張永生，楊 松

(國網(wǎng)江蘇省電力公司檢修分公司蘇州分部，江蘇 蘇州 215004)

某變電站220 kV母線采用雙母雙分段接線方式，每條母線配置1套ABB公司的繼電器型REB103母差保護(hù)，屬于單套保護(hù)配置。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，需要將REB103母差保護(hù)更換為符合國家電網(wǎng)公司“六統(tǒng)一”標(biāo)準(zhǔn)的雙重化配置BP-2CS型微機(jī)母差保護(hù)。

1 REB103與BP-2CS的主要區(qū)別

1.1 交流電流回路

REB103是繼電器型母差保護(hù)，電流差動(dòng)回路是真正的“和電流”接線方式，其交流電流回路如圖1所示，TA1，TA2是電流互感器，T1，T2是輔助流變，1G，2G是線路間隔的母線刀閘，1g，2g是1G，2G對應(yīng)的常開輔助接點(diǎn)啟動(dòng)的雙位置繼電器擴(kuò)展接點(diǎn)。

該回路的特點(diǎn)如下：

(1)差動(dòng)保護(hù)得到的差動(dòng)電流是真正的“和電流”，與微機(jī)母差保護(hù)有本質(zhì)區(qū)別；

(2)由于差動(dòng)電流是真正的“和電流”接線方式，需要輔助流變對二次電流進(jìn)行折算后才能對電流進(jìn)行求和運(yùn)算；

(3)差動(dòng)回路比較復(fù)雜，需要通過刀閘輔助接點(diǎn)對電流回路進(jìn)行切換；

(4)I母差動(dòng)保護(hù)與Ⅱ母差動(dòng)保護(hù)分別組屏，即每段母線有1套差動(dòng)保護(hù)；

(5)I母差動(dòng)保護(hù)與Ⅱ母差動(dòng)保護(hù)之間電流回路存在聯(lián)系，需要用電纜將2面保護(hù)屏連接起來。

BP-2CS是微機(jī)型母差保護(hù)，其交流電流回路如圖2所示，TA1，TA2是電流互感器，T1，T2是輔助流變。該回路具有以下特點(diǎn):

(1)用采樣得到的數(shù)字量進(jìn)行差流計(jì)算，不是真正的“和電流”；

(2)無需輔助流變對二次電流進(jìn)行折算，而是利用CT變比定值進(jìn)行折算；

(3)無需通過刀閘輔助接點(diǎn)對電流回路進(jìn)行切換，2套母差保護(hù)之間電流回路沒有聯(lián)系，差動(dòng)回路比較簡單；

(4)每個(gè)間隔需要2組CT次級；

(5)I母差動(dòng)保護(hù)與II母差動(dòng)保護(hù)整合至同一套保護(hù)內(nèi)，而不是將它們分別組屏。

圖1 REB103交流電流回路

圖2 BP-2CS交流電流回路

1.2 啟動(dòng)失靈回路

在REB103母差保護(hù)中，母差保護(hù)不進(jìn)行失靈電流的判別，在收到失靈開入后，經(jīng)整定延時(shí)，只要復(fù)壓閉鎖開放即可出口跳閘。其失靈電流判別是利用斷路器保護(hù)來完成的。REB103啟動(dòng)失靈回路如圖3所示。

圖3 REB103啟動(dòng)失靈回路

在啟動(dòng)失靈回路中，2套線路保護(hù)跳閘出口啟動(dòng)失靈接點(diǎn)直接開入斷路器保護(hù)，與相應(yīng)的電流繼電器接點(diǎn)串聯(lián)輸出。REB103母差保護(hù)無法通過線路刀閘位置確定啟動(dòng)失靈的線路所運(yùn)行的母線，失靈母線的選擇是在第1套線路保護(hù)屏完成的，即第1套線路保護(hù)屏內(nèi)操作箱中母線電壓切換板的母線刀閘擴(kuò)展接點(diǎn)1G或2G閉合就相應(yīng)啟動(dòng)I母或Ⅱ母失靈出口。

BP-2CS啟動(dòng)失靈回路如圖4所示?！傲y(tǒng)一”BP-2CS母差保護(hù)中，母差保護(hù)需要進(jìn)行失靈電流的判別，其失靈電流判別不再經(jīng)過斷路器保護(hù)判別。

