220kV母差失灵保护双重化改造技术方案探讨

徐志恒 邹勇

（广东电网有限责任公司惠州供电局）

220kV母差失灵保护双重化改造技术方案探讨

徐志恒 邹勇

（广东电网有限责任公司惠州供电局）

本文介绍了500kV博罗站220kV母差失灵双重化改造的成功案例，分析了传统施工方案存在的困难和风险，因地制宜地采用原屏改造方法，制定相关施工流程，严格控制危险点，确保改造项目安全、可靠。

母差失灵保护；双重化；原屏改造

0 引言

根据《广东省电力系统继电保护反事故措施》3.2.2条款要求，为确保母差保护检修时母线不至失去保护、防止其拒动而危及系统稳定和事故扩大，在220kV及以上母线应采用双重化保护配置，每条母线应采用2套含失灵保护功能的母线差动保护。500kV博罗站220kV失灵保护为单套配置，不符合此要求。若失灵保护装置因故退出运行，期间出现开关拒动，将造成4个220kV变电站、14个110kV变电站失压，酿成电力安全生产一级事件。同时，220kV母差保护装置自2005年投产至今运行超过十年，已达改造年限。

本文根据惠州电网500kV博罗站220kV设备运行现状，分析传统组立新屏改造方案的施工难度，提出了原屏改造的技术方案，合理安排施工计划，严格控制危险点，确保工程改造安全有序。

1 改造前后基本情况

500kV博罗站于2005年投产，其220kV 户外GIS设备采用双母线双分段接线，其中有12个线路、2个母联、2个分段及2个变中共18个间隔。改造前站内配置了深圳南瑞的2套220kV 1M、2M母差保护，2套220kV 5M、5M母差保护和1套220kV失灵保护（见下图），母差保护型号为BP-2B，失灵保护型号为BP-2。开关失灵启动电流判据功能在各间隔断路器辅助保护中实现。

图 原断路器失灵保护和母差保护的保护范围示意图

本项改造工程选用深圳南瑞生产的BP-2C型母差及失灵保护一体化微机保护装置。保护逻辑简单，启动、跳闸、电流判据全部在母差失灵保护中完成，需将每个间隔的保护动作接点作为失灵启动开入量接入。

2 改造方案的确立与实施

2.1 改造停电施工原则

本次220kV母差失灵双重化改造施工牵涉横向、纵向二次回路多，工序复杂繁琐，本着“安全第一、综合利用”的指导思想，确定以下停电施工原则：

1） 在整个施工过程中，必须确保母线设备在具备母差失灵功能条件下运行。

2）由于该站地位极其重要，出线间隔众多，设备负荷重，只能采用各支路间隔轮流停电的方式，完成相关回路的改造，并合理安排改造计划，尽量减少设备停电时间，避免重复停电。

3）对于单配置的旧失灵保护，不允许长期退出运行，非计划停运时间不超过4h。

4）在改造施工全过程应加强技术和管理监督，全程做好专职监护工作，保证新保护不留隐患投入运行。

2.2 传统改造方案难以实施

按照传统改造方法施工需要新上4面屏，敷设新装置相关回路电缆,并完成装置单机调试、整组传动试验。新母差失灵保护投产后方能拆除旧母差失灵保护。通过设计、施工和运维单位多次现场勘察，发现传统改造方法无法实施，具体为：

“我们的海洋，我们的遗产”是今年“我们的海洋”会议的主题，它反映了我们为维持海洋资源的可持续性和维护海洋健康而作出的选择和行动。作为为我们的子孙后代提供的遗产，我们可以选择留下哪种遗产，而这种选择取决于我们今天采取的行动。

1）220kV继保小室屏位已满，无法组立4面新母差失灵屏。保护屏下电缆隔层电缆极为密集，难以敷设新电缆，电缆沟也接近饱和。

2）220kV断路器间隔均无备用CT绕组、母线刀闸位置及保护动作接点不足，各间隔失灵启动回路无法接入新母差失灵装置。

3）原单套失灵保护涉及18个间隔，非故障停运时间不能超过4h，新旧失灵功能转接、失灵回路完善、旧失灵屏接线拆除等工作无法按时完工。

2.3 原屏改造方案的确立与实施

因传统改造方法无法实施，而且经评测，原电缆运行工况良好，尚未达到更换年限,故结合现场实际，采用原屏改造方法，主要分三个阶段进行：

第一阶段完成旧母差保护原屏改造。旧母差保护逐套退出6天，其外部跳闸回路、电流电压回路、刀闸位置信号回路不变动。新保护相关回路调试验收合格后，接入刀闸位置回路、电流电压回路，带负荷测试合格后，接入跳闸回路并保护投入运行。

