对220kV母差及失灵保护二次回路的改进及分析

叶楠

摘   要：文章是在電力系统220 kV双母接线方式线路、主变间隔失灵保护二次回路的几次改进基础上提出的。依据有关设计规范及反措文件，结合广东电网的实际情况，对220 kV母差失灵保护二次回路的设计变化进行分析，并提出了220 kV母差失灵回路的验收方法及定期校验中应对失灵启动回路采取的安全措施。

关键词：失灵启动;失灵保护;验收方法;安全措施

1    母线故障

220 kV母线故障是电网最严重的故障之一，因此母差保护一直是作为电力系统中最重要的保护组成之一。断路器失灵保护是近后备保护中为了防止因断路器未执行跳闸动作导致故障波及范围进一步扩大的有效措施，一般与母线保护一同配置。根据《中国南方电网反事故措施》中要求“220 kV及以上电压等级厂站母线采用双重化母差保护配置”。母线及失灵保护对于保障220 kV电网运行安全和稳定起着至关重要的作用，因此，要求装置和相关回路必须具备高可靠性。本文认为有必要加深对失灵启动回路整体性的认识和理解，对河源地区某220 kV变电站的母差失灵回路改造前和改造后进行分析，并提出了定期校验中失灵启动回路安全措施和验收检验方法。

2    220 kV变电站母差失灵启动新旧设计标准对比

2.1  原设计标准断路器失灵启动原理

在河源地区220 kV系统中，以未改造前220 kV某站的失灵回路进行分析，该站220 kV部分采用一套母差配置，以所配套的220 kV线路保护（RCS931+RCS902+RCS925）为例，其启动失灵回路中失灵电流判据处于母差保护外部（见图1），失灵开入的正电位从母差及失灵保护屏接到安装于线路主二保护屏上的断路器辅助保护装置中配置的电流判别元件接点作为失灵启动的电流判据接点，串联了每相线路保护跳闸动作接点（即TJ接点）或断路器操作箱的三跳接点后，再串联判别母线运行方式的电压切换触点，开入给失灵保护，最后经由母差及失灵保护的复压动作接点后即失灵保护动作，发出跳开故障线路所挂的母线上其他所有断路器的命令。

2.2  新设计标准失灵启动回路

在对河源地区220 kV某站母差及失灵保护进行双重化改造设计中，新的失灵启动回路中失灵电流的判别在失灵保护装置内完成（见图2）。为了让线路保护的接口变动最少，两套保护动作接点并联，再与断路器三相跳闸动作接点并联，分别开入给两套母差失灵保护装置，通过接入母差保护的相应间隔电流元件与复压条件判据，判断是否失灵保护动作出口。而主变保护则新增了到母差保护复压开放回路，电气量保护跳闸动作接点并联后，接入母差及失灵保护装置，使低压侧故障时母差及失灵保护复压条件开放。

2.3  取消主变变高操作箱启动失灵

按照南网的220 kV失灵保护的典型设计接线中取消了220 kV变高操作箱三跳启动失灵，外部跳变高启失灵功能在母差失灵保护内部实现，在河源地区某220 kV变电站220 kV母差及失灵保护回路改造中，取消了变高操作箱三跳启动失灵回路。厂家、施工单位、二次管理部门和运维单位进行了测试，确认在已知的各故障类型下，主变电气量保护动作都采用启动TJR继电器跳开断路器，同时也启动了失灵，即主变电气量保护动作出口时，也同时启动变高失灵，不需断路器操作箱再启动失灵（见图3）。回路实现双重化保护的功能，满足可靠性要求，这也给今后检修所需安全措施带来了变化。

3    验收、校验失灵启动回路方法

对于新建或改造的失灵启动回路中，为了防止在作业过程中发生接点粘死、接线错误、误投退压板等情况下导致的误启动失灵保护，本文结合河源地区的施工验收和定期检验经验，总结和提出了较为完善的失灵相关回路的验收和检验方法。

在检验过程中，必须检测各个接点的动作情况和对应回路的导通情况，比如在检验如图1的回路时，C相失灵启动接点在断路器辅助保护装置的失灵电流判别元件动作时导通。压板投入的情况下，断路器辅助保护装置的C相失灵电流判别元件和线路主二保护装置的C相跳闸接点都动作闭合时回路将导通，而其余接点则不导通。断路器辅助保护装置C相电流判别元件、线路主二保护装置C相保护跳闸动作接点和母线电压切换接点都动作时对应失灵启动回路导通，可通过压板投退或压板下端电位变化来判断回路正确性和唯一性。其他不同配置的试验方法依此类推。

4    验收、调试失灵启动回路的安全措施

在工程验收或调试时，在进行失灵启动回路的接入和失灵保护跳断路器出口验证时，应先确保母差及失灵保护跳其他运行中断路器的出口压板在退出状态，并应使用绝缘胶布对压板的上端（即负电端）进行隔离性密封，防止误跳运行中间隔。

在单独进行220 kV线路保护校验时，若回路如图1接线时，应先退出线路保护屏失灵启动总压板并密封压板上端，同时密封相应端子，防止误碰，通过测量压板下端电位变化情况来判断回路的是否导通。

5    结语

220 kV断路器失灵保护是保证电网安全、稳定、可靠运行的一道至关重要防线，为了确保母差及失灵保护回路的可靠运行，应加强对失灵保护的质量管控、技术监督和运行维护，保证母差及失灵保护零缺陷投入运行。220 kV母差及失灵保护改造和检验涉及范围广、技术难度高、相关回路复杂、电网安全风险高，施工单位应在作业实施前制定完整、详实的专项实施方案，应针对变电站的实际情况，辨识风险点，分析和制定可执行的、完整的措施。文章以河源地区某变电站的实际情况为案例，分析了该站220 kV母差及失灵保护双重化改造前后失灵启动回路的变化，有针对性地提出了相应的验收及检验过程中应该注意的环节，希望能对今后开展的220 kV母差及失灵保护改造起到参考作用。

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