淺談110 kV雙電源聯(lián)絡(luò)線“遠(yuǎn)跳”及“母差停信”功能的應(yīng)用

高 峰，李巧榮

(1.國網(wǎng)新疆電力公司烏魯木齊供電公司，新疆烏魯木齊830013;2.國網(wǎng)新疆電力公司培訓(xùn)中心，新疆烏魯木齊830013)

0 引言

隨著地區(qū)電源并網(wǎng)不斷增多，容量不斷增大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜。由此產(chǎn)生了許多問題，本文針對地區(qū)熱電廠并網(wǎng)運(yùn)行存在的故障死區(qū)快速切除的問題，經(jīng)過保護(hù)整定、保護(hù)配置及保護(hù)回路等方面的分析，提出了采用“遠(yuǎn)跳”及“母差停信”功能的解決措施，既保證了并網(wǎng)小火電廠的安全運(yùn)行，又保證了電網(wǎng)的可靠供電。

1 基本原理

1.1 遠(yuǎn)跳功能

隨著光纖通信的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，縱聯(lián)差動保護(hù)的應(yīng)用也越來越廣，技術(shù)也越來越成熟。雙回線并網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線配置縱聯(lián)差動保護(hù)后，聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)能同時快速切除線路故障，保證全線速動。所以火電廠110 kV電源聯(lián)絡(luò)線均采用縱聯(lián)保護(hù)裝置。

1.2 母差停信功能

以ISA-311G為例介紹其他保護(hù)停信功能的原理，大致過程為(以閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)為例):啟動元件動作，保護(hù)裝置立刻進(jìn)入故障測量程序，收發(fā)信機(jī)被起動發(fā)閉鎖信號。當(dāng)本裝置其他保護(hù)跳閘或外部保護(hù)(即母差保護(hù))動作跳閘時，立即停止發(fā)信，并在跳閘信號返回后，停信展寬150 ms，對側(cè)保護(hù)裝置此時由于已起動且收不到本側(cè)閉鎖信號，2 ms延時確認(rèn)后即出口跳閘，但保護(hù)裝置在展寬期間若反方向元件動作，立即返回，繼續(xù)發(fā)信。

2 功能應(yīng)用

2.1 遠(yuǎn)跳功能的應(yīng)用

分析圖1所示故障情況:本側(cè)為電網(wǎng)電源，對側(cè)為火電廠電源，該110 kV線路為火電廠電源聯(lián)絡(luò)線。當(dāng)故障發(fā)生在d1，即線路開關(guān)和CT之間時，屬于母差保護(hù)動作范圍。由于在線路保護(hù)區(qū)外，兩側(cè)電流的幅值和相位比較的結(jié)果不能使差動元件動作，對側(cè)斷路器主保護(hù)即光纖差動保護(hù)不會動作。母差保護(hù)動作切除本側(cè)開關(guān)后，故障點(diǎn)并不能切除，對側(cè)系統(tǒng)繼續(xù)向故障點(diǎn)提供短路電流，直到對側(cè)后備保護(hù)經(jīng)延時跳開對側(cè)開關(guān)，這必將延遲故障切除時間，對系統(tǒng)造成更大的沖擊。“遠(yuǎn)跳”功能就是為了解決這個問題而設(shè)置的。當(dāng)母差保護(hù)動作(110 kV母差沒有配置失靈保護(hù))時，利用線路光差保護(hù)的遠(yuǎn)跳功能，達(dá)到使對側(cè)開關(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)開關(guān)拒動時，也是母差保護(hù)范圍，線路光纖差動保護(hù)不會動作，母差保護(hù)動作，切除母聯(lián)開關(guān)和故障母線上除失靈開關(guān)的所有開關(guān)后，故障點(diǎn)不能切除，這種情況下同樣需要依賴遠(yuǎn)跳功能，使對側(cè)開關(guān)迅速跳閘。

圖1 線路故障點(diǎn)示意圖

2.2 母差停信功能的應(yīng)用

若故障發(fā)生在d1，保護(hù)范圍上屬于本側(cè)保護(hù)反方向故障，本側(cè)收發(fā)信機(jī)一直向?qū)?cè)發(fā)閉鎖信號，這時盡管對側(cè)保護(hù)判斷為正方向故障卻由于一直受到本側(cè)閉鎖信號而無法動作。而故障點(diǎn)恰在母差保護(hù)范圍之內(nèi)，通過母差保護(hù)動作快速切除本側(cè)斷路器，故障點(diǎn)不能切除，對側(cè)系統(tǒng)繼續(xù)提供短路電流，直到對側(cè)后備保護(hù)延時跳開本側(cè)開關(guān)。同光纖差動遠(yuǎn)跳功能類似，高頻保護(hù)提供了“其他保護(hù)停信”(母差停信)的開入量解決這個問題，當(dāng)母差保護(hù)動作出口時，利用本側(cè)收發(fā)信機(jī)停信功能，使對側(cè)保護(hù)裝置無法接受到本側(cè)發(fā)過來的閉鎖信號，2 ms延時確認(rèn)后跳開對側(cè)斷路器。故障發(fā)生在d2，本側(cè)開關(guān)拒動時，原理分析同光纖差動保護(hù)。

