智能化變電站線路保護(hù)故障分析及處理

周志艷

（國網(wǎng)襄陽供電公司，湖北 襄陽 441002）

1 序言

隨著堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)在特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)中全面建設(shè)實(shí)施，智能化變電站是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐。在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中,智能化電氣設(shè)備的發(fā)展,特別是智能開關(guān)、光電式互感器機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn),使變電站自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入了數(shù)字化的新階段。在高壓和超高壓變電站中,保護(hù)裝置、測控裝置、故障錄波及其他自動(dòng)裝置的I/O單元,如A/D變換、光隔離器件、控制回路等將割列出來作為智能化一次設(shè)備的一部分。反言之,智能化一次設(shè)備的數(shù)字化傳感器、數(shù)字化控制回路代替了常規(guī)繼電保護(hù)裝置、測控等裝置的I/O部分;而在中低壓變電站則將保護(hù)、監(jiān)控裝置小型化、緊湊化,完整地安裝在開關(guān)柜上,實(shí)現(xiàn)了變電站機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。

智能化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為兩類,即智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備;在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為三個(gè)層次,根據(jù)IEC6185A通信協(xié)議草案定義,這三個(gè)層次分別稱為“過程層”、“間隔層”、“站控層”。

高線輸電線路把電能輸送出去，隨著電網(wǎng)的不斷強(qiáng)大，長距離、高電壓的輸電線路應(yīng)用越來越普遍。當(dāng)線路發(fā)生接地、短路時(shí)，就需要繼電保護(hù)裝置能快速地、有選擇性地跳開故障線路，縮小停電范圍，保障沒有故障的線路和設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。

2 問題提出

某110kV變電站采用的是智能化站域化保護(hù)，根據(jù)該工程改造要求，有兩條110kV線路保護(hù)配置了由北京四方公司生產(chǎn)的110kV光纖差動(dòng)保護(hù)，即非站域化保護(hù)。該110kV光纖差動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)配置如圖1所示。2012年9月對該站的110kV光纖差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行定期檢驗(yàn)工作，停電范圍為:110kVI段母線、110kV線路開關(guān)、110kV分段開關(guān)、110kVI段母線TV。隨后對110kV光纖差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行調(diào)試，試驗(yàn)接線。檢查接線正確后分別加入三相對稱、大小相等的電壓、電流量，檢查保護(hù)裝置采樣值與測試儀加入量相等后，隨即斷開測試儀，此時(shí)檢查保護(hù)裝置的電流值為零，而電壓值為系統(tǒng)正常的三相正序電壓。確認(rèn)測試儀確已斷開后，將保護(hù)裝置上數(shù)據(jù)采集光纖斷開后發(fā)現(xiàn)三相電壓消失，將該光纖恢復(fù)后檢查采樣值又為正常三相電壓，隨后對該單元合并柜內(nèi)電壓采集回路檢查，發(fā)現(xiàn)該單元電壓采集光纖接至110kVI段TV單元合并柜的計(jì)量電壓端口，也就是說該線路保護(hù)電壓采用的是110kVI段TV的計(jì)量電壓，而不是保護(hù)電壓。再將110kVI段TV合并單元至110kVII段TV合并單元的光纖（該光纖用作I、II段二次電壓并列）斷開后，保護(hù)裝置上的采樣值立即消失，從而判斷正常三相電壓是由于電壓并列裝置自動(dòng)并聯(lián)所致。該站的電壓并列有2種模式：自動(dòng)并列和遙控并列。電壓自動(dòng)并列控制字為ON，采用自動(dòng)并列模式；電壓自動(dòng)并列控制字為OFF，采用遙控并列模式；自動(dòng)并列的條件分別是：①M(fèi)AX （Ua1,Ub1,Uc1,）≤ 30V ；② MAX （Ua2,Ub2,Uc2,）≥40V；③分段開關(guān)合位（或者刀閘合位）。