圖4 BP-2CS啟動(dòng)失靈回路

BP-2CS與REB103啟動(dòng)失靈回路的區(qū)別是：

(1)BP-2CS失靈電流判別回路不是在斷路器保護(hù)中，而是在母差保護(hù)中；

(2)BP-2CS啟動(dòng)失靈回路采用雙重化配置，2套母差保護(hù)在啟動(dòng)失靈回路中實(shí)現(xiàn)電氣完全隔離；

(3)REB103啟動(dòng)失靈回路僅有1路啟動(dòng)失靈開入，BP-2CS有A相啟動(dòng)失靈、B相啟動(dòng)失靈、C相啟動(dòng)失靈和三跳啟動(dòng)失靈，共計(jì)4路開入。

2 技術(shù)難點(diǎn)分析

由于REB103與BP-2CS在交流電流回路及啟動(dòng)失靈回路等方面存在較大差別，母差保護(hù)更換過程中需要修改相應(yīng)間隔保護(hù)的接線，涉及的保護(hù)屏較多，修改接線較多，因此需要認(rèn)真分析施工難點(diǎn)及施工方案，盡量減少對電網(wǎng)運(yùn)行的影響。

2.1 交流電流回路

BP-2CS的交流電流回路比REB103簡單，更換過程中二次接線難度不大。但是，BP-2CS采用雙重化配置，每個(gè)間隔需要有2組CT次級分別接入2套母差保護(hù)，而原REB103保護(hù)中只需要1組CT次級，因此需要增加1組CT次級用于母差回路。

對于線路間隔，原CT有5組次級，各次級分配方式如圖5所示。由于母差保護(hù)與故障錄波器使用相同級別的CT次級，為了減少投資，可不更換CT，而是將原來接至故障錄波器的次級改為接至第2套母差保護(hù)，故障錄波器改接于第2套線路保護(hù)的尾端。這樣既滿足了母差保護(hù)雙重化的要求，也不影響保護(hù)裝置及故障錄波器的運(yùn)行。母差改造后各次級分配方式如圖6所示。

圖5 REB103母差中線路CT次級分配

圖6 BP-2CS母差中線路CT次級分配

對于旁路、分段及主變間隔的CT，因其次級個(gè)數(shù)不滿足要求且無備用次級可用，必須更換。

2.2 啟動(dòng)失靈回路

由于BP-2CS啟動(dòng)失靈回路與REB103存在較大差異，各間隔的保護(hù)均需要修改與母差保護(hù)間的接線，才能與BP-2CS相配合。

線路保護(hù)修改接線部分包括：分別拆除2套線路保護(hù)至斷路器保護(hù)間啟動(dòng)失靈回路接線；拆除原第1套線路保護(hù)選擇失靈母線回路；2套線路保護(hù)分別增加與2套母差保護(hù)間A相啟動(dòng)失靈、B相啟動(dòng)失靈、C相啟動(dòng)失靈和三跳啟動(dòng)失靈4條回路。

旁路保護(hù)修改接線部分包括：增加旁路線路保護(hù)與2套母差保護(hù)間A相啟動(dòng)失靈、B相啟動(dòng)失靈、C相啟動(dòng)失靈和三跳啟動(dòng)失靈各4條回路；拆除旁路線路保護(hù)至旁路斷路器保護(hù)間啟動(dòng)失靈回路接線；拆除原旁路線路保護(hù)選擇失靈母線回路。

分段保護(hù)修改接線部分包括：拆除原啟動(dòng)失靈回路接線，增加分段保護(hù)至I，Ⅱ母2套母差保護(hù)及Ⅲ，Ⅳ母2套母差保護(hù)間三跳啟動(dòng)失靈4條回路。

主變保護(hù)修改接線部分包括：分別拆除2套主變保護(hù)至220 kV側(cè)失靈保護(hù)間啟動(dòng)失靈回路接線；拆除原主變保護(hù)選擇失靈母線回路的接線；2套主變保護(hù)分別增加與2套母差保護(hù)間三跳啟動(dòng)失靈回路；增加主變保護(hù)至2套母差保護(hù)間失靈解復(fù)壓回路；增加母差保護(hù)至主變保護(hù)間失靈連跳主變?nèi)齻?cè)回路。

3 施工方案分析

3.1 直接將REB103更換為“六統(tǒng)一”BP-2CS

由于各間隔保護(hù)修改接線均需要在間隔停電后才能進(jìn)行，而220 kV間隔數(shù)量多，依次停電修改各間隔接線大約要45天才能完成。期間，由于REB103已拆除，但BP-2CS未投入運(yùn)行，則220 kV母線一直在沒有母差保護(hù)的情況下運(yùn)行，這對于電網(wǎng)的安全運(yùn)行是一個(gè)極大的隱患。

