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浅谈500kV/ 220kV升压站系统电网继电保护的异同点

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：朱雷

[导读] 摘要：随着电网的日趋复杂，电网的安全变得越来越重要，而继电保护则是保障电力系统和设备安全，以及防止电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。

        （国家能源集团谏壁发电厂）
        摘要：随着电网的日趋复杂，电网的安全变得越来越重要，而继电保护则是保障电力系统和设备安全，以及防止电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。本文从500kV/ 220kV电网继电保护的母线保护部分、线路保护部分、及断路器部分分别阐述两者的基本原理、保护配置、异同点以及相关注意事项。
        关键词：母线保护；线路保护；断路器保护；异同点
        一、500kV/ 220kV升压站一二次回路简介
        升压站电网继电保护简述（母线、线路及母联）
        •母线保护：500kV 母线保护包括每段母线配两套母线差动保护，分别为 500kV 第一套母差保护和 500kV 第二套母差保护。两套母差均为深圳南瑞科技的 BP-2CS 母线保护。220kV母线保护为南瑞BP-2B微机母线保护。两种微机母线保护装置均可以实现母线差动、断路器失灵保护、母联失灵保护、母联死区保护、CT断线判别功能和PT断线判别功能。
        •线路保护：500kV线路保护包括两套线路保护柜和一套单独的断路器保护柜配合实现；220kV线路保护包括南自PSL 602、631A和南瑞RCS—931（A）、925A保护。
        •母联保护：500kV母联保护由深圳南瑞科技的PRSC23-23 母联断路器保护（PRS-723 母联充电过流保护 +PRS-789-2 继电器箱+LOCKOUT 跳闸出口继电器）实现。220kV母联保护由南瑞继保的RCS-923母联断路器柜实现。
        二、500kV/ 220kV升压站相关保护异同点及注意事项
        2.1、升压站母差保护的异同点
        500kV/220kV母差保护均为复式比率电流差动，其保护原理相同。
        对比BP-2B和BP-2CS型母差保护发现，其基本原理、保护类型，动作行为以及一些相关操作方式均相似，但有一点比较特殊的不同，就是母线分裂运行的判断逻辑不一样，这里重点讨论一下：对于220kV母差保护，即BP-2B型母差保护，其“母联分裂”压板和“TWJ（母联）开入”取“或”逻辑，两者任意为满足，即判断为母线分裂运行；而500kV母差保护，即BP-2CS型母差保护，其“母联分裂”压板和“TWJ（母联）开入”取“与”逻辑，两者均满足，即判断为母线分裂运行；
        所以对于220kV母差保护中分裂状态的判断，手动方式优先等级最高，即若投“母联分裂”，装置则认为母线分裂运行，若解除“母联分裂”压板，装置则根据自动方式判断母线运行状态，而500kV母差保护中，则需要两者都满足。
        2.2、升压站线路失灵保护的异同点
        500kV/ 220kV线路失灵保护均是由各自的断路器保护柜内的失灵功能实现的，两者最大的区别就是500kV有瞬时重跳故障相，而220kV失灵保护出口回路无瞬间重跳故障相功能。

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        2.3、升压站线路开关重合闸保护的异同点
        500kV重合闸的特点与220kV的主要区别：
        1、500kV线路开关重合闸由500kV断路器保护RCS-921A实现：
        （1）单相重合闸由500kV线路两套速动的主保护跳闸接点来起动，重合闸装置能把起动脉冲自保持。
        （2）单相重合闸方式：单相接地故障时，断路器单相跳闸，单相重合，如果断路器重合之前又收到保护装置的跳闸脉冲，或者一开始即发生相间故障，则断路器进行三相跳闸不重合。在单相重合方式下，不会发生任何多相重合的情况。
        2、220kV线路开关重合闸则由线路保护PSL-602和RCS-931A中的重合闸功能实现。
        由于“602”、“931A”保护均具有重合闸功能，目前调度要求用“602”保护重合闸功能，其1QK正常放“单慢方式”，931A保护重合闸方式开关1QK应放停用位置。之所以正常情况下用这种方式，我认为虽然设计中两套的重合闸回路都是完善的，也就是说想两套都用上也是可以的，但是因为合闸线圈就一套，而两套保护的重合闸出口都是到这个线圈的，且两套重合闸动作时间有先后，容易造成开关在短时间内两次重合，不利于安全运行。
        而500kV线路开关重合闸是由断路器保护柜实现的，出现任何需要重合闸的情况都是由断路器保护来判断，若满足条件则动作开关直接送测控屏，最终出口于合闸跳圈，且断路器保护柜内的重合闸功能能把起动脉冲自保持，不会出现220kV所顾忌的问题。
        3、500kV线路开关具有优先重合闸功能，线路开关运行时，投先重保护3LP20应投入（否则重合闸的时间要叠加，是针对3/2接线而设的压板）。
        4、500kV线路开关具有顺序重合闸，重合闸过程中等对侧重合闸成功，线路电压建立后，再重合。
        2.4、升压站断路器非全相保护的异同点
        比较升压站断路器非全相保护的异同点，发现以下几点：
        1、升压站内线路和母联的非全相保护均在就地断路器机构箱内实现，且动作原理相同。
        2、对于220kV两台机组的发电机出口开关而言，由于其形式为三相联动断路器，所以不存在开关的非全相保护，而500kV两台机组的发电机出口开关是分相式断路器，所以同样需要配置非全相保护，但不同于线路和母联开关的非全相保护，其保护逻辑在就地断路器机构箱内进行辅助接点判断后并不直接出口动作与跳圈，而是将信号送入对应的机变保护柜内进行负序电流和零序电流的判断。
        三、总结
        通过配置和异同点的比较分析能够为运行人员更好的了解两者的实质区别，并在今后的电网设备和保护回路的检查、维护和操作中打下更好的理论基础。
        参考文献：
        [1] 徐文俊.国电谏壁发电厂六期电气运行规程
        [2] 饶春林.国电谏壁发电厂500kV升压站电气运行规程
        [3] 刘晓泽.浅谈分裂压板在母差保护中的作用与操作
        [4] 南京自动化研究所.BP-2B微机母线保护装置技术说明书