線路倒旁路時保護(hù)切換分析

【摘要】文章論述了雙母線帶旁路電氣主接線的斷路器保護(hù)配置問題，介紹了雙母線倒旁路時電流、電壓、保護(hù)切換情況，分析了切換過程中應(yīng)注意的保護(hù)問題及切換過程中區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障情況時應(yīng)注意的保護(hù)問題。

【關(guān)鍵詞】旁路 保護(hù) 高頻 距離 零序

1概述

雙母線帶旁路電氣主接線的斷路器保護(hù)配置，目前存在多種廠家的多種型號的多種原理保護(hù)裝置，如南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的RCS-931系列保護(hù)采用光纖差動、零序、距離保護(hù)；許繼電氣股份有限公司生產(chǎn)的WXH-860系列保護(hù)采用高頻、零序、距離保護(hù)；四方電氣有限公司生產(chǎn)的CSL-100系列保護(hù)采用高頻、零序、距離保護(hù)。這些保護(hù)按屏組裝成套，按照電氣設(shè)備保護(hù)雙重化原則，每個斷路器都配置了雙套保護(hù)裝置。雙母線帶旁路電氣主接線中，旁路斷路器只配置了一套保護(hù)裝置，當(dāng)旁路斷路器代哪條線路斷路器運(yùn)行時，就將該線路的一套保護(hù)裝置切換到旁路運(yùn)行，實現(xiàn)旁路斷路器雙套保護(hù)裝置運(yùn)行。

2旁路切換一般過程

旁路斷路器代線路斷路器運(yùn)行操作時，操作順序是這樣的：

(1) 首先投入旁路斷路器微機(jī)保護(hù)，利用旁路斷路器給旁路母線充電；

(2) 然后，拉開旁路斷路器，合上線路旁路刀閘；

(3) 進(jìn)行切換，線路切換保護(hù)屏停用相應(yīng)保護(hù)、線路非切換保護(hù)屏停用相應(yīng)保護(hù)、線路切換保護(hù)屏線路電流切換至旁路端子、線路電壓切換至旁路電壓；

(4) 旁路斷路器合閘，進(jìn)行兩斷路器并列；

(5) 拉開線路斷路器，進(jìn)行兩斷路器解環(huán)；

(6) 投入線路切換保護(hù)屏相應(yīng)保護(hù)。

3切換過程保護(hù)分析

旁路斷路器代送線路斷路器操作，目的就是保證線路不停電，在此對旁路斷路器代送線路斷路器操作時保護(hù)切換進(jìn)行分析，注意重要事項，防止保護(hù)誤動，造成線路停電。雖然線路保護(hù)裝置多種多樣，保護(hù)原理也不盡相同，但目前高壓線路主要依靠載波或光纖原理來實現(xiàn)全線速動保護(hù)，本文主要以載波、光纖原理實現(xiàn)保護(hù)兩種情況對切換過程中的保護(hù)進(jìn)行分析。

線路一次接線如圖1所示，1、2為本側(cè)線路斷路器或旁路斷路器，3為對側(cè)線路斷路器，故障點4表示區(qū)外故障，故障點5表示區(qū)內(nèi)故障。

3.1線路保護(hù)依靠載波原理

高壓系統(tǒng)雙母線帶旁路電氣主接線中，線路保護(hù)裝置一般都配置高頻保護(hù)，又叫電力線載波縱聯(lián)保護(hù)，高頻保護(hù)主要利用輸電線路構(gòu)成高頻通道，通過傳輸高頻信號，決定保護(hù)是否動作?，F(xiàn)在大多數(shù)高壓線路保護(hù)裝置，如WXB-11(15)系列保護(hù)裝置、CSL-100系列保護(hù)裝置、WXH-860系列保護(hù)裝置，都配置高頻保護(hù)、距離保護(hù)、零序保護(hù)。在旁路斷路器代送線路斷路器時，相關(guān)保護(hù)的切除和投入，將主要依靠保護(hù)是否在保護(hù)區(qū)內(nèi)正確動作做相應(yīng)規(guī)定。

線路零序保護(hù)最靈敏I段定值整定是按照線路末端故障的最大零序電流整定，定值較大；而零序保護(hù)靈敏II、III、Ⅳ段定值整定是按照相鄰線路故障的零序電流整定，并與相鄰線路零序保護(hù)段相配合，定值較小。如圖1所示，假如并列時發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，如在線路末端故障點5發(fā)生線路單相接地或兩相接地，將產(chǎn)生零序電流流過本側(cè)保護(hù)裝置。由于斷路器1、2并列分流作用，單獨流過旁路斷路器、線路斷路器的零序電流值可能較小，本側(cè)旁路、線路斷路器零序保護(hù)I段有可能不動作，不能快速切除故障；對側(cè)由于靠近故障點，零序電流較大，可以啟動零序保護(hù)I段快速動作跳閘，跳開對側(cè)斷路器，雖然此時依靠對側(cè)斷路器位置停信，但本側(cè)高頻零序保護(hù)也不能動作跳閘；此時故障點依然存在，只能依靠零序保護(hù)長延時或接地距離保護(hù)切除故障，切除故障時間延長，有可能對設(shè)備造成危害。因此，應(yīng)注意盡量縮短兩斷路器并列的時間，減少并列時保護(hù)出現(xiàn)問題的幾率。

