基于同塔雙回線的線路保護在瀑布溝水電站的應用

童 松，袁 鵬，吳 敏

（國電大渡河瀑布溝水力發電總廠，四川 漢源 625304）

基于同塔雙回線的線路保護在瀑布溝水電站的應用

童 松，袁 鵬，吳 敏

（國電大渡河瀑布溝水力發電總廠，四川 漢源 625304）

瀑布溝水電站位于四川電網負荷中心附近，裝機容量3 600 M W，開關站主接線采用4/3接線，通過4回500 kV出線送出。鑒于瀑布溝水電站500 kV同桿雙回線電壓等級高、容量大以及其在四川電力系統中舉足輕重的作用，結合瀑布溝水電站同塔雙回線線路保護的特點，介紹同塔雙回線線路保護在瀑布溝水電站的應用。

同塔雙回線；自適應重合閘；東坡變電站；光纖通道；RCS-931E、RCS-921A

1 瀑布溝水電站開關站主接線

瀑布溝水電站開關站主接線采用4/3接線，主要包括500 kV兩段母線、6串18個開關、主變進線6回出線4回。其中，布坡一線2 E、布坡二線3 E兩雙回線架設于瀑布溝至東坡變電站的西線桿塔上，布坡三線4 E、布坡四線5 E雙回線架設于瀑布溝水電站至東坡變電站的東線桿塔上。由于布坡一線2 E、布坡二線3 E，與布坡三線4 E、布坡四線5 E接線相似，為簡化問題便于分析，以下主接線圖僅保留第5串、第6串設備的布坡三線4 E、布坡四線5 E主接線圖，見圖1。

圖1 瀑布溝水電站布坡三線、四線主接線圖

2 瀑布溝水電站同塔雙回線線路保護配置方案

2.1 線路保護及斷路器保護的配置方案

（1）線路保護裝置配置（圖2）

圖2 線路保護及斷路器保護的配置方案

瀑布溝水電站4回送出線路，每回線路配置兩套完整獨立的線路保護裝置，根據《國家電網公司輸變電工程通用設計500 kV變電站二次系統部分》（2008年1月）對500 kV同塔雙回線線路保護應滿足有選擇性切除跨線故障的要求，要求線路應架設光纖通道，同時線路保護裝置配置雙套分相電流差動保護。目前，瀑布溝的水電站同塔雙回線的雙套線路保護裝置均采用南瑞公司超高壓線路成套保護裝置RCS-931E。

RCS-931E是基于光纖通道以分相電流差動和零序電流差動為主體構成的快速主保護，作為同塔雙回輸電線路的首選保護。RCS-931E后備保護配備不依賴于通道的，在近處故障時能特高速動作、正確選相的工頻變化量距離保護和由三段式相間和接地距離及二個延時段零序方向過流構成全套后備保護。同時RCS-931E具有以下特點，滿足設計規范要求：

1 ）在發生跨線故障時，RCS-931E僅跳開本線路的故障相，能夠滿足正確選擇故障相和跳開故障相的嚴格要求。

2 ）同桿雙回線只有一回線運行的方式下，同桿雙回線的繼電保護裝置能正確工作。

3 ）同桿雙回線發生故障保護跳閘后，在非全相運行方式下，繼電保護裝置RCS-931E應能正確工作。

（2）斷路器保護裝置配置

當同桿雙回線采用自適應重合閘時，RCS-931E需要相應的斷路器保護裝置配合完成自適應重合閘功能。由于常見的南瑞斷路器保護RCS-921A無自適應重合閘功能，故瀑布溝水電站配合同塔雙回線線路保護的8臺中開關，選用具有自適應重合閘功能的RCS-921C。以布坡三線、四線同塔雙回線為例，布坡三線線路保護RCS-931E綜合布坡三線和布坡四線保護動作以及開關位置信息，將兩回線三相六線作為整體考慮，保護只跳故障相；當兩條線路在故障跳閘后還存在至少兩健全異名相連接時，RCS-931E結合無嚴重故障判據，按照分相順序重合策略發出分相重合令，再由RCS-921C根據斷路器本身的狀態和5052DL、5053DL斷路器先合后合關系實現重合閘出口。

