500kV線(xiàn)路在3/2主接線(xiàn)下的保護(hù)配合研究

陳繼滔

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)供電局 廣東江門(mén) 529000）

500kV線(xiàn)路在3/2主接線(xiàn)下的保護(hù)配合研究

陳繼滔

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)供電局 廣東江門(mén) 529000）

500kV系統(tǒng)3/2主接線(xiàn)方式涉及設(shè)備、裝置多，二次設(shè)備的功能不斷加強(qiáng)，保護(hù)與保護(hù)之間、兩臺(tái)斷路器之間的配合方法與其他接線(xiàn)方式有較大的不同。本文對(duì)500kV線(xiàn)路各種保護(hù)的配合作了全面介紹，對(duì)線(xiàn)路保護(hù)、斷路器保護(hù)、重合閘之間的時(shí)間配合做了詳細(xì)分析。

電力系統(tǒng)；3/2接線(xiàn)；繼電保護(hù)

引言

隨著電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備的保護(hù)日趨完善。但是，系統(tǒng)的復(fù)雜程度也隨之增加，為避免造成故障的影響范圍擴(kuò)大，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保護(hù)間的配合變得尤為重要。在500kV變電站3/2斷路器的接線(xiàn)方式下，每條出線(xiàn)涉及兩個(gè)開(kāi)關(guān)和各自的保護(hù)，因此開(kāi)關(guān)間的配合、線(xiàn)路保護(hù)與兩個(gè)開(kāi)關(guān)保護(hù)之間的配合、各種保護(hù)與重合閘的配合都成為需要解決的問(wèn)題。[1]配合不當(dāng)，會(huì)造成保護(hù)功能的不全，從而導(dǎo)致拒動(dòng)或誤動(dòng)的事故事件。本文就500kV系統(tǒng)3/2主接線(xiàn)方式下，按斷路器配置的各種保護(hù)之間的配合進(jìn)行歸納和探討，研究保證安全可靠、全面實(shí)現(xiàn)其功能的配合方式。

1 重合閘與保護(hù)的配合

1.1 重合閘與線(xiàn)路保護(hù)

1.1.1 重合閘的啟動(dòng)

重合閘有兩種啟動(dòng)方式：斷路器控制開(kāi)關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式、保護(hù)啟動(dòng)方式。線(xiàn)路故障發(fā)生時(shí)，重合閘主要依靠保護(hù)啟動(dòng)方式。500kV線(xiàn)路常用的單重方式[4]，只需考慮保護(hù)單跳啟動(dòng)重合閘。3/2主接線(xiàn)下的斷路器保護(hù)有斷路器失靈保護(hù)和重合閘功能等，但對(duì)于整個(gè)斷路器保護(hù)裝置，其跳閘開(kāi)入量接口是共用的，且都來(lái)自線(xiàn)路保護(hù)。[5]

1.1.2 閉鎖重合閘

在某些情況下，比如手動(dòng)分閘、重合會(huì)導(dǎo)致再次經(jīng)歷事故等，不需要重合閘。因而設(shè)置閉鎖重合閘回路。重合閘可以通過(guò)保護(hù)閉鎖，保護(hù)判斷線(xiàn)路發(fā)生非單相故障、合于故障、保護(hù)加速、遠(yuǎn)方跳閘及其它公用保護(hù)動(dòng)作時(shí)，要閉鎖重合閘。保護(hù)裝置一般通過(guò)下面的三種方法實(shí)現(xiàn)閉鎖重合閘：①線(xiàn)路保護(hù)通過(guò)壓板、操作把手等直接閉鎖重合閘。②各種保護(hù)通過(guò)永跳命令啟動(dòng)操作箱的永跳繼電器TJR閉鎖重合閘。③單重方式時(shí)，當(dāng)重合閘檢測(cè)到同時(shí)有三相跳閘開(kāi)入時(shí)，重合閘也會(huì)立即放電。另外，當(dāng)斷路器壓力降低或進(jìn)行斷路器的分合閘操作時(shí)，也要閉鎖重合閘。

