蔡曉燁，陳海清

(上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司，上海 200241)

發(fā)電廠220 kV母差保護(hù)雙重化改造方案討論

蔡曉燁，陳海清

(上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司，上海 200241)

介紹了上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司220 kV母差保護(hù)雙重化改造的基本方案，特別是對(duì)二次回路的改造作了簡(jiǎn)單介紹。闡述了改造中的一些基本原則，以及改造過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方案。這為今后相似工程提供一些經(jīng)驗(yàn)。

母差保護(hù)；雙重化；發(fā)電廠保護(hù)

母線(xiàn)保護(hù)是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要系統(tǒng)設(shè)備。它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對(duì)保證整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。2011年《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施(修訂版)》[1]第15.2.9條明確規(guī)定：除終端負(fù)荷變電站外，220 kV及以上電壓等級(jí)變電站的母線(xiàn)保護(hù)應(yīng)按雙重化配置。

1 母差保護(hù)雙重化改造概述

吳涇第二發(fā)電有限公司220 kV系統(tǒng)為雙母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)方式，原有一套母差保護(hù)，為瑞典ABB公司生產(chǎn)的REB-103母線(xiàn)保護(hù)，這是一種高速靜態(tài)中阻抗型保護(hù)裝置。該套保護(hù)10余年來(lái)一直運(yùn)行良好，未發(fā)生拒動(dòng)和誤動(dòng)事故。

根據(jù)母差保護(hù)雙重化改造的需要，選擇在保持原REB-103不動(dòng)的情況下，增加一套微機(jī)型母線(xiàn)保護(hù)裝置。經(jīng)過(guò)比較，決定選用長(zhǎng)園深瑞的BP-2CS母差保護(hù)裝置。BP-2CS適用于Q/GDW 175—2008《變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線(xiàn)保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范》，能實(shí)現(xiàn)母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)、母聯(lián)失靈保護(hù)、母聯(lián)死區(qū)保護(hù)、電流互感器斷線(xiàn)判別功能及電壓互感器斷線(xiàn)判別功能等。

本次母差保護(hù)雙重化改造主要涉及對(duì)各支路的電流回路、閘刀回路、斷路器失靈回路、跳閘回路等進(jìn)行二次回路的改造。

2 電流回路

本次改造共涉及10個(gè)220 kV支路，包括4條線(xiàn)路、2臺(tái)主變、2臺(tái)啟備變、1條旁路與1條母聯(lián)。每條支路分別有5組流變次級(jí)，其中第五組為表計(jì)專(zhuān)用繞組。原保護(hù)繞組配置如表1所示。

表1 原電流互感器保護(hù)次級(jí)配置情況

由表1可以看出,原有各支路普遍存在電流互感器次級(jí)不夠的問(wèn)題,尤其對(duì)主變來(lái)說(shuō),第四組電流互感器次級(jí)的負(fù)載較大。

在滿(mǎn)足“原則上每套母差保護(hù)的交流電流應(yīng)取自各自獨(dú)立的電流互感器次級(jí)”的要求[2]的基礎(chǔ)上,為確保各套保護(hù)的保護(hù)范圍交叉重疊，避免死區(qū)，需重新分配各支路的電流互感器次級(jí)功能。

2.1 線(xiàn)路電流回路

在線(xiàn)路的四組電流互感器保護(hù)次級(jí)中，第五組為表計(jì)專(zhuān)用次級(jí)。第一組與第二組分別用于兩套主保護(hù)REL551，不能合并。第三組用于REB103母差裝置，不宜改動(dòng)。綜合考慮后，選擇第四組電流互感器次級(jí)用于新的母差保護(hù)。為減少其負(fù)載，保證安全性，將原線(xiàn)路后備保護(hù)與故障錄波器電流回路串接至第二組電流互感器次級(jí)，空出第四組專(zhuān)門(mén)用于BP-2CS母差保護(hù)裝置。

2.2 主變與啟備變電流回路

與線(xiàn)路電流互感器次級(jí)相同，空出第四組電流互感器次級(jí)用于新母差保護(hù)。

1號(hào)發(fā)變組保護(hù)使用GE的DGP、SR745等綜合型微機(jī)保護(hù)裝置，接線(xiàn)復(fù)雜，為簡(jiǎn)化改線(xiàn)過(guò)程，將其后備保護(hù)、機(jī)組與線(xiàn)路故障錄波器電流回路串接至主保護(hù)一后面。

