不同廠家保護裝置分別實現開關柜“四遙”與保護跳閘功能的設計實施

李偉

(1.太原理工大學,山西太原 030000;2.山西晉城煤業集團,山西晉城 048006)

不同廠家保護裝置分別實現開關柜“四遙”與保護跳閘功能的設計實施

李偉1,2

(1.太原理工大學,山西太原 030000;2.山西晉城煤業集團,山西晉城 048006)

針對變電站進線開關需與上一級保護進行光纖縱差保護配合時,可能出現其保護裝置與站內在用微機保護系統來自不同廠家,造成遙測、遙信、遙控、遙調功能難以實現,提出了兩套不同廠家微機保護裝置分別實現開關柜保護跳閘功能和“四遙”功能的解決方案,對二次回路接線中可能出現的情況進行了分析,提出接線設計思路及實施案例。

四遙 線路光纖縱差保護 微機保護裝置 控制回路 二次接線設計

1 綜述

對于進線線路引自另一個變電站同一電壓等級母線的變電站，其進線開關因光纖縱差保護為與上級變電站配合，須與上一級出線開關使用同一廠家、型號的保護裝置，而站內原有微機保護系統往往為另一套不同廠家出產，存在進線開關微機保護裝置與站內原有微機保護系統不兼容，導致遙測、遙信、遙控、遙調功能無法實現的情況。

針對這一情況，現有的解決方案有以下幾種。

(1)在變電站增加與進線保護裝置配套的通訊及后臺系統，與原有微機保護系統相互獨立，專用于進線開關的“四遙”功能的實現。缺點為需增加整套通訊屏及后臺監控機，成本過高。

(2)使用不同廠家的保護裝置與微機保護系統，其中遙信、遙測功能較易實現，而遙控、遙調的實現需修改通訊協議，定制遠動系統終端軟件，實現保護裝置的正常通訊，從而實現“四遙”功能。缺點是需聯系廠家技術人員定制編寫通訊協議及后臺軟件，實現難度較大。

(3)采用不同廠家兩套微機保護裝置，設計改造控制回路使兩套裝置分別實現保護跳閘功能和“四遙”功能。此方法僅需在原有基礎上增加一臺線路保護裝置，成本低，實現難度低，且能按計劃實現預計功能。

由上可以看出第三種方案具有一定的優勢，本文以實例介紹了第三種方案的具體實現方法。下面以南瑞繼保RCS-9613CS線路光纖縱差測控保護裝置與南自機電PDS-741數字式線路保護測控裝置共同控制的同一進線開關柜的控制回路接線為例，分析二次回路接線中出現的問題，并提出了二次接線解決方案，供技術人員參考。

圖1 改造后的南自PDS-741控制回路原理圖(局部放大)

2 基本情況

晉煤集團供電分公司鳳北35kV變電站兩回35kV進線分別引自鳳凰山35kV變電站337、338開關，架空線路總長分別為3．253km、3．184km，其進線開關363、364配備光纖差動保護與過流I段、過流II段保護，均采用南自機電PDS-741數字式線路保護測控裝置實現。

2013年鳳凰山35kV變電站進行了綜自系統改造，由原有南京南自機電自動化有限公司的PDS-7000微機保護系統更換為南瑞繼保RCS-9000系列裝置，為配合上一級變電站，保障線路光纖差動保護的實現，鳳北35kV變電站進線開關計劃使用南瑞繼保RCS-9613CS線路光纖縱差測控保護裝置實現進線開關光纖差動及過流保護。由于需要與站內原有南自系統通訊及后臺配合，仍使用南自PDS-741數字式線路保護測控裝置實現“四遙”功能。需重新設計二次接線來保障兩套保護裝置的配合運行。

3 設計思路及分析

設計原則：與微機保護雙重化配置不同，該進線開關柜配備的光纖差動保護與過流保護仍使用同一保護裝置實現，接線的基本原則是安全可靠，并兼顧投停、檢修的靈活便利。從以往的保護誤動事故案例統計分析來看，二次回路的復雜性是造成保護誤動的主要原因之一，故兩套保護裝置間的聯線應盡可能少，以減少因二次回路接線復雜造成的保護誤動。

