-931GM型和PSL603U型光纤纵联差动保护，PCS-931GM保护与CZX-12G操作箱组屏1面，PSL603U与PSL631U型断路器保护组屏1面。

4.220千伏杨家堡变电站滨杨II线配置的PSL632C型断路器保护退运，原位更换为PSL631U型断路器保护，应用其过电流和零序电流保护功能，其失灵功能由对应母线保护装置实现，其余配置同改造前。

5.220千伏滨杨II线滨河变电站侧配置的RCS-925A型、SSR-530型远跳故障起动装置退运，其余配置同改造前。

（三）保护改造中应注意的问题及解决措施：

1.退运装置相关回路二次线应全部拆除，严防造成寄生回路。

滨杨II线配置的PSL632C型断路器保护退运，需对原有联跳回路进行拆除，即需拆除跳200和2号主变102、802断路器二次线；拆除原桥200跳滨杨I线221、滨杨II线222、跳1#主变101、801断路器、跳2#主变102、802断路器二次线。

滨杨II线远传功能退运，拆除PSL632C至滨杨II线RCS-931AML和PSL602GC远传回路，新增操作箱备用TJR接点分别接入滨杨II线RCS-931AML和PSL602GC远跳开入回路，完善该线路远跳功能二次回路。

2.220千伏滨河站滨杨II线双套远跳故障起动装置退运相关二次回路拆除。

拆除滨杨II线滨河站侧RCS-925A型、SSR-530型远跳故障起动装置对应串接RCS-931AML和PSL602GC线路保护的电流和取自本站220千伏电压转接屏电压回路二次线，并检查运行的两套线路保护电流二次回路短封可靠；拆除RCS-925A与RCS-931AML、SSR-530与PSL602GC间远传开入和RCS-925A、SSR-530至本间隔操作箱跳闸出口二次线，从直流分电屏拆除两套远跳故障起动装置直流电源二次线，确保上述两套装置整体退运。

3.联络断路器200失灵功能相关二次回路。

联络断路器200接入220千伏南母两套母线保护，当200断路器失灵时，需跳开杨家堡变电站220千伏母线所有元件和两台主变的中、低压侧断路器。为此，我们将200接入南母线两套差动保护备用的“主变间隔”，采用其出口4付接点跳200、滨杨I线221、1号主变中、低侧断路器、2号主变三侧断路器，其中通过分别并接入两台主变非电量保护总出口实现跳1号、2号主变各侧断路器，滨杨II线222和杨长线224由各自母差保护对应支路出口跳闸。

三、结论

1.本站完成一、二次设备及二次回路改造后至今运行良好。

2.变电站220千伏主接线应采用双母接线，不建议采用内桥或单母分段接线，以便于电网运行方式安排及间隔扩建。

3.应重点关注变电站主接线变动引起的相关二次回路的改造工作，设计人员应提前核实清楚现场改造前的回路的实际运行情况，做好改造后保留与新增二次设备、拆除设备间的有效衔接工作。现场工作时应按照《继电保护和安全自动装置检验规程》及各保护装置的调试说明书逐项开展调试和传动工作，确保有关保护装置正确、可靠投运。

本文旨在为电力系统中存在类似主接线或改造情况者提供一种可行性的方案和思路，变电站主接线、一次、二次设备应统筹考虑，并具备良好的扩展性，以充分发挥继电保护作为电网第一道防线的重要作用。

作者简介：

王迎新，女，1974生，大学本科学历，高级工程师，1996年就职于太原供电公司，山西省太原市，030012，联系电话13994291640。