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[摘要]母线是变电站中极其重要的元件，母线保护是保证电网安全稳定运行的重要设备，《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中规定，220kV母差保护必须双重化。本文对本地区即将大范围开展的母差保护双重化改造的方案进行了研究，望能对220kV母差保护双重化改造工作起到参考作用。
[关键词]母差保护；双重化；失灵回路；改造方案
一、引言
母线是变电站中极其重要的元件，虽然相比于线路保护，它发生短路故障的几率较小，但母线作为电气元件的汇聚点，一旦发生故障不能及时切除的话将会导致极大的危害，很有可能破坏系统稳定。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中强调：“除终端负荷变电站外，220kV及以上电压等级变电站的母线保护应按双重化配置”。双重化配置可以提高母线运行的可靠性，也可以满足母差保护检修、校验的灵活性。因此，上级部门要求结合CT更换工作大力推进母差保护双重化改造进程。本文对本地区即将大范围开展的母差保护双重化改造的方案进行了研究，望能对220kV母差保护双重化改造工作起到参考作用。
二、220kV母差保护双重化改造方案技术分析
220kV母差保护的二次回路由以下四部分组成：电流回路、刀闸二次回路、跳闸回路、失灵回路。同时每个支路的排列顺序与其相对应的电流回路、跳闸回路、刀闸回路以及失灵回路的排列顺序都是分别一一对应的，下面结合这四部分的特点对现场改造方案进行探讨。
1、电流回路的改造
按照反措要求，双重化的两套母差保护的电流回路应分别取自电流互感器相互独立的绕组，且电流回路中没有其它串接元件。
原先线路间隔只有三个保护级次，主变间隔只有四个保护级次，不符合要求，因此所有间隔的电流互感器都需要更换。改造之后的线路间隔CT具备四组保护级，分别接第一套线路保护和故障录波、第二套线路保护、第一套母差保护、第二套母差保护。改造之后的主变间隔CT具备五组保护级，分别接第一套线路保护和录波、第二套线路保护、第一套母差保护、第二套母差保护以及断路器保护。
新增母差保护的电流回路接入CT应按照反措要求，避免出现保护死区，采用交差配置。例如，间隔CT的绕组布置自母线至间隔为1S、2S、3S、4S，现场改造应按要求对电路互具体可以在互感器端子箱内对绕组进行调整：1LH，线路第一套保护；2LH，线路第二套保护；3LH，第一套母差保护；4LH，第二套母差保护。
2、220kV母差保护双重化刀闸二次回路改造
在母差保护中，各间隔的刀闸位置参与到装置的差流计算。各刀闸位置通过刀闸辅助开关的接点状态反应，目前运行的刀闸基本上能再提供一付常开接点供新增母差保护使用。现场实际改造中，通过刀闸机构箱至间隔端子箱电缆的备用芯线引致端子排，再经间隔端子箱至母差保护柜的电缆备用芯线引致相应端子。相关电缆若无备用芯线，应重新施放。
3、220kV母差保护双重化跳闸回路改造
在母差保护中，母差保护提供相应间隔保护跳闸空接点驱动相应间隔操作箱实现断路器的跳闸，对于单母差保护，母差保护的两个跳闸接点应与线路或主变保护操作箱中两组跳闸线圈分别一一对应，并分别接于“TJR（启动失灵，闭锁重合闸）”回路处。改造完成后，实现第一套母差保护的跳闸接点应与线路或主变保护第一组跳闸线圈相对应，第二套母差保护的跳闸接点应与线路或主变保护第二组跳闸线圈相对应，并分别接于“TJR（启动失灵，闭锁重合闸）”回路处。实现母差保护与线路保护对应的“一对一”跳闸。
