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500kV线路保护升级改造安全防范措施

文档作者：姚莉娜刘华张斌周亚辉贾炜张新旺张强文档来源： 1．郑州轻工业学院；2．河南送变电建设公司		点击数：	更新时间： 2021年12月15日
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第38卷第22期
2010年11月16日
电力系统保护与控制
Power System Protection and Contro1
Vl01．38 NO．22
Nov．16，20l0
500 kV线路保护升级改造安全防范措施
j
姚莉娜 ，刘华 ，张斌 ，周亚辉 ，贾炜 ，张新旺 ，张强
(1．郑州轻工业学院，河南郑州4 5 0002；2．河南送变电建设公司，河南郑州450051)
摘要：500 kV超高压电网保护配置复杂，进行线路保护升级改造和更换涉及多个运行设备和相应的二次线。结合近几年500 kV
线路保护升级改造和更换的经验，分析了其中存在的各种危险点，制定了封贴运行端子排、退出保护压板、断开直流屏保护
装置电源等安全防护措施，防止了改造中直流接地、短路、误启动失灵回路跳运行线路、主变或母线的发生，保证了500 kV
线路保护升级改造工作的顺利进行，收到了良好的效果，对今后进行类似的工作具有重要的指导意义。
关键词：500 kV超高压电网；3／2接线；线路保护；升级改造；二次线
The security precautions in the 500 kV transmission line protection upgrading and replacing
YAO Li．na ，LIU Hua ，ZHANG Bin2， ZHOU Ya．hui ，JIA Wei ，ZHANG Xin．wang ，ZHANG Qiang2
(1．Zhengzhou University ofLight Industry,Zhengzhou 450002，China；
2．Henan Electric Power Transmission and Transformation Construction Corporation，Zhengzhou 45005 1，China)
Abstract：The protective devices of the 500 kV EHV d are ye complex． The upgrading and changing of line protection involve
many running equipments and the corresponding secondary lines．Based on the experience ofthe 500 kV line protection upgrading and
changing in the past few years，the danger in it is analyzed．The security precautions of sealing running terminal block，exiting
protection board，disconnecting the power ofprotection device in the DC screen，etc，are made．The DC ground，short circuit and
false startup failure protectionjumping running lines，transformer and bus are avoided．The upgrading and changing of 500 kV line
protection are ensured to go wel1．The discussion is of important significance for the future similar work．
Key words：500 kV EHV power grid；the 3／2 main electrical connection；transmission line protection：upgrade and change；secondary
1ine
中图分类号： TM77 文献标识码：B 文章编号： 1674-3415(2010)22-0220-04
0 引言
近年来，随着一大批新建500 kV变电站陆续投
入运行，河南500 kV电网迅速发展，已成为河南电
网的主网架，在国家电网南北互供、西电东输跨区
联网中占据重要位置。对于一座新建500 kV变电
站，当运行线路兀接入后，原运行线路两端的变电
站为适应新建变电站的保护，通常会进行线路升级
改造和更换，例如2009年7月在500 kV官渡变电
站兀接入500 kV郑州变一祥符变输变电工程中，根
据500 kV官渡变电站的保护配置情况，对500 kV