第三阶段完成旧失灵屏退运拆除工作。所有支路间隔失灵启动回路全部转接到新母差失灵保护后，拆除原220kV失灵保护屏属下各二次回路。

3 现场施工风险管控及关键工序把握

本次改造设计的二次回路较多，工序复杂，因此在工程开始前反复勘查现场，仔细分析施工过程存在的各个危险点，制定详细的管控措施和技术方案，并严格执行到位。对改造过程可能预见的常规风险，其应对措施已相当成熟，在此不再赘述，只对几项关键工序进行分析：

1）电流回路二次安全技术措施布置。使用专用电流端子短接片，短接运行中的电流回路、防止开路，再用绝缘胶布可靠隔离。改线完结并调试合格后，将各电流回路接入新保护装置。施工简单、工作安全、技术可靠。

2）断路器跳闸回路安全措施布置。每套旧母差保护均有两路断路器跳闸出口回路，改造时只须保留其对应线圈的一组出口回路。为防止误碰、误触和误跳闸事故，对于应拆除的跳闸回路，在原屏改造过程不拆线，应采用端子绝缘防护栅、绝缘胶布密封和警示标示等严密措施隔离，结合第二阶段支路停电逐个拆除；对于保留的跳闸回路，跳闸公共端不动，应严密隔离，跳闸端R133电缆芯应解开并使用耐高压的专用绝缘线帽将裸露部分封好后，再用绝缘胶布包扎，从而彻底隔离带电跳闸回路。

3）新母差失灵保护跳闸回路正确性的验证。保护原屏改造完毕后，接入各支路跳闸回路，必须确保图纸、出口压板与实际一致，严防支路间隔对应错误。在第二阶段施工时，结合各支路轮停，对新保护进行停电间隔的开关整组传动试验，确认跳闸回路的正确性。注意隔离运行间隔出口压板的隔离措施，并采取拉合停电开关控制电源，万用表测试出口压板电压变位的方法间隔无误。

4）新旧失灵启动回路转接工作完成前，旧失灵保护不退出运行。在改造过程中，旧失灵保护除启动回路转接外，其他回路（跳闸、刀闸位置、电压等）保持不动。但应对停电支路的跳闸回路做好标识，方便完成改造后拆除。完成转接的间隔其断路器失灵功能通过新母差失灵保护实现，而未完成转接的间隔其断路器失灵功能仍需在旧失灵保护中实现。在旧失灵启动回路拆除过程中，施工人员容易犯同时解开停电间隔在旧失灵保护中的跳闸回路，导致母线失灵功能不能全范围覆盖。若改造中，未接入新母差失灵保护的间隔断路器发生失灵，旧失灵保护正常动作，但不能跳开已接入新保护的一次设备，将导致保护越级跳闸。

5）改造完成后，旧失灵保护屏的退运拆除。危险点在于跳闸回路和屏顶小母线的拆除。对旧失灵跳闸回路，按照之前改造做好的回路标识，再次核实图纸资料，逐根拆除跳闸回路，拆线时必须用万用表测量无误并两端同时拆除；对于屏顶小母线的拆除，需先从PT接口屏、直流馈线屏分别新增两路交流电压、直流电源回路至旧失灵保护屏相邻屏，检查相别、测量压差无误后接入屏顶小母线，确保拆除过程不影响运行设备。

4 结束语

本工程实现了500kV博罗站220kV母差失灵保护双重化配置的反措要求，由于作业现场不具备传统施工条件，采用“原屏原地改造”办法，不仅圆满解决了现场保护屏位和CT绕组不足、刀闸位置和动作接点缺少等施工困难，更是充分利用了继保小室的有限屏位，大大节省了新屏柜和新电缆购置、劳动力投入等方面的项目投资。保质保量地完成4套220kV母差失灵保护的原屏更换，减少了设备停电时间，保证了电网供电能力。同时创新性地采用“新旧失灵保护同时运行”的方法，保证失灵保护在施工全过程始终运行，降低了旧失灵屏拆除的施工风险。本次技术改造方案的安全高效施工既奠定了惠州局220kV及以上变电站母差失灵双重化改造的坚实基础、为今后改造指明了努力的方向，又为电力同行提供了可靠的借鉴和参考。

［1］郭祝平，邹阳，王炼. 500kV变电站220kV母差保护双重化改造［J］.继电器，2007（10）.

［2］徐春新，梁国坤. 基于原屏改造的220kV母差失灵保护改造技术方案［J］. 电工技术，2014（10）.（收稿日期：2016-06-10）