500 kV 線路遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)運(yùn)行分析及改進(jìn)措施

虞曉潔，周云波

(常州供電公司，江蘇 常州 213003)

500 kV 系統(tǒng)遠(yuǎn)方跳閘是指線路一次故障或異常（過電壓、高抗故障、開關(guān)失靈）時(shí)，經(jīng)由一定的媒介（如高頻通道中的慢速通道、光纖通道）傳輸切除對(duì)側(cè)開關(guān)的一種功能保護(hù)[1]。基于電力系統(tǒng)安全要求，相關(guān)聯(lián)線路保護(hù)收到遠(yuǎn)方跳閘命令后，迅速將與該線相連的2個(gè)斷路器跳開，使故障點(diǎn)及時(shí)切除。常州地區(qū)2 座500 kV 變電站處于華東電網(wǎng)樞紐位置，擔(dān)負(fù)著華東電網(wǎng)的西電東送，火水電的交匯，北電南送的重任。但因分期建設(shè)而不斷改造擴(kuò)建，遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)型號(hào)較多，通道、跳閘邏輯等有所不同，遠(yuǎn)方跳閘裝置的安全可靠運(yùn)行直接關(guān)系著華東電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1 500 kV 遠(yuǎn)方跳閘裝置配置方式比較

1.1 遠(yuǎn)方跳閘配置原則

遠(yuǎn)方跳閘信號(hào)可以按傳輸方式分為采用非數(shù)字通道和數(shù)字通道2 種，采用非數(shù)字通道傳輸方式在傳輸通道上易受各種干擾信號(hào)的影響，接點(diǎn)信號(hào)的傳輸可靠性較差，在運(yùn)行中易誤動(dòng)。采用數(shù)字通道傳輸方式具有快而可靠的優(yōu)點(diǎn)[2]。因此過去對(duì)500 kV 線路遠(yuǎn)方跳閘的配置原則：對(duì)采用非數(shù)字通道的，執(zhí)行端應(yīng)設(shè)置故障判別元件，如晉陵變裝設(shè)ABB 公司的REL531 保護(hù)，遠(yuǎn)方跳閘通道為載波通道的慢速通道，加裝了ABB 公司的REL511 就地判別裝置；對(duì)采用數(shù)字通道的，執(zhí)行端可不設(shè)置故障判別元件，如武南變、晉陵變裝設(shè)ABB 公司的REL561的線路保護(hù)。

1.2 遠(yuǎn)方跳閘邏輯的分析比較

因武南變分期建設(shè)而不斷改造擴(kuò)建，目前站內(nèi)遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)根據(jù)配置不同，跳閘邏輯分為3 種方式。

（1）方式1，2 條線路保護(hù)僅有一套就地判別裝置以及后備遠(yuǎn)跳邏輯LDD的配置。方式1 采取“二取二”、“二取一”、“一取一”跳閘方式，此配置方式為最早期的，較為經(jīng)濟(jì)，僅用一套就地判別裝置，缺點(diǎn)是判別裝置故障時(shí)轉(zhuǎn)為后備跳閘邏輯，不經(jīng)判別跳閘，可靠性低。另外當(dāng)其中一路通道故障或停用時(shí)，需經(jīng)延時(shí)跳閘，增加切除故障時(shí)間，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（2）方式2，無(wú)就地判別裝置的配置。無(wú)就地判別裝置的保護(hù)利用分相電流差動(dòng)通道，直接傳送遠(yuǎn)方跳閘信號(hào)至對(duì)側(cè)，跳對(duì)應(yīng)斷路器和線路主保護(hù)共用跳閘出口。由于采取直跳式容易受到干擾而誤動(dòng)，華東曾執(zhí)行采用遠(yuǎn)方跳閘輸入光耦增加20 ms 延時(shí)以躲過干擾的反措，以提高遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)動(dòng)作可靠性。此方式優(yōu)點(diǎn)為配置簡(jiǎn)單，比較經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)為易受干擾而誤動(dòng)，可靠性相對(duì)較差。