RCS-921C還配置了充電、失靈、死區、三相不一致、普通重合閘等保護，這些保護的原理、功能及使用與常見的南瑞斷路器保護RCS-921A基本一致。

斷路器操作箱配置為：CZX-22R2-P。

2.2 線路保護裝置RCS-931E通道配置方案

RCS-931E線路保護為雙光纖通道配置，其中RCS-931E的A通道用于線路兩側差動保護之間的電流數據及開關量信息的交換，開關量信息包括本側保護的開關及跳閘信息，為自適應重合閘提供判別依據。

換好衣服的武成龍回到蕭飛羽身邊，他懷著一顆蠢蠢欲動的心瞅著斗場，臉上蕩漾起噬血的渴望。蕭飛羽淡淡地道：“你悟出的一招就使整套劍法有了實質性升華，以搏殺技藝而言你有了非凡的超越?！彼驈娜輵獙ξ迕麆κ挚褚皼_擊的只手拿云投去一瞥道：“以技取巧少了深刻的感觸，尤其是應對數人攻擊更會落于下乘。”

RCS-931E的B通道用來和鄰線交換本線開關及重合閘信息，為自適應重合閘提供信息。

線路保護裝置投運初期，要求運行值班人員應定期檢查光纖通道的狀態，裝置“通道異?！敝甘緹魺o告警，檢查RCS-931E保護中“通道狀態”有關通道狀態統計（失步次數、誤碼總數、報文異常數、報文間超時數）的計數應幾乎保持不變，觀察其每天的增加數量不應超過10個。

布坡三線、四線線路A套保護裝置RCS-931E通道連接，如圖3：

圖3 RCS-931E通道連接

2.3 線路保護裝置RCS-931E通道配置方案

（1）發電初期時布坡三線、四線B套線路保護裝置RCS-931E通道連接

《國家電網公司輸變電工程通用設計500 kV變電站二次系統部分》（2008年1月）的要求，500 kV雙重化的兩套縱聯保護的信號傳輸通道不應采用同一根光纜。布坡四線線路保護裝置RCS-931E B套通道經布坡一線、二線OPGW光纜至東坡變電站，但電站發電初期只有架設于瀑布溝水電站至東坡變電站的東線桿塔上的布坡三線、四線及OPGW光纜投入運行，布坡一線、二線及OPGW光纜未架設。故臨時租用石棉電信通信通道，布坡三線、四線RCS-931E B套裝置的數據電信光纜送經雅安新棉變電站的通信裝置，再經新棉變電站通信裝置將數據傳輸至東坡變電站。

（2）石棉電信通信通道存在的問題整改措施

RCS-931E A通道通信中斷后，造成以下后果：

RCS-931E的A通道用于線路兩側差動保護之間的電流數據及開關量信息的交換，若A通道發生通道異常，RCS-931E自動線路保護的閉鎖差動保護、自適應重合閘，同時，見圖4（線路保護遠跳示意圖），還會導致瀑布溝側線路保護遠跳跳對側東坡變電站對應線路的斷路器功能因通道閉鎖而無法實現。同理，還會造成東坡側線路保護遠跳瀑布溝側線路斷路器功能也無法實現。

圖4 線路保護遠跳跳閘示意圖

（3）整改方案

針對新棉變因站內電源倒閘或通信裝置動力電源失電導致通訊中斷的問題，在通信裝置前加裝雙電源切換裝置以及UPS系統供電，裝置失電問題得以解決。

針對石棉電信通道不穩定的情況，通過加裝大唐電信公司的2048kbs/s電路無損傷保護切換裝置TY-3006D，通信示意圖見圖5：

圖5 布坡三線、四線B套線路保護A通道整改示意圖

TY-3006D裝置接入、調試后，以布坡三線、四線OPGW光纜至東坡通道主用，石棉電信光纜至東坡通道為備用，解決了石棉電信通道不穩定造成B套RCS-931E A通道中斷的問題。但可以看出，正常運行，兩套縱聯保護的信號傳輸通道采用同一根光纜，暫不滿足設計規范要求。

