徐 峰，于艷莉

（1.金華電業(yè)局，浙江 金華 321000；2.金華電力設(shè)計(jì)院有限公司，浙江 金華 321000）

500 kV變電站承擔(dān)著電網(wǎng)中重要的供電任務(wù)。隨著運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，繼電保護(hù)設(shè)備逐漸老化；同時(shí)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變、技術(shù)水平的進(jìn)步，也對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的智能化程度提出更高的要求，常規(guī)保護(hù)進(jìn)行數(shù)字化、智能化改造勢(shì)在必行。而母差保護(hù)由于涉及間隔多，回路復(fù)雜，是改造過(guò)程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)。隨著變電站智能化改造的大面積鋪開，對(duì)如何安全可靠地實(shí)現(xiàn)母差保護(hù)數(shù)字化、智能化改造進(jìn)行探討十分必要。

1 母差保護(hù)數(shù)字化改造難點(diǎn)

由于改造期間超高壓變電站母線設(shè)備操作增多導(dǎo)致故障幾率增大，母差保護(hù)的重要性更加突出，變電站一般不允許母差保護(hù)長(zhǎng)時(shí)間退出運(yùn)行，因而母差保護(hù)數(shù)字化改造的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在：由于母差保護(hù)和線路保護(hù)、開關(guān)保護(hù)之間存在回路聯(lián)系，已進(jìn)行數(shù)字化改造的間隔和未進(jìn)行改造的常規(guī)間隔如何與母差保護(hù)配合，進(jìn)而保證在改造期間母差保護(hù)不失去保護(hù)功能。

無(wú)論變電站一次系統(tǒng)如何接線，與母差保護(hù)相關(guān)的回路總是包括模擬量和開關(guān)量?jī)刹糠帧５湫?/2接線的母差保護(hù)二次回路聯(lián)系如圖1所示，模擬量有所在間隔的電流、母線電壓等。開關(guān)量則涉及設(shè)備眾多且回路復(fù)雜，主要包括各間隔的跳閘、失靈開入、閉鎖重合閘等回路。

圖1 3/2接線的母差保護(hù)二次回路聯(lián)系

如何在母差保護(hù)改造期間，在部分間隔已進(jìn)行數(shù)字化改造，而其他間隔仍采用常規(guī)電纜連接的情況下，保證母差保護(hù)的功能完整，并在確保安全的前提下，縮短施工時(shí)間、減少工作量、節(jié)約投資即為討論的重點(diǎn)。

2 母差保護(hù)改造方案

2.1 方案一

分開改造，保留舊母差，改造期間新、舊母差共存。無(wú)論采用哪種方案都要充分利用數(shù)字式母差保護(hù)的特點(diǎn)，在工廠調(diào)試階段就將各出線/主變間隔回路調(diào)試完整。

由于500 kV變電站出線回路較多，同時(shí)停電較為困難，現(xiàn)只考慮每個(gè)間隔輪流停電的方案。步驟如下：

（1）新的2套母差保護(hù)均就位后，先改造舊的第2套母差保護(hù)，保留舊的第1套母差保護(hù)運(yùn)行，當(dāng)然2套母差的改造順序可以互換。

隨后逐項(xiàng)間隔停電，將原第2套母差或備用繞組的電流回路翻接至新的第2套母差保護(hù)，并接入母線電壓。同時(shí)智能終端接入閘刀輔助接點(diǎn)，并通過(guò)空接點(diǎn)并入舊跳閘回路。接至新的第1套母差保護(hù)電路回路的連接電纜也同時(shí)就位，但僅在新的第1套母差保護(hù)處做好接線，在TA處不改接。

此輪改造后，新上的第2套母差接入所有間隔的電流和閘刀位置，并可跳各間隔開關(guān)。只余留線路/主變保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)未接入，且舊母差所有回路和功能仍然完整。

（2）配合線路/主變保護(hù)改造，各間隔保護(hù)依次接入新母差。此時(shí)，已改造的間隔已接入新母差，不再接入舊母差。新間隔的開關(guān)失靈保護(hù)由新母差實(shí)現(xiàn)，舊間隔的開關(guān)失靈由舊母差實(shí)現(xiàn)。新、舊母差同時(shí)運(yùn)行組成一套完整的母差保護(hù)。假設(shè)已改造間隔1，2，則各相關(guān)回路如表1所示。

表1 方案一改造期間母差保護(hù)二次回路聯(lián)系情況

當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，新舊2套母差同時(shí)動(dòng)作，切除故障母線上所有間隔。

當(dāng)間隔1開關(guān)失靈時(shí)，則間隔1開關(guān)保護(hù)啟動(dòng)新母差，利用GOOSE切除所在母線所有間隔同時(shí)啟動(dòng)遠(yuǎn)跳。

若間隔3開關(guān)失靈時(shí)，則間隔3開關(guān)保護(hù)啟動(dòng)老母差，利用原有回路切除所在母線所有間隔同時(shí)啟動(dòng)遠(yuǎn)跳。

