500kV海港变电站220kV断路器失灵保护双重化改造.docx

500kV海港变电站220kV断路器失灵保护双重化改造 黄成景广西电力工业勘察设计研究院 广西南宁 530023【摘要】本文主要介绍了500kV海港变电站进行220kV双母线双分段改造时，根据南网反措的最新要求配套进行220kV母线保护失灵双重化改造的基本情况，对失灵回路改造进行了全面的分析改造后，由原来的仅使用第一套失灵保护改造为使用两套失灵保护回路，实现双重化配置，满足南网反措的要求，且提高了变电站母线保护和断路器失灵保护动作的可靠性关键词】母线保护；失灵保护；非电量；可靠性引言根据《中国南方电网公司反事故措施--防止二次系统事故》中的要求,220kV系统双母接线应配置双重化母线保护装置（含母差、失灵保护功能），采用母线保护装置内部的失灵电流判别功能，由母线失灵保护实现断路器失灵跳闸的电压闭锁功能及联跳主变各侧功能文章结合实际，配合500kV海港变电站进行220kV双母线双分段改造同时进行了母线失灵保护双重化改造，针对220kV失灵回路的特点进行了论述分析改造前后失灵回路的变化，分析了失灵双重化改造中的设计回路及注意事项，保证失灵回路的完整和可靠性1、工程概况500kV海港变电站位于广西防城港市，一期工程于2010年投入运行。

为了满足电网负荷发展的供电需要，增加网区间故障互供能力，变电站进行了2号主变扩建，并将220kV侧系统母线接线由前期的双母线接线改为双母线双分段接线扩建之前，220kV母线保护配置有两套南瑞继保的RCS-915AS母线保护该装置具有母差保护、断路器失灵保护、母联死区、充电、过流等保护功能目前，两套母线保护中仅使用第一套母线保护的失灵保护功能，失灵电流判据在各间隔失灵启动装置实现，不满足南网反措对失灵回路的要求借此扩建的时机，相应进行220kV母线保护和失灵回路双重化的改造，本期新增加两面220kV母线保护柜，型号为南瑞继保的RCS-915AS母线保护装置；同时需将前期两套原有的RCS-915AB保护进行软件内部升级成RCS-915AS，并修改外部接线以满足双母线双分段的需要改造后为四套RCS-915AS母线保护，采用母差、失灵为一体化功能，即失灵保护由母差装置实现为提高可靠性，将原来的仅使用第一套失灵改为使用两套失灵保护，实现母差、失灵的双重化配置其保护配置范围如图1所示：2、改造基本情况2.1线路间隔失灵回路改造220kV原为双母线接线，分段未建设，a、b段母线跨接，为同一段母线，原有2套RCS-915AB母线保护仅使用第一套母线保护的失灵功能。

改造前启动失灵回路的电流判据均在各线路间隔的失灵启动装置RCS-923A实现，其失灵启动回路原理为：单相故障失灵判别元件SLA、SLB、SLC动作不返回，且线路主一（二）保护动作TJA、TJB、TJC动作不返回，按相启动母线失灵保护；相间故障时失灵判别元件SL2动作不返回，且三跳TJQ或永跳TJR接点动作不返回，启动母线失灵保护其失灵启动原理图如图2所示：改造后，新失灵回路的电流判据和母线判据均由母线保护实现每一套线路保护装置一一提供保护动作接点开入，其失灵启动回路为：保护动作TJA、TJB、TJC接点和永跳接电TJR分别接至母线保护相应间隔的分相跳闸启动开入和三跳启动失灵回路，再结合母线保护的电流判据启动失灵回路新回路中完全取消了RCS-923A装置的过流接点和回路接线（仅保留装置的非全相功能）220kV断路器失灵启动原理图如图3所示：除了上述失灵回路变化，在进行分段后，a、b段母线分开，接于b段母线上的原有间隔（海高I、II线、海潭I、II线、海新II线）的失灵回路接线需进行改接，需拆除与前期原有两套母线保护的接线，并改接至本期新增的两套b段母线保护柜中2.2主变间隔失灵回路改造改造前，主变220kV侧断路器启动失灵回路的电流判据在主变非电量失灵保护装置RCS-974FG中实现；将主变保护动作接点和操作箱永跳接点TJR并接输入至主变非电量失灵保护装置RCS-974FG，再由RCS-974FG内部进行逻辑判断启动断路器失灵回路，RCS-974FG装置分2个时限出口，其中1时限解除复压闭锁，2时限启动失灵。

