110 kV手拉手接線系統中自愈保護聯調方案優化

耿繼瑜，肖恒威，李啟本，王聞燚

(1.國網上海市電力公司松江供電公司，上海 201600；2. 國網上海市電力公司嘉定供電公司，上海 201800)

現代電網對供電可靠性的要求越來越高， 35 kV變電站和 10 kV開關站中備用電源自動投入裝置已基本普及， 110 kV變電站中，其進線多采用手拉手接線方式與多個變電站構成串供系統。目前對該串供系統多采用自愈保護，以實現出現故障時，可及時有備用電源迅速補充，以保證系統可靠供電[1-3]。自愈系統的保護邏輯和框架以基本成型，并在手拉手接線系統中形成了較為典型的聯調策略[4]。隨著自愈保護廣泛應用于110 kV手拉手接線系統，對自愈保護的動作邏輯和聯調方案開展研究，以進一步改進保護方案，優化聯調策略具有重要意義。

1 110 kV手拉手接線系統自愈保護的原理分析

110 kV手拉手接線系統中，通常根據每個變電站包含的變壓器臺數，形成相應數量的串供系統，進而構成相應串數的自愈保護。為保證自愈系統正常運行，自愈保護可靠聯調，分析自愈保護的基本動作原理就顯得尤為重要。

1.1 自愈保護的基本邏輯

針對本地區現有自愈保護情況而言，所用自愈保護裝置多產自南瑞繼保、國電南自和南瑞科技等廠家。三家自愈保護的基本邏輯大體相同，主要包括自愈充放電邏輯和自愈跳合閘邏輯，可將該邏輯進一步細分為充電條件、放電條件和動作條件。

1.2 不同廠家的邏輯區別

不同廠家的自愈保護邏輯雖大體相同，但又存在細微差異。部分差異在自愈系統聯調及保護投運后具有重要影響，必須加以區分，以保證自愈系統的正常運行。

(1)充電條件。在充電條件中，南瑞繼保與南瑞科技邏輯一致，國電南自邏輯中多判了開關無跳閘位置異常(即TWJ異常)、自愈系統未充滿電，以及開環點線路無流的條件，具體邏輯如圖1所示。

圖1 國電南自的自愈系統充電邏輯

(2)放電條件。在放電條件中，三家僅在狀態異常的開關數量和所處位置上存在區別。南瑞科技是“任一開關TWJ異常即放電”，國電南自是“開環點至故障點間TWJ異常時放電”，而南瑞繼保是“無狀態正常的開關可跳才放電”。

(3)動作條件。在動作條件中，三家僅在線路縱差保護或者母線差動保護動作后，自愈系統動作判相關串供線路電壓的或門還是與門存在區別，其中南瑞繼保和南瑞科技判或門，而國電南自判與門。

然而，在廠家提供的自愈邏輯圖中，并未體現出這一與門/或門的邏輯關系。以南瑞繼保的動作條件為例，該邏輯僅表明在自愈系統充滿電的前提下，某運行的串供開關跳位且無流；某電源站無壓且出線無流；某站母差保護動作；某線路保護動作；開環站或其對側站無壓且進線無流；五者取或門即可判自愈動作。此處邏輯存在與描述不符的情況，應加以改進。

通過對不同生產成家的自愈保護邏輯進行比較，分析不同型號自愈保護的差異性，為更好地進行自愈保護聯調方案的實施與優化提供良好的理論支撐。

2 常見自愈聯調方案分析

以四站聯調的自愈系統為例，分析現有自愈保護的調試方案。一次系統的接線情況如圖2所示。本例中僅分析單個串供回路且指定開環點后的自愈保護調試情況。更換其他串供回路或開環點的情況以此類推。

圖2 110 kV手拉手接線系統一次接線圖

本例中選擇開關D2為開環點，在主站檢查子站上送狀態量正確、各站開出傳動正確且系統充電已完成的前提下，對自愈系統進行整組調試試驗。自愈系統聯調方案如表1所示。

表1 自愈系統聯調方案

3 典型聯調方案的不足及優化建議

典型自愈系統的調試方案針對不同廠家的自愈裝置顯然不具有通用性，如果盲目套用統一的聯調方案，勢必會造成聯調試驗失敗甚至調試錯誤影響后續的投入運行。結合實際運行情況以及工程現場所遇到的缺陷處理，對調試方案的優化提出如下建議。

(1)在該聯調方案中默認了線路縱差保護及母線差動保護在故障定位上的準確性以及上送報文的正確性，即在聯調方案中，模擬相關保護動作時同步伴隨有相應線路及母線的失壓。而這與實際運行情況未必相符。一旦因保護裝置異常或節點損壞等情況導致誤發保護動作信號，系統并不會伴隨相應的失壓，而此時自愈系統能否正確識別在典型聯調方案中并未體現。

故在聯調方案中，應增設模擬線路或母線保護裝置誤發動作信號的方案，根據現有自愈保護邏輯，此時自愈系統應可靠不動作。但在今后的自愈邏輯設計中，希望此種情況可增加一個提示功能。防止一旦串供線路失壓，或者壓變閘刀輔助接點損壞時，自愈保護滿足動作條件而誤出口。

(2)除與開環點相關的母差及線路保護動作自愈系統放電之外，串供回路線路縱差保護或者母線差動保護動作后，南瑞繼保和南瑞科技的保護動作判相關串供線路失壓的或門，而國電南自的保護動作判相關串供線路失壓的與門。而在此聯調方案中，一旦故障，串供回路均失壓，故不能體現出自愈動作所判的失壓為串供線路電壓的或門還是與門。

因此，在聯調方案中，對線路縱差保護及母線差動保護動作伴隨的失壓模擬，應依次有序進行，以驗證裝置自愈邏輯的準確性。

(3)不同廠家的裝置放電條件有所區別，面對不同廠家的裝置，聯調方案中要針對TWJ異常的開關數量及位置的不同分別模擬。

(4)聯調時，線路中往往沒有加入電流，因此無流的判定條件一直滿足，所以一經失壓自愈即可動作。在后續的聯調方案中應針對不同情況模擬通入適當的電流。

4 結語

本文從現場運行實際出發，首先分析了110 kV手拉手接線系統自愈保護的基本原理，通過對比研究南瑞繼保、南瑞科技和國電南自自愈保護邏輯，為自愈保護聯調方案的準確性和進一步優化提供良好的理論支撐。其次，研究了典型自愈系統的聯調方案，并對四站聯調系統進行了故障及各站聯調策略的模擬，以驗證自愈保護動作的準確性。最后，在典型自愈保護聯調方案的基礎上，結合不同廠家的自愈保護邏輯，提出了聯調方案中存在的不足，給出了相應的優化建議。為更準確地進行自愈保護聯調校驗，保證電力系統安全穩定運行提供實際參考。

另一方面，本文研究僅以本公司現場實際運行情況為藍本，考慮了110 kV手拉手接線系統中自愈保護聯調的優化方案。因此，對于其他接線形式以及其他現場實際問題，仍需做進一步研究。