孙宝平

(国网太原供电公司,山西太原 030012)

双套母差保护设计、调试及应用问题分析

孙宝平

(国网太原供电公司,山西太原 030012)

本文对双套母差保护设计、调试及应用中出现的一些问题以及原因进行深入的分析,并提出了一些解决你问题的措施。

双套母差保护设计 调试及应用 问题分析

双套母差保护设计不合理是近几年在继电保护验收和维护中发现的问题,其主要是没有根据实际要求进行设计,给设备的安装和调试带来了不便,调试过程中存在着缺项漏项,对母联充电保护和母联过流保护使用不当。

1 双套母线保护的设计问题

在继电保护专业验收、安装中发现2套母差保护中母线名称定义不一致、母线交流电压接线不一致和各间隔隔离刀闸位置开入不一致,给安装、调试工作带来许多麻烦。造成这些设计错误的原因主要是由于设计人员对2套母差保护装置没有认真理解,在设计过程中照搬厂家设计图纸所致。

(1)母线保护的选型原则。目前220kV及以上母线通常配置双套母线保护,2套母线保护装置均设有母线差动保护、母联充电保护、母联失灵(或死区)保护、母联过流保护以及断路器失灵保护(可选用)等功能。设计时要根据不同厂家、型号装置结合一次主接线设计,对不同的主接线应当选择与之相适应的保护装置。有些保护装置功能强大,可适用于多种接线方式,接线方式的选择可以通过保护定值中的相应控制字选择。有些保护装置只针对某一种接线方式,其使用范围就非常窄。对1套保护装置,其功能越强大程序就越复杂,二次接线设计就越繁多,安装、调试工作就越繁琐,运行维护中需要注意的操作事项就繁多。

(2)交流电流回路设计。设计时一定要保2套母线保护装置各单元接入的交流电流回路是同间隔。对于分段母线,要保证每套母线保护装置的主接线与电气一次主接线一致,接入IA母和IB母的间隔是固定的,不能随意设计。根据“反措”要求各间隔用于母差保护的CT二次绕组永久性接地在各间隔CT端子箱处一点接地。

(3)交流电压回路。由于电气一次主接线和每套母线保护装置的主接线相一致,因此,接入母线保护装置的交流电压要与主接线一致,进入保护装置前要经过开关,开关额定电流选择1A。

(4)一次刀闸和母联开关位置接线。由于电气一次主接线和每套母线保护装置的主接线相一致,一次保护装置内的各母线物理位置不变,保护装置的母线名称可以根据一次主接线定义。因此,各间隔刀闸位置接线要与相应的母线名称保持一致。接入母差保护装置的各间隔刀闸位置,必须是取自一次隔离刀闸辅助开关的接点,严禁使用各间隔保护装置电压切换箱中间继电器动合接点。如果刀闸位置开入的公共端使用弱电,则取用刀闸位置的电缆不能与强电混用。

(5)母联(分段)充电保护回路设计。目前,大多数母差保护装置的充电保护逻辑是: 当母联断路器跳位继电器由“1”变为“0”或母联TWJ=1且由无电流变为有电流(大于0.04In),或两母线变为均有电压状态,则开放充电保护300ms,同时根据控制字决定在此期间是否闭锁母差保护。在充电保护开放期间,若母联电流任一相大于充电保护整定电流,则将母联开关切除。母联充电保护不经复合电压闭锁。当任一组母线检修后再投入之前,利用母联断路器对该母线进行充电试验时可投入母联充电保护,当被试验母线存在故障时,利用充电保护切除故障。对于这种母差保护装置,按照母联开关位置接入要求接线即可。

(6)出口跳闸接线设计。母差保护装置保护动作出口跳每路开关的接点有2副。对于110kV及以下电压等级电网,断路器的跳闸线圈是单线圈,因此设计时只用各断路器的出口跳闸1接点。对于220 kV及以上电压等级电网,断路器的跳闸线圈是双线圈,根据《国家电网十八项电网重大反事故措施》要求:2套保护的跳闸回路应与断路器的2个跳圈分别一一对应。因此I套母差保护动作跳各间隔断路器主线圈,II母差保护动作跳各间隔断路器副线圈。

2 双套母线保护的调试和使用问题

通过近几年的验收、维护工作,笔者发现母差保护调试和使用中容易出现以下几点错误。

(1)二次接线检查。在母差保护调试工作中,许多继保工程师侧重校验保护装置,而忽略了二次回路检查。二次回路检查主要包括直流电源回路、交流电流回路、交流电压回路、隔离刀闸位置开入接线、出口跳闸线、信号回路等几个方面。

(2)保护装置调试。在调试中,有许多继保工程师不太理解比率制动系数高值和比率制动系数低值。为防止在母联开关断开的情况下,弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度不够,大差比例差动元件的比率制动系数有高低两个定值。母联开关处于合闸位置以及投单母或刀闸双跨时大差比率差动元件采用比率制动系数高值,而当母线分列运行时自动转用比率制动系数低值。小差比例差动元件则固定取比率制动系数高值。部分调试人员对母联失灵(死区)故障不太熟悉。

(3)运行保护的使用。母联充电保护的原理是: 当任一组母线检修后再投入之前,利用母联断路器对该母线进行充电试验时可投入母联充电保护,当被试验母线存在故障时,利用充电保护切除故障。新母线和检修后的母线投入运行时必须投入此保护,新母线和检修后的母线运行正常后退出此保护。

母联过流保护的原理是: 当利用母联断路器作为线路或变压器的临时保护时可投入母联过流保护。对于新线路或变压器送电时必须投入此项保护,新线路或变压器送电完成后立即退出此保护。

继电保护正定计算人员必须在母差保护定值单中对母联充电保护功能和母联过流(零序)保护功能的投退做具体说明,继电保护现场工作人员在工作记录中也必须注明,对于需要更改母差保护装置内部控制字的必须由继电保护人员来完成。

3 结语

随着社会经济的快速发展, 电网的重要性愈发突出了,对电网的可靠运行也提出了极高的要求。因此合理的设计、规范的安装、全面的调试、正确的使用和认真的维护是保证电网安全可靠运行的前提保障,同时要求设计人员设计要结合实际, 安装、调试人员工作要认真、严谨。以上是笔者近几年在母差保护工作中的一些经验和体会,供从事电力系统继电保护专业的设计、维护、运行人员以做参考。

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[3]李嘉逸,刘汉伟.应用分布式母差保护应考虑的因素[J].电力系统保护与控制,2009(12):63-64.