兩斷路器并列操作時，由于并列時產(chǎn)生的沖擊電流較大，兩斷路器負(fù)荷分配不均，有可能造成零序保護(hù)誤動作，所以兩斷路器并列前，應(yīng)停用旁路保護(hù)屏、線路保護(hù)切換屏、非切換屏零序II、III、Ⅳ段保護(hù)；如果線路屬于重負(fù)荷線路，切換時還應(yīng)停用旁路保護(hù)屏、線路保護(hù)切換屏、非切換屏零序I段保護(hù)。

如果兩斷路器并列時發(fā)生區(qū)外故障，如圖1所示的故障點4發(fā)生相間或接地故障，斷路器1、2、3保護(hù)不動作，但如果此時拉開斷路器1，斷路器1的跳閘位置繼電器TWJ給斷路器3發(fā)位置停信信號，斷路器3高頻保護(hù)有可能誤動作跳閘，造成線路停電。因此，在兩斷路器并列前，應(yīng)停用旁路保護(hù)屏、線路保護(hù)切換屏、非切換屏的高頻保護(hù)。

在線路斷路器拉開，旁路斷路器運(yùn)行后，對旁路保護(hù)屏、線路保護(hù)切換屏高頻保護(hù)測試合格后投入，并投入旁路保護(hù)屏、線路保護(hù)切換屏零序保護(hù)。

3.2線路保護(hù)依靠光纖原理

根據(jù)黑龍江220kV電力網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理規(guī)程規(guī)定：在旁路或母旁斷路器并列前，停用線路兩側(cè)全部全線速動保護(hù)，然后進(jìn)行保護(hù)切換。本線斷路器拉開后，對被代線路切換到旁路的全線速動保護(hù)進(jìn)行測試，合格后投入。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)技術(shù)、光纖技術(shù)在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，利用光纖技術(shù)實現(xiàn)高壓線路光纖差動保護(hù)全線速動保護(hù)，如南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的RCS-931系列保護(hù)，就是利用光纖原理的速動保護(hù)。按照規(guī)程規(guī)定，對于配置光纖差動保護(hù)的線路，如果線路保護(hù)屏配置雙套光纖保護(hù)屏，旁路代送時，應(yīng)停用旁路保護(hù)屏主保護(hù)和雙屏主保護(hù)（光纖差動）；如果配置一套光纖保護(hù)屏和另一套保護(hù)屏，光纖保護(hù)屏作切換屏，旁路代送時，應(yīng)停用旁路保護(hù)屏主保護(hù)、光纖屏主保護(hù)和另一套屏主保護(hù)。

如果兩斷路器并列時發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，如圖1所示的故障點5發(fā)生單相接地或兩相接地故障，保護(hù)如3.1所述，存在靈敏性問題，由于并列時沖擊電流有可能造成零序保護(hù)II、III、Ⅳ段誤動作，所以兩斷路器并列前，應(yīng)停用旁路保護(hù)屏、線路保護(hù)切換屏、非切換屏零序II、III、Ⅳ段保護(hù)。如果兩斷路器并列時發(fā)生區(qū)外故障，如圖1所示的故障點4發(fā)生故障，此時拉開斷路器1，由于原來兩斷路器平衡負(fù)荷突然施加到一個斷路器中，有可能造成某相相電流差突增，造成相電流差突變量元件動作，或者相電流暫態(tài)方向元件誤動作，造成光纖差動保護(hù)誤動作跳閘，線路停電。因此，在兩斷路器并列前，應(yīng)停用線路全線速動主保護(hù)，同時停用旁路保護(hù)屏主保護(hù)。在線路斷路器拉開、旁路斷路器運(yùn)行后，應(yīng)對光纖保護(hù)作差流試驗，合格后投入，并投入相應(yīng)的其它需要的保護(hù)。

3.3其它需要說明的問題

高壓線路全線速動主保護(hù)過去還常使用微波原理的保護(hù)，由于微波原理保護(hù)的諸多缺陷，現(xiàn)在已經(jīng)不再廣泛應(yīng)用，旁路代送時，此保護(hù)停用的原則采用載波原理保護(hù)處理原則。

有些高壓線路，如部分地區(qū)110kV線路，只配置了距離和零序保護(hù)，并沒有配置高頻保護(hù)，也沒有配置光纖保護(hù)，如LFP-941A(D、J)、LFP-951A保護(hù)裝置。在雙母線帶旁路主接線中，由這種保護(hù)裝置組合的線路保護(hù)，旁路代送前，這種保護(hù)配置可以只停用旁路保護(hù)屏、線路保護(hù)屏零序II、III、Ⅳ段保護(hù)。

對于旁路保護(hù)屏失靈保護(hù)，應(yīng)在并列前投入，防止旁代過程中事故擴(kuò)大。

旁路代送時，旁路保護(hù)屏的定值必須和代送線路雙套保護(hù)屏中的一套定值相一致。對于保護(hù)原理相同、定值相同的線路保護(hù)，任取一套保護(hù)定值即可，一般取非切換屏保護(hù)定值。如果線路雙屏保護(hù)原理不同，如WXB-11和CSL-101、WXH-864和RCS-903組成的線路雙套保護(hù)，旁路保護(hù)和線路保護(hù)的哪套保護(hù)原理相同，旁路代送時，旁路保護(hù)就用哪套保護(hù)定值。旁路保護(hù)定值切換必須在旁路代送前完成。

4結(jié)束語

上述討論適于各級電壓雙母線帶旁路主接線的線路保護(hù)配置，各變電站線路保護(hù)配置不同，旁路代送時，應(yīng)根據(jù)保護(hù)配置的特點，進(jìn)行保護(hù)的相應(yīng)切換，防止發(fā)生保護(hù)的誤動和拒動。