（3）各間隔都已改造完成后，第2套母差保護(hù)具備完整功能，再改造第1套母差。此時(shí)各間隔再輪停一輪進(jìn)行改造，拆除原有母差保護(hù)的全部回路，接入新的第1套母差保護(hù)，最終完成雙重化母差保護(hù)的改造。

整個(gè)改造期間相當(dāng)于只有1套母差保護(hù)運(yùn)行，新舊母差保護(hù)一起組成一套完整的母差保護(hù)。該方案中新配置的母差保護(hù)可以不用保留常規(guī)的開入開出功能，設(shè)備得到了簡(jiǎn)化，并解決了新配置保護(hù)與舊回路之間的配合問(wèn)題。

2.2 方案二

采用支持?jǐn)?shù)字化和常規(guī)開關(guān)量的混合型母差保護(hù)，或具備常規(guī)開入開出插件的數(shù)字式母差保護(hù)，該方案基本與常規(guī)的母差保護(hù)改造相同。步驟如下：

（1）母差保護(hù)先改造1套，第1遍輪停，通過(guò)過(guò)渡電纜將各間隔電流和失靈保護(hù)開入等接至母差保護(hù)模擬開入開出板。

（2）改造線路保護(hù)，改完1路拆除原來(lái)過(guò)渡電纜，接入GOOSE網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)失靈保護(hù)和跳閘等。

（3）最后改造另一套母差保護(hù)。

改造過(guò)程中需敷設(shè)新母差至原斷路器保護(hù)柜和操作箱的過(guò)渡電纜，在對(duì)應(yīng)間隔改造時(shí)拆除。

該方案中每段母線的2套母差保護(hù)同時(shí)進(jìn)行改造，保證母差保護(hù)改造完成后，每段母線有2套母差保護(hù)的保障。施工過(guò)渡過(guò)程相對(duì)較短，施工作業(yè)集中，安全有保障，系統(tǒng)可靠性較高。但新母差需要保留常規(guī)開入開出功能，增加了母差保護(hù)裝置的復(fù)雜性和設(shè)備投資，也存在過(guò)渡電纜的消耗。

2.3 方案三

調(diào)整一次運(yùn)行方式，以適應(yīng)母差保護(hù)改造，改造期間考慮單母線運(yùn)行。雙母線接線母差保護(hù)可將母聯(lián)開關(guān)、分段開關(guān)停役。將改造后間隔與未改造間隔安排在不同母線運(yùn)行，步驟如下：

（1）先將新的2套母差保護(hù)同時(shí)安裝就位，并將2條母線分列運(yùn)行。將原有間隔均倒閘到Ⅰ母上，騰空Ⅱ母。

（2）將未改造的間隔均倒閘到Ⅰ母上，每改造完1個(gè)間隔（包括相應(yīng)的間隔保護(hù)和開關(guān)保護(hù)改造）就倒閘到Ⅱ母上，并與新母差保護(hù)接口。

這樣實(shí)際上Ⅰ母由舊母差保護(hù)保障，Ⅱ母由新母差保護(hù)保障，兩者共存而互不交叉，如圖2所示。

圖2 方案三的母差保護(hù)二次回路聯(lián)系

（3）待所有間隔改造完成后，舊母差保護(hù)退出運(yùn)行，一次接線恢復(fù)正常。

該方案僅適用于雙母接線的母差保護(hù)，每段母線的2套母差保護(hù)同時(shí)進(jìn)行改造，保證母線運(yùn)行時(shí)，有雙母線保護(hù)的保障。新配置的母差保護(hù)可以不用保留常規(guī)的開入開出功能，設(shè)備得到了簡(jiǎn)化，從而解決了新配置保護(hù)與舊回路之間的配合問(wèn)題，但改造施工期間一次系統(tǒng)的接線靈活性受到了一定的限制。

2.4 各方案比較

上述3種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)一次接線形式和現(xiàn)場(chǎng)安全等要求的不同，可以選擇不同的改造方案，這3種方案在安全風(fēng)險(xiǎn)、可操作性、經(jīng)濟(jì)性等方面的比較見表2。

表2 各方案的比較

3種方案都可以保證在母差保護(hù)數(shù)字化改造期間不失去保護(hù)功能，改造方案的選擇可根據(jù)變電站的一次接線和二次設(shè)備的狀況靈活選取。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)更換母差保護(hù)后回路改造的課題，提出了3種不同的方案，并對(duì)方案的實(shí)施做了具體分析和比較，方案一適用于一次運(yùn)行方式要求高、出線多、且對(duì)投資敏感的工程；方案二適用于一次運(yùn)行方式要求高、出線較少、且對(duì)投資不敏感的工程；而方案三僅適用于雙母接線，對(duì)于一次運(yùn)行方式靈活性要求不高的變電站。

母差保護(hù)的數(shù)字化跳閘方式改造后，并未實(shí)現(xiàn)保護(hù)的完全數(shù)字化，隨著非常規(guī)互感器的應(yīng)用成熟，如何結(jié)合模擬量回路的改造實(shí)現(xiàn)保護(hù)的全數(shù)字化將是下階段研究的重點(diǎn)。

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