郑州变和祥符变的线路保护进行了相应的升级改造
和更换；2009年6月为配合特高压南阳变7【接入
500 kV香山变和白河变，对500 kV 白河变电站进
行了500 kv配串调整，新上 1主变进线接入第5
串，姚孟电厂出线由第5串调至第3串，相应的
线路保护装置在站内进行搬迁并且进行升级改
造，其中线路高频保护升级改造为光纤差动保护。
除此之外， 随着技术的进步和保护装置的不断更
新， 线路保护升级改造工作也在技改、检修工作
中经常遇到【Jl。
在线路保护升级改造和更换中，由于500 kV一
次设备采用3／2接线，一条线路两套主保护(含两套
远跳保护)往往涉及到两套断路器保护和母差失灵
保护，还牵扯到两套断路器测控装置、一套线路测
控装置和一套录波装置，需进行移出旧保护屏、拆
除旧二次线、重新接线等多种工作， 因此存在许多
的危险点，需采取相应的措施才能保证安全顺利地
进行 l。
1 500 kV线路保护升级改造和更换危险点
分析
1．1 500 kV线路保护升级改造和更换介绍
以500 kV官渡变电站兀接入500 l 郑州变一
姚莉娜，等 500 kV线路保护升级改造安全防范措施 一221一
⑨⋯⋯⋯。． 1．X_厂 垩 堕⋯．⑧
。。 V郑 ‘变 荤 ＼ ／ 莩 。。 V祥符
500kV官渡变
图2 Ⅱ接入后系统联系
Fig．2 The system contact after connection
变
1．2 500 kV线路保护升级改造和更换危险点分析
以祥符变500 kV 线路保护升级改造和更换为
例，图3为祥符变500 kV主接线，其中5031和5032
断路器断开停运，线路／1；接后为配合祥官线投运，
祥符变内原先配置在郑祥线的两套线路保护装置需
退出运行，升级改造和更换为新的保护装置，在改
! I 5012 I
开祥II回线 2主变
I 5022 I Q2
1主变 开祥II回线
Q 1 l 5032 l Q 3
祥管线 祥庄线
5041 I Q
开祥I回线
祥塔I回 花祥I回
花祥II回
II母
图3 500 kV祥符变主接线图
Fig．3 The main electrical connection of 500 kV Xiangfu
substation
造过程中存在的危险点分析如下：
1．2．1电源短路
线路保护升级改造和更换中，在IEt保护屏退出
前， 首先要断掉保护装置的直流1 10 V电源、打印
机及屏内照明的220 V交流电源，然后才能拆除电
缆和相应的二次线，如直流电源断不彻底就会造成
电源短路、直流接地，从而危及运行设备安全；交
流电源断不彻底在拆线时可能会危机人员安全；对
于一些保护硬节点信号，由于其信号公共端J701(正
电110 V )由测控装置提供，所以若断不彻底也会
造成直流接地等故障。
1．2．2误跳运行断路器
以图3为例，对于503I边断路器和5032中断
路器，其断路器保护内都配置有失灵启动回路，具
体如图4和图5所示。当边断路器5031失灵时，启
动I母母线差动保护，跳开I母线上运行的所有边
断路器，即5011、5021、5041、5051、5061，从而
使I母停运；当中断路器5032失灵时，启动失灵保
护跳开运行边断路器5033，与此同时发出远跳信息
使对端变电站断路器跳开【jJ。因此在旧线路保护退
出和升级更换过程中，牵扯到5031和5032断路器
保护的二次线拆除、重新接线要有相应的防止失灵
启动措施，否则就有可能造成跳运行母线、主变、
线路、断路器等严重后果，从而对经济社会发展造
成严重后果 J。
SL1-l
一／ ，．— ～
SL 1．2
／ ，_— 一
SL2．1
～ ／ ， — 一
SL2．2
一／ ，-— ～
启动I母第一套母差1
启动I母第一套母差2
启动I母第二套母差l
启动I母第二套母差2
图4边断路器失灵启动母差回路
Fig．4 The circuit of edge circuit breaker failure starting
busbar diferemial protection
图5中断路器失灵联跳边断路器回路
Fig．5 The circuit of middle circuit breaker failure jumping edge
circuit breaker
1．2．3旧保护屏退出时震动危机运行屏柜
在旧保护退出时，由于其屏柜已通过螺栓与运
行屏柜进行了无缝连接，所以在退出时如出现震动、
左右摇摆碰触运行屏等情况，就有可能使运行屏柜
- 222一 电力系统保护与控制
内的装置插件、二次线等接触不良或松动，从而造
成跳闸停电等恶性事故。
1．2．4保护升级改造后CT二次回路检查误跳运行
线路
线路保护升级改造更换后，必须进行CT二次
回路检查，防止CT回路开路；由于中断路器5032
有两组参与运行线路保护，如果在CT二次回路检
查中方法不正确就会误跳运行线路，从而造成严重
后果[ 。
1．2．5保护升级改造后PT二次回路接线错误
线路保护升级改造后，线路PT二次回路要重
新接入(见图6)，如接线错误有可能引起线路PT
