220 kV線路由旁路開關(guān)代出線開關(guān)時高頻距離保護分析

高 峰,韋 良

（濟南供電公司，山東 濟南 250012）

0 引言

2001年8月1日實施的 《山東電網(wǎng)繼電保護調(diào)度運行規(guī)定》中規(guī)定：由旁路開關(guān)代出線開關(guān)或旁路開關(guān)恢復備用，在開關(guān)并列過程中，應停用各側(cè)的高頻保護。旁路開關(guān)代路時切換出線開關(guān)的高頻距離保護。

2009年9月新頒發(fā)的 《山東電網(wǎng)繼電保護及安全自動裝置運行管理規(guī)程》第6.1.7條規(guī)定：由旁路開關(guān)代出線開關(guān)時，應將一套縱聯(lián)保護切換成旁路運行，倒閘操作結(jié)束后停用另一套縱聯(lián)保護；旁路開關(guān)恢復備用前，應將停用的縱聯(lián)保護投入運行，倒閘操作結(jié)束后將旁路運行的縱聯(lián)保護切回本線路運行。

前一種情況下，在旁路開關(guān)代出線開關(guān)倒閘操作過程中，線路失去了能瞬時切除故障的縱聯(lián)保護，保護將不能在最短的時間內(nèi)切除該線路的故障。新規(guī)定施行后，倒旁路操作過程中線路開關(guān)和旁路開關(guān)各有一套縱聯(lián)保護。目前，現(xiàn)場220 kV旁路開關(guān)只配置了高頻閉鎖距離保護，因此，在220 kV線路由旁路開關(guān)代出線開關(guān)前，只將高頻閉鎖距離保護切換到旁路運行。

1 高頻閉鎖距離保護工作原理

高頻閉鎖距離保護的工作原理，是利用距離保護的啟動元件和距離方向元件控制收發(fā)信及發(fā)出高頻閉鎖信號，閉鎖兩側(cè)保護的原理構(gòu)成，它能使保護無延時地切除被保護線路任一點的故障。其構(gòu)成原理如圖 1所示， 圖 1中，ZⅠ、ZⅡ、ZⅢ、 分別表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阻抗測量元件，tⅡ、tⅢ為延時元件，Ⅲ段作為啟動元件啟動收發(fā)信機發(fā)出高頻閉鎖信號，并經(jīng)過延時tⅢ動作于跳閘。Ⅱ段距離元件ZⅡ用來判定故障點的方向是否在保護的正方向，啟動后閉鎖本端發(fā)信機。它一方面啟動時間元件經(jīng)過一定延時tⅡ后跳閘，同時，還可以經(jīng)過一收信機閉鎖繼電器的閉鎖觸點瞬時跳閘。當 k1點短路時，ZⅡA、ZⅢA、ZⅠB、ZⅡB、ZⅢB均啟動，且故障在B側(cè)斷路器的距離一段范圍內(nèi)，因此B側(cè)斷路器立即跳閘。由于ZⅡB動作，B側(cè)KM1動作，停發(fā)B側(cè)高頻信號，同理A側(cè)也停發(fā)高頻信號，A側(cè)收信機收不到高頻信號，KM2繼電器常閉觸點保持接通，ZⅡA不帶延時地立即跳開A側(cè)斷路器，實現(xiàn)高頻閉鎖距離保護的全線速動。當k2點短路時，ZⅡA、ZⅢA、ZⅢB動作，B 側(cè)發(fā)信機發(fā)出高頻信號，而B側(cè)的距離Ⅱ段不動作，不會閉鎖B側(cè)的發(fā)信機。閉鎖信號被A側(cè)收信機接收，KM2常閉觸點打開，A側(cè)保護Ⅱ段以 tⅡ延時跳A側(cè)斷路器（若B母線右側(cè)斷路器或其保護不動作時）。

