一次設備不停電220kV母線保護更換改造方法

游帥++陳健++李超++付興++臧璇

摘要：本文以山東電網某500kV變電站220kV雙母雙分段母線為實例，介紹了一種在一次設備不停電方式下進行BP-2B母線保護更換及雙失靈改造的技術方案。從保護配置情況、保護改造方案、施工過程中遇到的危險點及注意事項等方面進行詳細說明，為220kV雙母雙分段接線方式下母線保護雙失靈改造提供參考。實踐證明，此改造方案可以大大縮短保護改造周期，減少一次設備停電，從而提高供電可靠性，保障電網安全穩定運行。

關鍵詞：雙母雙分段；不停電；母線保護更換；雙失靈

中圖分類號：TM773

0 引 言

斷路器失靈保護，是電力系統發生故障繼電保護動作，斷路器拒絕動作的近后備保護。能夠起到保護電氣設備，縮小事故范圍的作用，同時，快速切除故障有利于保證系統穩定運行。

5OOkV 變電站的 220kV 母線大多采用雙母雙分段接線方式，該方式調度靈活，可在任意一段母線故障時將跳閘范圍縮小到此故障母線，另外三段無故障母線可繼續正常運行[1]。 該接線方式的繼電保護配置多樣，文獻[2]標準化設計規范要求每段雙母線配置雙套含失靈保護功能的母線保護，且應采用母線保護裝置內部的失靈電流判別功能。

許多已投運變電站每段雙母線配置兩套母線保護，但只有一套母線保護包含失靈保護功能，失靈電流判別功能利用各間隔的斷路器輔助保護實現。 母線保護在實際工作中會因裝置故障、預試檢修、定值更改等原因而退出運行，由于雙重化配置的另一套母線保護沒有配置失靈功能，會使該段母線保護失靈功能失效，因此必須進行雙母差雙失靈保護的改造，以滿足系統運行可靠性要求。本文介紹了一種在一次設備不停電方式下進行母線保護更換及雙失靈改造的技術方案。

1 保護配置情況

本文實例500kV變電站220kV母線為雙母雙分段接線方式，其中B段母線包含8條線路、2臺主變、2個分段開關、1個母聯開關，共計13各間隔。其中所有的220kV出線均采用南瑞繼保RCS-900系列微機保護，并配有失靈電流判別裝置RCS-923；主變保護采用北京四方CSC-326微機保護，并配有失靈電流判別裝置CSC-122T；母聯分段間隔沒有保護裝置，只有開關操作箱為南瑞繼保CZX-12R。

B段母線的第二套保護為BP-2B微機保護裝置，該裝置不具備失靈電流判別功能，不具備解復壓閉鎖及主變斷路器失靈聯跳三側功能，失靈電流判別由各間隔專門的電流判別裝置實現。此次保護改造，將B段母線的BP-2B保護裝置更換為深瑞公司BP-2CS-AA，同時進行失靈回路改造，去掉各間隔的失靈電流判別裝置，將判別功能放在BP-2CS-AA母線保護中，并增加主變間隔的解復壓閉鎖及主變斷路器失靈聯跳三側回路。

保護改造前，BP-2B保護裝置啟動失靈回路為：

（1）線路保護啟動失靈

采用第二套線路保護“分相跳閘動作接點”、“RCS-923斷路器輔助保護失靈電流判據”邏輯“與”方式啟動BP-2B失靈；

（2）主變間隔啟動失靈

采用B套保護“變壓器保護跳閘動作接點”與C套保護“斷路器輔助保護失靈電流判據”邏輯“與”構成啟動BP-2B失靈；啟動失靈回路如圖1、2所示。

保護改造后，BP-2CS-AA保護裝置啟動失靈回路為：

（1）線路保護啟動失靈

采用第二套線路保護“分相跳閘動作接點”直接啟動BP-2CS-AA失靈，不再采用RCS-923保護裝置的失靈電流判別功能；

（2）主變間隔啟動失靈

采用主變B套保護“變壓器保護跳閘動作接點”直接啟動BP-2CS-AA失靈，不再采用主變C套保護CSC-122T失靈電流判別功能；啟動失靈回路如圖3、4所示。

2 保護改造方案

目前，雙失靈改造的基本方案是，先將母線保護更換為帶失靈保護功能的符合標準化設計要求的微機保護裝置，然后輪停各間隔一次設備，進行失靈回路接入及開關傳動工作。此方案保護改造周期長，耗費大量人力、物力，要在所有間隔接入完成，進行二次回路檢驗及開關傳動后保護方可投入，期間該段母線只有一套母線保護投入運行，且各間隔接入時一次設備停電會降低供電的可靠性。

鑒于上述改造方案的缺點，本文創新性的提出了一次設備不停電，采取輪停各間隔保護裝置的方式下進行母線保護更換及雙失靈改造的技術方案：

（1）帶電進行母線保護更換，將BP-2B更換為BP-2CS-AA；

（2）輪停線路間隔第二套線路保護及RCS-923失靈電流判別裝置，進行舊失靈回路拆除、新失靈回路接入工作；

（3）輪停主變間隔B、C套保護裝置，進行舊失靈回路拆除、新失靈回路接入及增加解復壓閉鎖、主變斷路器失靈聯跳三側回路工作；

（4）采取電位測量的方法進行二次回路檢驗，確定失靈回路及跳閘回路接線的正確性。

此方案可以將各間隔雙失靈改造接入工作一次性完成，BP-2CS-AA的失靈保護功能在所有間隔改造完成后即可投入，大大縮短了保護改造周期，而且避免了一次設備停電。

3 保護改造過程中的注意事項

在一次設備不停電的方式下進行母線保護更換及雙失靈改造工作，涉及的安全措施復雜，工作中的危險點較多，且新的保護裝置BP-2CS-AA在二次回路設計上較BP-2B有了明顯的變化，這就需要工作人員在前期現場勘察、圖紙設計、施工方案編制等方面做好充足的工作，下面詳細介紹保護改造過程中危險點、二次安全措施、二次回路設計變化及注意事項。

