多端縱聯電流差動保護在攀鋼線路改造中的應用

潘 麗

1 前言

攀鋼第一套4萬m3/h制氧機組供配電改造工程需要新建110 kV變電站，即攀鋼氧氣廠擬新增一回110 kV電源架空進線為其供電，電源由新冶煉110 kV總降變電站至坪二110 kV總降變電站的架空線“T”接而來。如圖1所示。

圖1 系統接線示意圖

其中，虛線部分為本次改造工程新增部分。即連接110 kV新方線的三側（110 kV坪二變電站、110 kV新冶煉變電站、110 kV梅塞爾變電站）線路需配置大縱差保護。原有由新冶煉變電站至坪二變電站的110 kV架空線路的光纖縱差保護裝置采用的是西門子7SD610系列產品，且兩臺7SD610之間的保護數據通訊采用4芯光纖（用2芯，備用2芯）沿110 kV架空線路避雷線敷設。由于7SD610產品僅適用于線路2端的差動保護（I1+I2），改造后形成3端差動保護（I1+I2+I3）的要求，因此原有的7SD610不能滿足本次改造的要求。

2 改造要求

（1）滿足110 kV線路改造后所形成的3端差動保護的要求。

（2）盡可能減少由于敷設保護專用光纖對原有110 kV架空線路的影響，降低工程施工及停電時間帶來的成本。

（3）滿足新換設備與原有的各監控系統通訊的要求。

3 7SD538裝置多端電流縱差保護的特點

（1）保護有兩組保護通訊接口，可最多構成六端的電流差動保護。

（2）制動電流自適應調整的差動算法，靈敏度高，可以切除高阻接地等故障電流很小的故障。

（3）單獨的差動保護合閘定值，既躲開合閘期間的高值暫態充電電流，又保證了正常運行期間的靈敏度。

（4)電容電流補償功能及高可靠的抗CT飽和算法。

（5）保護通訊接口靈活，裝置間既可以通過光纖直連，也可以經通訊轉換裝置復接到通訊網絡或直連銅纜。

（6）監視保護通訊通道工況，相應作出調整。

（7）支持保護具有雙通道冗余功能，雙通道同時運行不切換；支持遠傳和遠跳功能。

4 改造方案

4.1 分別在新冶煉及坪二變電站原有的110 kV線路保護屏內采用西門子適用于線路多端的差動保護裝置7SD538替換原有的2臺7SD610保護裝置。由于新冶煉及坪二變電站110 kV線路保護裝置采用組屏安裝，因此只需拆除屏柜內7SD610裝置，利用原有的二次接線回路與新換設備7SD538進行連接（如：裝置的電源線，電流互感器的接線，電壓互感器的接線，控制回路的接線，信號回路的接線等）。

4.2 在氧氣廠控制室內新增一面110 kV線路保護屏，屏內安裝1臺7SD538保護裝置，滿足氧氣廠新增一回110 kV架空線路的保護要求。

4.3 沿氧氣廠新增的一回110 kV架空線路敷設一根保護專用光纖（4芯）至110 kV線路的“T”接點，原有的由新冶煉至坪二的保護專用光纖（4芯）不動。同時，新增的光纖與原有的光纖在“T”接點進行熔接。最終形成：新冶煉——坪二的保護專用光纖2芯，新冶煉——氧氣廠的保護專用光纖2芯，氧氣廠——坪二的保護專用光纖2芯。

4.4 由于7SD538與7SD610同屬一個系列的產品，其通訊模塊為同一型號。因此無論通訊接口還是通訊規約，均能方便地與原有監控系統通訊。

改造后的保護運行結構如圖2。

圖2 改造后系統接線示意圖

正常情況下：3臺7SD538形成環形拓撲結構運行，滿足新的供電系統結構需要。

當新冶煉至坪二的光纖通道出現故障時，環形拓撲結構在100 ms內自動切換到新的鏈式結構運行。如圖3。

當新冶煉至氧氣廠的光纖通道出現故障時，環形拓撲結構在100ms內自動切換到新的鏈式結構運行。如圖4。

當氧氣廠至坪二的光纖通道出現故障時，環形拓撲結構在100 ms內自動切換到新的鏈式結構運行。如圖5。

圖3 故障時切換后系統運行示意圖a

圖4 故障時切換后系統運行示意圖b

圖5 故障時切換后系統運行示意圖c

5 結語

綜上所述，當110 kV新方線“T”接線路任一側開斷后，本工程配置的光纖縱差保護裝置仍可作為連接該110 kV線路兩側的主保護使用，所以此方案既滿足了本次項目對繼電保護的要求，同時也保證了供電系統的穩定性。