新型線路保護(hù)裝置在500kV超高壓線路中的優(yōu)化應(yīng)用

潘泰崗

摘要：500kV超高壓線路是輸電系統(tǒng)中重要組成部分，為確保輸配電穩(wěn)定，需以保護(hù)裝置對線路科學(xué)保護(hù)。文章以某地區(qū)500kV超高壓線路改造中，新型線路保護(hù)裝置配置進(jìn)行分析，注重特殊線路中，應(yīng)急載波通道及光纖通道的互相配合。下文對500kV超高壓線路中補(bǔ)償裝置實(shí)際分析，介紹對線路的合理保護(hù)方式。

關(guān)鍵詞：500kV;超高壓線路;線路保護(hù)裝置;改造

工程概況：某地區(qū)500kV超高壓線為對應(yīng)500kV變電站2003年一期投運(yùn)線路，其配置固定串聯(lián)補(bǔ)償電容裝置，為多區(qū)域電力使用奠定基礎(chǔ)[1]。但是，該線路長時間運(yùn)行，設(shè)備老化嚴(yán)重，故障較多，主二保護(hù)采用單光纖道REL561光纖差動保護(hù)，主三保護(hù)為單載波道RCS-902DS縱聯(lián)保護(hù)裝置。為確保電力系統(tǒng)安全，現(xiàn)對保護(hù)裝置優(yōu)化分析。

1.保護(hù)裝置比對

分析電網(wǎng)繼電保護(hù)配置需求，實(shí)際線路中有串聯(lián)補(bǔ)償電容裝置，因此，需配置3套線路保護(hù)內(nèi)容，其中，以兩套光纖電流差動實(shí)現(xiàn)保護(hù)。對特殊區(qū)域線路保護(hù)中，以架空光纖線路實(shí)施保護(hù)，要求有一套保護(hù)，可適應(yīng)應(yīng)急通道需求。對500kV線路實(shí)施改造后，配置的3套光纖通道，以集成過電壓及遠(yuǎn)跳實(shí)現(xiàn)差動保護(hù)。其中，第三主保護(hù)配置應(yīng)急載波通道縱聯(lián)距離保護(hù)功能。

2.主保護(hù)功能分析

該500kV線路保護(hù)改造后，3套主保護(hù)配置雙光纖通道，以分相電流差動及零序電流差動實(shí)現(xiàn)對主體優(yōu)化保護(hù)，三段式及接地距離及延時段定時限零序過流和零序反實(shí)現(xiàn)方過流，構(gòu)成科學(xué)保護(hù)，對應(yīng)串聯(lián)電容補(bǔ)償功能保護(hù)性大大增加[2]。此外，3套保護(hù)集成過電壓保護(hù)及遠(yuǎn)跳功能，可針對運(yùn)行需求，投入補(bǔ)償過電壓、補(bǔ)償欠電壓等，將低電流、過電流、低功率等實(shí)施判斷，提高遠(yuǎn)跳動作科學(xué)性。此外，第3套主保護(hù)可滿足特殊環(huán)境下線路供電需求，通過配置應(yīng)急載波通道，可單命令允許式縱聯(lián)距離保護(hù)，滿足惡劣環(huán)境下，保護(hù)裝置線路穩(wěn)定。

2.1主保護(hù)集成過電壓保護(hù)及遠(yuǎn)跳功能分析

經(jīng)改造后，新線路保護(hù)以雙通道光纖組成，無獨(dú)立過電壓，差動保護(hù)及遠(yuǎn)跳相互影響，光纖傳輸接收到傳輸差動保護(hù)模擬量信息，傳輸遠(yuǎn)跳命令等信息[3]。通道整合上，需注意：

（1）改造前，過電壓保護(hù)及故障遠(yuǎn)跳保護(hù)，其裝置保護(hù)通道以傳輸允許信號、跳閘信號接點(diǎn)信號，對傳輸通道時延有明確要求，但是，其對光纖通道收發(fā)路由無嚴(yán)格限制，以自愈環(huán)方式支持工作。對其改造后，對應(yīng)差動保護(hù) 及遠(yuǎn)跳功能可合并通道，線路兩側(cè)光纖電流差動保護(hù)上，確保光纖通道傳輸延時和采樣時間同步，光纖傳輸延時計(jì)算，應(yīng)確保光纖手法路由一致，延時具有統(tǒng)一性。由此可見，改造后線路不可使用自愈環(huán)方式。

（2）針對雙重保護(hù)設(shè)需求，要求雙重保護(hù)下各裝置獨(dú)立運(yùn)行，統(tǒng)一的雙光纖通道需包含2個不同路由SDH設(shè)備及光纜，將通信設(shè)備直流電源雙重化，自身可獨(dú)立工作，避免保護(hù)數(shù)值裝置或通信設(shè)備故障，導(dǎo)致同一保護(hù)通道中斷。

