投運(yùn)前繼電保護(hù)向量檢查技術(shù)在智能變電站的應(yīng)用

李鐵成 ，張兵海，張 立，曹樹(shù)江，郝曉光，趙宇皓

(1.河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021；2.河北省電力調(diào)度控制中心，石家莊 050021)

電子式互感器的應(yīng)用是智能變電站區(qū)別于常規(guī)變電站的主要特征，智能變電站中光纖取代了原有的二次電纜，所有采樣值信息依靠光纖傳遞。常規(guī)變電站采用的點(diǎn)極性、核相試驗(yàn)方法已經(jīng)不再適用于智能變電站，在新設(shè)備投運(yùn)前，對(duì)于一次通流通壓方式的變電站，采用向量檢測(cè)方法將有效的解決智能變電站向量檢查的難題[1-4]。

1 向量檢查技術(shù)在智能變電站與常規(guī)變電站應(yīng)用的區(qū)別

1.1 采樣值傳輸方式與極性確定

常規(guī)變電站采樣值采用二次電纜傳輸模擬量5 A或1 A信號(hào)至保護(hù)裝置的方式，一旦互感器安裝與抽頭選取固定，極性也隨之能夠固定，電流互感器的極性只與互感器本身及二次回路接線正確性有關(guān)[5]。

智能變電站采用電子式互感器，電子式互感器通過(guò)遠(yuǎn)端模塊將數(shù)字量發(fā)送到合并單元，經(jīng)合并單元合并后再分發(fā)給各相應(yīng)保護(hù)裝置，整個(gè)傳輸過(guò)程中采樣值傳輸?shù)亩际菙?shù)字量。在合并單元中可以隨意設(shè)置采樣值的極性，這既是電子式互感器的優(yōu)點(diǎn)，也是在調(diào)試過(guò)程中難以控制的難點(diǎn)。目前，對(duì)電子式互感器極性的確認(rèn)還沒(méi)有有效的辦法，一次系統(tǒng)通流通壓的方式將是解決電子式互感器極性及光纖回路正確性的有效可行的途徑。

1.2 二次回路接線正確性

常規(guī)變電站采樣值經(jīng)互感器傳遞至端子箱，再經(jīng)端子箱轉(zhuǎn)接至相關(guān)二次設(shè)備，通過(guò)在端子箱對(duì)二次回路通流通壓的方式可以驗(yàn)證電流電壓回路至保護(hù)裝置的正確性[6]。智能變電站采用光纖傳輸信號(hào)，遠(yuǎn)端模塊、合并單元、保護(hù)裝置的采樣值利用光纖連接，光纖回路需要通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)端模塊通流通壓來(lái)驗(yàn)證其配置與接線的正確性。因此，智能變電站二次回路正確性驗(yàn)證與常規(guī)變電站有著本質(zhì)的區(qū)別。

2 向量檢查技術(shù)在智能變電站的應(yīng)用

2.1 電源點(diǎn)與接線位置

目前，新建智能變電站考慮經(jīng)濟(jì)效益，高壓側(cè)與中壓側(cè)多采用GIS接線方式，該次試驗(yàn)智能變電站為室內(nèi)GIS型，高壓側(cè)與中壓側(cè)一次設(shè)備均采用GIS布置。考慮GIS型變電站只有主變壓器與出線側(cè)具備連接試驗(yàn)線的可能，在考慮盡量少移動(dòng)重型設(shè)備的原則下，選取在主變壓器高中壓側(cè)套管作為電源點(diǎn)，線路出線引線處作為試驗(yàn)負(fù)載連接點(diǎn)。

2.2 試驗(yàn)范圍

利用試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了以下檢驗(yàn)：220 kV線路保護(hù)(含縱差保護(hù))、220 kV母線保護(hù)、主變壓器保護(hù)、110 kV線路保護(hù)、110 kV母差保護(hù)、10 kV線路保護(hù)、10 kV母差保護(hù)。由于低壓側(cè)出線均處于封閉狀態(tài)，試驗(yàn)中沒(méi)有進(jìn)行主變壓器低壓側(cè)后備保護(hù)的試驗(yàn)。另外，由于該試驗(yàn)系統(tǒng)只提供一路電源輸出，在空載試驗(yàn)的過(guò)程中只進(jìn)行了核相試驗(yàn)，未進(jìn)行雙電源定相試驗(yàn)。

2.3 試驗(yàn)原理與試驗(yàn)數(shù)據(jù)

