淺析REL561線路差動保護

尹小波

(江蘇省電力公司，江蘇 南京 210004）

淺析REL561線路差動保護

尹小波

(江蘇省電力公司，江蘇 南京 210004）

簡要介紹了REL561分相電流差動保護裝置原理及異常運行注意事項，并通過對REL561保護實際動作情況的分析，加深了運行人員對該保護裝置的理解，以便在實際工作中對線路故障作出迅速、準確的判斷。

REL561差動保護；線路保護；故障；處理

0 引言

ABB公司研發的REL561差動保護是REL500系列保護中的一種，它適用于高壓及超高壓輸電線路的成套保護裝置。目前該系列線路保護在華東電力系統500 k V線路中得到了廣泛應用，在多次系統故障中動作準確、快速，顯示了其良好的保護性能。

1 REL561分相電流差動保護原理

REL561線路保護以分相電流差動作為主保護，以三段式接地距離和相間距離保護、反時限零序方向過流保護作為后備保護。保護還有手合故障、振蕩閉鎖、斷線閉鎖等功能，并對電壓互感器和電流互感器斷線情況進行監視。保護裝置能夠實時監測并顯示線路的電流、電壓、功率和頻率，可通過串行或并行通信接口與監控系統連接，實現實時數據采集和保護裝置維護。

1.1 電流差動保護

保護是基于比較兩側電流的大小和相位，其信號是通過64K光纖專用通道傳輸的，每5 ms發送一次。保護的測量計算是分相獨立完成的，可保證正確選相。另外，跳閘邏輯回路采用四取三方式，即連續測量4次，如3次滿足跳閘條件方可跳閘。保護裝置動作電流為線路兩側電流差值，制動電流為兩側電流絕對值和的1/2，保證了在區內故障時差動保護正確動作，而在區外故障時有很大的制動電流作用，確保保護裝置不誤動。

1.2 距離保護

三段式距離保護作為分相電流差動保護的后備保護，阻抗繼電器采用四邊形特性，各段均作用于正向跳閘。保護還有手合故障功能、振蕩閉鎖功能、斷線閉鎖功能。距離保護一段能保護線路全長的60%，無動作時限，在線路近區故障時能迅速動作，動作速度與差動保護主保護幾乎相同。距離二段保護能夠保護線路全長并延伸至下一段線路，帶有時限，可作為本線路和下段線路的后備保護。距離三段保護范圍可包括下段線路全長，帶有較長的時限，只作為后備保護，一般很少會出口跳閘。

1.3 方向零序電流保護

方向零序電流保護具有反時限特性，可作為線路經高阻抗接地的后備保護。該保護主要針對單相接地故障，對單相接地有很高的靈敏度。線路正常運行時，三相電流基本平衡，系統中無零序電流，在發生單相接地故障或非全相運行時，系統產生零序電流，可利用方向零序保護來切除線路接地故障。零序電流保護的整定需要考慮躲過非全相運行的影響，確保在線路正常非全相運行(單相重合閘）過程中不誤動。

2 REL561分相電流差動保護異常運行處理

正常運行時，檢查保護裝置的直流電源開關應合上，MMI運行燈應亮，屏上各切換開關位置應與調度狀態相符，裝置無掉牌等異常現象。各部件運行正常，無異聲、異味。裝置一旦發出異常運行告警，應按告警類別立即檢查處理并匯報相關調度機構，防止保護裝置發生誤動、拒動。

2.1 “直流消失”告警

保護裝置發“直流消失”告警時，應立即檢查屏上直流小開關是否跳開、直流分屏對應熔絲(空氣開關）是否熔斷跳開。可對相關回路檢查后試送一次，試送不成，立即匯報調度和運行中心，停用保護，派員處理。

2.2 “裝置異常”告警

保護發出“裝置異常”告警且MMI運行燈熄滅，則為該裝置直流電源消失。檢查其逆變電源小開關是否在“通”位置，是否接觸良好。匯報調度，停用保護后，可試分合逆變電源開關一次。若不能恢復，匯報調度和運行中心，停用保護，派員處理。若MMI面板上紅燈閃光，則該保護已被閉鎖，立即匯報調度和運行中心，停用保護，派員處理。

2.3 “交流電壓斷線”告警

保護屏上斷線燈亮，顯示斷線側、斷線相。工作電壓斷線將閉鎖距離保護(分相電流差動保護仍可運行），參考電壓斷線只告警。如果是三相斷線，則檢查交流電壓回路小開關是否跳開，回路有無短路、斷線或接地情況；如果是單相斷線，則可能是端子松動或電纜斷線；若只有“裝置內部PT斷線閉鎖”光字牌亮，一般為REL561裝置內斷線。工作電壓斷線不能恢復，匯報調度和運行中心，停用距離保護；參考電壓斷線不能恢復，匯報調度和運行中心，及時派員處理，必要時停用距離保護。

2.4 “差動保護通道故障”告警

保護裝置發“差動保護通道故障”告警，說明分相電流差動保護被閉鎖，但后備距離及零序保護仍可運行。若短時自動恢復，應做好記錄并匯報調度，不必停用保護，但應加強監視。若無法恢復或短時間內頻繁出現，應立即匯報調度和運行中心，停用分相電流差動保護。

2.5 “CT二次斷線”告警

保護裝置發“CT二次斷線”告警時，應立即匯報調度和運行中心，停用分相電流差動保護，同時對電流互感器二次回路進行檢查。若相關二次回路有人工作，應立即停工，防止發生人身安全事故。

3 案例分析

某日，裝設REL561分相電流差動保護的500 k V輸電線路發生跳閘事故，其故障情況如圖1所示。

3.1 故障報文

故障發生后，變電站運行人員迅速從REL561保護裝置調出故障報文。A站、B站主要故障報文如表1、表2所示。

圖1 線路故障

表1 A站故障報文

表2 B站故障報文

3.2 故障分析

根據A站REL561保護故障信息ZM1-TRIP距離一段動作跳閘、DIFF-TRL2縱差保護動作跳B相，REL561保護距離一段與差動主保護幾乎同時動作，其故障測距Dist=23.9%，故障電流約16 k A，表明故障點靠近A站側，故障點在距離一段保護范圍內。

根據B站REL561保護故障信息DIFF-TRL2縱差保護動作跳B相，無距離一段動作信息，其故障測距Dist=69.8%，故障電流約13 k A。兩側變電站REL561保護的零序電流保護、距離二段保護、距離三段保護均無動作出口報文，表明REL561后備在主保護出口跳閘后均正確返回，未出口跳閘。

4 結語

通過對REL561保護動作信息的分析，該保護在線路故障時迅速、正確動作，體現了REL561保護裝置的快速性和可靠性。兩側故障測距23.9%+69.8%=93.7%，并不是理論上的100%，主要原因有三點:一是接地點過渡電阻呈容性，導致測量阻抗縮短；二是故障線路兩側母線電壓存在電壓差，計算阻抗與實際阻抗會有誤差；三是由于在故障時的暫態過程中，靠近故障點一側流變可能飽和，導致電流二次值存在誤差，從而影響計算阻抗。總體來說，REL561線路保護正確動作，故障測距在合理范圍內。

[1]南京供電公司.繼電保護與故障錄波裝置培訓教材，2004

[2]南京供電公司.500 k V東善橋變電站現場運行規程，2009

2014-10-13

尹小波(1979—），男，四川人，工程師，研究方向:電網調控運行。