（3）以復(fù)用光纖通道施工，對應(yīng)保護(hù)雙光纖通道，以一路短路徑及一路長路徑通道設(shè)計(jì)。

（4）發(fā)遠(yuǎn)跳上，若線路對端過電壓保護(hù)，為避免線路對端過電壓保護(hù)、斷路器等失靈，可對主保護(hù)裝置雙光纖通道發(fā)遠(yuǎn)跳信號，本端遠(yuǎn)跳保護(hù)接收到遠(yuǎn)跳命令，針對收信邏輯及就地判斷跳本端斷路器，落實(shí)遠(yuǎn)跳。收發(fā)遠(yuǎn)跳信號邏輯上，3個保護(hù)裝置設(shè)置“發(fā)遠(yuǎn)跳1”和“發(fā)遠(yuǎn)跳2”，主一由2個遠(yuǎn)跳開入相與后或相或經(jīng)一延時后，得到發(fā)遠(yuǎn)跳信號，經(jīng)2個獨(dú)立光纖通道傳輸[4]。主三保護(hù)上光纖通道和主二一樣，雙光纖通道投入后，各光纖通道統(tǒng)一傳輸遠(yuǎn)跳開入一，對應(yīng)遠(yuǎn)跳開入二路信號，若單一光纖通道投運(yùn)正常，可收取對側(cè)遠(yuǎn)方跳閘信號，提前預(yù)處理。由此可見，改造后3套主保護(hù)裝置遠(yuǎn)跳收信邏輯有兩種，分為“有判據(jù)方式”和“無判據(jù)方式”。

2.2應(yīng)急載波通道配置

改造后，主三保護(hù)CSC-103AFY具備雙光纖通道，可滿足特殊環(huán)境供電需求，實(shí)現(xiàn)命令允許式縱聯(lián)距離保護(hù)，滿足氣溫較低情況下裝置光纖異常時，應(yīng)急載波通道縱聯(lián)距離保護(hù)。

選擇雙光口方式，線路保護(hù)可雙通道光纖差動，以1個或2個光纖通道輔助。

選擇載波通道，線路保護(hù)以載波形式，裝置具備縱聯(lián)距離和縱聯(lián)零序保護(hù)功能。實(shí)際運(yùn)行中，以允許式邏輯為中心。投入“載波通道跳閘”壓板，兩光纖通道均中斷，載波縱聯(lián)保護(hù)可以驅(qū)動出口跳閘接點(diǎn)。

3.線路保護(hù)及串補(bǔ)保護(hù)關(guān)系

超高壓輸電線路設(shè)置串聯(lián)補(bǔ)償，可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，保證長距離輸電安全。線路加裝串聯(lián)補(bǔ)償裝置，原電路參數(shù)均勻分布性改變，線路發(fā)生故障時，為減小串補(bǔ)潛供電流，避免故障影響串補(bǔ)系統(tǒng)工作，需聯(lián)動串補(bǔ)，以串補(bǔ)保護(hù)將設(shè)備可靠旁路。若串補(bǔ)設(shè)備異常，串補(bǔ)保護(hù)動作旁路串補(bǔ)，若旁路斷路器異常，需以線路保護(hù)，跳開線路兩側(cè)斷路器，隔離故障。本次改造后，限產(chǎn)該線路保護(hù)小室和串補(bǔ)小室相距較遠(yuǎn)，需將線路保護(hù)和串補(bǔ)本體保護(hù)配合，以FOSX-41接口裝置實(shí)現(xiàn)。

線路故障發(fā)生，3套線路保護(hù)賭贏跳閘繼電器動作出口，以通信接口FOX-41傳輸開入給2套串補(bǔ)本體保護(hù)。串補(bǔ)本體保護(hù)接收到的跳閘指令，啟動聯(lián)跳串補(bǔ)，將串補(bǔ)設(shè)備旁路。若線路單項(xiàng)故障跳閘開入，用戶投入線路聯(lián)跳允許重投，則串補(bǔ)設(shè)備旁路后，串補(bǔ)保護(hù)閉鎖，延時后，若滿足重投條件，串補(bǔ)自動重投。若多相故障開入，則串補(bǔ)設(shè)備旁路后，串補(bǔ)保護(hù)直接閉鎖。

4.結(jié)束語

綜上所述，該線路保護(hù)優(yōu)化，通過應(yīng)用新500kV線路保護(hù)裝置，原有保護(hù)裝置異常工作得到的改善，以新技術(shù)為支持，獨(dú)立過壓遠(yuǎn)跳輔助保護(hù)裝置及部分相關(guān)二次回路取消，運(yùn)送成本大大減少。通道上，原過壓遠(yuǎn)跳輔助保護(hù)裝置需配置兩通道，新保護(hù)裝置過壓遠(yuǎn)跳功能集中在線路主保護(hù)中，原有通道取消。新型保護(hù)裝置的應(yīng)急載波通道建立，可確保光纖通道異常時，應(yīng)急載波通道縱聯(lián)距離保護(hù)功能穩(wěn)定，為電網(wǎng)安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]全杰雄， 田鹍， 吳志宇. 500kV超高壓線路保護(hù)改造分析[J]. 電工技術(shù)， 2016（1）：3-4.

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[3]趙本水， 張瑋， 李磊. 關(guān)于500kV輸電線路光纖保護(hù)通道的優(yōu)化方案[J]. 齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2017， 31（3）：51-55.

[4]李錚， 鄒長春. 關(guān)于500kV超高壓輸電線路的運(yùn)行維護(hù)管理分析[J]. 南方農(nóng)機(jī)， 2018（7）：160-160.