（4）改進方案

目前，架設于西線桿塔的布坡一線、二線及OPGW光纜已投入運行，改進方案見圖6，以解決兩套縱聯保護的信號傳輸通道采用同一根光纜的問題。

圖6 布坡三線、四線B套線路保護A通道改進示意圖

（5）RCS-931E A通道、B通道故障判別方法

RCS-931E線路保護為雙光纖通道配置，A通道、B通道故障時，裝置面板指示燈僅“通道異?！秉c亮，運行值班人員在往往判別A通道還是B通道故障遇到困難，影響故障處理判斷。在瀑布溝水電站投產初期，布坡三線或四線B套RCS-931E A通道故障時常遇到。因為A通道故障會閉鎖RCS-931E差動保護等功能，但B通道故障僅僅是將線路保護自適應重合閘轉為常規重合閘以及啟用兩相聯跳三相保護功能，對線路正常運行基本無影響，且B通道故障分別是本站繼電保護室內的同塔雙回線的相鄰線路兩套RCS-931E通信存在問題，因此查找、處理都較為方便。

方法1：在主菜單下，點擊“顯示報告”，再“自檢報告”，查看“自檢報告”，看報文具體報“A通道異?！边€是“B通道異?！?。

方法2：若是A通道故障，其對應的光電裝換裝置MUX-2M面板會有告警燈點亮，B套故障MUX-2M運行正常。若是B通道故障，本站相鄰線路的RCS-931E面板也會有“通道異?！敝甘緹酎c亮，A套故障，本站相鄰線路的RCS-931E運行正常。

3 同塔雙回線的自適應重合閘投退

正常情況下，RCS-931E保護裝置中的“投自適應重合閘”、“投重合閘”（普通重合閘投退控制字）以及RCS-921C中的“投自適應重合閘”、“投重合閘”（普通重合閘投退控制字）控制字均應置“1”，RCS-931E的“重合閘方式切換開關”、RCS-921C均應置于“單重”位置。RCS-931E普通重合閘把手的運行方式有如下幾種：1、自適應重合閘方式；2、常規重合閘方式；3、重合閘停用方式；4、停用重合閘。RCS-921C普通重合閘把手的運行方式有如下幾種：1、自適應重合閘方式；2、常規重合閘方式；3、重合閘停用方式；4、停用重合閘。由于同桿雙回線采用自適應重合閘時，RCS-931E需要RCS-921C配合完成自適應重合閘功能。當運行方式發生變化時，需要該線路的自適應重合閘轉為常規重合閘，或該線路的常規重合閘轉為自適應重合閘，關系較難理清。根據RCS-931E自適應重合閘的無嚴重故障和分相順序重合的原理，以及RCS-931E與RCS-921C的配合關系，同塔雙回線的重合閘切換方式開關在不同運行方式下的狀態見表1：

表1

3 結束語

隨著我國高速發展的經濟對電能的需求日益加強，超高壓、大容量和長距離的輸電線路將成為今后電網建設的主流。同塔雙回線由于具有出線走廊窄、輸送容量大、投資少、見效快、可提高供電可靠性、運行維護簡單等優點，能很好地適應現代電力系統可靠、經濟、輸電容量大等要求，所以得到了廣泛的應用。因此，在電子技術、計算機技術和通信技術發展的基礎上，不斷完善同塔雙回線保護的原理和功能，確保同塔雙回線輸電線路安全、經濟、可靠運行起著非常重要的作用。

[1]張宇輝.電力系統微型計算機繼電保護教材[M].

[2]沈軍,張哲,鄭玉平.500 kV同桿雙回線自適應重合閘方案[J].

TM774

B

1672-5387（2010）06-0108-04

2010-10-08

童松（1983-），男，助理工程師，從事水電站運行維護工作。