220kV母差保护及运行维护分析

220kV母差保护及运行维护分析

覃贤体

（中国轻工业南宁设计工程有限公司广西南宁530031）

摘要：母线差动（简称母差）保护作为快速反应母线故障的主保护，它动作快速性和可靠性对电力系统稳定及缩小故障范围至关重要。随着电网的不断扩大、变电站扩建项目日益增多，每个扩建间隔都需接入母差保护，二次回路搭接的正确性直接影响到母差保护动作的可靠性。文章重点就220kV母差保护及运行维护进行研究分析，以供参考和借鉴。

关键词：220kV；母差保护；运行维护；分析

引言

母线是电力系统的重要组成元件之一，母线的故障有可能引致系统性的破坏。为防止由于母线差动保护拒动而造成的系统稳定破坏、事故范围扩大等情况的发生，同时防止在母线差动保护检修时保护失效，220kV及以上的母线宜采用双重化的保护配置。为保证电力系统的安全稳定运行，保障供电的可靠性，按照相关规程和规定的要求，进行了220kV母差双重化和失灵保护的技术改造。

1母差保护概述

1.1母差保护及失灵条件

根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的相关规定，为提升保护动作的可靠性，断路器失灵保护必须同时具备两项条件方可起动。第一，故障线路或设备的保护能瞬时复归的出口继电器动作后不返回（故障切除后，启动失灵的保护出口返回时间应不大于30ms）；第二，断路器为断开的判别元件动作后不返回。若主设备保护出口继电器返回时间不符合要求时，判别元件应双重化。通过技术改造将母差保护和失灵保护形成一个共用出口，在保护动作时同时作用于断路器的两个跳圈。以此保证在断路器的一组跳圈发生故障时，失灵保护能够通过另一组跳圈出口完成跳闸动作，提升失灵保护动作的可靠性。

1.2母差保护原理

母线的差动保护是以基尔霍夫定律为基础进而提出并研制的，若将母线作为一个节点，将其内部故障时电流视为短路总电流。若母线各引出线电流互感装置的变比一致且二次侧同极性端相互连接，则其母线外部故障与正常运作时母线中流入电流之和为零。相对比其他类别的差动保护，母差保护的范围会随着母线运行方式及母线倒闸操作的进行而发生改变，母差保护的对象亦会随着元件的倒换而发生变化。

1.3母差保护的分类

现阶段我国电网系统常用的母差保护形式有五种，其分别为母线完全差动保护、电流比相式母差保护、比率制动式母差保护、固定式双母差保护和母联相位差动保护。在实际使用中母差保护应能实现对母线故障部位的精准、灵敏和快速切除，同时对于中性点接地的电网母线进行差动保护时应当选用三相式接线法，从而确保其能够对单相接地短路与相间短路做出反应。

2220kV母差保护常见类型分析

2.1中阻抗型集成母差保护

此类母差保护是在220kV及以上电路中应用最为广泛的一种，其属于具备三相带比率制动特性的保护装置，具有动作快速（动作时间仅8ms）的特点。当电源出现穿越性短路而TA线路完全保护的状态下，母差系统具备优良的可靠性与安全性，自身灵敏度不会受到差动回路数量的干扰，同时当母线发生内部故障时，装置可在TA饱和前实现对故障的快速检测，故对TA饱和性要求不高。此外，其还可辅助TA对母线的总变比进行调整，有效适应TA的不同变比。当前我国电网中使用的此类母差保护装置型号主要有西门子公司生产的7SS10型和GE公司生产的BUS-1000型。

2.2微机型母差保护

此类母差保护装置最显著的技术特点是能够实现有效的分散安装，各个装置能够分布安设在开关设备的机架或箱柜中，并通过中央处理装置及光纤电缆进行相互连接，构成一种较为理想的保护体系，其不仅动作速度快、可靠性强且对TA饱和不敏感，加之采用了自动化系统，不仅可实现对装置的有效自检，也便于扩充与更换。

