远跳逻辑回路的浅析

张洪军,李广贤,王占辉

(河北省沧州供电公司,河北 沧州 061000)

随着电力光纤网络的逐步完善,光纤作为继电保护用的通道介质,以其动作速度快、保护功能完善、不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、传输容量大、频带宽、衰耗低等优点,越来越多的被应用在继电保护领域,逐步替代了早期的由高频通道构成的线路主保护。下面就几种被广泛应用的光差线路保护简要介绍其远跳回路的传输、启动、判别出口等特点。

1 远跳信号的传输

远方跳闸是为了使母线故障及断路器与电流互感器之间故障时对侧保护快速动作跳闸而设置的,本侧保护装置设有一个“远方跳闸”开入端子,在本侧保护启动元件动作的情况下用于传输母差、失灵等保护的动作信号,对侧保护收到此信号后,经远跳闭锁逻辑驱动永跳出口,同时闭锁重合闸回路。

在传输原理上三种保护装置基本一致:当保护装置采集到远跳开入为高电平时,经过滤波处理及短延时确认(一般约为8 ms),作为开关量,连同电流采样数据及 CRC校验码等一起打包为完整的一帧信息,经过编码、CRC校验,通过数字通道,传输给对侧保护装置。而对侧装置每收到一帧信息,都要经过 CRC校验、解码提取远跳信号,并单独对开关量进行互补校验。通过了上述校验后,而且只有连续三次收到对侧远跳信号才认为收到的远跳信号是可靠的。收到经校验确认的远跳信号后,则进入本侧的跳闸出口逻辑[1]。

2 远跳启动逻辑

由于远方跳闸回路是为了使母线故障及断路器与电流互感器之间故障时对侧保护快速动作跳闸而设置的。因此远跳启动二次回路的具体实施部分针对双母线接线方式和3/2接线方式是有所不同的。

针对双母线接线方式下,启动远跳回路的具体实施为“永跳启动”。母差保护动作后启动永跳继电器,利用永跳继电器的接点启动光差保护装置的远跳开入。

如图 1双母线接线方式下,线路开关与电流互感器之间发生故障,线路两侧的快速保护判断为区外故障,将会拒动;母差保护动作跳开本侧开关后,故障点并没有被切除,为使对侧线路保护快速动作,要通过母差保护启动永跳继电器,利用永跳接点启动远跳开入,使对侧线路的差动主保护瞬时出口跳闸。

针对 3/2接线方式启动远跳回路的具体实施为“失灵启动”:利用断路器保护装置的失灵出口接点启动光差保护装置的远跳开入[1][2]。

图1 双母线接线方式开关与 CT间故障

图2 3/2接线方式下发生故障

1)如图 2,当K1点发生故障时,I母线差动保护判断为区外故障,L1线路主保护动作跳开 1#开关、2#开关,但是故障点并没有被彻底隔离,需要利用 1#开关的断路器失灵保护接点跳开 I母线所有连接元件,同时给出远跳信号并闭锁重合。

2)当K2点发生故障时,线路 1和线路 2保护装置由于都采用电流和回路接线,均能够正确动作,同时跳开两侧开关,由于重合闸原则先合母线侧开关,因此当1#开关合闸后会加速跳开 1#开关并闭锁 2#开关的重合闸,L2线路保护动作后跳开两侧开关后,重合闸动作合上 3#开关。

3)当K3点发生故障时,动作行为同 1)。

3 远跳出口逻辑

在远跳出口逻辑上,保护装置大都采取可选择经本侧闭锁的出口逻辑。

1)如图 3,CSC-103型光差保护采取了经本侧电流启动元件或经距离测量元件的闭锁(针对弱电源端)在“收到对侧远方跳闸”命令时,要由控制字来选择是否经本侧闭锁。

图3 CSC-103纵差保护远跳逻辑图

由控制字 KG2.5选择是否经方向元件闭锁,即 KG2.5置“1”时由“距离 II段范围”来闭锁与门 Y22,KG2.5置“0”时则不经方向元件闭锁。

由控制字 KG2.4选择是否经“启动元件闭锁”,当KG2.4置“1”时,由“启动元件动作”来闭锁与门 Y22,KG2.4置“0”时则不经方向元件闭;条件满足后门 Y22输出,经-H8-H7-驱动永跳。同时,本侧有远方跳闸开入时,经启动元件闭锁后向对方付出远跳命令[3]。

2)RCS-931型光差保护(如图 4)和PSL603型光差保护采用了本侧电流启动元件作为本侧远跳出口的闭锁条件。

本侧收到对侧的远跳信号后,会经本侧的电流启动(可经控制字投退)闭锁,经 Y17出口跳闸,并经H24、H25去闭锁重合。在收到对侧远跳命令的同时,收到对侧的远传开入后给出远传开出至故障录波系统,用以记录跳闸状态[4]。

对比两逻辑图可知,在远跳出口逻辑里都加设了经本侧启动元件闭锁的条件,用以确保在系统发生故障时保护装置的正确动作,而在装置误发远跳命令时,能够可靠闭锁,从而提高了运行可靠性;在线路处于空载或弱馈负荷时,CSC-103装置加设了距离 II段测量元件,利用故障时系统电压降低的特点来开放远跳回路,从而提高了装置动作灵敏度。

图4 RCS-931纵差保护远跳逻辑图

[1]Q/GDW 161-2007,线路保护及辅助装置标准化设计规范[S].

[2]唐成虹,付建明,刘宏君,等.光纤纵差保护装置中光纤数字接口的设计新方法[J].电力系统自动化,2005,(2):83-85.

[3]北京四方继电保护有限公司.CSC-103A/103B数字式超高压线路保护装置说明书 [Z].2005.

[4]南京南瑞继保电气有限公司.RCS-931A(B、D)型超高压线路成套保护装置技术说明书 [Z].2003.