二次侧短路，从而造成PT烧坏。
线
路
保
护
用
PT
电
压
图6线路保护PT二次回路接线
Fig．6 The secondary circuit oftransmission line protection PT
2 500 kV保护升级改造的危险防范措施
2．1电源短路的防范措施
为了防止电源短路，在线路保护屏退出运行，
拆除二次线和更换新保护屏恢复二次线过程中，必
须使保护屏与外界电源完全隔离，使所有涉及线路
保护的二次回路断电，除此之外还应断掉打印机等
的交流电源，需采取的措施如下【6J：
1)断开两套线路保护屏中的装置电源，即拉开
图7所示的空气开关1K和2K，除此之外为拆除外
接二次电源线，应从根部完全断掉直流电，即从直
流屏处断掉直流电源，拉开空气开关3K，这样就可
以避免拆线和接线过程中出现直流接地、短路等故
障， 同时也可以保证作业人员的安全。
图7保护装置直流电源
Fig．7 The DC ofprotective device
2)与措施1类似，在直流屏从根部断开边断路
器5031和中断路器5032的保护装置电源，除此之
外，由于线路保护跳闸回路的正电公共端101和201
位于断路器保护屏的操作箱(见图8)，所以还应从
直流屏处分别断开边断路器503l和中断路器5032
的两路操作电源。
线路保护跳闸
101(201) 102 (202)
／
／
图8线路保护跳闸回路接线
Fig．8 The jumping circuit oftransmission line protection
3)对于线路保护的硬节点信号，由于其回路正
电源公共端J70 1位于线路测控装置，所以应在线路
测控屏断开停运线路测控装置的信号电源。
4)为断开线路保护屏内打印机等使用的交流电
源，应临时拆除保护屏顶的220 V交流小母线， 以
便于线路保护屏安全退出。
2．2误跳运行断路器的防范措施
在线路保护升级改造和更换中，为防止误跳运
行断路器，常规做法是在断路器保护屏上拆除边断
路器5031失灵启动母线差动保护回路以及中断路
器5032失灵启动边断路器5033和远跳运行线路回
路，但是这一做法存在很大的弊端， 因为拆除以上
回路时有可能拆错，造成运行线路失灵启动该动作
时不动作；除此之外在恢复以上回路二次线时，由
于端子接线位置相距很近，所以一不留神就可能造
成线芯碰触，从而启动失灵回路产生误跳运行断路
器、误跳运行线路和变压器的事故。
基于以上分析，在线路保护升级改造和更换中，
应尽量不拆除失灵启动回路二次线，而应采取以下
措施：
1)为防止边断路器5031失灵启动母线差动保
护，在边断路器503 l保护屏上进行拆除二次线和重
新接线过程中，应用胶带粘住5031失灵启动母线差
动保护边端子排，防止误碰触失灵启动回路和误拆
失灵启动回路，即图5中1M1+、1m1+、1M2+、lm2+、
1M1 l、lm12、1M21、lm22对应的接线端子；除
此之外应退出“503 1失灵启动母线差动保护压板”，
即图4中的3LP1、3LP2、3LP3、3LP4，使失灵启
动母线差动保护回路断开，为防止作业人员误投压
板，应用胶带把压板粘住，并在压板明显的位置注
明“保护升级改造期间禁止投入”。
2)为防止中断路器5032失灵联跳边断路器
姚莉娜，等 500 kV线路保护升级改造安全防范措施 ·223—
5033，在中断路器5032保护屏上进行拆除二次线和
重新接线过程中，应用胶带粘住5032失灵联跳边开
关端子排，即图5中101、R133、201、R233对应
的接线端子；除此之外，应退出“5032失灵联跳5033
压板”，即图5中的3LP5、3LP6，使失灵联跳回路
断开，为防止作业人员误投压板，还应用胶带把压
板粘住，并在压板明显的位置注明“保护升级改造
期间禁止投入”。
3)为防止中断路器5032失灵启动线路远跳，
从而使对端变电站断路器动作跳开运行线路，即图
3中祥庄线，在中断路器5032保护屏上进行拆除二
次线和重新接线过程中，应用胶带粘住5032失灵启
动远跳运行线路端子排，即图9中FX1+、FX1、
FX2．、FX2对应的接线端子；除此之外，应退出
“5032远跳运行线路压板”，即图9中的3LP6、
3LP7，使失灵远跳回路断开，为防止作业人员误投
压板，还应用胶带把压板粘住，并在压板明显的位
置注明“保护升级改造期间禁止投入”。
图9失灵启动线路远跳回路
Fig．9 The circuit offailure starting transmission line remote trip
2．3 CT二次回路检查的防范措施
为防止CT二次回路开路，在线路保护升级改
造中，应尽量减少CT回路的改接线，尽量采用旧
电缆减少拆线和接线；在CT二次回路检查中，为
防止误碰运行线路保护用CT造成线路跳闸，CT二
次回路检查最好不要在户外端子箱进行，而应尽量
在线路保护屏进行，可通过万用表量电阻大小的方
法就可以判断CT及其二次回路是否开路。
如图10所示，在保护屏处，打开每一相电流端
子的连片LPI，用万用表测量LP1两端的电阻z，