3.1 二次安全措施

保護改造過程危險性高，需要進行跨接屏頂小母線及在端子箱處短接CT二次回路等工作，因此在技改工作前，所做安全措施應符合技術要求，檢修設備上所有連接至運行設備的電流、電壓、失靈回路應有明顯的斷開點。針對不同的二次回路制定具體的二次安全措施，如下：

（1）直流回路：用萬用表測量BP-2B母差保護屏上直流電源端子，確認已無直流電，確認直流分電屏上相應裝置電源空開已拉開；

（2）交流電流回路：在各間隔CT端子箱處將連接到BP-2B保護裝置的電流二次回路短接，短接時需要兩人在室外CT端子箱按照NA、NB、NC的順序封CT，同時一人在保護屏端子排上用鉗形表確認相應回路的A、B、C相電流消失，一人在保護屏前采樣值里確認相應回路的A、B、C相電流消失；

（3）交流電壓回路：首先進行屏頂小母線跨接，確保舊保護屏退出后，不會造成其他運行設備失去母線電壓，然后將BP-2B保護屏上交流電壓端子拆除；

（4）跳閘回路：退出BP-2B保護屏上相應的跳閘出口壓板，并在各間隔帶操作箱保護屏上拆除BP-2B保護裝置的跳閘接點，用紅色膠布包好，并確認對側BP-2B保護屏上相應端子失電；

（5）信號及故錄回路：因信號及故錄電源側在對側，所以需要將BP-2B保護屏上信號及故錄回路端子拆除，并用紅色膠布包好。

3.2 失靈回路改造

由于采用保護輪停的方式進行失靈回路改造，停用的保護設備電流電壓回路、跳閘回路等仍帶電運行，所以在拆除舊失靈回路、接入新失靈回路時，要做好安全措施，加強監護，確保不發生繼電保護“三誤”事故，工作中應注意：

（1）測量保護屏上裝置電源端子無直流電，確認直流分電屏上相應裝置電源空開已拉開；

（2）確保退出停用保護裝置的所有出口壓板，并用膠布封好保護屏后的出口回路端子，防止誤碰；

（3）用膠布封好保護屏上的電流電壓回路端子，防止因誤碰、誤接線造成電流回路開路、電壓回路短路或接地；

（4）拆除舊回路和清除舊電纜時，要避免觸電，工作時要斷開相關電源并用萬用表測量， 確認無電壓后方可開始工作，對拆除的電纜芯和線頭應用絕緣膠布包好，同時認真核對電纜芯，防止誤拆線 ；

（5）新失靈回路接入完成后，要通過電位測量、核對線芯號等方法確保二次接線的正確性。

3.3 二次回路的變化

1.母聯及分段間隔

（1）新增回路

新更換的BP-2CS-AA保護需要取母聯II及分段I、II開關的串聯開關位置TWJ，需要接入母聯及分段I、II開關操作箱的SHJ接點（用于啟動充電于死區故障保護）；

2.線路間隔

（1）二次回路變化

采用第二套線路保護“分相跳閘保護動作接點”直接啟動BP-2CS-AA失靈，不采用RCS-923保護裝置的失靈判別功能；

（2）注意事項

改造完成后只保留第二套線路保護“分相啟動失靈壓板”，原“三相跳閘啟動失靈壓板”改為備用。

3.主變間隔

（1）二次回路變化

啟動失靈回路

采用B套保護“變壓器保護跳閘接點動作”直接啟動BP-2CS-AA失靈，不采用主變C套保護CSC-122T判別功能；

解復壓閉鎖與主變斷路器失靈聯跳三側回路

增加解復壓閉鎖與主變斷路器失靈聯跳三側回路，采用主變B套保護“變壓器保護跳閘接點動作”直接啟動BP-2CS-AA解復壓閉鎖；將BP-2CS-AA聯跳回路接到主變C套動作于跳閘的非電量保護開入，進行中壓側失靈聯跳，失靈聯跳經非電量保護跳閘出口，動作于TJF。

（2）注意事項

改造完成后主變保護A套增加“啟動BP-2CS-AA失靈壓板”、“解除BP-2CS-AA復壓閉鎖”壓板，將主變C套保護“失靈啟動BP-2B壓板”改為備用，退出CSC-122T “中壓啟動失靈投入”功能壓板，并將失靈聯跳開入接入的非電量保護壓板改為“中壓側失靈聯跳”。

4 結束語

通過改造，將失靈保護功能完全放在母線保護中，大大簡化了各間隔啟動失靈二次回路，便于設備檢修和消缺工作，降低了繼電保護現場作業風險。由于各變電站220kV母差保護配置和回路設計不盡相同，在保護改造前期要做好現場勘察工作，掌握各間隔保護裝置配置和實際的二次回路走向，編制最優化的施工方案，確保改造工程的安全順利進行。

參考文獻

[1] 朱偉，胡慧艷，蘇曉. 220kV雙母雙分段母線單失靈保護改造探討[J].電工技術，2015（12）：25-26.

[2] Q/GDW 1907-2013，元件保護標準化設計規范（國家電網企管〔2013〕1646號） [S].

[3] 凌征玉.220kV系統雙母線接線雙失靈回路改造探討[J]. 電工技術，2014（1）：21-22.

[4] 劉春成.母線保護技改中雙失靈啟動回路的應用[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2014（14）：73-75.