（3）方式3，2 套線路保護(hù)分別配有就地判別裝置的配置。此方式一路通道對(duì)應(yīng)一套就地判別裝置，每一套就地判別裝置收到遠(yuǎn)跳信號(hào)后開放正電源，經(jīng)就地判別裝置判別，條件滿足出口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)跳。其優(yōu)點(diǎn)為2 路通道、就地判別裝置完全獨(dú)立，2 套保護(hù)之間沒有聯(lián)系，回路簡(jiǎn)潔，操作方便，可靠性高。3 種配置方式比較如表1 所示。

表1 3 種遠(yuǎn)方跳閘配置方式比較

通過分析3 種配置方式及運(yùn)行情況，可見方式3為今后優(yōu)選方案，也是目前上級(jí)電網(wǎng)公司要求的配置方式?，F(xiàn)最新要求所有遠(yuǎn)方跳閘回路需在接收端裝設(shè)遠(yuǎn)方跳閘就地判別裝置，遠(yuǎn)方跳閘命令需經(jīng)本地就地判別后跳閘出口，遠(yuǎn)方跳閘就地判別裝置采用一取一判別方式，并應(yīng)包括低有功功率等電氣量判據(jù)邏輯。

1.3 就地判別工作邏輯的分析比較

常州500 kV 變電站投運(yùn)的遠(yuǎn)方跳閘就地判別裝置有3 種，ABB 公司的REL501，REL511 以及南瑞公司的RCS-925A。

（1）ABB 公司的就地判別裝置工作邏輯為通過其I/O 接口輸入通道信號(hào)，由CPU 作出邏輯判斷后，實(shí)現(xiàn)跳閘，以型號(hào)REL511為例，簡(jiǎn)單工作邏輯如圖1所示。

圖1 ABB 公司REL511 簡(jiǎn)單工作邏輯

（2）南瑞公司生產(chǎn)的以RCS-925A 工作邏輯為例，在通道（該通道投入且無(wú)故障）收信時(shí)啟動(dòng)，收信啟動(dòng)動(dòng)作后展寬7 s，開放繼電器正電源，判據(jù)滿足后出口后跳相關(guān)斷路器并閉鎖重合閘。簡(jiǎn)單跳閘邏輯如圖2 所示。

圖2 RCS-925A 遠(yuǎn)方跳閘簡(jiǎn)單工作邏輯

2 遠(yuǎn)方跳閘運(yùn)行分析

遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)裝置在多年的運(yùn)行中未發(fā)生過誤動(dòng)情況，且運(yùn)行良好。僅在一次定期試驗(yàn)中發(fā)生誤跳開關(guān)的情況。

2.1 校驗(yàn)時(shí)的一次和二次設(shè)備狀態(tài)

2009年9 月3 日，對(duì)武南變500 kV 晉武5287 線線路保護(hù)校驗(yàn)，校驗(yàn)時(shí)的一次運(yùn)行狀態(tài)：晉武5287 線路停役，5012 斷路器、5013 斷路器為開關(guān)檢修狀態(tài)，5011 斷路器運(yùn)行，3 號(hào)主變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)。具體接線如圖3 所示。

圖3 校驗(yàn)時(shí)的一次接線

二次保護(hù)配置情況：第一塊屏裝有第一套線路保護(hù)REL531（V2.0）和第一套遠(yuǎn)跳及就地判別裝置REL511（V2.5），第二塊屏裝有第二套線路保護(hù)REL531（V2.0）和第二套遠(yuǎn)跳及就地判別裝置REL511（V2.5）。在保護(hù)校驗(yàn)中需做聯(lián)跳斷路器試驗(yàn)，因此線路5012 斷路器、5013 斷路器為合閘狀態(tài)，遠(yuǎn)方跳閘為信號(hào)狀態(tài)，跳閘隔離單元1LP 內(nèi)插入大插把。

2.2 保護(hù)校驗(yàn)過程

在對(duì)REL511 進(jìn)行功能驗(yàn)收而校驗(yàn)遠(yuǎn)方跳閘功能時(shí)，校驗(yàn)人員輸入模擬遠(yuǎn)方跳閘信號(hào)，保護(hù)動(dòng)作出口，此時(shí)保護(hù)為信號(hào)狀態(tài)，跳閘隔離單元1LP 內(nèi)插入了大插把，實(shí)際應(yīng)無(wú)相關(guān)開關(guān)跳閘，但保護(hù)動(dòng)作后本處于合上狀態(tài)的5012，5013 2個(gè)斷路器跳開了，顯然這是不正常的現(xiàn)象，5012，5013 2個(gè)斷路器應(yīng)判為誤跳閘。

