淺析220kV光纖縱差保護(hù)中的“遠(yuǎn)跳”功能

1.引言

由于光纖直接采用纖芯通信，省卻了其他環(huán)節(jié)，其抗電信號(hào)干擾能力突出，故障概率低，且光纖通道具有連接簡(jiǎn)單方便，調(diào)試成功以后一般比較穩(wěn)定，不易變化的優(yōu)越性，所以在江蘇地區(qū)雙重化配置的兩套主保護(hù)中，至少其一已采用光纖通道，且優(yōu)先采用專(zhuān)用光芯傳輸保護(hù)信號(hào)。光纖保護(hù)利用光纖通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，不僅交換兩側(cè)電流數(shù)據(jù)，同時(shí)也交換開(kāi)關(guān)量信息，實(shí)現(xiàn)一些輔助功能，其中就包括遠(yuǎn)跳。下面就以RCS-931A和PSL 603G為例，淺析其遠(yuǎn)跳保護(hù)功能。

2.遠(yuǎn)跳功能原理

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

RCS-931A和PSL 603G在遠(yuǎn)跳功能原理上大致相同，過(guò)程如下：保護(hù)裝置采樣得到遠(yuǎn)跳開(kāi)入為高電平時(shí)，經(jīng)過(guò)處理和確認(rèn)，作為開(kāi)關(guān)量，連同電流采樣數(shù)據(jù)及CRC校驗(yàn)碼（即Cyclic Redundancy Check循環(huán)冗余校驗(yàn)，發(fā)送端用數(shù)學(xué)方法產(chǎn)生CRC碼后在信息碼位之后隨信息一起發(fā)出，接收端也用同樣的方法產(chǎn)生一個(gè)CRC碼，將這兩個(gè)校驗(yàn)碼進(jìn)行比較，如果一致就證明所傳信息無(wú)誤，如果不一致就表示傳輸中有差錯(cuò)，即使有一個(gè)字節(jié)不同，所產(chǎn)生的CRC碼也不同）等一起打包為完整的一幀信息，通過(guò)數(shù)字通道，傳送給對(duì)側(cè)保護(hù)裝置。對(duì)側(cè)裝置每收到一幀信息，都要經(jīng)過(guò)CRC校驗(yàn)、解碼，提取遠(yuǎn)跳信號(hào)，并且只有連續(xù)三次收到對(duì)側(cè)遠(yuǎn)跳信號(hào)才認(rèn)為收到的遠(yuǎn)跳信號(hào)是可靠的。當(dāng)保護(hù)控制字整定為遠(yuǎn)跳不經(jīng)本地啟動(dòng)控制時(shí)，則收到遠(yuǎn)跳信號(hào)后無(wú)條件三相跳閘出口，并閉鎖重合閘。當(dāng)保護(hù)控制字整定為遠(yuǎn)跳經(jīng)本地啟動(dòng)控制時(shí)，則需本側(cè)裝置啟動(dòng)才出口。

3.遠(yuǎn)跳功能的應(yīng)用

遠(yuǎn)跳功能的作用是什么？在什么情況下需要保護(hù)裝置啟動(dòng)遠(yuǎn)跳功能快速切除故障？試分析圖1所示故障情況。

當(dāng)故障發(fā)生在d1，即線(xiàn)路開(kāi)關(guān)和CT之間時(shí)，屬于母差保護(hù)動(dòng)作范圍，由于在線(xiàn)路保護(hù)區(qū)外，兩側(cè)電流的幅值和相位比較的結(jié)果不能使差動(dòng)元件動(dòng)作，對(duì)側(cè)斷路器主保護(hù)即光纖差動(dòng)保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。母差保護(hù)動(dòng)作切除本側(cè)開(kāi)關(guān)后，故障點(diǎn)并不能切除，對(duì)側(cè)系統(tǒng)繼續(xù)向故障點(diǎn)提供短路電流，直到對(duì)側(cè)后備保護(hù)經(jīng)延時(shí)跳開(kāi)對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)，這必將延遲故障切除時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)造成更大的沖擊。“遠(yuǎn)跳”功能就是為了解決這個(gè)問(wèn)題而設(shè)置的。當(dāng)母差保護(hù)或者失靈保護(hù)動(dòng)作（共用一個(gè)出口）時(shí)，利用線(xiàn)路光差保護(hù)的遠(yuǎn)跳功能，達(dá)到使對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘的目的，從而快速切除故障。