將設計思路歸納如下。

3.1 總體設計思路

使用南自PDS-741數字式線路保護測控裝置實現進線斷路器手動合閘、手動跳閘、遙控合閘、遙控跳閘、合位監視、跳位監視、遙測數據上傳等“四遙”功能，南瑞RCS-9613CS線路光纖縱差測控保護裝置僅用來實現在故障時跳開進線斷路器。與上級變電站光纖縱差保護用通訊光纜聯入RCS-9613CS裝置，原PDS-741裝置控制回路盡可能保持完整，將南瑞RCS-9613CS保護跳閘回路接入原PDS-741裝置控制回路中實現功能。

3.2 直流控制電源與裝置信號電源的選擇

《國家電網公司十八項電網重大反事故措施繼電保護實施細則》中對多重保護的直流電源未做明確規定，由于兩套保護裝置均使用DC220V電源做為裝置電源和操作電源，為簡化運行人員投停操作，同時保障不因產生寄生回路使回路中產生環流而引起保護誤動作，要求裝置信號電源與操作電源分開，兩裝置的信號電源相互獨立。

在本次回路設計案例中，南瑞RCS-9613CS控制回路僅取其保護跳閘出口繼電器的常開接點，相當于在PDS-741保護跳閘回路中增加了一個無源接點，因此兩保護裝置控制回路均使用PDS-741裝置的同一操作電源。

同時按《實施細則》要求，獨立的保護裝置直流回路必須全部取自該保護專用的電源端子對，故采用南瑞RCS-9613CS光纖差動保護跳閘接點無源回路兩端必須使用單獨的端子接入PDS-741保護跳閘回路中。

3.3 防跳回路的選擇

兩個保護裝置均內置防跳回路，為防止兩個防跳繼電器配合問題出現使防跳繼電器動作后無法返回，接線時應只使用其中一個防跳回路，出于減少接線復雜度考慮，使用南自PDS-741數字式線路保護測控裝置防跳回路。

按設計要求，南瑞RCS-9613CS實現線路故障時與對側光纖差動保護裝置配合跳開進線斷路器功能，防跳繼電器(TBJV)、合后位置繼電器(KKJ)、跳閘保持繼電器(TBJ)及合閘回路、合位、跳位監視回路均不應接入實際使用控制回路中，因此僅使用圖1中虛線部分即可實現功能。

圖1中，KD為接線端子排，13KD2、13KD9為增加的該回路專用電源端子對，13n4XX為裝置背板接線端子，13LP1為RCS-9613CS保護跳閘壓板，BTJ為裝置內部保護跳閘繼電器出口接點。

為防止產生寄生回路，將圖1回路兩側與原回路斷開，直接接入南自PDS-741裝置控制回路操作正電源中。即將圖1回路與南自PDS-741裝置保護跳閘出口并接，如圖1所示。

實際運行中取下南自PDS-741裝置原配的保護跳閘壓板(1-42XB1)，投入南瑞RCS-9613CS保護跳閘壓板(13LP1)，兩套保護裝置設置定值相同，由南自PDS-741保護裝置發出故障信號，南瑞RCS-9613CS裝置實現保護跳閘回路的接通。

3.4 裝置電壓、電流回路

兩保護裝置電壓并接自PT同一繞組，由于光纖差動保護所需CT繞組與過流保護使用 CT繞組極性相反，同時按《國家電網公司十八項電網重大反事故措施繼電保護實施細則》要求，兩保護裝置電流分別引自CT相互獨立二次繞組。

4 實施效果

現晉煤集團供電分公司下屬機關35kV變電站、鳳北35kV變電站合計4個進線開關全部采用上述接線方式，實現了兩套不同廠家保護裝置分別獨立實現開關柜“四遙”功能與保護跳閘功能，均穩定運行，未出現異常，有效降低了綜自改造時的設備購置成本，實現了預計功能，在實踐應用中取得了良好地效果。

5 結語

隨著現場運行的微機保護設備不斷更新換代，許多二次回路需根據現場實際情況進行變更，在變更中既要把握重點，又要重視細節，使二次系統真正成為電力系統的安全屏障。

[1]張曉亮,李江龍.談變電二次設計過程中的細節問題[J].科技情報開發與經濟,2006(24):284-286.

[2]國家電網公司十八項電網重大反事故措施 繼電保護實施細則.國家電網生技,[2005]400號.

李偉(1984—),男,漢族,山西晉城人,電氣工程師,太原理工大學電氣工程及自動化專業在讀工程碩士,現于晉煤集團供電分公司從事變電運行工作。