500kV母差保护换型工作的总结与思考

黄玲　周金刚　肖萍　周守强

【摘 要】今年湖南电网将有大批变电站迎来母差换型工作，其中部分为500kV母差保护。此项工作涉及的回路很重要，安全风险较大，稍有不慎就有可能引起保护误动，笔者结合500kV沙坪变500kV II母母差更换的实例，将工作流程和注意事项详细介绍，给相关工作提供一个参考和借鉴。

【关键词】母差；跳闸回路；启动失灵；电流判据

0 引言

母线差动（简称母差）保护是变电站母线的专用保护，可快速切除母线短路故障，避免事故范围的扩大，避免电气设备遭受损坏，保证电网安全稳定运行[1]。目前500kV多采用3/2接线方式，母差保护只取电流，不判电压，动作原理较为简单，这也对电流回路和失灵启动母差回路的可靠性提出了更高要求。

通常讲的差动保护包含了母线差动保护、变压器差动保护、发电机差动保护和线路差动保护。实现差动保护的基本原则是一致的，即各侧或各元件的电流互感器，按差接法接线，正常运行以及保护范围以外故障时，差电流等于零，保护范围内故障时差电流等于故障电流，差动继电器的动作电流按躲开外部故障时产生的最大不平衡电流计算整定。

但也应该十分清楚，母线差动保护与变压器差动保护、发电机差动保护又有很大的不同：即母线的主结线方式会随母线的倒闸操作而改变运行方式，如双母线改为单母线运行，双母线并列运行改为双母线分段并列运行，母线元件（如线路、变压器、发电机等）可以从这一段母线倒换到另一段母线等等。换句话说，母线差动保护的范围会随母线倒闸操作的进行、母线运行方式的改变而变化（扩大或缩小），母线差动保护的对象也可以由于母线元件的倒换操作而改变（增加或减少）。忽视了这一点，在进行母线倒闸操作时，对母线差动保护的一些必要的切换投退操作肯定就认识模糊、甚至趋于盲目了。

1 施工流程

根据220kV及以上电气设备不能无保护运行的原则，母差保护换型应采用单套更换的原则，每套保护换型时间一般为5天，工作流程分为安措执行、二次线拆除、旧屏退出、新屏就位、二次电缆敷设整理及接线、失灵回路改造、装置上电调试、整租试验及验收、安措恢复。

2 换型前的二次安全措施

做好二次安全措施是保证安全工作的前提，目前网调对换母差工作一般要求采用母线停电的方式，即使不能做到更换期间全部停电，也会考虑一天停电用于开关传动，根据一次设备停电情况，二次安全措施执行方式将会有所不同：

1）设备不停电时：在各断路器保护屏解开跳闸线、在端子箱短接电流回路并解开至母差保护的二次线（如果在母差保护前串有其他设备的，在该设备末端短接），在这个过程中要注意，以往的电流多在保护屏处接地，新的继电保护导则要求就近接地，故在安措执行时应该将电流回路的接地点同步改至端子箱，避免母差电流无接地点运行。在稳控屏解开启动稳控回路、在公用测控和录波屏解开信号回路和录波回路。

2）母线停电时：安措相对较为简单，各断路器保护屏解开跳闸线、在稳控屏解开启动稳控回路、在公用测控和录波屏解开信号回路和录波回路。

3 换型中的注意事项

1）如果采用母线停电模式，需要开具第一种工作票，工作地点还应包含断路器。

2）接地问题：原来的接地点在保护屏应改至端子箱，如果是不停电方式应该执行电流安措时即进行电流接地工作。

3）注意检查母差电流的准确级，凡是含失灵保护的，TA绕组只能用P级的，不能用TPY级的，主要是TPY级的带气隙，电流衰减慢，会引起失灵保护误动作。

4）新保护投运前要检查各间隔的极性，避免后面由于极性问题造成保护误动。

5）失灵由“单开入”改为“双开入”，原母差BP-2A断路器失灵启动母差采用的是单开入方式，本次新换的BP-2CS采用双开入方式，所以本次换型工作中比较重要的工作之一就是在各断路器保护屏增加第二路失灵启动BP-2CS工作，此项工作需要从断路器保护引出备用失灵动作出口接点，增加压板；对此回路的试验，只能采用在断路器保护屏短接接点的方式，短接时要注意防止误碰。

6）500kV母差由于不采用电压判据，失灵开入回路绝缘摇重点进行检查。

4 断路器失灵启动母差回路的探讨

目前，湖南省内的500kV母差保护，虽然生产厂家保护原理不同，但总的来说，断路器失灵启动母差通常有两种方式：一是开入动作型；即只要断路器保护屏内失灵动作开入到母差保护，母差保护直接出口跳闸，不经过电流判据，这种情况误动的可能性较大，所以有的母差已采用“双开入方式”，增加动作的可靠性，沙坪母差保护II RCS-915E就是采用的这种方式。

另一种方式是“开入+电流启动”的方式，采用双开入方式[3]，动作条件是启动失灵接点闭合，任一间隔电流达到启动值，两个条件均满足，母差失灵动作，这种方式可靠性高，本次新更换的BP-2CS型母差保护采用的就是这种原理。

5 倒闸操作注意事项

运行人员本应该非常清楚，母线差动保护的动作与否取决于加入差动继电器的差电流大小，只要达到了动作值，母线差动保护就会动作切除母线元件。虽然停电母线元件的隔离开关拉开了，但因母线差动保护的所有电流互感器二次回路是并在一起的，即使一次设备已停电，其二次回路也要按运行设备对待，不得将母线差动电流回路随便接地、短路或误引入外接电源。运行人员要特别重视如下几个环节：

1）运行中的母线差动保护的电流互感器二次电路被短接后，不管这种短接与母线差动保护的总差回路脱离或相连、均已破坏了母线差动保护的工作原理，在正常或发生穿越性故障时，均将引起二次差电流的不平衡，并可能产生误动。

2）母线元件设备做一次回路短路试验，如电流互感器TA的一次通电试验，工作前应将母线差动保护停用，或将与试验回路有关的母线差动保护的电流互感器TA从运行的母线差动保护电流回路上甩开，短接好。

应该指出，母线差动保护在母线倒闸操作过程中的切换、投退要与该母线采用的母线保护的类型，保护的技术特性、母线的结线方式及倒闸前后母线运行方式的变换，甚至要与电网的运行方式具体结合起来。运行人员在进行倒闸操作时，要十分明确：操作是否破坏了固定连接的要求、是否会使保护失去选择性；操作完毕后，母线方式是否改变、母线保护是否具有自适应性等等。只有这样，才能确保倒闸操作过程中及其操作完成后母线及其保护的安全合理运行。

6 结论

与220kV母差保护相比，500kV母差保护回路和原理都相对简单单一，但工作的过程中要注意整组试验，如果网调停母线，则需要进行开关传动工作，两套母差要进行三次传动，每套母差单独传动一次，然后将两套母差电流串起来，第一、二路线圈同时跳一次，这样做的目的是防止跳闸线圈极性接反，两个跳闸线圈电磁力会相互抵消，开关会出现拒动的情况。在新母差保护投入前，要先退出全部出口压板，检查装置差流及开入量，在这些参数全部正常之后方可投入。

【参考文献】

[1]国家电网公司继电保护培训教材[M].北京：中国电力出版社，2009.

[2]继电保护实用技术问答[M].中国电力出版社.

[3]BP-2C技术使用说明书[Z].