當(dāng)故障發(fā)生在d2，本側(cè)開(kāi)關(guān)失靈拒動(dòng)時(shí)，也是母差保護(hù)范圍，線(xiàn)路光差保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，母差和失靈動(dòng)作，切除母聯(lián)開(kāi)關(guān)和故障母線(xiàn)上除失靈開(kāi)關(guān)的所有開(kāi)關(guān)后，故障點(diǎn)不能切除，這種情況下同樣需要依賴(lài)遠(yuǎn)跳功能，使對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)迅速跳閘。

4.遠(yuǎn)跳功能的實(shí)現(xiàn)

4.1 用TJR接點(diǎn)作為遠(yuǎn)跳開(kāi)入

用TJR作為遠(yuǎn)跳開(kāi)入接點(diǎn)是一種比較普遍的做法，在常州地區(qū)220kV變電站中，大多采用這種方法。

如圖3所示，對(duì)于RCS-931A保護(hù)來(lái)說(shuō)，保護(hù)裝置提供24V正電源到操作箱，操作箱兩組跳閘回路各提供一副永跳接點(diǎn)，并聯(lián)后開(kāi)入到保護(hù)裝置的遠(yuǎn)跳開(kāi)入接點(diǎn)，再通過(guò)通道傳輸?shù)綄?duì)側(cè)，在“遠(yuǎn)跳受本側(cè)控制”整定為1的情況下，對(duì)側(cè)裝置啟動(dòng)后，啟動(dòng)A、B、C三相出口跳閘繼電器，同時(shí)閉鎖重合閘。

對(duì)于PSL 603G保護(hù)來(lái)說(shuō)，在TJR接點(diǎn)開(kāi)入裝置之前，還經(jīng)過(guò)一塊“遠(yuǎn)跳開(kāi)入”壓板，如圖3所示。另外，遠(yuǎn)跳信號(hào)發(fā)出后，對(duì)側(cè)保護(hù)裝置將驅(qū)動(dòng)A、B、C、Q、R出口跳閘繼電器，其中也包括永跳繼電器，而永跳繼電器動(dòng)作后，又會(huì)使操作箱的TJR繼電器動(dòng)作，從而使對(duì)側(cè)遠(yuǎn)跳開(kāi)入變位，向本側(cè)發(fā)遠(yuǎn)跳信號(hào)，成為死循環(huán)，造成永跳回路接點(diǎn)多次動(dòng)作，這種抖動(dòng)會(huì)一直持續(xù)到有運(yùn)行人員進(jìn)行手動(dòng)復(fù)歸或者燒壞TJR繼電器和保護(hù)出口繼電器為止。因此，PSL 603G保護(hù)的遠(yuǎn)跳邏輯中應(yīng)增加啟動(dòng)判據(jù)，即“遠(yuǎn)跳受本側(cè)控制”控制字應(yīng)整定為1（現(xiàn)場(chǎng)確是如此），如圖4所示，在裝置收到遠(yuǎn)方跳閘命令的同時(shí)，只有滿(mǎn)足啟動(dòng)條件，才能出口跳閘，如果只收到了遠(yuǎn)方跳閘命令，而本裝置沒(méi)有啟動(dòng)，裝置只報(bào)“遠(yuǎn)跳長(zhǎng)期不復(fù)歸”信號(hào)而不會(huì)出口跳閘，直到對(duì)側(cè)的遠(yuǎn)跳命令消失后發(fā)出“遠(yuǎn)跳不復(fù)歸返回”報(bào)文。這樣，當(dāng)?shù)谝淮问盏綄?duì)方發(fā)來(lái)的遠(yuǎn)跳命令時(shí)出口跳閘，此后由于開(kāi)關(guān)已經(jīng)斷開(kāi)，保護(hù)裝置不會(huì)再啟動(dòng)，也就避免了永跳回路多次動(dòng)作情況的發(fā)生。如果在對(duì)側(cè)收到本側(cè)遠(yuǎn)跳信號(hào)后的跳閘邏輯中增加“任一相有流”判據(jù)，如圖4所示，也能達(dá)到防止TJR接點(diǎn)抖動(dòng)的目的。

4.2 直接引入母差和失靈的動(dòng)作接點(diǎn)