Zl+Z2+Z3，其中：z1为二次回路电缆电阻，Z2为
保护装置电阻，Z]为CT电阻。如果电阻在10Q以
下，则说明CT没有开路，如果电阻值很大，就要
N
图10 cT开路的检查方法
Fig．1 0 The CT disconnection checking mothod
考虑分析CT及其二次回路是否开路 J。
需要强调的是，在检查完以后，务必要恢复连
片，否则就会造成CT开路。
2．4二次拆接线错误的防范措施
为保证二次拆线的准确无误，在作业前应注意
以下几点：(1)要认真编写作业指导书，拆线时应
认真核对图纸，并严格按照作业指导书进行拆线，
在情况不明、工作目的不清的情况下，严禁进行任
何拆线工作；(2)拆线时应确认无误并经监护人检
查后方可进行，与此同时应做好相应的记录；(3)
对于交直流回路，在断掉电源后要进行仔细验电，
确认无电后才能进行拆线，以防止造成人身伤害；
(4)二次短引线在拆除和接线过程中，应确认端子
编号正确，防止直流接地或短路，严防误跳运行中
的断路器；(5)为保证二次线的正确恢复，在拆线
时应用绝缘胶带缠紧线芯， 以防止电缆线芯号头脱
落，如出现号头脱落的线芯，一定要经过认真校线
后才能接入；除此之外，在恢复二次线时应采用电
动螺丝刀拧紧以防止CT二次回路开路、PT二次回
路短路。
在保护屏柜退出和更换过程中，为防止震动应
禁止采用敲击、左右摇晃等方法，可采用整体倾斜
放置在气垫搬运装置上拆除的方法；在更换新屏柜
过程中，为防止新屏柜中的保护装置震动受损，应
对屏柜内的保护装置加装塑料泡沫进行保护。
3 结论
随着技术的不断更新换代，变电站的保护更换
工作会经常进行，500 kV线路保护升级改造由于涉
及的二次回路复杂，因此存在许多的危险点。本文
针对这一问题进行了讨论，并制定了相应的措施。
这些措施已多次在省内500 kV变电站技改、检修、
扩建施工中广泛应用，收到了良好的效果，对于今
后从事类似的工作也具有较高的参考价值和一定的
指导意义。
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(下转第226页continued onpage226)
．． 226．． 电力系统保护与控制
2．2自备电厂自动装置的整定
在110 kV线路L1、L2故障跳闸，频率和电压
低于一定值时应要求自备电厂能可靠解列，因此应
在自备电厂6 kV并网线路电厂侧安装低频低压解
列装置。
2．2．1低频定值
当110 kV线路L1(L2)故障，系统侧开关1DL1
(2DL1)跳开后，自备电厂带110 kV变电站负荷，
此时由于孤立系统将有较大功率缺额，频率降低，
引起110 kV变电站馈线低频减载装置动作。低频定
值的整定应保证低频解列装置先于负荷线路的低频
减载装置动作，还要躲过系统正常运行时的频率波
动。根据规程规定和电网运行经验，频率定值一般
整定为48~49 Hz，时间定值取0．2~0．5 S。
2．2．2低压定值
低电压定值按保证解列范围有足够的灵敏系数
整定，一般整定为额定运行电压的0．6～0．8倍。为
确保变电站其他6 kV线路故障引起系统电压降低
时，不会造成低压解列装置误动作，动作时限应躲
过本母线6 kV线路有灵敏度的保护段(一般为II
段)时限， 即比有灵敏度保护段时限长一个时间级
差△f，对微机保护，此时限一般不大于1．5 S。
3 结束语
自备电厂的并网是影响用户串供变电站供电可
靠性的因素，本文通过对变电站负荷重要性和自备
电厂性质进行了分析，提出了负荷侧开关保护动作
于信号，末端线路故障通过光差保护实现地方电厂
解列重合闸，首端线路故障通过末端变主变间隙保
护(接地短路)和相间距离保护(相间故障)实现
解列重合闸，并与自备电厂自动解列装置配合的解
决方案，实践证明具有很高的实用性，可有效提高
用户供电可靠性。
参考文献
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收稿日期：2009一l1—1 7； 修回日期：2010-01—27
作者简介：
侯元文(1 973一)，男，本科，工程师，长期从事电力系
统继电保护整定计算和运行管理工作。E-mail：hyw689292@
sohu．com
钱卫(197O-)，男，高工，主要从事电力系统自动化
工作。
(上接第223页continued from page 223)
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收稿日期：201O-01—25； 修回日期：201O-03—23
作者简介：
姚莉娜(1979一)，女，讲师，研究生，研究方向为电气
工程自动化及电子信息技术：E—mail：ylnsmile@126．corn
刘华(1978-)，男，硕士，从事变电施工技术工作。
张斌(1972一)，男，本科，高级工程师，从事变电项
目施工管理工作。

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