2.3 誤跳閘原因分析

針對(duì)這一不正常現(xiàn)象進(jìn)行檢查分析，保護(hù)的輸入輸出回路如圖4 所示。

圖4 REL511的輸入輸出示意圖（1LP為遠(yuǎn)跳出口插把，1SK為遠(yuǎn)跳試驗(yàn)插把）

分析結(jié)果為REL511 遠(yuǎn)方跳閘就地判別裝置的閉鎖重合閘回路（BLOCK AR1，BLOCK AR2）經(jīng)試驗(yàn)插孔1SK的10，11 分別接入2個(gè)斷路器失靈保護(hù)的跳閘回路，由失靈重跳回路跳開5012 斷路器和5013 斷路器，而REL511 遠(yuǎn)方跳閘就地判別裝置原理圖上此回路僅標(biāo)明閉鎖重合閘。即現(xiàn)場(chǎng)在停用遠(yuǎn)方跳閘時(shí)在斷路器跳閘隔離單元1LP 內(nèi)插入大插把，僅隔離遠(yuǎn)跳的跳閘出口，并沒有隔離試驗(yàn)插孔失靈回路，所以在做試驗(yàn)時(shí)失靈回路仍然是通的，遠(yuǎn)方跳閘出口后保護(hù)裝置給5012 斷路器、5013 斷路器保護(hù)REL551 發(fā)了失靈重跳信號(hào)，導(dǎo)致5012 斷路器、5013 斷路器誤跳閘。

2.4 對(duì)回路檢查及整改

由此現(xiàn)場(chǎng)對(duì)此類接線方式遠(yuǎn)方跳閘的停啟用操作進(jìn)行了整改，規(guī)定停用時(shí)在斷路器跳閘隔離單元內(nèi)插入了大插把以及在1SK 試驗(yàn)插孔單元內(nèi)閉鎖重合閘及啟動(dòng)失靈插孔內(nèi)插入小插把。通過上述改變操作在不改動(dòng)接線情況下克服了回路存在的不合理，并對(duì)其他回路進(jìn)行檢查，以防也存在此問題。針對(duì)常州500 kV 變電站幾種不同的接線方式，對(duì)遠(yuǎn)方跳閘的停啟用操作總結(jié)，有以下幾種操作方式：

（1）無(wú)就地判別裝置，如晉陵變和武南變的REL 561，RCS-931D 等，遠(yuǎn)跳停用操作遠(yuǎn)跳投退斷路器；

（2）就地判別的跳閘、閉鎖重合、啟動(dòng)失靈均經(jīng)獨(dú)立出口，如武南變REL561+REL511 等配置，遠(yuǎn)跳停用操作獨(dú)立出口插把（壓板）；

（3）就地判別的跳閘、閉鎖重合經(jīng)獨(dú)立出口，遠(yuǎn)跳不啟動(dòng)失靈，如武南變REL531+REL501，REL521+RCS925 等配置，遠(yuǎn)跳停用操作獨(dú)立出口插把（壓板）；

（4）就地判別的跳閘經(jīng)獨(dú)立出口，閉鎖重合、啟動(dòng)失靈不經(jīng)獨(dú)立出口，如武南變的REL531+REL511，停用遠(yuǎn)方跳閘同時(shí)操作獨(dú)立出口和試驗(yàn)插把；

（5）就地判別無(wú)獨(dú)立出口，只有試驗(yàn)插把，遠(yuǎn)跳不啟動(dòng)失靈，如晉陵變REL531+REL511 配置，遠(yuǎn)跳停用操作試驗(yàn)插把；

（6）就地判別無(wú)獨(dú)立出口，只有試驗(yàn)插拔，啟動(dòng)失靈，如武南變REL521+REL501 配置，遠(yuǎn)跳停用操作試驗(yàn)插把。

