合并單元周波級延時檢定方法的研究

● 湖南省送變電工程有限公司 鄧德良 王天鍔 鄧 輝 盛 毅 馬小瓏

1 合并單元延時問題

智能變電站相對常規(guī)變電站，其二次體系結構有了較大的變化，主要體現(xiàn)在信息數(shù)字化，而信息數(shù)字化導致變電站二次系統(tǒng)的電流電壓由傳統(tǒng)的模擬量轉變?yōu)閿?shù)字化，并通過光纖將這些數(shù)字量上傳給間隔層的保護及測控裝置。

由于每個間隔在實現(xiàn)電流電壓采集、AD轉換、傳輸?shù)冗^程中的速度不可能完全統(tǒng)一，造成間隔層保護設備在接收數(shù)據(jù)時存在不同步的問題，導致保護的誤動或拒動。目前對合并單元的同步性校驗的方法主要是通過試驗儀器測試合并單元SV通道的絕對延時是否滿足要求。但這種方法無法對檢測出大于周波級別的延時，周波級延時是指對于周期傳輸函數(shù)，傳輸延時是周期的整數(shù)倍。周波級延時將會對變電站的由多支路接入的差動類保護造成誤動，如母差保護和主變差動保護。河南電網(wǎng)500kV菊城智能變電站母差保護誤動就是因為220kV線路、母聯(lián)間隔合并單元發(fā)送電流量比主變中壓側間隔合并單元供母線保護使用電流量滯后一周波造成的。

針對周波級延時會導致穿越性故障時差動保護誤動的問題，提出一種基于DSP開始觸發(fā)開關S1和S2導通的時刻來測試延時的方法，而本文則提出通過電流穩(wěn)態(tài)前提下突然模擬一個電流突變來檢查周波級延時是否存在，該方法可以簡單快速定性合并單元是否存在周波級延時，便于在現(xiàn)場調試中推廣。

2 周波級延時測試

2.1 模擬周波級延時

通過分別在懷化220kV某智能變電站和張家界110kV某智能變電站進行合并單元保護級別的電流通道延時進行人為模擬周波級延時并利用穩(wěn)態(tài)法測試延時，測試結果如表1所示。

表1 合并單元電流通道延時測試結果表

通過表1可以看出合并單元可以精確測試出小于20ms內的周波級延時，而當延時大于一個周波（一個周波為20ms）時，合并單元測試的延時為總延時減去20ms周波內延時。測試裝置無法直接測試出合并單元周波級延時，因此無法利用測試儀直接定量的進行測試。

2.2 利用母差裝置定性分析周波級延時

由于母差裝置本身同步性的特性和保護動作的快速性，當多個間隔中有一個間隔的延時超過周波級延時的時候，則保護會動作或報差流越限。本文提出以某個間隔為基準，其它間隔逐一與基準間隔采用同一臺六相繼保測試儀施加平衡電流，或采用多臺繼保測試儀同步觸發(fā)的方式施加平衡電流。然后同時突增電流，利用差流保護裝置動作特性，檢查是否存在差流，方案流程圖如圖1所示。

通過在長沙某220kV智能變電站抽取220kV叢生線路間隔604、母聯(lián)間隔600、生淮線602的A套合并單元，從叢生線保護用電流端子輸入A、B、C三相電流，將該保護電流回路的尾部端子解開并與母聯(lián)間隔合并單元保護用電流端子頭連接，再將該保護電流回路的尾部端子解開后，通過電流線與生淮線保護用電流端子連接，從該回路尾部回到合并單元測試儀，如圖2所示。

圖1 方案流程圖

表2 輸入電流及裝置顯示的電流信息

圖2 合并單元實驗示意圖

輸入1A電流，穩(wěn)態(tài)后，三相同時增加到2A,主控室的QC小組成員檢查母差保護的動作情況，并調閱母差保護裝置的錄波文件進行分析，輸入電流及裝置顯示的電流信息如表2所示。

3 試驗結果分析

通過對220kV母差保護裝置記錄的波形進行分析，觀察電流波形為同時變化，角差小于1°，如圖3母差保護波形記錄所示，在電流波形由1A變化到2A時，A套母差保護沒有出現(xiàn)差流越限報警的信號發(fā)出，可以確定合并單元延時沒有出現(xiàn)周波級別的延時差。同時從圖3中可以看出叢生1線、母聯(lián)間隔、生淮線的起始階段電流幅值相同，在穩(wěn)態(tài)過程中2個間隔的電流幅值始終相同，沒有差流越限報警，在試驗儀從狀態(tài)1（1A）切換至狀態(tài)2(2A)的短時間內，3個間隔的電流幅值始終相同，沒有差流越限報警，由此可以得出結論：3個間隔合并單元的電流采樣不存在跨周波不同步問題，屬于正常。

圖3 母差保護裝置波形記錄圖

通過穩(wěn)態(tài)法，再對3個合并單元的周波內延時進行測試，發(fā)現(xiàn)測試結果同樣滿足相關規(guī)范要求，測試結果如表3～5所示。

表3 叢生1線A套合并單元絕對延時和抖動時間測試

表4 母聯(lián)A套合并單元絕對延時和抖動時間測試

4 結束語

通過對智能變電站合并單元周波級延時的研究，并結合母差保護裝置同步校驗方法可行性的研究分析，提出了一種多間隔同步加量，利用母差裝置定性分析周波級延時的試驗方案，并在新建工程項目中進行了試點，從試驗結果及后期的變電站運行情況綜合分析，可以確定該方法適合現(xiàn)場的推廣和應用，為智能變電站的母差保護裝置的穩(wěn)定運行提供了可靠的保障。

表5 生淮線A套合并單元絕對延時和抖動時間測試