淺議一起閉鎖式高頻主保護(hù)的“拒動”

林錦燦 楊絢

摘 要：本人通過對高頻保護(hù)使用通道分類、保護(hù)動作原理分類、工作方式分類的原理研究，結(jié)合110kV華高線線路保護(hù)縱聯(lián)保護(hù)未動作的保護(hù)波形和高車變保護(hù)裝置自檢信息，分析110kV華高線縱聯(lián)保護(hù)“拒動”的原因，并針對時(shí)間和保護(hù)裝置“拒動”提出具體改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：線路保護(hù) 高頻 光纖

[FL（K2] 一、事故簡介

12月9日110kV華高線線路在凌晨3時(shí)18分、7時(shí)19分兩次發(fā)生故障。第一次故障時(shí)兩側(cè)（華安水電廠、高車變）縱聯(lián)保護(hù)均動作跳閘，高車變重合閘成功，華水側(cè)重合不成功；第二次故障時(shí)高車變側(cè)135開關(guān)在熱備用狀態(tài)，華水側(cè)121、122開關(guān)充電運(yùn)行，華水側(cè)距離Ⅱ段動作，縱聯(lián)保護(hù)未動作。

二、高頻保護(hù)原理介紹

反應(yīng)線路單側(cè)的電氣量如零序電流、零序電壓稱為零序保護(hù)，反應(yīng)單側(cè)的阻抗的保護(hù)稱為距離。為保證保護(hù)可靠性，在相鄰線始端、本線的末端及對側(cè)母線故障時(shí)保護(hù)無法區(qū)別，因此無法可靠選擇動作。同時(shí)反應(yīng)線路兩端的各種電氣量保護(hù)可以區(qū)分不同點(diǎn)故障，從此有選擇性地快速切除全線范圍故障。通過將線路一端電氣量信息傳送到對側(cè)端發(fā)生縱向聯(lián)系的保護(hù)稱為輸電線的縱聯(lián)保護(hù)。

（一）高頻保護(hù)分類

（二）高頻保護(hù)動作原理介紹

1.方向縱聯(lián)保護(hù)與距離縱聯(lián)保護(hù)。利用通道將本側(cè)保護(hù)的動作信息傳送到對側(cè)，利用對側(cè)保護(hù)動作信息結(jié)合本側(cè)保護(hù)動作信息綜合判斷區(qū)分是范圍內(nèi)還是范圍外故障。這類通過通道中傳送的邏輯信號，間接比較線路兩側(cè)的電氣量，稱為高頻保護(hù)。方向縱聯(lián)、距離縱聯(lián)利用保護(hù)判別方向所用的繼電器作為區(qū)分。

2.差動縱聯(lián)保護(hù)。通道傳送對端電流的有效波形或代表電流大小、相位的信號，任何一端保護(hù)根據(jù)上述信息進(jìn)行兩端電流的相位判別和幅值大小比較，以便判別是范圍外還是范圍內(nèi)故障。這種類型的保護(hù)直接比較兩端的電流，類似于主變差動保護(hù)，因此稱為差動縱聯(lián)保護(hù)。

（三）高頻保護(hù)工作方式介紹

1.閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)的基本原理

目前我們定義正方向?yàn)閺哪妇€指向線路，反方向?yàn)閺木€路指向母線，縱聯(lián)保護(hù)是通過線路兩端的方向元件對故障點(diǎn)作出區(qū)內(nèi)與區(qū)外判別，然后比較兩端方向元件動作邏輯，進(jìn)行綜合判斷，確定是否區(qū)內(nèi)故障保護(hù)動作跳閘。當(dāng)本端方向判別元件判斷為反方向時(shí)，本側(cè)保護(hù)不跳閘，同時(shí)啟動收發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻電流，對端收信機(jī)收到高頻電流就輸出信號閉鎖該端保護(hù)，稱為閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)。區(qū)外故障時(shí)近故障側(cè)的方向判別元件判定為反方向故障，發(fā)高頻電流閉鎖遠(yuǎn)故障側(cè)；在區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩端方向判別元件都判定為正方向，停止發(fā)送高頻信號，兩端收信機(jī)接收不到高頻信號，即不輸出信號閉鎖保護(hù)，于是兩端方向判別元件均作用于跳閘。這種故障時(shí)兩端不發(fā)高頻信號的稱為閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)。

