電網(wǎng)故障遠方聯(lián)切小電源的應用探討

李桂楊　張振華　邵萬星

摘 要：文章介紹了110 kV及以下地方小電源上網(wǎng)情況，探討110 kV及以下終端線路故障時遠方聯(lián)切35 kV、10 kV地方上網(wǎng)小電源的應用，討論實現(xiàn)遠切地方小電源的解決方法，從而提高110 kV及以下終端線路故障重合閘成功率及配網(wǎng)供電可靠性。

關(guān)鍵詞：保護；遠切；小電源；可靠性

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）33-0121-02

近年來，隨著社會經(jīng)濟的日益發(fā)展，客戶對用電可靠性要求越來越高，我們也不斷通過提高設備穩(wěn)定性及完善電網(wǎng)架構(gòu)等方式提高供電可靠性，避免發(fā)生變電站失壓的現(xiàn)象。但是，對于有小電源上網(wǎng)的110 kV或35 kV變電站，為了提高重合閘及進線備自投的動作成功率，普遍的一種做法是采用小電源側(cè)裝設頻率電壓保護裝置，在電力系統(tǒng)或主送電源發(fā)生故障時，小電源側(cè)頻率下降，低周減載裝置動作切除小電源，但由于小電源開機容量不確定且自動裝置不完善等原因，會造成小電源側(cè)頻率下降過程較長甚至不會下降，同樣導致故障后重合閘不成功，或備自投無法動作。另一種做法是當發(fā)生110 kV線路故障跳閘時，在變電站本地聯(lián)切小水電專線及有小水電上網(wǎng)的

35 kV變電站電源線，從而導致一個或者兩個35 kV變電站失壓，影響一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)或兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的用戶用電。

1 110 kV及以下地方小電源上網(wǎng)現(xiàn)狀和特點

小水電資源豐富的地方，一般在110 kV變電站、35kV變電站的35 kV母線、10 kV母線上網(wǎng)，這給變電站帶來供電可靠性降低等一系列問題。例如陽山地區(qū)小水電資源就十分豐富，目前全縣投產(chǎn)的小水電站約有160多座，而由于110 kV線路地處山區(qū)，故障率較高，特別是在雷雨季節(jié)，35 kV變電站失壓現(xiàn)象時有發(fā)生，為提高供電可靠性，其中陽山地區(qū)8個35 kV變電站中就有7個站的電源線路納入各自110 kV變電站110 kV線路保護聯(lián)切方案。小電源上網(wǎng)的一個明顯特點是小電源分布分散而且偏遠，造成小電源的最小運行方式變化過大，很難確定小電源的最小運行方式來校核保護靈敏度。另外也導致了由小電源發(fā)電機歸算至上網(wǎng)變電站110 kV母線側(cè)、35 kV母線側(cè)的阻抗過大，在小電源最小運行方式下的110 kV線路上短路電源比較小，常常導致零序保護的靈敏度達不到規(guī)程要求，甚至有時候距離保護和零序保護的啟動元件也達不到規(guī)程要求的靈敏度，造成配置的110 kV線路保護起不到應有的作用。

另外一個特點是裝機容量小、其二次保護裝置、自動化系統(tǒng)不完善，而且電網(wǎng)運行方式變化快，一般是經(jīng)110 kV變電站、35 kV變電站的35 kV母線、10 kV母線上網(wǎng)發(fā)電，部分小電源在35 kV變電站上網(wǎng)，然后通過35 kV變電站聯(lián)絡線由110 kV變電站上網(wǎng)，在110 kV變電站主送電源線發(fā)生故障時，為了提高線路重合成功率，大部分是在110 kV主送電源線路保護動作時啟動聯(lián)切回路，聯(lián)切在此站上網(wǎng)的小電源線路，包括有小電源上網(wǎng)的35 kV變電站聯(lián)絡線，導致該35 kV變電站失壓，由此可見，變電站的供電可靠性受小電源影響很大。

2 目前切除小電源做法及其效果

接入地方小電源的終端變電站與電網(wǎng)聯(lián)絡線由于地方小電源的接入，從而形成兩端都是有電源的供電線路。對于帶小電源上網(wǎng)的經(jīng)110 kV變電站35 kV母線上網(wǎng)的35 kV變電站聯(lián)絡線，根據(jù)有關(guān)規(guī)程，一般是在35 kV聯(lián)絡線上受電端開關(guān)投入檢同期重合閘，送電端開關(guān)投入檢無壓重合閘。

根據(jù)如此的重合閘配置，因為地方小電源的存在，會出現(xiàn)實際運行中的35 kV線路瞬時故障并跳閘后，導致該35 kV線路無法實現(xiàn)檢無壓或檢同期重合，致使整個35 kV終端變電站失壓；而110 kV主送電源線發(fā)生故障時，在110 kV主送電源線路保護動作時啟動聯(lián)切回路，聯(lián)切在此站上網(wǎng)的小電源線路，包括有小電源上網(wǎng)的35 kV變電站聯(lián)絡線，導致該35 kV變電站失壓，如果存在35 kV串供變電站，則造成2個及以上變電站失壓，大大地降低了其供電可靠性。如下圖（在35 kV B站、C站串供方式下，當110 kV I線或II線保護動作跳閘時，會啟動聯(lián)切回路，將聯(lián)切35 kV L1電站線、35 kV L2電站線、35 kV AB線、35 kV AC線，導致35 kV B站、C站失壓）