當(dāng)上述三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)“電壓并列，I母退出”，同理實(shí)現(xiàn)“電壓并列，II母退出”。而當(dāng)時(shí)分段開關(guān)在斷開位置，并未滿足自動(dòng)并列條件，為什么發(fā)生自動(dòng)并列現(xiàn)象？廠家技術(shù)人員對110kV I段TV合并單元的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)使用計(jì)量電壓時(shí)還有一判據(jù)，當(dāng)110kV I段TV電壓異常（如斷線、失壓等）時(shí)自動(dòng)進(jìn)行電壓并列取110kV II段TV正常電壓，從而保證計(jì)量回路不失壓，避免電量計(jì)費(fèi)受損。當(dāng)線路保護(hù)采用計(jì)量電壓時(shí)，模擬各種故障類型，保護(hù)裝置均拒動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，若線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，電壓及電流均會(huì)發(fā)生突變，由于電壓突變后TV電壓將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行并列，保護(hù)裝置電壓會(huì)自動(dòng)恢復(fù)正常，此時(shí)保護(hù)拒動(dòng)對系統(tǒng)造成危害。如果將線路保護(hù)所采用電壓改為保護(hù)電壓，就要改變110kV I段TV合并單元的硬件配置及相關(guān)的程序，由于現(xiàn)場的運(yùn)行方式不允許長期停電，那么怎樣在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上改變計(jì)量電壓自動(dòng)并列問題呢？

3 解決方案

由于電壓并列條件中有采用分段開關(guān)在合位這一判據(jù)，就從分段開關(guān)合并柜內(nèi)取一對開關(guān)合閘位置輔助接點(diǎn)引至110kV I段TV合并單元的開入量回路中，然后再對計(jì)量電壓自動(dòng)并列的程序進(jìn)行修改，將分段開關(guān)在合位和110kV I段TV電壓異常同時(shí)滿足時(shí)才自動(dòng)取110kV II段TV正常電壓，否則，仍然采用110kV I段TV電壓。

4 實(shí)施效果

按上述方案修改完畢后，對分段開關(guān)進(jìn)行分、合閘操作。（1）分段開關(guān)在分位時(shí)，從試驗(yàn)臺(tái)加入交流電壓量，從裝置中查看交流電壓采樣值正確，斷開交流量后，裝置的采樣值隨即消失。（2）分段開關(guān)在合位時(shí)，110kV I段TV電壓在失壓狀態(tài)下，此時(shí)從裝置中查看交流電壓采樣值與正常運(yùn)行的110kV II段TV電壓采樣值相同。（3）分段開關(guān)在分位時(shí)，對線路保護(hù)模擬各種類型故障，保護(hù)裝置均正確動(dòng)作。

改造后的計(jì)量電壓能夠與現(xiàn)場運(yùn)行方式進(jìn)行正確的自動(dòng)電壓并列。

結(jié)語

在智能化電網(wǎng)改造工程中，有許多問題在改造中是很難被發(fā)現(xiàn)，而且在新技術(shù)的運(yùn)用中，會(huì)出現(xiàn)各種問題，熟練掌控它們需要一個(gè)逐步消化吸收的過程，這就需要我們不斷加強(qiáng)新技術(shù)、新產(chǎn)品的學(xué)習(xí)——應(yīng)用——改進(jìn)——再應(yīng)用的過程，在新投運(yùn)設(shè)備的定期檢驗(yàn)工作中嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真檢查，做到定期檢驗(yàn)不漏項(xiàng)，利用檢修設(shè)備停運(yùn)難得機(jī)會(huì)深入熟悉相關(guān)設(shè)備的硬件及軟件配置情況，熟練掌控設(shè)備運(yùn)行性能，確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

[1]國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)典型故障分析[M].北京：中國電力出版社，2001.

[2]張玉儲(chǔ).發(fā)電廠及變電所的二次接線[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3]國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編[M].北京：中國電力出版社,2000.

[4]FH6000智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)保護(hù)說明書[M].武漢烽火富華電氣有限責(zé)任公司,2010.