2號(hào)發(fā)變組保護(hù)A屏與B屏采用配置基本相同的SIEMENS 7UM保護(hù)裝置。因此將原后備保護(hù)與故障錄波器的電流回路平均分別給第一組和第二組電流互感器次級(jí)。即后備保護(hù)一與機(jī)組故障錄波器串接于第一組電流互感器次級(jí)的主保護(hù)一后面，后備保護(hù)二與線(xiàn)路故障錄波器串接于第二組電流互感器次級(jí)的主保護(hù)二后面。

啟備變的保護(hù)一與保護(hù)二配置相同，所以將線(xiàn)路故障錄波器串接于第一組電流互感器次級(jí)的主保護(hù)一后面。

2.3 旁路電流回路

由于原第二組電流互感器次級(jí)不用，本可以接入新母差保護(hù)裝置，但考慮母差保護(hù)的保護(hù)范圍應(yīng)盡可能大的原則，仍選擇第四組電流互感器次級(jí)用于新母差保護(hù)，將旁路后備保護(hù)與線(xiàn)路故障錄波器電流回路改至第二組電流互感器次級(jí)。

2.4 母聯(lián)電流回路

REB-103母差保護(hù)需要兩組母聯(lián)電流互感器次級(jí)，即第二組與第三組電流互感器次級(jí)，不宜改動(dòng)。考慮到故障錄波器電流回路應(yīng)串接于電流互感器的最后一級(jí)，同時(shí)為簡(jiǎn)化改接線(xiàn)，空出了第一組電流互感器次級(jí)用于新的母差保護(hù)，將線(xiàn)路故障錄波器電流回路串接至第四組的過(guò)流保護(hù)后面。

綜上所述，經(jīng)過(guò)改造后各支路的電流互感器次級(jí)接線(xiàn)如表2所示。

表2 改造后電流互感器次級(jí)配置情況

3 閘刀回路

根據(jù)要求，隔離開(kāi)關(guān)(閘刀)及母聯(lián)、分段斷路器輔助接點(diǎn)的開(kāi)入應(yīng)通過(guò)強(qiáng)電回路直接取自開(kāi)關(guān)場(chǎng)[2]，BP-2CS母差保護(hù)需要取自開(kāi)關(guān)場(chǎng)內(nèi)各條支路的正、副母閘刀常開(kāi)接點(diǎn)各一副。每條支路正、副母閘刀常開(kāi)接點(diǎn)各有5副，用于PLC五防閉鎖裝置、220 kV監(jiān)控裝置、保護(hù)裝置、閘刀就地屏指示燈、電壓切換回路、DCS等，已全部用完。因此，需要各空出一副接點(diǎn)給BP-2CS母差保護(hù)用。

經(jīng)過(guò)比較，認(rèn)為閘刀就地屏上的指示燈重要性較低，僅用于對(duì)閘刀進(jìn)行操作時(shí)的顯示作用。因此在PLC屏內(nèi)增加了正、副母閘刀常開(kāi)接點(diǎn)的擴(kuò)展中間繼電器，其常開(kāi)接點(diǎn)給閘刀就地屏指示燈使用，原用于該指示燈的閘刀常開(kāi)接點(diǎn)接入BP-2CS母差保護(hù)。

4 跳閘回路

原REB-103母差保護(hù)動(dòng)作后提供兩幅跳閘接點(diǎn)分別給各條支路的跳閘線(xiàn)圈I、II(發(fā)變組保護(hù)除外)。本著跳閘回路“一一對(duì)應(yīng)”的原則，拆除了原REB-103母差保護(hù)動(dòng)作于各支路(發(fā)變組保護(hù)除外)跳閘線(xiàn)圈II的接線(xiàn)，取而代之接入BP-2CS母差動(dòng)作跳閘接點(diǎn)。即第一套母差保護(hù)動(dòng)作于跳閘線(xiàn)圈I，第二套母差保護(hù)動(dòng)作于跳閘線(xiàn)圈II。

對(duì)于發(fā)變組保護(hù)，原REB-103母差保護(hù)動(dòng)作后提供一副跳閘接點(diǎn)啟動(dòng)K186出口繼電器，作用于機(jī)組全停。對(duì)1號(hào)發(fā)變組保護(hù)，改為BP-2CS母差保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)K486出口繼電器，原至REB-103的回路不變。對(duì)2號(hào)發(fā)變組保護(hù)，保持原REB-103母差保護(hù)動(dòng)作后啟動(dòng)保護(hù)屏A的K186不變，拆除保護(hù)屏B的K186啟動(dòng)REB103母差保護(hù)的回路，將BP-2CS母差保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)接入保護(hù)屏B的K186動(dòng)作回路，最終達(dá)到第一套母差保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)2號(hào)發(fā)變組保護(hù)屏A的K186、第二套母差保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)2號(hào)發(fā)變組保護(hù)屏B的K186的效果，見(jiàn)圖1。

