220 kV線路由旁路開關(guān)代出線開關(guān)時(shí)高頻距離保護(hù)分析

高 峰,韋 良

（濟(jì)南供電公司，山東 濟(jì)南 250012）

0 引言

2001年8月1日實(shí)施的 《山東電網(wǎng)繼電保護(hù)調(diào)度運(yùn)行規(guī)定》中規(guī)定：由旁路開關(guān)代出線開關(guān)或旁路開關(guān)恢復(fù)備用，在開關(guān)并列過(guò)程中，應(yīng)停用各側(cè)的高頻保護(hù)。旁路開關(guān)代路時(shí)切換出線開關(guān)的高頻距離保護(hù)。

2009年9月新頒發(fā)的 《山東電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置運(yùn)行管理規(guī)程》第6.1.7條規(guī)定：由旁路開關(guān)代出線開關(guān)時(shí)，應(yīng)將一套縱聯(lián)保護(hù)切換成旁路運(yùn)行，倒閘操作結(jié)束后停用另一套縱聯(lián)保護(hù)；旁路開關(guān)恢復(fù)備用前，應(yīng)將停用的縱聯(lián)保護(hù)投入運(yùn)行，倒閘操作結(jié)束后將旁路運(yùn)行的縱聯(lián)保護(hù)切回本線路運(yùn)行。

前一種情況下，在旁路開關(guān)代出線開關(guān)倒閘操作過(guò)程中，線路失去了能瞬時(shí)切除故障的縱聯(lián)保護(hù)，保護(hù)將不能在最短的時(shí)間內(nèi)切除該線路的故障。新規(guī)定施行后，倒旁路操作過(guò)程中線路開關(guān)和旁路開關(guān)各有一套縱聯(lián)保護(hù)。目前，現(xiàn)場(chǎng)220 kV旁路開關(guān)只配置了高頻閉鎖距離保護(hù)，因此，在220 kV線路由旁路開關(guān)代出線開關(guān)前，只將高頻閉鎖距離保護(hù)切換到旁路運(yùn)行。

1 高頻閉鎖距離保護(hù)工作原理

高頻閉鎖距離保護(hù)的工作原理，是利用距離保護(hù)的啟動(dòng)元件和距離方向元件控制收發(fā)信及發(fā)出高頻閉鎖信號(hào)，閉鎖兩側(cè)保護(hù)的原理構(gòu)成，它能使保護(hù)無(wú)延時(shí)地切除被保護(hù)線路任一點(diǎn)的故障。其構(gòu)成原理如圖 1所示， 圖 1中，ZⅠ、ZⅡ、ZⅢ、 分別表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段阻抗測(cè)量元件，tⅡ、tⅢ為延時(shí)元件，Ⅲ段作為啟動(dòng)元件啟動(dòng)收發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻閉鎖信號(hào)，并經(jīng)過(guò)延時(shí)tⅢ動(dòng)作于跳閘。Ⅱ段距離元件ZⅡ用來(lái)判定故障點(diǎn)的方向是否在保護(hù)的正方向，啟動(dòng)后閉鎖本端發(fā)信機(jī)。它一方面啟動(dòng)時(shí)間元件經(jīng)過(guò)一定延時(shí)tⅡ后跳閘，同時(shí)，還可以經(jīng)過(guò)一收信機(jī)閉鎖繼電器的閉鎖觸點(diǎn)瞬時(shí)跳閘。當(dāng) k1點(diǎn)短路時(shí)，ZⅡA、ZⅢA、ZⅠB、ZⅡB、ZⅢB均啟動(dòng)，且故障在B側(cè)斷路器的距離一段范圍內(nèi)，因此B側(cè)斷路器立即跳閘。由于ZⅡB動(dòng)作，B側(cè)KM1動(dòng)作，停發(fā)B側(cè)高頻信號(hào)，同理A側(cè)也停發(fā)高頻信號(hào)，A側(cè)收信機(jī)收不到高頻信號(hào)，KM2繼電器常閉觸點(diǎn)保持接通，ZⅡA不帶延時(shí)地立即跳開A側(cè)斷路器，實(shí)現(xiàn)高頻閉鎖距離保護(hù)的全線速動(dòng)。當(dāng)k2點(diǎn)短路時(shí)，ZⅡA、ZⅢA、ZⅢB動(dòng)作，B 側(cè)發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻信號(hào)，而B側(cè)的距離Ⅱ段不動(dòng)作，不會(huì)閉鎖B側(cè)的發(fā)信機(jī)。閉鎖信號(hào)被A側(cè)收信機(jī)接收，KM2常閉觸點(diǎn)打開，A側(cè)保護(hù)Ⅱ段以 tⅡ延時(shí)跳A側(cè)斷路器（若B母線右側(cè)斷路器或其保護(hù)不動(dòng)作時(shí)）。