1.1.3 溝通三跳

500kV系統(tǒng)3/2主接線(xiàn)方式下，溝通三跳回路按斷路器配置。按預(yù)定方式重合是對(duì)3/2接線(xiàn)重合閘裝置的基本要求。由于系統(tǒng)多采用單相重合閘方式，發(fā)生單相接地故障時(shí)，開(kāi)關(guān)重合方式一般設(shè)為單跳單合。但是，當(dāng)由于某種原因使開(kāi)關(guān)不能按預(yù)先規(guī)定重合時(shí)，單跳就可能造成設(shè)備長(zhǎng)期非全相運(yùn)行，此時(shí)應(yīng)溝通開(kāi)關(guān)的三相跳閘回路，并不進(jìn)行重合。引起重合閘不能重合的原因主要有以下幾種情況：①重合閘方式為停用；②裝置異常；③重合閘未充電；④開(kāi)關(guān)壓力低閉鎖重合閘或其他異常閉鎖；⑤同串兩線(xiàn)路在重合閘周期內(nèi)先后啟動(dòng)中間開(kāi)關(guān)重合閘等。

溝三接點(diǎn)是為了使斷路器具備三跳的條件。滿(mǎn)足溝通三跳條件時(shí)，如果斷路器保護(hù)收到跳閘開(kāi)入，但線(xiàn)路又有電流，說(shuō)明斷路器的三相未全跳開(kāi)，斷路器保護(hù)發(fā)一個(gè)溝三跳閘。溝三跳閘實(shí)際上是溝通三跳的后備。溝三跳閘邏輯如圖1所示[6]。

圖1 溝三跳閘邏輯

1.2 斷路器保護(hù)功能的配合

3/2主接線(xiàn)下，500kV線(xiàn)路的重合閘等功能按斷路器配置，整合于斷路器保護(hù)裝置。斷路器失靈保護(hù)經(jīng)相電流判別動(dòng)作，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)在保證失靈保護(hù)選擇性的前提下盡量縮短。失靈動(dòng)作時(shí)間大于斷路器動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)返回時(shí)間之和，再考慮一定的裕度。既可直接經(jīng)一時(shí)限（約0.2～0.5S）跳本斷路器三相及包括對(duì)側(cè)的斷路器在內(nèi)的與拒動(dòng)斷路器相關(guān)聯(lián)的所有斷路器。也可經(jīng)較短時(shí)限（約0.13～0.15S）跳本斷路器三相，再經(jīng)一較長(zhǎng)時(shí)限（約0.2～0.25S）跳開(kāi)與拒動(dòng)斷路器相關(guān)聯(lián)的斷路器。[5]由于可能存在站內(nèi)死區(qū)，且在死區(qū)發(fā)生三相故障時(shí)，對(duì)系統(tǒng)影響大，設(shè)置快于失靈保護(hù)的死區(qū)保護(hù)。[5]

斷路器的非全相保護(hù)應(yīng)能正確躲開(kāi)開(kāi)重合閘時(shí)間，當(dāng)重合閘動(dòng)作完畢，斷路器三相不一致時(shí)，跳開(kāi)斷路器。江門(mén)地區(qū)220kV及以上線(xiàn)路的斷路器非全相保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般按2s或接近2s整定，長(zhǎng)于后合斷路器1.4s左右的重合時(shí)間定值。

此外，失靈保護(hù)、死區(qū)保護(hù)、非全相保護(hù)均閉鎖重合閘。

2 斷路器間的配合

先重后重：

2.1 重合閘方法

500kV系統(tǒng)3/2主接線(xiàn)下，一條出線(xiàn)有兩臺(tái)斷路器，發(fā)生線(xiàn)路故障時(shí)要同時(shí)斷開(kāi)兩臺(tái)斷路器。在重合時(shí)，為縮短永久性故障切除時(shí)間及對(duì)系統(tǒng)造成的沖擊，在保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)兩斷路器后，先合的開(kāi)關(guān)應(yīng)先重合，后合開(kāi)關(guān)的重合閘經(jīng)一定延時(shí)后再重合。后重?cái)嗦菲饕话阍俳?jīng)不少于300ms的延時(shí)重合，躲開(kāi)先重開(kāi)關(guān)的重合閘后加速動(dòng)作時(shí)間。