3.2 采用非“六統(tǒng)一”接線作為過渡接線

220 kV母線無母差保護(hù)運(yùn)行時(shí)間過長的根本原因是“六統(tǒng)一”BP-2CS與REB103啟動(dòng)失靈回路差異較大，施工量大。如果能采取措施減少差異和施工量即可縮短施工周期，盡快投入母差保護(hù)。

非“六統(tǒng)一”微機(jī)母差保護(hù)的啟動(dòng)失靈回路與REB103及“六統(tǒng)一”BP-2CS各有異同，屬于兩者之間的一種過渡接線方式。非“六統(tǒng)一”微機(jī)母差保護(hù)啟動(dòng)失靈回路如圖7所示。

圖7 非“六統(tǒng)一”微機(jī)母差保護(hù)啟動(dòng)失靈回路

非“六統(tǒng)一”微機(jī)母差保護(hù)啟動(dòng)失靈回路的特點(diǎn)如下：

(1)線路保護(hù)跳閘出口啟動(dòng)失靈接點(diǎn)直接開入斷路器保護(hù)，再與相應(yīng)的電流繼電器接點(diǎn)串聯(lián)輸出；

(2)啟動(dòng)失靈回路不區(qū)分A，B，C相，只提供一路開入；

(3)非“六統(tǒng)一”微機(jī)母差保護(hù)失靈開關(guān)所在母線的選擇是在母差保護(hù)中完成的，通過母差保護(hù)內(nèi)的刀閘位置開入確定線路所運(yùn)行的母線，就相應(yīng)啟動(dòng)該段母線失靈出口。

從以上分析可知，如果將BP-2CS啟動(dòng)失靈回路先按非“六統(tǒng)一”微機(jī)母差保護(hù)進(jìn)行接線，可以大大減少對線路保護(hù)屏內(nèi)啟動(dòng)失靈回路的修改。約耗時(shí)5天時(shí)間即可完成第1套母差保護(hù)施工，并將其投入運(yùn)行，對電網(wǎng)的安全運(yùn)行極為有利。

經(jīng)過公司技術(shù)人員多次研究論證，決定將工程分為2個(gè)階段進(jìn)行施工。

具體施工方案如下。

第1階段：先將REB103退出運(yùn)行，將其保護(hù)屏拆除后安裝BP-2CS。BP-2CS組屏完成后，首先將各間隔接入REB103的CT次級改接于BP-2CS第1套母差保護(hù)。對于線路間隔，將接入故障錄波器的CT次級改接于BP-2CS第2套母差保護(hù)，對于旁路、分段、主變間隔的CT先不接入第2套母差保護(hù)，待第2階段CT更換后再接入。將BP-2CS啟動(dòng)失靈回路按非“六統(tǒng)一”接線，即各間隔斷路器保護(hù)的啟動(dòng)失靈回路接入BP-2CS第1套母差保護(hù)三跳啟動(dòng)失靈回路，但第1套母差保護(hù)A，B，C相啟動(dòng)失靈回路及第2套母差保護(hù)的啟動(dòng)失靈回路暫不接入，待第2階段中各間隔啟動(dòng)失靈回路改造后再接入。同時(shí)，取消原第1套線路保護(hù)失靈母線選擇回路。BP-2CS第1套母差保護(hù)相關(guān)間隔接線完成后將第1套母差保護(hù)投入運(yùn)行。至此，第1階段完工，該階段中220 kV母線無母差保護(hù)運(yùn)行。

第2階段：對各間隔輪流停電進(jìn)行啟動(dòng)失靈回路改造以滿足“六統(tǒng)一”要求。對于線路間隔，分別拆除2套線路保護(hù)至斷路器保護(hù)間啟動(dòng)失靈回路；分別增加2套線路保護(hù)與2套母差保護(hù)間A相啟動(dòng)失靈、B相啟動(dòng)失靈、C相啟動(dòng)失靈和三跳啟動(dòng)失靈4條回路，驗(yàn)證正確后接入母差保護(hù)。對于旁路、分段及主變間隔，由于CT次級數(shù)不夠，首先需要更換CT以增加次級個(gè)數(shù)，再將CT次級接入相應(yīng)的母差保護(hù)電流回路中，然后對旁路保護(hù)、分段保護(hù)及主變保護(hù)啟動(dòng)失靈回路進(jìn)行改造，使其滿足“六統(tǒng)一”要求。

4 結(jié)束語

該變電站220 kV母差保護(hù)更換工程采用上述施工方案進(jìn)行施工，第1階段施工時(shí)間為5天，第2階段施工時(shí)間為40天，施工過程進(jìn)展順利。其中，220 kV母線無母差保護(hù)運(yùn)行時(shí)間僅為5天，滿足了電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求，減少了安全隱患時(shí)間，是比較合理的施工方案。