3220kV母差保护运行维护分析

3.1日常维护分析

母差保护作为系统性的反复工作，整个系统会涉及数量众多的回路，其中任何一种故障都有可能导致母差保护的正常运行。因此，在母差保护的日常维护中必须加强对危险节点的防控，详细如下：第一，设备检修完备后应由第二人对检修后的线路进行核对，确保其同设计完全相符，并符号相关行业规程，杜绝安全隐患；加强不同部门间的信息交流，确保整个系统任一间隔内电流互感器出现一场都能即使反馈至相应部门，以便对母差保护相应支路的变比系数进行修订；第二，对原有的母差版本实施升级改造时，应在升级后对系统各功能开展全面细致分析调查，确保无隐患遗留；保护设备运行五年以上后应对其进行电源插件的动态监测，一旦出现非正常运行，立即对插件进行更换；第三，母差保护系统的管理维护人员在日常工作中必须遵循严谨的工作理念，对任何异常状态的都应小心求证，不可妄下断论。

3.2运行操作分析

为有效避免母差保护检修时，母线不会由于失去保护而出现故障，220kV的母差保护必须选用双重化配置。每套保护系统的差动保护分别作用一组断路器跳闸线，这是由于采用单套保护装置时，一旦出现故障，保护失灵会同时影响两组跳闸线圈，影响电网正常运行。除此之外，对于实施母差保护断路装置、切换回路、隔离辅助接点、辅助变流器及其它辅助保护回路等均应进行独立的双重化配置；对进行母差保护的电流互感器二次绕组进行合理配置，在达成系统有效运行的前提下，对无法进行有效保护的动作死区，通过远方跳闸、启动失灵等后备手段予以保护，进行倒闸操作时应急时对应的调整把手，以确保其同一次设备相对应。例如，对I母线上的互感装置进行日常维护时，应及时手动将电压切换把手换至II母线，以避免系统误判，导致保护误动；当因辅助接点连接不当引起间隔刀闸同实际运行不相匹配时，系统管理人员可借助母差模拟盘将刀闸强制换至正确位置，保障母差保护运行的安全有效，同时还应及时通知有关检修部门修复存在的缺陷。需格外注意的是，缺陷修复完成后应及时将刀闸切换开关调回自动模式；实施倒母线作业时，除去断开相应电源外，还应放置“互联”与“投单母”压板，并检查装置各对应位置的正确性与有无异常信号。

3.3新设备投运分析

在安装布设完成的母差保护装置在正式投运前，应先对各支路进行向量的带负荷监测，确保其同实际潮流相同，且差流大小、变比系数、运行变换方式等相关指数符合相关行业规定。此外，检测人员还应确保各电流绕组规格符合国家有关规定，杜绝测量绕组误接入母差的情况出现。

3.4管理维护人员培训

在新设备正式使用前还应对设备的日常管理及维护人员进行实地现场培训，并配有全面、详细的书面规范，以便人员可对设备运行管理及日常巡视的重难点加以了解。鉴于母差保护对电网运行影响重大，对人员的培训也就格外关键，为确保整个保护系统的有效运行，所有管理维护人员都应对母差保护的相关原理进行充分掌握，确保其对了解所有压板、把手以及信号指示的具体含义，只有这样方能真正懂得在何时何种情况下对系统进行何种操作，从而真正为系统的安全运行提供切实有效的保障。

结束语

综上所述，伴随我国电力事业的日益壮大，如何确保电网运行的安全有效也成为了社会广泛关注的焦点之一。管理维护人员必须积极学习，从施工、验收、日常管理与维护等诸多方面下手，不断丰富和积累自己的经验，才能更好的适应时代发展需求，为电网安全运行保驾护航。

参考文献：

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[2]严锦华.一起母差保护通讯中断的故障分析与处理[J].电子世界，2018（20）：207.