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500kV线路保护改造分析

jiang_0514  发表于 2009/7/14 12:11:04      1260 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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500kV线路保护改造分析
来源:赛尔电力自动化 总第75期
0引言

  此次鲲鹏变电站500kV岭鲲甲乙线和鲲东甲乙线的线路保护改造,主要是主保护由高频方向、高频距离更换为电流光纤差动和光纤距离,以及相应的保护信号通道和通信接口装置的更换。改造前鲲鹏变电站500kV高压线路上的继电保护信号的传输是采用高频载波通道+光纤通道的方式,改造后采用双光纤通道。本文将以岭鲲甲线为例,对500kV线路保护的改造做棚关分析。

  1主保护的配置

  500kV线路保护采用双主双后的配置,岭鲲甲乙线是联接岭澳核电站和500kV鲲鹏变电站的高压输电线路,总长度36。54km。岭鲲甲线(鲲鹏侧),线路保护改造前后的保护配置如表1、表2所示。

  1。1关于双回线路跨线故障

  同杆双回线广泛存在对于线路保护的配置提出了相应的要求,除了要考虑比较常见的功率倒向、零序互感等问题外,最主要的要解决跨线故障、线路末端故障时保护的选相问题,而跨线故障大多见于同杆并架双回线接地或不接地的相间短路故障。

  表IA屏保护配置

  线路保护A屏 改造前 改造后

  主保护 高频方向RCS-901D 光纤差动

  RCS-93lDMM

  后备保护 RCS-902D RCS-902D(保留)

  远跳就地判据 RCS-925A RCS-925A(保留)

  表2B屏保护配置

  线路保护B屏 改造前 改造后

  主保护 高频距离

  RCS-902DK 光纤距离

  RCS-902CDFZ

  远跳就地判据 RCS-925A RCS-925A(保留)

  原500kV线路主保护高频方向RCS-901D和高频距离RCS-902DK,其保护原理决定其在发生双回线跨线故障时故障选相的缺陷。若发生两回线异名相跨线接地故障,近故障处的保护可以正确选相,远离故障处的保护会判断为相间接地故障,线路三跳将故障切除。若发生不接地跨线相间故障,系统无零序分量,但每回线上存在很大的零序电流,母线上会产生不平衡零序电压,都将影响保护的正确动作,保护装置有可能误跳三相或拒动。

  鉴于500kV线路的重要性,为保证线路运行的安全性,有必要装设具有分相判别原理的电流差动保护和分相纵联距离保护,不仅可以解决双回线路跨线故障的正确选相问题并且能做到在故障时快速跳闸,这是本次线路保护改造的原因之一。

  1。2主保护的特点

  保护改造后,两套主保护基于分相判别原理且兼有完整的后备保护,能很好地满足500kV线路保护的需求。主l保护采用RCS-93lDMM光纤电流差动保护,包括分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护。电流差动保护原理简单,在电力系统的主变、线路和母线上大量使用,其灵敏度高、动作可靠快速、能适应电力系统震荡等优点是其他保护形式所无法比拟的。主2保护RCS-902CDFZ设有分相命令,纵联保护按相比较,双通道。光纤纵联保护不受复合电流的影响,不受线路分布电容的影响,能够灵敏和快速地反应各种对称和不对称故障,有其自身的优势。

  2光纤通道的配置

  光纤通信凭借其技术的先进性、经济适用性及可靠稳定性,逐渐替代电力线载波等其他通信技术,成为电力通信网络建设的首选。按照有关技术规程规范要求220kV及以上电压等级保护信号在通道中的传输时间不得大于10ms,主保护信号的传输时延应不大于5ms,选择具有网络白愈功能的光纤通道作为保护信号的传输通道,可以节省通信资源以及提高主保护运行的可靠性,主要有专用光纤和复用光纤两种光纤通道。

  (1)专用光纤通道:在线路传输距离较短和资源允许的情况下,专用光纤通道是首选方式。这种光纤通道直接由二芯光纤和保护装置接口组成,传输环节较少、操作简单维护方便、可靠性较高,但专用光芯的利用率较低,而且一旦光缆受损,将影响继电保护信号传输。