試驗(yàn)原理見(jiàn)圖1。

圖1 投運(yùn)前繼電保護(hù)向量檢查試驗(yàn)技術(shù)原理

根據(jù)預(yù)先理論計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)，在相關(guān)二次裝置上讀取數(shù)據(jù)，由于智能變電站保護(hù)裝置采用光纖傳輸數(shù)字量，所有信息需要通過(guò)相關(guān)裝置讀取，傳統(tǒng)的卡鉗表不能應(yīng)用于智能變電站，這也是在智能變電站開(kāi)展繼電保護(hù)向量檢測(cè)的重要特點(diǎn)。以變電站220 kV系統(tǒng)為例，試驗(yàn)設(shè)備的接入位置宜選擇在變壓器220 kV側(cè)套管引線處、220 kV線路側(cè)接入試驗(yàn)電抗器，變壓器運(yùn)行在雙母線之一母線、線路運(yùn)行于另一母線，可以試驗(yàn)到的繼電保護(hù)有：變壓器高壓側(cè)后備保護(hù)、母線保護(hù)、線路保護(hù)(本側(cè))。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-表4。

表1 220 kV線路試驗(yàn)數(shù)據(jù)

間隔變比U相(A∠V)V相(A∠V)W相(A∠V)220 kVⅡ母PT0.234∠0°0.244∠239°0.245∠118°220 kV線路2000/50.083∠270°0.083∠150°0.083∠31°

注：試驗(yàn)地點(diǎn)為220 kV線路保護(hù)WXH803。

表2 220 kV母差保護(hù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

間隔變比U相(A∠V)V相(A∠V)W相(A∠V)220 kV 222線路2000/50.05∠270°0.07∠148°0.07∠242號(hào)主進(jìn)2122000/50.06∠99°0.06∠330°0.06∠214°220 kV母聯(lián)2022000/50.06∠99°0.06∠328°0.07∠215°Ⅰ母小差000Ⅱ母小差000大差000

注：試驗(yàn)地點(diǎn)為220 kV母差RCS915。

表3 220 kV線路保護(hù)光差向量試驗(yàn)數(shù)據(jù)

間隔變比U相(A∠V)V相(A∠V)W相(A∠V)本側(cè)電流2000/50.09∠280°0.09∠157°0.09∠41°對(duì)側(cè)電流2000/50.11∠112°0.09∠348°0.11∠228°差流0.020.000.00

注：220 kV線路保護(hù)名稱(chēng)為222間隔PCS931。

表4 3號(hào)主變壓器短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)

間隔變比U相(A∠V)V相(A∠V)W相(A∠V)主變壓器中壓側(cè)電壓0.37∠200°0.37∠79°0.36∠318°主變壓器高壓側(cè)2132000/50.036∠47°0.036∠283°0.037∠166°主變壓器中壓側(cè)1131000/50.042∠259°0.043∠138°0.043∠19°差動(dòng)電流0.0060.0070.008

注：保護(hù)名稱(chēng)為3號(hào)主變壓器WBH-801A柜。

以上4個(gè)表中只給出雙套保護(hù)中一套的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)檢查的保護(hù)向量正確，試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足向量檢查的要求。

3 應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

3.1 電壓合并單元數(shù)字量輸入光纖接線錯(cuò)誤

在進(jìn)行某線路保護(hù)向量檢查試驗(yàn)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電壓相序錯(cuò)誤，經(jīng)檢查為線路間隔合并單元電壓輸入光纖相序錯(cuò)誤，屬于誤接線。

3.2 電壓互感器遠(yuǎn)端模塊虛接

在進(jìn)行某線路保護(hù)向量檢查試驗(yàn)的過(guò)程中，保護(hù)裝置顯示無(wú)某相電壓，經(jīng)檢查為線路電壓互感器遠(yuǎn)端模塊小電壓模擬量輸入回路接線異常，導(dǎo)致裝置無(wú)電壓顯示，經(jīng)檢查判斷遠(yuǎn)端模塊質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，建議更換。

3.3 2臺(tái)主變壓器保護(hù)差動(dòng)極性錯(cuò)誤

在進(jìn)行變壓器保護(hù)向量檢查過(guò)程中，變壓器中低壓側(cè)保護(hù)極性錯(cuò)誤。主變壓器保護(hù)高壓側(cè)為全光纖互感器，低壓側(cè)為常規(guī)互感器，兩側(cè)極性不一致導(dǎo)致差動(dòng)電流異常，調(diào)試時(shí)及時(shí)更換極性。

3.4 110 kV母差保護(hù)母聯(lián)電流極性配置錯(cuò)誤

在進(jìn)行110 kV母差保護(hù)的向量檢查過(guò)程中，母聯(lián)保護(hù)電流極性錯(cuò)誤，經(jīng)檢查為母差保護(hù)中對(duì)母聯(lián)電流的極性設(shè)置錯(cuò)誤，屬于定值配置錯(cuò)誤。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以看出，投運(yùn)前繼電保護(hù)向量檢查試驗(yàn)技術(shù)不僅能夠應(yīng)用于常規(guī)變電站，智能變電站的應(yīng)用更有意義。利用一次系統(tǒng)通流通壓的投運(yùn)前繼電保護(hù)向量檢查技術(shù)，能夠?qū)χ悄茏冸娬镜亩位芈芳跋嚓P(guān)配置進(jìn)行全面檢查，有效解決了智能變電站向量檢查的難題。

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