4、220kV母差保护双重化失灵回路改造
失灵回路是母差保护的重要组成部分，相对于单套配置的失灵回路，双重化回路的改动比较大。原先失灵回路的设计如图2，两套线路保护的跳A、跳B、跳C接点并联后作为单相跳闸启动失灵保护装置开入，操作箱的TJQ、TJR作为三相跳闸启动失灵保护装置开入，失灵保护装置在收到任一个开入信号时判断此时仍有故障电流，则开出一对接点启动母差保护装置，经延时出口跳闸。
改造后的失灵回路如图3，第一套线路保护的跳A、跳B、跳C作为单挑开入至第一套母差保护装置，操作箱第一组的TJQ、TJR并联作为三跳开入至第一套母差保护装置。第二套线路保护的跳A、跳B、跳C作为单挑开入至第二套母差保护装置，操作箱第二组的TJQ、TJR并联作为三跳开入至第二套母差保护装置。母差保护在收到开入量后进行有流判定，经失灵延时出口跳闸。
三、220kV母差保护双重化改造方案安全分析
本次母差保护双重化改造牵涉很多二次回路，是一个复杂的施工过程，本着”安全第一，综合利用”的指导思想，确定了以下停电施工的原则：
a）在整个工程进行过程中，必须保证旧母差保护的正常运行。
b）改造的变电站只能采用220kV间隔轮流停电接入的方式。同时利用停电时间，进行主变间隔CT和220kV线路间隔CT的更换工作。
c）在安装调试和接入运行各个阶段加强质量管理和技术监督，保证母差双重化不留隐患地投入运行。
本次工程涉及改造二次回路多，工序复杂繁琐。因此工程开始前反复勘察现场，仔细分析存在的危险点，制定了严密的安全措施如下。
1、CT回路危险点
a）CT更换后，保护、故录、计量和测控所取CT绕组发生变化，CT 回路整体改动，必须及时检查CT回路，防止送电时造成CT二次开路。送电前要进行带负荷试验。另外母差保护和主变保护差动电流回路必须在保护屏一点接地，其他电流回路在端子箱一点接地。
b）新母差保护装置各间隔电流回路端子排距离很近，没有明显区分标志。因此二次电流回路在接入前，应反复核对相别和对应端子；每开入一相，用钳表测量一次，确保接线正确；接入过程确保不影响其他运行设备，严防CT二次开路。
2、电压回路危险点
二次电压回路在接入前，反复核对相别，且保证新接入二次回路绝缘良好；接入过程确保不影响设备正常运行，严防PT二次短路。加电压试验时注意将外回路断开，防止引起 PT 反充电。
3、电缆施工危险点
新母差对侧电缆未接入。新保护装置带电后，对侧电缆如若未处理好，极易造成直流系统多点接地。因此电缆芯核对无误后，用绝缘胶布分芯包好，同时断开新母差电源。
4、母差保护误动作危险点
旧母差保护装置运行中，停电改造间隔的旧母差电流回路必须用专用短接线短接，严禁进行任何工作，防止差动回路电流不平衡导致旧母差保护误动作；
新母差保护只能传动停电间隔开关，各个间隔开关必须轮流停电进行。因此传动时接入停电改造间隔的跳闸线以及新失灵保护起动回路；传动后必须退出压板，解开本次调试临时接入的跳闸线和新失灵保护起动回路，防止人为误切调试后处于运行中的开关；接回旧失灵起动回路线，以保证双母线改造期间的失灵保护仍起作用。
5、新母差失灵投入运行危险点
当母差保护测试完所有间隔开关准备投运前，需要统一恢复接入各间隔开关跳闸二次线，而此时的各间隔开关均在运行，因此一旦接线错误会使运行中开关跳开，风险较大。各个间隔有母差保护跳闸线及失灵保护跳闸线共四组跳闸，接入端子多，易混淆。接入前需找准跳闸线的接入位置，并增加可连接端子，做好标识，确保跳闸二次线准确接入相应端子排；接入前必须先测量判断跳闸二次线R133无正电位后方可接入。
四、结束语