圖1 高頻閉鎖距離保護(hù)原理

2 現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程對(duì)比

根據(jù)2009年版 《山東電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置運(yùn)行管理規(guī)程》，現(xiàn)場(chǎng)倒旁路的操作步驟進(jìn)行了相應(yīng)的變更，具體過(guò)程對(duì)比如下：

2.1 原有的倒旁路過(guò)程

1）停用線路距離高頻、方向高頻保護(hù)；

2）旁路改定值,合旁路開關(guān)對(duì)旁路母線充電；

3）合線路的旁路刀閘；

4）停用線路和旁路零序3、4段保護(hù)；

5）合旁路開關(guān)，拉線路開關(guān)；

6）投入線路和旁路零序3、4段保護(hù)；

7）將線路開關(guān)高頻閉鎖距離保護(hù)通道切旁路運(yùn)行；

8）檢查通道良好后，投入旁路開關(guān)距離高頻保護(hù)。

2.2 按照新規(guī)程的倒旁路操作過(guò)程

1）旁路改定值，將高頻距離保護(hù)切換至旁路運(yùn)行；

2）合旁路開關(guān)對(duì)旁路母線充電；

3）合線路的旁路刀閘；

4）停用線路零序3、4段保護(hù)，停用旁路零序3、4 段保護(hù)；

5）合旁路開關(guān)，拉線路開關(guān)；

6）投入旁路零序3、4段保護(hù)；

7）停用線路開關(guān)高頻方向保護(hù)。

3 操作過(guò)程中故障分析及建議

按照原《山東電網(wǎng)繼電保護(hù)調(diào)度運(yùn)行規(guī)定》，在倒旁路的過(guò)程中，當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)（圖1），由于失去了能夠全線速動(dòng)的高頻保護(hù)，如果故障點(diǎn)位置在K1，B側(cè)保護(hù)的距離Ⅰ段能夠瞬時(shí)動(dòng)作，而A側(cè)保護(hù)的距離Ⅱ段需要經(jīng)延時(shí)tⅡ后跳閘。由此可以看出，按照原規(guī)定，即使發(fā)生區(qū)內(nèi)故障的時(shí)候，兩側(cè)保護(hù)也有可能不是全部無(wú)延時(shí)切除故障，這對(duì)于電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定是有害的。

按照新的規(guī)程，當(dāng)?shù)古月返倪^(guò)程中在區(qū)內(nèi)K1點(diǎn)發(fā)生故障的時(shí)候，若旁路開關(guān)尚未合好，則由線路開關(guān)的另外一套高頻保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作跳閘。若旁路開關(guān)已合好而尚未將線路開關(guān)拉開時(shí)，無(wú)論線路開關(guān)是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，還是高頻閉鎖方向保護(hù)，A、B兩側(cè)的保護(hù)都能瞬時(shí)動(dòng)作，將A、B側(cè)的線路開關(guān)跳開。旁路開關(guān)也會(huì)由高頻閉鎖距離保護(hù)動(dòng)作瞬時(shí)跳開。若A側(cè)旁路開關(guān)已合好，A側(cè)的線路開關(guān)也已經(jīng)拉開，則由切換好的高頻閉鎖距離保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作跳閘。由此可見，按照新的規(guī)定，線路發(fā)生故障時(shí)，兩側(cè)保護(hù)始終都能瞬時(shí)動(dòng)作，將開關(guān)跳開，有利于設(shè)備的安全運(yùn)行和電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定。

另外，在倒旁路開關(guān)操作前，要求先對(duì)旁路母線充電。此時(shí)若旁路母線有故障存在，相當(dāng)于上面講的k2點(diǎn)發(fā)生故障，通常旁路開關(guān)只配備一套主保護(hù)，如果不能正確動(dòng)作，出線1對(duì)側(cè)高頻閉鎖距離保護(hù)就會(huì)動(dòng)作，使開關(guān)跳閘。單母線帶旁路接線圖如圖2所示。

圖2 單母線帶旁路接線圖

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員在進(jìn)行旁路開關(guān)代出線開關(guān)運(yùn)行的倒閘操作時(shí)，建議先對(duì)旁路母線充電良好后，再將高頻距離保護(hù)切換成旁路運(yùn)行，防止本站旁路母線有故障時(shí)，人為擴(kuò)大事故范圍。

4 結(jié)論

通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，2009年版《山東電網(wǎng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置運(yùn)行管理規(guī)程》充分發(fā)揮了220 kV線路雙保護(hù)配置的優(yōu)點(diǎn)，嚴(yán)格執(zhí)行新規(guī)程的倒旁路規(guī)定，就能將保護(hù)切除線路故障的時(shí)間縮減到最小，有助于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。