220kV双母双分段母线单失灵保护改造探讨

盛 壮

（国网辽宁省电力有限公司检修分公司，辽宁 沈阳 110003）

220kV双母双分段母线单失灵保护改造探讨

盛 壮

（国网辽宁省电力有限公司检修分公司，辽宁 沈阳 110003）

双母线双分段是现阶段高压输电网的基本构建模式。在此种构建模式下，单失灵虽然会对电网运行造成一定的冲击，但是通过合理的保护可规避风险，实现保护电路的根本目的。文章以某220kV双母线电网建设为例，探究了其在单失灵保护体系的改造过程，并分析了保护装置的配置及其改造过程中的注意事项。

双母线；双分段；单失灵保护；线路改造；高压输电网；电网建设

1 概述

电网建设是一个相对复杂的系统工程，又是经济发展与社会进步的重要基础设施。从现阶段的建设实践经验来看，采用双母线双分段技术作为高压（220kV或以上）输电线构建模式成为一种常见方式。此种构建模式能够有效地提升电网整体的容错程度，并在单一母线存在故障时通过限定范围跳闸的方式予以调整而不需影响整体的输电网络运行效果。然而，在部分老旧电网的建设过程中，失灵保护装置由于设计原因或者相关技术原因等因素，而存在没有安装或者保护效果失灵等问题。面对这一问题，需要通过后续的技术改造与电网优化来予以解决。

本文基于上述的目的，以220kV电网为研究对象，系统探究失灵保护装置的具体配置以及失灵保护装置的改造方案。重点分析在具体的升级改造过程中的注意事项与相关问题的解决策略。希望通过本文的研究能够为今后的相关改造工程设计及具体施工提供必要的理论基础及方向性指导。

2 失灵保护装置功能配置

220kV双母双分段母线失灵保护一般配置于母差共用的双套失灵保护或单套失灵保护，其中单套失灵保护分为按间隔区分失灵或按母线区分失灵。根据不同的功能需求，在具体的配置方面则主要分为如下两个方面：一方面，对于启动失灵保护的配置。在系统设置的过程中采用相电流保护原理、零序电流动作原理等基本电路模式形成断路器位置节点、保护电路并入节点等模式来实现对启动失灵的保护失效；另一方面，对电流判断的解除失灵闭锁保护。在保护的基础上对于电流回归正常值的部分情况可以实现自动的失灵闭锁解除，具体配置环节包括了相电流检测、零序电流检测、负序电流检测等三个模式，并通过单片机的集成控制模式对保护动作及断路器位点进行操作最终实现解除的目的。

3 失灵保护装置改造需求及方案

从现阶段的实践经验来看，部分单母线失灵保护装置配置并不完善，具体表现为如下三方面问题：第一是由于电网设计及施工相对较早，并没有经过智能电网改造或者存在智能电网改造水平相对较低等现状，形成单母线失灵保护装置未加装的基本情况，此种情况占到改造需求总体情况的比例超过了50%；第二是在传统的单母线失灵保护装置的设计过程中存在部分装置采用了间隔区分式单套保护。此种保护模式在主变间隔与线路间隔之间存在差异性异常与失效时很难形成有效的电流判断，并由于其存在不同间隔的协同判断而产生的不协调问题，容易形成失灵电流启动点判断异常或者无法自动解锁等情况。该情况需要通过后续的持续性改造来予以优化，占到全体需要改造的案例中的比例接近30%；第三是存在部分新型智能电网建设工程，需要在原有的设计方案中加装相关的保护装置，故而形成更为有效的智能能效。此种改造占到全体改造比例的约20%。

从上述的需求来看，为了达到严谨与科学的单母线失灵保护效果，在具体的改造过程中可以遵循如下三个环节来进行：第一，退出原第二套母差保护，在CT端子箱封接至保护屏柜电流回路；拆除原有屏柜相关接线，装设新屏，接入直流电源、交流电压、录波、信号、GPS、交流电源回等相关回路；第二，对第二套母线保护装置进行安装，并进行单体测试。在具体的测试过程中需要完成对单体失灵启动、单母线失灵预警、失灵启动后的解锁等主要功能。当且仅当调试合格后方可进入下一步改造建设环节中去；第三，按照不同的设计原则与规范，将改造后的母线保护装置进行间隔区分，并采用逐一停电的方式来进行实际测试。此种测试模式极大地对实际运行情况进行了仿真，能够实现较好的测试效果。在具体测试的过程中，逐一停电的背景下按照间隔保护电流回路节点变更的方式调整到CT端子箱中。并在非带电的情况下进行失灵回路的改接，进而完成相应的体系改造。值得我们注意的是，在实际的改接过程中对于停电区域的间隔内部可以采用第二套保护解除复运行的方式来予以启动，进而达成对解除失灵保护功能的一种实现及测试；第四，在完成第二套保护装置改造的基础上，投入并网运行，按照上述环节对第一套母线的失灵装置予以改造，直至完成。值得我们注意的是，在安装双线单母线失灵保护装置的同时应该对原有的单套母线失灵保护予以拆除，避免后续运行过程中带来的系统异常。