220kV母差保护双重化改造涉及面广、工作量大、技术难度高、二次回路复杂、安全风险高，实施前需要制定完整、详细的施工方案，针对各地区的实际情况不同，解决方案也会存在差异。本文主要针对本地电网的实际情况，提出了220kV母差保护双重化改造方案，望能对其它地区220kV母差保护双重化改造起到参考作用。
[关键词]母差保护；双重化；失灵回路；改造方案
一、引言
母线是变电站中极其重要的元件，虽然相比于线路保护，它发生短路故障的几率较小，但母线作为电气元件的汇聚点，一旦发生故障不能及时切除的话将会导致极大的危害，很有可能破坏系统稳定。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中强调：“除终端负荷变电站外，220kV及以上电压等级变电站的母线保护应按双重化配置”。双重化配置可以提高母线运行的可靠性，也可以满足母差保护检修、校验的灵活性。因此，上级部门要求结合CT更换工作大力推进母差保护双重化改造进程。本文对本地区即将大范围开展的母差保护双重化改造的方案进行了研究，望能对220kV母差保护双重化改造工作起到参考作用。
二、220kV母差保护双重化改造方案技术分析
220kV母差保护的二次回路由以下四部分组成：电流回路、刀闸二次回路、跳闸回路、失灵回路。同时每个支路的排列顺序与其相对应的电流回路、跳闸回路、刀闸回路以及失灵回路的排列顺序都是分别一一对应的，下面结合这四部分的特点对现场改造方案进行探讨。
1、电流回路的改造
按照反措要求，双重化的两套母差保护的电流回路应分别取自电流互感器相互独立的绕组，且电流回路中没有其它串接元件。
原先线路间隔只有三个保护级次，主变间隔只有四个保护级次，不符合要求，因此所有间隔的电流互感器都需要更换。改造之后的线路间隔CT具备四组保护级，分别接第一套线路保护和故障录波、第二套线路保护、第一套母差保护、第二套母差保护。改造之后的主变间隔CT具备五组保护级，分别接第一套线路保护和录波、第二套线路保护、第一套母差保护、第二套母差保护以及断路器保护。
新增母差保护的电流回路接入CT应按照反措要求，避免出现保护死区，采用交差配置。例如，间隔CT的绕组布置自母线至间隔为1S、2S、3S、4S，现场改造应按要求对电路互具体可以在互感器端子箱内对绕组进行调整：1LH，线路第一套保护；2LH，线路第二套保护；3LH，第一套母差保护；4LH，第二套母差保护。
2、220kV母差保护双重化刀闸二次回路改造
在母差保护中，各间隔的刀闸位置参与到装置的差流计算。各刀闸位置通过刀闸辅助开关的接点状态反应，目前运行的刀闸基本上能再提供一付常开接点供新增母差保护使用。现场实际改造中，通过刀闸机构箱至间隔端子箱电缆的备用芯线引致端子排，再经间隔端子箱至母差保护柜的电缆备用芯线引致相应端子。相关电缆若无备用芯线，应重新施放。
3、220kV母差保护双重化跳闸回路改造
在母差保护中，母差保护提供相应间隔保护跳闸空接点驱动相应间隔操作箱实现断路器的跳闸，对于单母差保护，母差保护的两个跳闸接点应与线路或主变保护操作箱中两组跳闸线圈分别一一对应，并分别接于“TJR（启动失灵，闭锁重合闸）”回路处。改造完成后，实现第一套母差保护的跳闸接点应与线路或主变保护第一组跳闸线圈相对应，第二套母差保护的跳闸接点应与线路或主变保护第二组跳闸线圈相对应，并分别接于“TJR（启动失灵，闭锁重合闸）”回路处。实现母差保护与线路保护对应的“一对一”跳闸。
4、220kV母差保护双重化失灵回路改造
失灵回路是母差保护的重要组成部分，相对于单套配置的失灵回路，双重化回路的改动比较大。原先失灵回路的设计如图2，两套线路保护的跳A、跳B、跳C接点并联后作为单相跳闸启动失灵保护装置开入，操作箱的TJQ、TJR作为三相跳闸启动失灵保护装置开入，失灵保护装置在收到任一个开入信号时判断此时仍有故障电流，则开出一对接点启动母差保护装置，经延时出口跳闸。