2.允許式縱聯(lián)保護(hù)的基本原理

每端的保護(hù)在方向判別元件動作，同時(shí)又收到對端的高頻允許信號后，才能出口于跳閘，這種稱為允許式保護(hù)。在區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩端方向判別元件都判為正方向，兩端均向?qū)Χ税l(fā)送高頻允許電力，此時(shí)每端的收信機(jī)接收對端的信號同時(shí)本端方向判別元件動作，符合跳閘邏輯。對區(qū)外故障，遠(yuǎn)故障側(cè)方向判別元件動作，但由于收不到近端側(cè)保護(hù)高頻允許電流，近故障側(cè)收到高頻允許電流但方向判別元件不動作，因此都不能出口跳閘。

三、保護(hù)動作情況分析

第一次故障時(shí)線路兩側(cè)正常運(yùn)行，高車側(cè)起動時(shí)間為03：18：39：950圖一，華水側(cè)起動時(shí)間為03：18：24：574圖二，華水側(cè)時(shí)間滯后15秒376毫秒。

高車側(cè)：

第二次故障發(fā)生時(shí)由于高車側(cè)開關(guān)在熱備用保護(hù)不啟動，收信時(shí)間記錄為07：19：37：495圖三，由于兩側(cè)時(shí)差15秒376毫秒，換算為華水側(cè)時(shí)間為07：19：22：119，而從華水側(cè)第二次故障報(bào)告上看出起動時(shí)間為07：19：26：528圖四

說明華水側(cè)在起動前4秒409毫秒由于系統(tǒng)的擾動已向高車側(cè)發(fā)信，高車側(cè)開關(guān)熱備用在收信后停信100毫秒再向華水側(cè)連續(xù)發(fā)信10秒，華水側(cè)的起動時(shí)間是在高車側(cè)連續(xù)發(fā)信的10秒內(nèi)，從錄波圖中也可清晰看出。由于華水側(cè)保護(hù)起動時(shí)收到高車側(cè)的閉鎖信號，高頻保護(hù)無法動作。

四、改進(jìn)措施

1.通過對保護(hù)行為的分析，確定這次高頻保護(hù)未動作是正確保護(hù)[LL]邏輯的動作行為，但是兩側(cè)保護(hù)時(shí)間不一致給現(xiàn)場分析增加困難，要求保護(hù)兩側(cè)加裝GPS對時(shí)，并日常進(jìn)行巡視，確保兩側(cè)時(shí)間一致。

2.高頻允許式、閉鎖式存在延長保護(hù)動作時(shí)間、區(qū)外故障造成功率倒向時(shí)易誤動、同時(shí)容易受氣候影響、系統(tǒng)故障時(shí)抗干擾能力差等缺點(diǎn)，光纖差動保護(hù)采用判電流差流，在區(qū)內(nèi)故障可以快速動作，區(qū)外故障有效制動，特別是重載線路故障和高阻接地均能準(zhǔn)確、快速動作，同時(shí)光纖差動保護(hù)在一側(cè)分位時(shí)能可靠允許動作，建議結(jié)合技改改為光纖差動保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]RCS-9000分散式保護(hù)測控裝置技術(shù)說明書，南京南瑞繼保電氣有限公司.

[2]水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院，《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》，中國電力出版社；1989-12-1.

[3]《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動裝置通用技術(shù)條件》（DL/T478-2001）；中國電力出版社，200201.

[4]馮匡一，王中元，邱宇峰，章耀耀等.《電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》（DL/T769-2001）。中國電力出版社 2002-02-01.