220kV母差失灵保护改造及风险管控研究

220kV母差失灵保护改造及风险管控研究

黄锦,李泽霖

（深圳供电局有限公司，广东省 深圳市 518000）

摘要：母差失灵保护是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的安全性、可靠性、灵敏性和快速性对保证整个区域电网的安全具有决定性的意义。本文分析了母差失灵保护的原理，对比了新旧两种典型的母差失灵保护配置的差异，介绍了典型的母差失灵改造的流程方案，并分析了在对旧母差失灵到新母差失灵的带电改造过程中可能面临的风险，提出了一些管控风险的思路。

关键词：母差失灵、改造、风险管控

0 引言

220kV变电站应配置两套的母差失灵保护，实现保护双重化的功能。目前一些投产较早的220kV变电站的母差失灵保护采取的是旧的设计，即母差保护与失灵保护相互独立的配置，这种回路复杂，且不满足保护双重化要求，存在诸多不完善。新的母差保护与失灵保护集成到一个装置中，相较于旧的母差失灵有着回路简单、运维方便、更加安全可靠、更加经济、符合双重化要求等优点。

本文对比了新旧两种典型的母差失灵保护配置的差异，分析了母差失灵停电改造和不停电改造的过程，并分析了在改造过程中可能面临的风险，提出了一些管控风险的思路。

1  新旧母差失灵保护对比

1.1  失灵回路的组成

失灵保护的动作逻辑框图如图1所示，起动失灵保护回路由电流判据、电压判据、保护动作开入、母线运行方式判据组成。主变保护的起失灵回路相比线路保护增加解除复压闭锁开入。

图1失灵保护动作逻辑示意框图

1.2  对比

1.2.1  配置对比

旧的母差失灵保护系统中母差保护与失灵保护相互独立，采取两套母差保护外加一套独立失灵保护的配置。而新的母差失灵保护系统中失灵保护集成到母差保护中，称为母差失灵保护，采取双重化配置。

1.2.2  电流判据对比

旧的独立失灵保护没有采集各个间隔的电流，在起失灵回路中需要加入电流判据，而新的保护中，由于失灵保护与母差保护集成在一起，新的母差失灵保护采集了各个间隔的电流，起失灵回路便无需电流判据了。

图2线路起失灵回路（旧）

图3线路起失灵回路（新）

1.2.3  刀闸判据对比

旧的独立失灵装置无法判别每个间隔挂接于哪条母线上，在起失灵回路中需要加入刀闸辅助节点来判断起失灵的母线。而新的母差失灵保护中取了各个间隔的刀闸位置开入，所以无需在起失灵回路中加入刀闸位置的判据。主变的解复压回路也同理。

1.2.4  母差跳闸回路对比

旧的母差保护的跳闸回路部分间隔可能采用的是“一对二”的模式，即一套保护对应一个间隔有两个跳闸出口，分别作用于两组跳闸线圈。新母差失灵保护要求跳闸回路“一对一”，即一套保护对应一套跳闸线圈。

1.2.5  失灵跳闸回路对比

旧的独立失灵保护没有取各个间隔的刀闸位置，失灵跳闸出口需要加入刀闸位置判据来辅助判别。而新的失灵跳闸与母差跳闸共用一套出口，无需加入刀闸位置判据。

1.3  优点分析

新的母差失灵保护相较旧保护有以下几个优点：

①回路更加简单，由于母差保护和失灵保护集成在一起后，电流回路、刀闸开入、跳闸出口都可以共用，所以使得回路大幅度简化，更有利于日后运维。由于回路得到简化，相应的所需要的电缆、刀闸节点也减少。