  (2)复用光纤通道:该方式传送保护信号时,将保护信号直接调制在发光二极管或半导体激光器的输出回路中,发至本站的通信接口柜,然后通过柜上的2M接口转接至通信光端机中,经光纤通信网传输,再发送至对端。利用复用光纤通道传送保护信号时,这种方式的光纤芯利用率大大提高。如果两变电站间光纤中断,SDH可自动为保护装置提供迂回通道,增强了光纤通信的可靠。

  岭鲲甲线的主保护实现了双通道配置,各通道之间相互独立、抗干扰性强、提高了保护信号传输的可靠性,根据线路的传输距离和保护装置的特点:RCS-931DMM的通道采用专用光纤+复用光纤,任一通道故障时差动保护不退出;RCS-902CDFZ采用复用光纤(经FOX-41A)+复用光纤(经MUX-2M),如图l所示。

  图1保护的通道配置图

  目前,光纤通道在深圳地区110kV及以上电压等级的电网中广泛得到应用,尤其是大量光纤差动保护投入运行,对通道的要求很高,两侧保护配合要求严格,通道一旦有问题,保护将会出现拒动。继保人员不仅要重视光纤通道原理的学习,在日常的工作中加强与通信班组合作、做好光纤通道的定期维护,以保证光纤通信系统能够安全、可靠地传送保护信息。

  3远跳方式的比较

  500kV系统主要考虑因断路器操作机构拒动或因断路器拉弧等原因引起的断路器失灵,或故障点位于电流互感器和断路器间保护死区内等情况下启动远方跳闸保护。本文这里要比较的几种远跳方式足:RCS-925A过压启动远跳、RCS-92lA断路器失灵启动远跳、RCS-93lDMM远跳。

  3。1RCS-925A过压启动远跳

  当线路本侧出现线路过电压或断路器失灵等故障均可通过远方保护系统发远跳信号。由对侧保护根据收信逻辑和相应的就地判据出口跳闸。为保证可靠跳闸,RCS-925A采用双重化方式,在有一通道故障情况下仍可靠跳闸,如图l所显示RCS-925A的通道配置。当对侧远方跳闸保护收到本侧远跳信号时,再根据就地判据判断是否应出口跳闸:根据整定定值,本侧过电压时间约800ms发信,远跳令经奉侧光纤接口装置、光纤通道、至对侧光纤接口

  装置,然后经就地二取一动作时间200ms出口跳闸,整个远跳时间约为ls。

  3。2RCS-921A断路器失灵启动远跳

  RCS-921A是断路器失灵保护,岭鲲甲线(鲲鹏侧)对应的边开关和中开关5032、5033(图2)的失灵启动远跳的回路是通过借助远跳保护装置RCS-925A的通道实现的,断路器失灵提供4个远跳触点分别与RCS-925A的远跳触点并联,通过Fox-41A(图3)和NSD570接口装置(原理同图3)经光纤通道发信给对侧。根据整定值,断路器失灵经过约200ms(跳相邻开关)发信,光纤传输至对侧经就地二取一动作时间200ms出口跳闸,整个远跳时间约为0。5s。

  图2岭鲲甲线(鲲鹏侧)接线图

  图3本侧断路器失灵启动远跳

  3。3RCS一931DMM的远跳

  装置提供两个远跳开入,如果本侧断路器失灵启动远跳回路直接接入RCS-931DMM的远跳开入,将通过主保护的光纤通道发信给对侧的主保护,收到远跳信号并且对侧“远跳受本侧控制”起动后,三相跳闸并闭锁重合闸。从本侧断路器失灵经200ms(跳相邻开关)发信到对侧跳闸,时间约为0。2s,这种远跳方式时间会较短。但是考虑到断路器失灵跳同侧相邻开关时,若采取本远跳方式跳对侧开关会造成时间上的不同步,所以改造后不采用本远跳方式。

  4结论

  基于分相式原理的主保护有效解决了同杆双回线的跨线故障选相问题,光纤通道的合理配置极大地提高了保护信号传输的可靠性,保护的远跳回路也相应地增加了不同通道对应的保护压板。此次线路保护改造将为鲲鹏变电站500kV线路更加安全稳定运行提供保障。

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