基于220kV变电站继电保护的改造探究王杰辉.docx

    基于220kV变电站继电保护的改造探究王杰辉    摘要：智能变电站母线改扩建工程涉及多方面，改造施工风险较大本文结合某220kV智能变电站母线和主变扩建工程，分析了扩建对全站二次设备的影响和调试需求，并在保证一次设备停电影响最小的基础上，提出了扩建工程继电保护改造施工方案、安全措施及调试方案，保证了电网供电的稳定性，可供类似工程参考关键词：220kV；扩建；继电保护；改造引言智能变电站作为智能电网中最为重要的节点，目前已得到了较为广泛的应用相比传统的综自变电站，智能变电站的有效投入运用可以大大减少电力运输过程中的电力损耗，确保电力设备的稳定运行然而，智能变电站改扩建工程也不可避免地出现，为避免一些改造施工中的运行风险，目前智能变电站母线改扩建多采用变电站全停的改造模式，但这对电网运行影响较大为此，对智能变电站母线改扩建展开相关的研究与探索，是十分有必要的本文以某220kV智能变电站母线和主变扩建工程为例，对该智能变电站母线扩建继电保护改造进行探究1.运行现状某220kV智能变电站于2013年11月投运，为地区枢纽变电站，220kV侧母线采用双母线闸刀分段接线，ⅠA/ⅠB母线之间通过隔离开关死连接，按双母线接线方式运行，另配置8回出线和1台主变。

本期扩建1台主变，220kV侧不新增出线，新增母联、分段间隔和ⅠB母线PT，接线型式完善为双母线单分段接线，变电站主接线见图1，新增一次设备见图中虚线部分图1变电站主接线图本站220kV系统保护均为双重化配置，交流电压量及各间隔交流电流量采样通过常规互感器经合并单元(SV)接入保护装置，保护动作后通过智能终端(GOOSE)出口跳闸，保护装置与合并单元、智能终端采用“直采直跳”方式连接，母线保护与其他间隔保护装置之间的联闭锁信号(启动失灵、母联(分段)开关过流保护启动失灵、主变保护动作解除电压闭锁等)采用GOOSE网络传输2.扩建技术方案与调试需求新扩建主变、母联及分段间隔后，需重新配置全站SCD文件，除新增间隔保护装置通信参数及相关虚端子连接的配置外，涉及在运设备的改动主要为：(1)电压采样回路改造，包括新增ⅠB母线PT接入后母线合并单元电压并列逻辑改造及母线合并单元接入新增间隔合并单元的电压采样回路改造；(2)扩建间隔接入母线保护相关信息配置2.1电压采样回路改造本站220kV系统采用常规互感器加合并单元的交流采样模式，考虑终期扩建方便，本期交流电压采样逻辑(以单套为例)如图2所示图2扩建前交流电压采样逻辑图(1)两套母线电压合并单元共用“ⅠA母/Ⅱ母”、“ⅠA母/ⅠB母”、“Ⅱ母/ⅠB母”三个电压并列切换把手，均输出ⅠA母、ⅠB母、Ⅱ母三段母线电压数字量；(2)短接4100智能终端断路器合闸位置接点，同时将“ⅠA母/ⅠB母”电压并列把手长期切至“ⅠA并ⅠB”位置，使ⅠB母二次电压有正常输出(本站投运时间较早，投运时设置ⅠA母/ⅠB母强制并列逻辑，目前技术规范中已明确取消电压合并单元横向并列逻辑)；(3)对于所有出线及主变间隔，其间隔合并单元级联至母线合并单元，并根据母线运行方式和间隔刀闸位置完成电压切换功能，选择(ⅠA母/ⅠB母)电压或Ⅱ母电压(对220kV母差保护，本期已配置为采集三段母线电压)。