同时母差利用失灵出口联跳各侧断路器为加强可靠性，失灵启动装置RCS-974FG启动失灵回路再一次串接入保护动作接点其失灵启动原理图如图4所示：本期改造后，新失灵回路的电流判据和母线判据均由母线保护实现；每一套主变保护动作接点直接一一开入到对应的母线保护进行解除复压闭锁，同时利用主变保护和母线保护动作后启动操作箱的TJR接点开入至母线保护，再结合母线保护的电流判据启动失灵回路同时母差保护引出一副接点至主变非电量保护装置，通过非电量出口实现联跳主变各侧断路器新回路中也完全取消了非电量保护装置RCS-974FG的过流接点和回路接线（仅保留装置的非电量保护功能）其失灵启动原理图如图5所示：2.3分段间隔失灵启动及CT绕组的分配原则220kV分段间隔为本期新增的间隔，进行分段之后，分段断路器间隔作为一个出线元件来处理启动分段失灵的条件为母差动作不返回，相应母线电压闭锁开放，分段有电流，当三个条件都满足时去启动另一套RCS-915AS的分段失灵保护分段失灵保护保护经母线电压闭锁后第一时限切除母联开关，第二时限切除相应母线上所接的元件其启动分段失灵逻辑图如图6所示：此外，分段间隔CT回路的配置及接线正确与否关系到母线保护动作和失灵回路的正确性。

以图1所示，一套保护装置保护分段开关左侧的的a段母线(IMa、IIMa)，另一套保护装置保护分段开关右侧的的b段母线(IMb、IIMb)，两套保护装置的保护范围在分段开关处交叠分段间隔的电流既要进入a段母线母线保护又要进入b段母线保护，因此分段间隔CT需提供四组二次绕组接入两套母线保护为避免可能出现的保护死区，应合理分配电流互感器的二次绕组，并应特别注意避免运行中一套保护退出时可能出现的电流互感器内部故障死区问题同时，分段开关可以看作一个出线元件，其CT二次绕组的极性也应与母线上的其它出线间隔的CT极性一致本工程中CT的极性以母线流向线路为正,分段间隔在安装时CT的一次极性端靠近分段开关侧，因此分段间隔的CT用于b段母线保护1、2的绕组在进行二次接线时应反极性接入以IM段（IIM同）为例，其CT配置图如图7所示：3、关于失灵回路改造的注意事项3.1关于操作箱的TJR接点数量问题与改造前相比，失灵回路双重化改造过程中各间隔操作箱增加使用了一副三跳启失灵接点（TJR），由于海港变电站为近几年投运的新变电站，220kV线路间隔和主变间隔的操作箱均为南瑞继保的CZX-12R2型号，该型号操作箱的TJR接点数量有足够备用能满足本期改造的需求。

但还是得做补充，若是一些年代较早的变电站可能存在操作箱的TJR接点不够的问题根据断路器失灵保护双重化改造指导原则的要求，对于线路支路，母线故障时线路断路器可考虑不启动失灵（即不接TJR），仅通过该间隔其他辅助保护（充电、过流）动作启动失灵，但不得采用TJR经外置中间继电器扩展接点去启动失灵；对于主变间隔，母线故障时必须启动失灵，若TJR接点不够，此时在进行双重化改造时应考虑配套更换整个操作箱此类问题在一些老变电站进行改造时经常会碰到，需引起注意3.2失灵联跳各侧时，失灵联跳动作时间接点的整定在在母差失灵出口联跳主变三侧断路器时，失灵联跳动作时间已在母线失灵保护装置中整定，需要注意核对联跳出口接点接入主变非电量装置时采用的是瞬动接点还是延时接点一般情况下需优先考虑用瞬动接点，若无瞬动接点而采用非电量延时跳闸开入方式时，需注意核对非电量保护装置中延时开入的定值3.3操作箱的接线改造后，双重化配置的母线保护、线路保护、主变保护等与220kV断路器的两组跳闸线圈一一对应关系，即第一套保护动作跳断路器第一组跳闸线圈，第二套保护动作跳断路器第二组跳闸线圈；并取消原第一套失灵保护跳第二组跳闸线圈的回路接线。

两套保护之间不再有任何的电气联系，任何一套保护退出运行时均不影响另外一套保护的运行4、结束语随着电网负荷发展的需求，一些500kV变电站220kV主接线由双母线接线发展为双母线双分段接线，在此方式下，母线失灵保护的回路接线将变得较为复杂,特别是分段间隔的CT绕组配置、接线对母线保护的影响需要注意本文通过海港变双母线失灵回路的改造分析，由前期的单失灵回路改造成双失灵回路接线方式，回路设计清晰明确，完全满足南网反措和运行的要求参考文献[1]王建雄,罗志平,刘艳荣.220 kV断路器失灵保护启动回路的问题探讨及改进[J].继电器,2006,34(6):71-74.[2]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,2006,35(10):72-75.[3]南京南瑞继保电气有限公司.RCS-915AS型微机母线保护装置技术和使用说明书[Z].2004.作者简介黄成景（1981－），男，学士，主要从事电力系统保护、通信和自动化以及数字化电网等方面的工程设计与研究工作全文完-。