2.2 重合次序

重合應(yīng)有先后次序，通常要求邊開(kāi)關(guān)先于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)重合。當(dāng)重合于永久性故障時(shí)，邊開(kāi)關(guān)失靈，連跳所有母線(xiàn)側(cè)開(kāi)關(guān)，但在3/2接線(xiàn)系統(tǒng)中不影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行。而如果聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)先合，出現(xiàn)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)失靈，同串另一出線(xiàn)兩個(gè)開(kāi)關(guān)都跳開(kāi)，擴(kuò)大了事故范圍。

兩個(gè)斷路器的重合閘之間的重合次序必須預(yù)先設(shè)定，且應(yīng)保證先重的斷路器重合上后，才能重合后重?cái)嗦菲?。設(shè)定重合閘次序的方法一般有三種：①由先重?cái)嗦菲鞯闹睾祥l后加速的接點(diǎn)串接線(xiàn)路保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)閉鎖后重?cái)嗦菲鞯闹睾祥l。這種方法存在靈活性較差的缺點(diǎn)，一旦運(yùn)行，先重后重就確定了。另外，如果啟動(dòng)失靈與啟動(dòng)重合閘共用接點(diǎn)不可用該方法。②以先重?cái)嗦菲髦睾铣晒闂l件啟動(dòng)后合斷路器的重合閘，該方法不適用于取消重合閘優(yōu)先回路的線(xiàn)路。③線(xiàn)路保護(hù)或重合閘裝置本身的后加速跳閘有永跳接點(diǎn)（TJR）輸出的，可以通過(guò)永跳回路給后重?cái)嗦菲鞯闹睾祥l裝置放電。

2.3 重合閘后加速

國(guó)內(nèi)多數(shù)微機(jī)線(xiàn)路保護(hù)本身具備后加速功能，不需要重合閘提供加速信號(hào)。如果先重的斷路器重合于故障，后重的斷路器根據(jù)前文所述設(shè)計(jì)，應(yīng)能夠立即放電不重合。[2]

3 案例

以江門(mén)地區(qū)某500kV變電站的500kV某江甲線(xiàn)為例，該線(xiàn)路正常運(yùn)行時(shí)，重合閘方式為單重。如果遇到單相故障，其線(xiàn)路保護(hù)及斷路器保護(hù)動(dòng)作情況如圖2所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于500kV系統(tǒng)3/2主接線(xiàn)方式涉及設(shè)備、裝置多，以及二次設(shè)備的功能不斷加強(qiáng)，保護(hù)與保護(hù)之間、兩臺(tái)斷路器之間的配合方法與其他接線(xiàn)方式有較大的不同，在全面了解各種裝置的功能的基礎(chǔ)上，做好配合、整定工作，可以提高500kV線(xiàn)路保護(hù)的穩(wěn)定性和可靠性。

圖2 500kV某江甲線(xiàn)單相故障保護(hù)動(dòng)作情況

[1]路改強(qiáng)，劉敏.淺析500kV系統(tǒng)中3/2接線(xiàn)方式線(xiàn)路重合閘[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（23）：141～144.

[2]劉偉良，莊洪波.500kV 3/2接線(xiàn)微機(jī)重合閘與保護(hù)配合方法探討[J].繼電器，2008，36（5）：78～80

[3]趙自剛，林榕.3/2接線(xiàn)斷路器保護(hù)應(yīng)考慮的若干問(wèn)題[J].現(xiàn)代電力，1998，15（3）：7～12．

[4]國(guó)家電力調(diào)度通信中心，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答（第二版）[M].中國(guó)電力出版社，2000，2.

[5]國(guó)家電力調(diào)度通信中心.《國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材（下冊(cè)）》[M].中國(guó)電力出版社，2009，4.

[6]南瑞繼保電氣有限公司.《RCS-921系列斷路器失靈保護(hù)及自動(dòng)重合閘裝置技術(shù)和使用說(shuō)明書(shū)》.

TM762

A

1004-7344（2016）09-0073-02

2016-3-10

陳繼滔（1990-），男，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，從事繼保自動(dòng)化工作。