3 遠(yuǎn)跳功能的實(shí)現(xiàn)

用TJR作為遠(yuǎn)跳開入接點(diǎn)是一種比較普遍的做法，但110 kV線路保護(hù)裝置控制回路比220 kV分相操作箱要簡單的多，不存在TJR(永跳)、TJQ(三跳)等跳閘出口接點(diǎn)。因此在110 kV線路保護(hù)直接引入母差動作接點(diǎn)啟動遠(yuǎn)跳，專門由母差保護(hù)提供二對常開接點(diǎn)，一對接點(diǎn)接線路保護(hù)手跳回路，另一對接點(diǎn)接線路保護(hù)裝置的遠(yuǎn)跳開入端。對于PSL621保護(hù)來說，母差保護(hù)提供24 V正電源使動作接點(diǎn)開入到保護(hù)裝置的遠(yuǎn)跳接點(diǎn)，再通過通道傳輸?shù)綄?cè)。如圖2所示，在“遠(yuǎn)跳受本側(cè)控制”整定為1的情況下，對側(cè)裝置啟動后，啟動A、B、C三相出口跳閘繼電器，同時閉鎖重合閘。由于110 kV母差保護(hù)沒有配置失靈保護(hù)，因此只需要提供母差保護(hù)出口接點(diǎn)即可;而高頻縱聯(lián)保護(hù)引入一組母差動作接點(diǎn)接線路手跳回路，母差動作出口后跳開該線路三相斷路器同時閉鎖重合閘，另一組母差動作接點(diǎn)啟動收發(fā)信機(jī)其他保護(hù)停信，對側(cè)裝置保護(hù)啟動并且判斷無閉鎖信號后，啟動A、B、C三相出口跳閘繼電器，如圖3所示。

4 注意事項

綜上所述，總結(jié)此兩項功能在應(yīng)用中需注意如下事項:

(1)直接引入母差保護(hù)的動作接點(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)的方法動作時間縮短，但需要母差保護(hù)提供較多的動作接點(diǎn)，并且回路復(fù)雜，因此220 kV線路保護(hù)的遠(yuǎn)跳直接采用TJR作為遠(yuǎn)跳開入接點(diǎn)。但由于110 kV線路保護(hù)裝置操作回路沒有TJR接點(diǎn)，因此采用引入母差出口接點(diǎn)的方法實(shí)現(xiàn)對側(cè)跳閘功能。現(xiàn)場接線時需謹(jǐn)慎小心，并進(jìn)行電位法校驗(yàn)或者傳動試驗(yàn)驗(yàn)證，高頻保護(hù)的母差停信回路同樣需要試驗(yàn)驗(yàn)證。

(2)在母差保護(hù)開入線路保護(hù)裝置之前，還需要經(jīng)過一個“遠(yuǎn)跳開入”硬壓板進(jìn)行功能投退，如圖2和圖3所示。防止光纖差動保護(hù)裝置在對側(cè)保護(hù)控制字整定為“遠(yuǎn)跳經(jīng)本地啟動”為0時，裝置定檢時由于遠(yuǎn)跳功能未退出而發(fā)生跳閘事故。而高頻保護(hù)由于對側(cè)線路保護(hù)在本側(cè)裝置定檢時，其正方向元件不會啟動，不需要經(jīng)過一個硬壓板進(jìn)行功能投退。

圖2 母差動作啟動遠(yuǎn)跳原理圖

圖3 高頻縱聯(lián)保護(hù)引入母差動作接點(diǎn)原理圖

(3)110 kV單電源線路無需配置遠(yuǎn)跳及母差停信功能，未配置110 kV母線保護(hù)的變電站同樣無法實(shí)現(xiàn)本側(cè)死區(qū)故障時高頻保護(hù)開放對側(cè)保護(hù)的功能，只有通過對側(cè)后備保護(hù)延時跳開斷路器來切除故障電流，無法保證全線速動。因此，在火電廠110 kV聯(lián)絡(luò)線的保護(hù)裝置選型上須選擇光纖差動保護(hù)裝置。

(4)縱差設(shè)備一端在供電部門側(cè)，一端在電廠側(cè)，維護(hù)比較麻煩。采用縱差保護(hù)，須加強(qiáng)維護(hù)管理，提高電廠側(cè)保護(hù)設(shè)備可靠性，使通道及兩端保護(hù)設(shè)備均處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

［1］成云云，王玥婷.地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)［M］.北京:中國電力出版社，2012.

［2］丁書文，黃訓(xùn)城，胡起宙.變電站綜合自動化原理及應(yīng)用［M］.北京:中國電力出版社，2002.