改造后的失灵回路如图3，第一套线路保护的跳A、跳B、跳C作为单挑开入至第一套母差保护装置，操作箱第一组的TJQ、TJR并联作为三跳开入至第一套母差保护装置。第二套线路保护的跳A、跳B、跳C作为单挑开入至第二套母差保护装置，操作箱第二组的TJQ、TJR并联作为三跳开入至第二套母差保护装置。母差保护在收到开入量后进行有流判定，经失灵延时出口跳闸。
三、220kV母差保护双重化改造方案安全分析
本次母差保护双重化改造牵涉很多二次回路，是一个复杂的施工过程，本着”安全第一，综合利用”的指导思想，确定了以下停电施工的原则：
a）在整个工程进行过程中，必须保证旧母差保护的正常运行。
b）改造的变电站只能采用220kV间隔轮流停电接入的方式。同时利用停电时间，进行主变间隔CT和220kV线路间隔CT的更换工作。
c）在安装调试和接入运行各个阶段加强质量管理和技术监督，保证母差双重化不留隐患地投入运行。
本次工程涉及改造二次回路多，工序复杂繁琐。因此工程开始前反复勘察现场，仔细分析存在的危险点，制定了严密的安全措施如下。
1、CT回路危险点
a）CT更换后，保护、故录、计量和测控所取CT绕组发生变化，CT 回路整体改动，必须及时检查CT回路，防止送电时造成CT二次开路。送电前要进行带负荷试验。另外母差保护和主变保护差动电流回路必须在保护屏一点接地，其他电流回路在端子箱一点接地。
b）新母差保护装置各间隔电流回路端子排距离很近，没有明显区分标志。因此二次电流回路在接入前，应反复核对相别和对应端子；每开入一相，用钳表测量一次，确保接线正确；接入过程确保不影响其他运行设备，严防CT二次开路。
2、电压回路危险点
二次电压回路在接入前，反复核对相别，且保证新接入二次回路绝缘良好；接入过程确保不影响设备正常运行，严防PT二次短路。加电压试验时注意将外回路断开，防止引起 PT 反充电。
3、电缆施工危险点
新母差对侧电缆未接入。新保护装置带电后，对侧电缆如若未处理好，极易造成直流系统多点接地。因此电缆芯核对无误后，用绝缘胶布分芯包好，同时断开新母差电源。
4、母差保护误动作危险点
旧母差保护装置运行中，停电改造间隔的旧母差电流回路必须用专用短接线短接，严禁进行任何工作，防止差动回路电流不平衡导致旧母差保护误动作；
新母差保护只能传动停电间隔开关，各个间隔开关必须轮流停电进行。因此传动时接入停电改造间隔的跳闸线以及新失灵保护起动回路；传动后必须退出压板，解开本次调试临时接入的跳闸线和新失灵保护起动回路，防止人为误切调试后处于运行中的开关；接回旧失灵起动回路线，以保证双母线改造期间的失灵保护仍起作用。
5、新母差失灵投入运行危险点
当母差保护测试完所有间隔开关准备投运前，需要统一恢复接入各间隔开关跳闸二次线，而此时的各间隔开关均在运行，因此一旦接线错误会使运行中开关跳开，风险较大。各个间隔有母差保护跳闸线及失灵保护跳闸线共四组跳闸，接入端子多，易混淆。接入前需找准跳闸线的接入位置，并增加可连接端子，做好标识，确保跳闸二次线准确接入相应端子排；接入前必须先测量判断跳闸二次线R133无正电位后方可接入。
四、结束语
220kV母差保护双重化改造涉及面广、工作量大、技术难度高、二次回路复杂、安全风险高，实施前需要制定完整、详细的施工方案，针对各地区的实际情况不同，解决方案也会存在差异。本文主要针对本地电网的实际情况，提出了220kV母差保护双重化改造方案，望能对其它地区220kV母差保护双重化改造起到参考作用。