桥头铝电330kV远跳保护回路完善

青海益和检修安装有限公司电检分公司 连亚丽

0 引言

桥头铝电股份有限公司（以下简称桥铝公司）330kV系统为双母线系统，接线方式如图1所示，母线上带有桥安线和桥黄Ⅲ回两条出线和三台发变组，两条出线只在靠近线路侧配置电流互感器，固定连接方式3303、3305、3311在I母运行，3304、3312在II母运行。330kV母差保护、线路保护、线路录波器等装置都共用该电流互感器。当在断路器与电流互感器之间发生故障时，将出现纵差保护死区，在该区域内虽然母差保护能正确动作，快速跳开断路器，但故障点并不能排除，只有通过线路对侧的后备保护延时动作跳开对侧的断路器，由此将造成故障点延时切除。其次当断路器出现击穿、断路器两侧绝缘子因污秽造成的闪络（3303开关曾出现过）及断路器失灵故障时也会造成故障点延时切除。对于高压线路延长故障切除时间，严重影响系统的安全稳定运行。对发电厂而言，甚至会造成发电机组损坏事故。本文针对此现象，提出对330kV远跳保护进行完善，以实现对此类故障的快速切除，保证系统的安全稳定运行。

1 保护配置及远跳保护简介

桥铝公司330kV线路保护配有PRS-753S和RCS-931BMV两套光纤纵差保护和PRS-725S和RCS-925A两套远跳保护，其中RCS-925A远跳保护和RCS-931BMV光纤纵差保护组成Ⅰ套远跳保护，保护共用一套专用光纤通道；PRS-725S远跳保护与PRS-753S光纤纵差保护组成Ⅰ套远跳保护，保护共用一套2M复用光纤通道。光纤通道中不仅传输电流等模拟量，同时也传输开关量。

远跳保护，是一种采用直接跳闸方式的高频保护，它有两种跳闸方式，一种是不经就地判据，收到远跳命令后直接跳闸，另一种是经就地判据，即收到远跳命令只是动作条件之一，同时要就地的零序电流、负序电流或电流突变量、低功率等判据满足方可跳闸。为避免由于开关量误动所引起的误跳闸，桥铝公司330kV线路全部采用经就地判据跳闸。跳闸逻辑为当线路对端出现线路过电压、断路器失灵等故障时，对端的远跳保护装置发出远跳信号，本侧远跳保护装置根据收到的远跳命令和就地判据判断满足跳闸条件后跳开本端断路器。当本侧出现同样的故障时，本侧的远跳装置发出远跳信号，由对侧的远跳保护装置根据收到的远跳命令和就地判据判断满足条件后出口跳开对侧断路器。

图1 一次接线示意图

2 存在问题分析

以桥黄Ⅲ回为例对远跳保护存在的问题分析如下：

（1）当K1点发生故障时

故障点位于RCS-931BMV和PRS-753S装置光纤差动保护范围之外，光纤差动保护因感受到的差流为零，保护不会动作。而线路距离I段的保护范围是80%～85%全长，该故障点显然在距离I段保护范围外，距离I段保护也不会动作，对侧开关无法快速跳闸。K1点故障，对本侧属于母差保护范围内，母差保护感受到差流，母差保护动作，跳开I母上的所有断路器（3303开关，3305开关，3311开关，3300开关），此时虽然本侧3311开关被跳开，但故障点并没有被切除，系统通过对侧开关仍然向K1点提供短路电流，直至对侧开关的后备保护延时动作，跳开对侧开关，故障点才被完全切除。同理，开关击穿、开关两侧绝缘子误闪事故保护动作情况也是如此。

（2）当330kV 母线发生故障，故障在K2点时

330kV I母的母差动作，向I母上连接的所有断路器（3303开关，3305开关，3311开关，3300开关）发出跳闸指令，但此时3311开关由于机构问题，开关失灵无法跳闸，也会造成系统通过对侧开关向K2点提供短路电流，直至对侧开关的后备保护延时动作，跳开对侧开关，故障点才被完全切除。

高压电网故障，主保护不能快速正确动作，瞬时将故障切除，而由后备保护延时切除故障，将会引起事故的扩大，给电网和发电机带来严重安全隐患。同时对于存在电磁环网的电网，相邻线路后备保护整定配合困难，有可能引起引起相邻线路保护误动，从而造成大面积停电事故的发生。

3 解决措施

根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》15.2.2条的规定：应充分考虑电流互感器二次绕组合理分配，对确实无法解决的保护动作死区，在满足系统稳定要求的前提下，可采取起动失灵和远方跳闸等后备措施加以解决。同时参照《中国南方电网公司继电保护反事故措施汇编》中的相关要求，增加母差保护启动远跳的回路。其回路接线路如下。

1）I套远跳保护接线装置（见图2 ）

图2 I套远跳保护接线

（2）Ⅱ套远跳保护接线（见图3）

图3 Ⅱ套远跳保护接线

保护动作逻辑：当桥铝侧母差保护动作时，其接点接入光纤差动保护的远传1，当远传1有开入进来，桥铝侧的光纤差动保护收到信号经过专门的互补校验处理，将该数据打包成一帧信息利用其光纤通道传输至系统侧，系统侧的光纤差动保护装置收到这一帧信息，将信息反方向还原确认后，将驱动远传开出1，远传开出1接点闭合，该接点接至系统侧远跳装置，远跳装置收到此远跳信号，同时远跳装置的电流突变量、负序电流、零序电流等就地条件满足时，远跳保护动作，系统侧开关跳闸。同理当系统侧母差保护动作时，光纤差动保护的远传1有开入进来，系统侧的光纤差动保护利用其光纤通道将此开关量传输至桥铝侧，桥铝侧的光纤差动保护收到此信号，远传开出1驱动，其接点闭合，该接点接至桥铝侧远跳装置，远跳装置收到远跳信号，当远跳装置的电流突变量、负序电流、零序电流等就地条件满足时，动作于桥铝侧开关跳闸。迅速将故障点切除，恢复系统的正常运行。

4 接线说明

在回路设计中，本次完善将母差保护的接点直接引入RCS-931BMV的远传开入1和PRS-753S的远传开入1，而不是按照传统由母差启动操作箱内的TJR继电器，再将TJR继电器接点引入远传开入1，是因为TJR继电器的接点与TJQ继电器的接点在操作箱内插板上短接，无法分开，同时TJR继电器的备用接点不够。另一方面，直接利用母差接点引入远传开入1可以避免远跳死循环的出现。

将母差保护的出口接点引入光纤差动保护装置的远传开入1而非直接引入远跳，是为了防止由于干扰或误碰等原因引起误开入造成的保护误动。通过远传1能启动RCS-925A和PRS-725S远跳保护装置，经远跳保护装置的就地判据判断后再进行跳闸。此种接线可以提高远跳保护的可靠性，防止误动。

本次设计中并没有将断路器失灵保护引入远传开入1，是由于现有的回路已将断路器失灵引入母差保护，当断路器失灵时，母差保护动作，由母差启动远跳，这样设计可以简化回路，又不影响远跳保护的正确动作。

5 结束语

本文针对双母线及单母线接线方式下，在断路器只有一侧配备电流互感器的情况下，为防止保护死区的出现。采取母差保护动作后启动远跳的方式，实现对故障点的快速切除，有效防止事故扩大，保证系统的安全运行。

[1]石恒初,王珍意.光纤差动保护远跳功能的应用与分析[J].云南电力技术.2011(6).