圖1 改造后發(fā)變組保護(hù)跳閘回路

5 斷路器失靈回路

5.1 線(xiàn)路與旁路斷路器失靈回路

每條線(xiàn)路(旁路)保護(hù)均應(yīng)起動(dòng)兩套失靈保護(hù)，因此每條線(xiàn)路(旁路)保護(hù)都需要增加啟動(dòng)第二套失靈保護(hù)的出口。原線(xiàn)路(旁路)失靈保護(hù)除了主保護(hù)、后備保護(hù)啟動(dòng)母差一失靈保護(hù)以外，線(xiàn)路操作箱的TJR、TJQ接點(diǎn)同樣也會(huì)啟動(dòng)失靈保護(hù)，其接線(xiàn)如圖2所示。

圖2 原線(xiàn)路(旁路)失靈保護(hù)啟動(dòng)回路

根據(jù)規(guī)定，每套線(xiàn)路保護(hù)啟動(dòng)一套失靈保護(hù)，操作箱TJR、TJQ不啟動(dòng)失靈保護(hù)[2]。在盡量減少對(duì)原REB103回路修改的基礎(chǔ)上，對(duì)回路作如下修改：增加線(xiàn)路(旁路)后備保護(hù)啟動(dòng)失靈接點(diǎn)一幅，線(xiàn)路(或旁路代線(xiàn)路)的主保護(hù)一或后備保護(hù)或操作箱的TJR、TJQ接點(diǎn)動(dòng)作后啟動(dòng)REB103失靈保護(hù)；線(xiàn)路的主保護(hù)二或后備保護(hù)啟動(dòng)BP-2CS失靈保護(hù)；旁路的后備保護(hù)啟動(dòng)BP-2CS失靈保護(hù)。BP-2CS自帶失靈保護(hù)電流判別元件，回路中無(wú)需另外增加電流繼電器，見(jiàn)圖3。

圖3 改造后線(xiàn)路(旁路)失靈保護(hù)啟動(dòng)回路

5.2 主變與啟備變斷路器失靈回路

對(duì)于2號(hào)發(fā)變組保護(hù)與啟備變保護(hù)，改為主、后備保護(hù)一經(jīng)電流判別元件啟動(dòng)REB-103母差保護(hù)失靈回路，主、后備保護(hù)二啟動(dòng)BP-2CS母差保護(hù)失靈回路，使用BP-2CS母差保護(hù)內(nèi)部的電流判別元件。符合“一一對(duì)應(yīng)”原則。

對(duì)1號(hào)發(fā)變組保護(hù)，保持原啟動(dòng)REB-103母差保護(hù)失靈回路不變，增加K186、K286、K486出口接點(diǎn)啟動(dòng)BP-2CS失靈回路。即K186、K286、K486出口動(dòng)作后，同時(shí)啟動(dòng)第一套和第二套母差保護(hù)失靈回路。

5.3 母聯(lián)斷路器失靈回路

保持原母聯(lián)充電瞬時(shí)過(guò)流保護(hù)或延時(shí)過(guò)流保護(hù)啟動(dòng)REB-103母差保護(hù)不聯(lián)回路不變，尋找過(guò)流保護(hù)備用動(dòng)作接點(diǎn)接入BP-2CS母差保護(hù)的斷路器失靈回路。

6 線(xiàn)路啟動(dòng)遠(yuǎn)跳回路

對(duì)于配置了縱差保護(hù)的線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，上海地區(qū)啟動(dòng)遠(yuǎn)跳的方式主要有兩種：(1)母差保護(hù)動(dòng)作直接啟動(dòng)遠(yuǎn)跳，即母差保護(hù)動(dòng)作的輸出空觸點(diǎn)直接引至縱差保護(hù)的輸入；(2)母差動(dòng)作出口中間間接啟動(dòng)，即母差動(dòng)作啟動(dòng)各線(xiàn)路保護(hù)操作箱TJR繼電器，靠TJR的輔助觸點(diǎn)來(lái)啟動(dòng)縱差保護(hù)的遠(yuǎn)跳輸入[3]。REB-103母差保護(hù)采用第二種方式。