目前為了提高帶地方小電源的終端變電站供電可靠性，我們也采取了一些措施：

①對地方小電源加強管理，在主電網(wǎng)與地方小電源的調(diào)度并網(wǎng)協(xié)議中，明確雙方的義務和責任，地方小電源必須完善有關(guān)的保護和自動裝置，尤其是并網(wǎng)解列裝置。黨電網(wǎng)主系統(tǒng)電源端事故跳閘后，將小電源及時進行解列，這樣就能保證系統(tǒng)送電端重合閘可以準確可靠的動作；

②要求小水電站裝設并投入頻率電壓保護裝置。

當帶小電源上網(wǎng)的線路發(fā)生了線路瞬時故障，送電端開關(guān)就會保護啟動跳閘，帶地方小電源的終端變電站和主電網(wǎng)解列，肯定會讓電壓、頻率發(fā)生抖動，頻率電壓保護裝置啟動斷開并網(wǎng)開關(guān)。此時解列后，送電端開關(guān)檢無壓啟動重合，恢復主送電源線路及終端變電站的送電，之后就可以將地方小電源與系統(tǒng)同期并網(wǎng)，但是，整定時間至少要保證送電側(cè)開關(guān)的重合閘時間要晚于地方小電源解列開關(guān)的解列時間。

3 遠方切除小電源應用探討

針對前面提到的情況，我們設想是否可以通過一種較簡單的方式方法，暨在本地聯(lián)切的基礎(chǔ)上，研究是否可以將主送電源保護啟動聯(lián)切回路的保護動作接點通過一種方式方法或者發(fā)送接收的渠道傳送至對側(cè)有小電源上網(wǎng)的變電站去切除水電上網(wǎng)專線？通過了解及研究，發(fā)現(xiàn)可以通過一種繼電保護光纖通信接口裝置實現(xiàn)，繼電保護光纖通信接口裝置可以與各種線路保護裝置配合，將需要執(zhí)行的保護命令信號經(jīng)光耦隔離變換成裝置內(nèi)部邏輯控制電位，進而轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)數(shù)字通道發(fā)送至對側(cè)，對側(cè)收令后，收令輸出回路主要是將所接收到命令信號變換成相應的節(jié)點輸出。簡單的說就是通過繼電保護光纖通信接口裝置將啟動聯(lián)切回路的保護動作接點由光纖通道傳送至對側(cè)有小電源上網(wǎng)的變電站進行聯(lián)切從該站上網(wǎng)的小水電專線。如圖1所示。

要實現(xiàn)這一點，首先考慮的是繼電保護光纖通信接口裝置與保護裝置的配合，其次是傳輸通道條件，可以通過專用光纖光纜或者數(shù)字復接，最后是出口接點是否能夠滿足，也就是能否滿足需要聯(lián)切的小水電專線。下面選取一些站點進行試驗實踐：

我們選取了陽山電網(wǎng)兩個站點（110 kV A站、35 kV B站）進行實施：如圖2所示，當110 kV I線或II線保護動作跳閘時，目前聯(lián)切小水電線路的做法是線路保護動作啟動小水電聯(lián)切回路（聯(lián)切35 kV L1電站線、35 kV L2電站線、35 kV AB線、35 kV AC線），且各聯(lián)切跳閘出口分別接至各線路的手跳回路，將導致

35 kV B站、35 kV C站失壓。采用遠方切除小水電線路，暨是在110 kV A站、35 kV B站各裝設一臺繼電保護光纖通信接口裝置，將110 kV I線、II線或35 kV AB線保護動作啟動聯(lián)切回路的動作接點輸入至繼電保護光纖通信接口裝置，通過35 kV AB線的專用光纖通道傳輸至35 kV B站的繼電保護光纖通信接口裝置，然后將該接點命令輸出至需要切除的10 kV L3電站線、

10 kV L4電站線、10 kV L5電站線、10 kV L6電站線的跳閘出口回路，從而進行切除35 kV B站上網(wǎng)的小電源線路開關(guān)，而不用切除帶小電源上網(wǎng)的35 kV變電站聯(lián)絡線，既能確保故障線路重合或備自投動作成功，又能避免整座或多座變電站失壓，提高供電可靠性。經(jīng)過在陽山電網(wǎng)的110 kV七拱站及35 kV太平站實踐，取得了如上述所描述的結(jié)果，可以成功的進行遠方切除小電源上網(wǎng)線路，真正提高了帶地方小電源上網(wǎng)的35 kV變電站的供電可靠性，并且優(yōu)化了變電站主電源線路的保護及重合閘配合，主電源線路保護可以設置因瞬時故障跳兩端開關(guān)改為只跳送電端開關(guān)，而受電端保護不跳受電端開關(guān)，而是由遠方聯(lián)切實現(xiàn)切除地方電源的并網(wǎng)開關(guān)，使送電端開關(guān)檢無壓重合，恢復終端變電站供電。

4 結(jié) 語

總之，能夠?qū)崿F(xiàn)遠方切除地方小電源上網(wǎng)，對于有較多小電源上網(wǎng)的變電站電源線路，可以優(yōu)化保護配合，提高重合閘成功率，從而提高供電可靠性。

參考文獻：

[1] 關(guān)于提高帶地方小電源的110 kV終端變電站供電可靠性的分析及實 現(xiàn)[J].繼電器，2005，（10）

[2] 李崢峰，楊曙年，喻道遠，等.繼電保護中光纖通信技術(shù)的應用[J].電力自 動化設備，2007，（2）.

[3] 王紅，李杰.淺談繼電保護裝置與光通信設備接口互連問題[J].科技信 息，2012，（33）.