220kV母差保护双重化技改的实施与分析:母差死区
(包头供电局修试所技术组，内蒙古 包头 014010)
摘 要：文章介绍了对古城变电站的技术改造过程，分析了技改工作的特点、难点及实施方案。
关键词：母差保护；
失灵保护；
技术改造
中图分类号：TM773 文献标识码：B 文章编号：1007—6921(2008)11—0088—02
220kV古城变电站是内蒙古电力公司、包头供电局的枢纽变电站，该站建于80年代初期，是包头地区第二座220kV变电站。古城变电站220kV采用双母线带旁路(专用)接线，共有220kV出线9回，三台主变容量均为120MVA，110kV采用双母线带旁路(专用)接线方式，共有110kV出线12条。为加强供电可靠性，增强系统处理突发事件的能力，按照反措要求，对古城220kV变电站进行母差保护双重化技改。
1 技改方案的确定
为确保母线差动保护检修时母线不失去保护，防止母线差动保护拒动而危及系统稳定和事故扩大，220kV母线保护应双重化配置。
按照《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》的继电保护专业重点实施要求：①当母差保护与失灵保护共用出口时，两套保护宜一一对应地作用于断路器的两个跳闸线圈。②用于母线差动保护的断路器和隔离刀闸的辅助触点、切换回路、辅助变流器以及与其他保护配合的相关回路应遵循相互独立的原则，按双重化配置。③合理分配母差保护所接电流互感器二次绕组，防止保护死区。④由于断路器失灵保护是一种后备保护，其动作几率相对较低，且一旦误动后果严重，故不采用双重化的配置方案。
220kV古城变电站目前正运行一套型号为BP-2B的母差及失灵保护，由深圳南瑞科技有限公司生产。其特点为：电流回路绕组独立，各元件刀闸位置独立，母线运行方式自适应，电流校验自动纠正刀闸辅助接点的错误，失灵保护借助母差保护出口跳闸，各出口跳闸回路只启动一组跳闸，整组动作时间＜15ms。
双母线接线变电站的母差保护、断路器失灵保护应经复合电压元件闭锁。根据继电保护反措要求，确定如下施工方案：正在运行的BP-2B母差失灵保护，于2003年投产，不具备主变失灵解除复压的功能，技改时将BP-2B保护进行升级，增加主变失灵解除复压功能；
将220kV母差及失灵保护跳闸回路核清，并将其改在第一跳闸线圈；
改造各间隔电流回路和开关及刀闸控制信号回路，使第二套母差保护、失灵保护具有独立的电流回路和控制信号回路；
新上一套南瑞继保公司生产的RCS-915AB型微机母差保护，第二套母差保护各跳闸出口作用于第二跳闸线圈。
2 难点分析及解决方案
母线是变电站中最重要的元件，母线上发生短路故障的几率虽然比输电线路少，但母线是多元件的汇合点，母线故障如不快速切除，会使事故扩大，甚至破坏系统稳定，危及整个系统的安全运行，快速切除母线故障，能防止系统瓦解和大面积停电事故。母差保护是母线的惟一保护，动作迅速，可靠性高，对于保证电力系统的安全稳定运行起着不可替代的作用。为了全面落实反措要求，结合现场实际，对改造难点分析如下：
2.1 220kV古城变电站是1982年以前投运的变电站
近年来，各个间隔改造参差不齐，设备型号各不相同。针对各220kV单元由于技改不同期，母差跳闸回路接线不一致的问题，首先，根据各220kV间隔的图纸进行认真分析，把型号为BP-2B的母差及失灵保护接于各间隔的跳闸回路核清，并统一将型号为BP-2B的母差及失灵保护跳各间隔出口接于第一个跳闸线圈。将第二套RCS-915AB型母差保护各跳闸出口分别作用于第二跳闸线圈。
同时将两套母差保护跳闸用直流电源，合理地分配在不同的直流馈电屏。
2.2 要完善主变失灵回路
在第一套BP-2B母差保护中增加“主变失灵解除复压闭锁”功能，并在主变保护屏加装一套南自厂生产的DPT-530断路器失灵保护装置，完善主变失灵回路。
2.3 电流互感器绕组均已占满
各间隔电流互感器共有6个绕组。其中，保护用绕组只有4个，同时220kV各单元保护都是双重化配置，经过认真的技术分析与比较，最终采用失灵保护组与第一套保护电流回路合并，将第二套母差接于原失灵绕组。6个电流互感器绕组分配如下：双套保护分别占两个绕组，双套母差保护分别占两个绕组，测量计量占一个绕组。
3 220kV微机母线保护双重化配置的现场应用
220kV微机母差及失灵保护双重化配置的很多的优越性。由于两套母差同时运行，使保护功能更加完善可靠，抗电流互感器饱和性能更加优越，同时允许互感器型号变比不同，具有现场调试和维护方便等优越性。但在实际应用过程中，仍需注意所引入的母联开关位置量的问题，以及保护屏中运行设备母线刀闸位置的转换问题等，只有对这些问题有了充分的认识，才能保证双重化配置这一先进技术可靠应用于现场，并确保其动作的正确性。
3.1 母线保护在现场所取母联开关位置量问题
母联开关位置量在微机母线及失灵保护装置的母联死区保护中相当重要。若母线分列运行，母联在跳位时，发生死区故障，如母联开关位置量开入错，若母联断路器和母联电流互感器之间发生故障，断路器侧母线跳开故障后故障仍然存在，正好处于电流互感器侧母线小差的死区，为提高保护动作速度，RCS-915AB保护专设了母联死区保护。母联死区保护在差动保护发母线跳令后，母联断路器已跳开而母联电流互感器仍有电流，且大差比率差动元件及断路器小差比率差动元件不返回的情况下，经死区动作延时Tsq跳开另一条母线。为防止母联在跳位时发生死区故障将母线全切除，当两母线都有电压且母联在跳位时母联电流不计入小差。RCS-915AB型保护装置将母联TWJ三相常开触点串联作为母联断路器位置量同时引入装置。
3.2 主变低压侧故障高压断路器失灵时母差应注意的问题
当主变低压侧母线故障时，反应到高压侧的故障电压下降很小。当高压侧后备保护作用于高压侧断路器失灵时，将启动220kV母差保护。由于母差保护出口回路被复合电压闭锁将拒动。按照《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》的继电保护专业重点实施要求，在第一套母差技改中增加了主变解除复压闭锁回路。
这样当主变低压侧母线故障高压侧复合电压灵敏度不能满足要求时，通过主变保护解除复压闭锁回路开入，使母差保护出口解除复压闭锁，大大提高了母差保护的正确动作率。
3.3 保护传动或试验时应注意的问题
在保护传动或试验时，要将母差屏内对其他线路保护有影响的压板退出，防止造成其他线路误动。对交流回路加电压时要注意把外回路脱开，防止引起反充电和其他保护装置误动；
加电流时要短接本保护装置，防止差动回路电流不平衡引起母差保护误动。
4 结语
母差保护双重化及失灵回路改造，是一项涉及范围广、技术复杂的工作，只有把这项工作做好才能保证系统的安全运行，同时也为张家营、麻池、兴胜等老站母差保护双重化及失灵回路改造积累了经验。