由于線(xiàn)路操作箱內(nèi)的用于遠(yuǎn)跳回路的第一組與第二組TJR接點(diǎn)并列且無(wú)法拆開(kāi)，所以對(duì)BP-2CS采用只能第一種方式。故拆除原線(xiàn)路操作箱TJR接點(diǎn)啟動(dòng)縱差保護(hù)二遠(yuǎn)跳的接線(xiàn)，將BP-2CS母差保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)直接接至縱差保護(hù)二遠(yuǎn)跳開(kāi)入。原縱差保護(hù)一的遠(yuǎn)跳回路保持不變。但由此會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，由于兩組TJR接點(diǎn)無(wú)法拆分，都接入了縱差保護(hù)一REL551啟動(dòng)遠(yuǎn)跳回路，則BP-2CS母差保護(hù)動(dòng)作后，縱差保護(hù)二REL551啟動(dòng)第二組TJR接點(diǎn)，在跳閘線(xiàn)圈II動(dòng)作的同時(shí)，也會(huì)啟動(dòng)縱差保護(hù)一的遠(yuǎn)方跳閘。

7 主變與啟備變回路失靈解除復(fù)合電壓閉鎖

220 kV母差保護(hù)中一般采用變壓器保護(hù)動(dòng)作解除失靈保護(hù)電壓閉鎖功能。但在電磁型或集成型母差保護(hù)中使用該功能效果不理想，在上海地區(qū)220 kV中阻抗母差保護(hù)的失靈功能中一直未采用，因此原REB101母差保護(hù)中無(wú)此功能。

對(duì)于2號(hào)發(fā)變組保護(hù)與啟備變保護(hù)，在第二套保護(hù)中增加保護(hù)出口的中間繼電器，其接點(diǎn)接入BP-2CS失靈解閉鎖開(kāi)入。對(duì)于1號(hào)發(fā)變組保護(hù)，由于動(dòng)作接點(diǎn)不夠、改接線(xiàn)工作量太大等原因，目前不具備開(kāi)放該功能的條件，故暫時(shí)未實(shí)行該功能。

8 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)220 kV母差雙重化改造的基本情況作了簡(jiǎn)單介紹，對(duì)本次改造涉及的相關(guān)二次回路改接線(xiàn)的方案作了簡(jiǎn)單闡述。在克服了雙重化改造過(guò)程中的一些困難，比如電流互感器次級(jí)不夠、閘刀輔助接點(diǎn)不夠等，之后，本改造方案切實(shí)可行，設(shè)備改造后運(yùn)行情況穩(wěn)定良好。對(duì)于1號(hào)發(fā)變組保護(hù)失靈解閉鎖沒(méi)有開(kāi)放、BP-2CS動(dòng)作后會(huì)啟動(dòng)線(xiàn)路縱差一遠(yuǎn)方跳閘等問(wèn)題，將結(jié)合后續(xù)相關(guān)設(shè)備的改造而一一解決。

[1]國(guó)家電網(wǎng)公司.國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施(修訂版)[J].華東電力，2012,40(4):607.

[2]上海電網(wǎng)220 kV系統(tǒng)繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]戴緣生，魯煒，徐斌.母差雙重化改造中遠(yuǎn)跳及失靈回路相關(guān)問(wèn)題探討[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2009,37(6):98-103.

DAI Yuan-sheng, LU Wei, XU Bin. Discussion about direct transfer trip and breaker fail protection circuit in the reformation of duplex bus differential protection[J]. Power System Protection and Control,2009,37(6):98-103.

(本文編輯：楊林青)

Reformation of 220kV Duplex Bus Differential Protection in Power Plant

CAI Xiao-ye, CHEN Hai-qing

(Shanghai Wujing No.2 Power Generation Co., LTD., Shanghai 200241, China)

This paper introduces the reformation scheme for 220kV duplex bus differential protection in Wujing No.2 Power Plant, and outlines the technology reformation scheme of the secondary circuit. Some basic principles of the technology reformation as well as the problems and their solutions are presented, which can be served as references for future projects.

bus differtial protection；duplex；power plant protection

10.11973/dlyny201701018

蔡曉燁(1982-)，女，碩士，工程師，從事發(fā)電廠繼電保護(hù)工作。

TM773

B

2095-1256(2017)01-0078-04

2016-11-13