由母差保護(hù)提供三對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)，兩對(duì)接點(diǎn)接操作箱永跳回路去跳開(kāi)關(guān)，另一對(duì)接點(diǎn)接線(xiàn)路保護(hù)裝置的遠(yuǎn)跳開(kāi)入端，如圖2和圖5所示。

如果現(xiàn)場(chǎng)的母差保護(hù)沒(méi)有三對(duì)出口接點(diǎn)，則可利用線(xiàn)路保護(hù)操作箱中的備用中間繼電器，將母差跳閘接點(diǎn)接入備用的中間繼電器線(xiàn)圈，再用中間繼電器的三對(duì)接點(diǎn)分別接永跳回路和保護(hù)裝置的遠(yuǎn)跳開(kāi)入。

4.3 兩種接法比較

用TJR接點(diǎn)作為遠(yuǎn)跳開(kāi)入的接法，其優(yōu)點(diǎn)是回路較簡(jiǎn)單，母差保護(hù)、失靈保護(hù)也不需要額外的出口接點(diǎn)，其本質(zhì)是將母差保護(hù)、失靈保護(hù)動(dòng)作后的結(jié)果——“啟動(dòng)永跳回路”作為遠(yuǎn)跳的依據(jù)，缺點(diǎn)是所有啟動(dòng)操作箱永跳繼電器的保護(hù)回路都會(huì)同時(shí)啟動(dòng)遠(yuǎn)跳，包括線(xiàn)路本身的主保護(hù)和后備保護(hù)等(但并無(wú)危害)。另外，由于利用操作箱永跳繼電器的接點(diǎn)作為遠(yuǎn)跳開(kāi)關(guān)量輸入，可能使對(duì)側(cè)保護(hù)的跳閘出口時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)。

直接引入母差保護(hù)、失靈保護(hù)的動(dòng)作接點(diǎn)，這種接法雖然在一定程度上比引入操作箱永跳繼電器接點(diǎn)的方法動(dòng)作時(shí)間縮短，但需要母差保護(hù)、失靈保護(hù)提供較多的動(dòng)作接點(diǎn)，并且回路復(fù)雜，由于危險(xiǎn)性較大，不易操作，因此很少采用。

5.幾點(diǎn)注意

5.1 防止寄生回路產(chǎn)生

一般情況下，我們用TJR接點(diǎn)開(kāi)入保護(hù)遠(yuǎn)跳開(kāi)入接點(diǎn)，應(yīng)嚴(yán)防將手跳接點(diǎn)接入操作箱永跳繼電器。一旦有這種情況，將發(fā)生遙控分閘，就使本側(cè)保護(hù)裝置發(fā)出遠(yuǎn)跳信號(hào)，而對(duì)側(cè)控制字“遠(yuǎn)跳受本側(cè)控制”整定為0時(shí)，則會(huì)無(wú)條件三相跳閘出口，同時(shí)閉鎖重合閘，而發(fā)生誤跳閘事故。

還應(yīng)防止將操作箱TJQ接點(diǎn)開(kāi)入保護(hù)遠(yuǎn)跳開(kāi)入接點(diǎn)。在配有PSL 603G保護(hù)的線(xiàn)路中，發(fā)生瞬時(shí)故障，本側(cè)PSL 603G保護(hù)啟動(dòng)TJQ，同時(shí)向?qū)?cè)發(fā)出遠(yuǎn)跳信號(hào)，由于這時(shí)對(duì)側(cè)保護(hù)啟動(dòng)，因此無(wú)論控制字“遠(yuǎn)跳受本側(cè)控制”如何整定，都會(huì)使對(duì)側(cè)三相跳閘出口，并閉鎖重合閘，若重合閘使用單相重合閘，則三相故障已經(jīng)使重合閘放電，不會(huì)造成危害，若重合閘使用三相重合閘，則會(huì)造成對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)重合不成。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)工作中的注意事項(xiàng)

由于操作箱TJR繼電器動(dòng)作后即啟動(dòng)遠(yuǎn)跳，因此當(dāng)母差保護(hù)、失靈保護(hù)校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)可靠斷開(kāi)遠(yuǎn)跳啟動(dòng)回路，防止遠(yuǎn)跳誤動(dòng)作，一般情況下，只要取下母差保護(hù)相應(yīng)的出口壓板即可。

[1]張全元.變電運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)答[M].中國(guó)電力出版社,2003.