3 改進(jìn)建議和措施

3.1 回路及操作改進(jìn)意見

對(duì)遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)的接線采用跳閘、閉鎖重合閘（或啟動(dòng)失靈）均經(jīng)就地判別裝置獨(dú)立出口的方式，此接線方式較為簡(jiǎn)單、直接、可靠，操作起來(lái)簡(jiǎn)單明了。因此對(duì)于就地判別裝置無(wú)獨(dú)立出口，借線路主保護(hù)出口的接線方式應(yīng)加裝完全的獨(dú)立出口插把（壓板）；部分保護(hù)閉鎖重合閘或啟動(dòng)失靈不經(jīng)獨(dú)立出口的應(yīng)改接線，保證就地判別裝置的跳閘、閉鎖重合、啟動(dòng)失靈等出口均經(jīng)就地判別裝置獨(dú)立出口插把（壓板），出口與主保護(hù)完全獨(dú)立，優(yōu)化操作步驟?？梢詼p少誤操作、漏操作的危險(xiǎn)性，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)暫時(shí)難以改接線的情況應(yīng)在停啟用操作上注意，停用時(shí)應(yīng)完全隔離出口、閉鎖重合閘、啟動(dòng)失靈等出口。

3.2 是否要啟動(dòng)失靈的建議

因設(shè)計(jì)原因，常州500 kV 變電站內(nèi)有一部分遠(yuǎn)方跳閘動(dòng)作后啟動(dòng)失靈保護(hù)，有一部分則不啟動(dòng)失靈保護(hù)?；诔Ｖ?00 kV 變電站內(nèi)所有線路均為短線路，且沒有裝設(shè)高抗，結(jié)合常州地區(qū)實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)這2種情況進(jìn)行比較，則認(rèn)為短距離以及沒有裝設(shè)高抗的線路采用不啟動(dòng)失靈保護(hù)的接線較好。

首先失靈保護(hù)的原則是不考慮2個(gè)斷路器同時(shí)失靈，對(duì)于失靈保護(hù)動(dòng)作后發(fā)遠(yuǎn)跳信號(hào)跳對(duì)側(cè)斷路器的情況，對(duì)側(cè)保護(hù)收到遠(yuǎn)跳信號(hào)后經(jīng)就地判別三跳相關(guān)斷路器并閉鎖重合閘，已不需要再次啟動(dòng)失靈。其次在對(duì)側(cè)線路遠(yuǎn)端故障，過電壓情況啟動(dòng)遠(yuǎn)方跳閘的情況下，裝置收到遠(yuǎn)跳信號(hào)，若遠(yuǎn)跳出口的同時(shí)啟動(dòng)失靈保護(hù)，此時(shí)斷路器拒動(dòng)未能跳閘，但此時(shí)故障電流有可能達(dá)不到失靈保護(hù)啟動(dòng)設(shè)定值，失靈保護(hù)啟動(dòng)條件不滿足，無(wú)法動(dòng)作出口，設(shè)計(jì)失靈回路只起到了失靈重跳的作用，失靈回路沒有實(shí)際意義。

3.3 對(duì)保護(hù)定期校驗(yàn)的要求

加強(qiáng)保護(hù)的定期校驗(yàn)及試驗(yàn)，必須針對(duì)多種型號(hào)、不同配置方式的遠(yuǎn)方跳閘制定全面可靠的試驗(yàn)項(xiàng)目和方案，有條件時(shí)安排運(yùn)行方式進(jìn)行500 kV 線路實(shí)際聯(lián)動(dòng)試驗(yàn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,確保校驗(yàn)質(zhì)量和試驗(yàn)安全，提高裝置的運(yùn)行健康水平,從而提高可靠性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，提高遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)裝置的可靠性，從變電運(yùn)行角度在遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)回路、停啟用操作等方面進(jìn)行整改，消除安全隱患。并在運(yùn)行維護(hù)中加強(qiáng)保護(hù)的定期校驗(yàn)及試驗(yàn)，提高保護(hù)裝置的可靠性，使500 kV遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)裝置不斷改進(jìn)，完善，為提高500 kV 系統(tǒng)安全運(yùn)行發(fā)揮積極作用。

[1]申 蕓，王曉潔.淺析500 kV 線路保護(hù)的遠(yuǎn)方跳閘功能[J].江蘇電機(jī)工程，2011，30(2)：36-37.

[2]張全元.變電運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問答[M].2 版.北京：中國(guó)電力出版社.2009：342.