②更加经济。相比旧保护所用的保护装置更少，更加经济。

③符合保护双重化要求。即使有一套母差失灵保护退出运行，也还有另一套母差失灵保护能正常运行。

2  改造流程及风险

母差失灵改造一般采用停电改造的模式，改造期间各个220kV间隔进行轮停改造。这种改造模式的优点是可以进行开关实际传动，确保保护能实际出口，且改造风险相对较低，但同时也有着改造工期长的缺点。从实际情况考虑，有时候会存在这不具备停电条件的情况，此时可以考虑带电改造，即在所有间隔都为运行状态的情况下进行改造，这种改造方法工期较短，但相对而言风险也较高。

2.1  停电改造

2.1.1  风险分析

（1）新母差失灵保护误出口的风险

在对某个间隔进行改造时，已完成改造的运行间隔都存在被误出口跳闸的风险。应在新母差屏处将已经改造好的间隔的跳闸出口压板打开并用胶布密封好，同时在端子排处将跳闸回路的端子密封好，防止误出口。

（2）旧失灵保护误起动的风险

由于改造的过程中旧的独立失灵保护处于运行状态，所以存在着误起动旧失灵保护的风险。为了规避该风险，应将涉及起动旧失灵保护的出口压板退出并用绝缘胶布密封，也可以直接解除起失灵回路的负电端，待该间隔的改造结束后再恢复。

2.1.2  改造流程

改造的核心思路是将旧失灵回路中的保护动作节点拆除，并用于新的起失灵回路中，如图所示。主变的起失灵回路与解复压回路同理。

图4线路起失灵回路改造思路

出于运维方便考虑，一般将保护动作节点接于靠近正电侧，这样可以通过万用表测量压板上端的电位，来确定节点的开合状态。

改造的基本流程如下：

（1）拆除已退运的旧母差屏中与正在改造的间隔有关的电流回路、刀闸开入、跳闸回路等。

（2）拆除旧起失灵回路中的保护动作节点，并在操作箱中找出一对TJR/TJQ节点备用。

（3）将新的起失灵回路接入至新母差失灵屏。

（4）将新母差失灵屏的跳闸回路接至改造间隔。

（5）将刀闸开入、电流回路接入至新母差失灵回路，并进行开入量测试以及升流测试。

（6）通过保护调试验证失灵回路开入，实际出口传动验证母差保护与失灵保护出口。

（7）电压回路和信号回路的接入。

2.2  带电改造

2.2.1  风险分析

由于所有主变、线路及母联间隔都处于带电运行状态，所以带电改造的风险相对较大，改造过程中面临的风险主要是以下两点：

（1）运行间隔误跳闸的风险

旧母差及失灵保护的跳闸线拆除工作、新母差失灵保护跳闸线的接入工作等均有跳闸风险。在布置新电缆阶段，在运行中的保护屏和汇控柜的工作也有误短接跳闸回路正负端的风险。

（2）运行中电流回路开路的风险

涉及的电流回路的工作有旧母差保护电流回路的拆除和新母差失灵保护电流回路的接入。由于所有间隔都在运行中，所以在拆接时存在电流CT回路开路的风险。

2.2.2  改造流程

解线时一般按照风险由高至低的顺序解线，即先解风险最高的回路。一般先解跳闸回路，再解电流回路。

改造流程如下：

（1）拆除旧母差屏与失灵屏中至各个间隔保护屏的跳闸线。

（2）拆除旧母差屏的刀闸节点，并将新刀闸节点改接至新母差失灵屏。

（3）拆除旧母差屏至各个间隔的电流回路，并将电流回路改接至新母差保护屏。

（4）拆除旧失灵屏至各个间隔的起失灵以及解复压正电端和负电端，并将各个间隔保护屏中涉及起失灵回路的相关电缆拆除。

（5）将新的起失灵回路和解复压回路接至新母差保护中。

（6）将新母差保护中的跳闸出口回路接至各个间隔。

（7）电压回路和信号回路的拆接。

3  结束语

母差失灵保护一旦投入运行后，就很难有全面停电的机会进行检验，所以在改造的过程中应确保回路的正确性，加强改造过程中的质量把控与风险管控，降低回路出错的可能性。