扩建为双母单分段接线方式后，新增母联4600、分段4100及ⅠB母PT间隔接入，交流电压采样逻辑如图3所示(以单套为例，虚线为改动部分)：取消ⅠA母/ⅠB母电压并列逻辑功能，各间隔根据母线运行方式和间隔刀闸位置完成电压切换功能，选择(ⅠA母/ⅠB母)电压或Ⅱ母电压图3扩建后交流电压采样逻辑图对比扩建前后交流电压采样逻辑可知，220kV母线合并单元SV输出以及所有在运间隔保护装置电压采样回路相关配置不需修改，仅需对母线合并单元的电压并列逻辑进行修改由于本站投运时间较早，母线合并单元至各在运间隔合并单元的电压SV采样虚端子连接未在SCD文件中配置，而是通过集成厂家私有协议完成，利用SCD配置文件解析工具得到的虚端子连接如图4所示因此，母线合并单元配置更新后，仅通过对SCD文件进行检查验证无法保证配置修改正确性，必须通过实际试验验证图4本期母线合并单元虚端子连接示意图2.2扩建间隔接入母线保护本站220kV母线配置双重化的WMH-800BG1型母线保护，均已按终期双母单分段接线配置，接入从母线合并单元输出的ⅠA、ⅠB、Ⅱ母三段母线电压，同时在母线保护装置中长期投入“Ⅰ/Ⅲ母互联压板”(装置中Ⅲ母对应ⅠB母)，所有出线及主变间隔按照其运行方式选择“母线1(ⅠA母)”或“母线3(ⅠB母)”运行方式。

扩建间隔接入后母线保护信息流(以单套为例)如图5所示，虚线部分为新增间隔部分，包括：(1)新间隔智能终端到母线保护的刀闸位置信号；(2)新间隔合并单元到母线保护的电流采样；(3)新间隔保护装置到母线保护的失灵启动信号；(4)母线保护到新间隔智能终端的跳闸信号；(5)母线保护到新增#2主变保护的失灵联跳信号图5母线保护信息流图以上配置需通过修改SCD文件，生成新的母线保护CID文件后重新下装完成，由于本站母线保护为早期版本，其配置文件更新需要厂家人员基于SCD文件导出CID文件后另外人工配置大量信息，因此仅通过SCD文件比对和单体校验难以完全保证母线保护配置文件更新的正确性，需停用一次设备对母线保护相关回路进行实际验证所有在运间隔合并单元、智能终端及保护装置的配置文件均不需更改，可不进行本间隔保护功能逻辑调试3.施工方案依据本次扩建工程保护调试需求分析，结合新增间隔一次设备安装施工要求，在尽量减少在运间隔停电的前提下，提出改造施工方案如表1所示本方案中除新增间隔一次设备安装过程中因安全距离不足必须陪停部分间隔外，仅需在两套母线保护配置更新后，将所有在运间隔轮停进行开关传动及相关联闭锁回路验证试验即可。

由于母线合并单元检修将影响所有在运间隔保护电压采样，本方案采用两套母线合并单元与所有在运间隔对应套保护同时轮停的方式分别完成两套母线合并单元配置文件更新及电压并列逻辑调试4.安全措施与调试方案为提高数字化二次回路的可靠性，智能站增加了检修机制，智能设备检修硬压板投入后，其发出的数据流将绑定“TEST置1”的检修品质位，其收到数据流必须有相同的检修品质位，才可实现对应功能，否则设备判别采样或开入量“状态不一致”，屏蔽对应功能智能变电站检修二次安全措施的整体思路是：(1)合理投退软压板形成二次回路的数字断开；(2)基于检修机制，确保待检装置检修硬压板可靠投入；(3)必要时采取拔光纤的手段形成物理断开4.1SCD文件配置修改SCD文件配置修改完成后，采用解析软件比对分析SCD文件配置修改前后的差异，重点检查新增间隔接入后220kV母线合并单元、母线保护变动部分配置是否正确，确保配置修改后不影响在运保护的正确动作，没有误修改其他运行设备的配置4.2母线保护配置文件更新两套母线保护配置文件更新、单装置调试及新增间隔与母线保护相关回路试验期间，为避免影响在运间隔保护正确动作，应可靠断开母线保护至所有在运间隔的跳闸及失灵联跳等相关回路。

1)投入两套母线保护检修硬压板，退出两套母线保护中差动和失灵保护功能软压板、所有在运间隔投入软压板、失灵开入软压板、GOOSE出口发送软压板及联跳主变三侧出口发送软压板(仅主变间隔)；(2)退出所有在运线路保护中的母线保护跳闸开入接收软压板或主变保护失灵联跳接收软压板9仅主变间隔)；(3)考虑防止虚回路隔离失效，拔下母线保护至所有在运间隔智能终端的直跳光纤4.3母线合并单元配置更新与电压并列逻辑试验由于试验期间Ⅱ母线及ⅠB母/Ⅱ母PT在检修状态，ⅠA母线、ⅠB母线及ⅠA母PT在运行状态，两套母差保护在停用状态为确保试验安全，采取安全措施如下(以第一套装置试验为例)：(1)核对第  -全文完-。