合并单元周波级延时检定方法的研究

● 湖南省送变电工程有限公司 邓德良 王天锷 邓 辉 盛 毅 马小珑

1 合并单元延时问题

智能变电站相对常规变电站，其二次体系结构有了较大的变化，主要体现在信息数字化，而信息数字化导致变电站二次系统的电流电压由传统的模拟量转变为数字化，并通过光纤将这些数字量上传给间隔层的保护及测控装置。

由于每个间隔在实现电流电压采集、AD转换、传输等过程中的速度不可能完全统一，造成间隔层保护设备在接收数据时存在不同步的问题，导致保护的误动或拒动。目前对合并单元的同步性校验的方法主要是通过试验仪器测试合并单元SV通道的绝对延时是否满足要求。但这种方法无法对检测出大于周波级别的延时，周波级延时是指对于周期传输函数，传输延时是周期的整数倍。周波级延时将会对变电站的由多支路接入的差动类保护造成误动，如母差保护和主变差动保护。河南电网500kV菊城智能变电站母差保护误动就是因为220kV线路、母联间隔合并单元发送电流量比主变中压侧间隔合并单元供母线保护使用电流量滞后一周波造成的。

针对周波级延时会导致穿越性故障时差动保护误动的问题，提出一种基于DSP开始触发开关S1和S2导通的时刻来测试延时的方法，而本文则提出通过电流稳态前提下突然模拟一个电流突变来检查周波级延时是否存在，该方法可以简单快速定性合并单元是否存在周波级延时，便于在现场调试中推广。

2 周波级延时测试

2.1 模拟周波级延时

通过分别在怀化220kV某智能变电站和张家界110kV某智能变电站进行合并单元保护级别的电流通道延时进行人为模拟周波级延时并利用稳态法测试延时，测试结果如表1所示。

表1 合并单元电流通道延时测试结果表

通过表1可以看出合并单元可以精确测试出小于20ms内的周波级延时，而当延时大于一个周波（一个周波为20ms）时，合并单元测试的延时为总延时减去20ms周波内延时。测试装置无法直接测试出合并单元周波级延时，因此无法利用测试仪直接定量的进行测试。

2.2 利用母差装置定性分析周波级延时

由于母差装置本身同步性的特性和保护动作的快速性，当多个间隔中有一个间隔的延时超过周波级延时的时候，则保护会动作或报差流越限。本文提出以某个间隔为基准，其它间隔逐一与基准间隔采用同一台六相继保测试仪施加平衡电流，或采用多台继保测试仪同步触发的方式施加平衡电流。然后同时突增电流，利用差流保护装置动作特性，检查是否存在差流，方案流程图如图1所示。

通过在长沙某220kV智能变电站抽取220kV丛生线路间隔604、母联间隔600、生淮线602的A套合并单元，从丛生线保护用电流端子输入A、B、C三相电流，将该保护电流回路的尾部端子解开并与母联间隔合并单元保护用电流端子头连接，再将该保护电流回路的尾部端子解开后，通过电流线与生淮线保护用电流端子连接，从该回路尾部回到合并单元测试仪，如图2所示。

图1 方案流程图

表2 输入电流及装置显示的电流信息

图2 合并单元实验示意图

输入1A电流，稳态后，三相同时增加到2A,主控室的QC小组成员检查母差保护的动作情况，并调阅母差保护装置的录波文件进行分析，输入电流及装置显示的电流信息如表2所示。

3 试验结果分析

通过对220kV母差保护装置记录的波形进行分析，观察电流波形为同时变化，角差小于1°，如图3母差保护波形记录所示，在电流波形由1A变化到2A时，A套母差保护没有出现差流越限报警的信号发出，可以确定合并单元延时没有出现周波级别的延时差。同时从图3中可以看出丛生1线、母联间隔、生淮线的起始阶段电流幅值相同，在稳态过程中2个间隔的电流幅值始终相同，没有差流越限报警，在试验仪从状态1（1A）切换至状态2(2A)的短时间内，3个间隔的电流幅值始终相同，没有差流越限报警，由此可以得出结论：3个间隔合并单元的电流采样不存在跨周波不同步问题，属于正常。

图3 母差保护装置波形记录图

通过稳态法，再对3个合并单元的周波内延时进行测试，发现测试结果同样满足相关规范要求，测试结果如表3～5所示。

表3 丛生1线A套合并单元绝对延时和抖动时间测试

表4 母联A套合并单元绝对延时和抖动时间测试

4 结束语

通过对智能变电站合并单元周波级延时的研究，并结合母差保护装置同步校验方法可行性的研究分析，提出了一种多间隔同步加量，利用母差装置定性分析周波级延时的试验方案，并在新建工程项目中进行了试点，从试验结果及后期的变电站运行情况综合分析，可以确定该方法适合现场的推广和应用，为智能变电站的母差保护装置的稳定运行提供了可靠的保障。

表5 生淮线A套合并单元绝对延时和抖动时间测试