圖1 高頻閉鎖距離保護原理

2 現(xiàn)場操作過程對比

根據(jù)2009年版 《山東電網(wǎng)繼電保護及安全自動裝置運行管理規(guī)程》，現(xiàn)場倒旁路的操作步驟進行了相應的變更，具體過程對比如下：

2.1 原有的倒旁路過程

1）停用線路距離高頻、方向高頻保護；

2）旁路改定值,合旁路開關(guān)對旁路母線充電；

3）合線路的旁路刀閘；

4）停用線路和旁路零序3、4段保護；

5）合旁路開關(guān)，拉線路開關(guān)；

6）投入線路和旁路零序3、4段保護；

7）將線路開關(guān)高頻閉鎖距離保護通道切旁路運行；

8）檢查通道良好后，投入旁路開關(guān)距離高頻保護。

2.2 按照新規(guī)程的倒旁路操作過程

1）旁路改定值，將高頻距離保護切換至旁路運行；

2）合旁路開關(guān)對旁路母線充電；

3）合線路的旁路刀閘；

4）停用線路零序3、4段保護，停用旁路零序3、4 段保護；

5）合旁路開關(guān)，拉線路開關(guān)；

6）投入旁路零序3、4段保護；

7）停用線路開關(guān)高頻方向保護。

3 操作過程中故障分析及建議

按照原《山東電網(wǎng)繼電保護調(diào)度運行規(guī)定》，在倒旁路的過程中，當線路上發(fā)生故障時（圖1），由于失去了能夠全線速動的高頻保護，如果故障點位置在K1，B側(cè)保護的距離Ⅰ段能夠瞬時動作，而A側(cè)保護的距離Ⅱ段需要經(jīng)延時tⅡ后跳閘。由此可以看出，按照原規(guī)定，即使發(fā)生區(qū)內(nèi)故障的時候，兩側(cè)保護也有可能不是全部無延時切除故障，這對于電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定是有害的。

按照新的規(guī)程，當?shù)古月返倪^程中在區(qū)內(nèi)K1點發(fā)生故障的時候，若旁路開關(guān)尚未合好，則由線路開關(guān)的另外一套高頻保護瞬時動作跳閘。若旁路開關(guān)已合好而尚未將線路開關(guān)拉開時，無論線路開關(guān)是縱聯(lián)差動保護，還是高頻閉鎖方向保護，A、B兩側(cè)的保護都能瞬時動作，將A、B側(cè)的線路開關(guān)跳開。旁路開關(guān)也會由高頻閉鎖距離保護動作瞬時跳開。若A側(cè)旁路開關(guān)已合好，A側(cè)的線路開關(guān)也已經(jīng)拉開，則由切換好的高頻閉鎖距離保護瞬時動作跳閘。由此可見，按照新的規(guī)定，線路發(fā)生故障時，兩側(cè)保護始終都能瞬時動作，將開關(guān)跳開，有利于設(shè)備的安全運行和電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定。

另外，在倒旁路開關(guān)操作前，要求先對旁路母線充電。此時若旁路母線有故障存在，相當于上面講的k2點發(fā)生故障，通常旁路開關(guān)只配備一套主保護，如果不能正確動作，出線1對側(cè)高頻閉鎖距離保護就會動作，使開關(guān)跳閘。單母線帶旁路接線圖如圖2所示。

圖2 單母線帶旁路接線圖

現(xiàn)場運行人員在進行旁路開關(guān)代出線開關(guān)運行的倒閘操作時，建議先對旁路母線充電良好后，再將高頻距離保護切換成旁路運行，防止本站旁路母線有故障時，人為擴大事故范圍。

4 結(jié)論

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，2009年版《山東電網(wǎng)繼電保護及安全自動裝置運行管理規(guī)程》充分發(fā)揮了220 kV線路雙保護配置的優(yōu)點，嚴格執(zhí)行新規(guī)程的倒旁路規(guī)定，就能將保護切除線路故障的時間縮減到最小，有助于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。