4 失灵保护装置改造注意事项

通过上文的分析我们对双母线双分段模式下的单失灵保护装置的功能配置及其改造过程与方案进行了具体的分析。从分析中我们可以看出，其作为改造型系统工程所涉及到的专业知识以及工程细节相对较多。按照上文提供的施工环节与方案能够形成有效的系统遵循。与此同时，我们还应该在下面三个方面加以注意，进而达到进一步提高改造效能的根本目的：

4.1 关于两套母线保护装置改造的先后问题

优先进行第二套母线保护改造，之后进行第一套母线保护改造。线路开关三跳启动失灵回路仅有与单失灵保护配套的一组，若在单一间隔停电时将其改至新安装的母线保护装置，则间隔复电后单失灵保护将失去此间隔的三跳启动失灵功能，因此需将开关操作箱第二组三跳接点与第二套母线保护配合。现场部分线路间隔操作箱内三跳启动失灵回路第二组未引出，在相关间隔停电时需引出装置内部线及增加压板。线路间隔第二套线路保护与开关辅助保护在同一面屏柜中，其第二套线路保护失灵开出回路与电流判据回路在屏内采用短接线串联，而第一套线路保护失灵开出回路与电流判据回路采用电缆串联。现场部分线路间隔至单失灵保护装置的开入回路通过第一套线路保护屏柜的备用端子进行转接，若先进行第一套保护改造，则回路改动较大。

4.2 关于回路中接地点的规划问题

电流回路接地点问题一般情况下，220kV双母双分段母线保护的电流回路接地点采用母线保护屏一点集中接地或分间隔单独在CT端子箱接地。原有保护采用母线保护屏一点集中接地方式，该方式在电流回路隔离拆除过程中将出现运行电流回路接地点不确定现象。对于拆除母差保护电流回路是在CT端子箱封接时加入接地点采用两点接地，还是拆除后不接地在间隔停电时再加入接地点，出于人员安全方面考虑，应允许在母差保护退出后的工作中出现两点接地的情况。

4.3 关于单失灵保护装置改造过程中的其他问题

其他需注意的问题其他改造前配置的按母线区分失灵的单失灵保护，不能区分是主变间隔还是线路间隔发生失灵，需要采用主变中压侧开关辅助保护的失灵启动接点来实现主变三侧联跳。这种方式回路接线复杂，定值配合严格，改造中需要拆除原失灵联跳回路重新改接，同时需更改开关辅助保护的定值。对于按母线区分失灵的单失灵保护，其刀闸回路一般与线路或主变间隔的电压切换箱内的刀闸回路共用。为防止与新安装的母线保护内的刀闸回路冲突，在改造时需取消原有失灵回路及失灵联跳回路上的刀闸位置重动接点。

5 结语

双母线双分段架构模式是现阶段高压输电网络的常见设计模式。在此种模式下能够形成有效的系统保护效能。但是从实践的角度出发，现阶段依旧有大量的相关电网没有完成单母线失效保护装置的改造工程，进而使得其电网稳定性存在严重的挑战。本文从上述背景出发，以220kV电网为例对具体的改造工程进行分析，具体研究分为三个部分：第一，对单失灵保护装置的功能配置进行总结；第二，对单失灵保护装置的改造需求与改造过程加以分析与确定；第三，对其中存在的关键环节、技术以及注意事项进行汇总。希望通过本文的研究能够为今后的相关改造工作提供必要的理论基础与实践指导。

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（责任编辑：黄银芳）

TM63

1009-2374（2017）12-0038-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.020

盛壮（1985-），男，吉林永吉人，供职于国网辽宁省电力有限公司检修分公司，研究方向：继电保护。

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