500 kV 線路遠方跳閘保護運行分析及改進措施

虞曉潔，周云波

(常州供電公司，江蘇 常州 213003)

500 kV 系統遠方跳閘是指線路一次故障或異常（過電壓、高抗故障、開關失靈）時，經由一定的媒介（如高頻通道中的慢速通道、光纖通道）傳輸切除對側開關的一種功能保護[1]。基于電力系統安全要求，相關聯線路保護收到遠方跳閘命令后，迅速將與該線相連的2個斷路器跳開，使故障點及時切除。常州地區2 座500 kV 變電站處于華東電網樞紐位置，擔負著華東電網的西電東送，火水電的交匯，北電南送的重任。但因分期建設而不斷改造擴建，遠方跳閘保護型號較多，通道、跳閘邏輯等有所不同，遠方跳閘裝置的安全可靠運行直接關系著華東電網的安全運行。

1 500 kV 遠方跳閘裝置配置方式比較

1.1 遠方跳閘配置原則

遠方跳閘信號可以按傳輸方式分為采用非數字通道和數字通道2 種，采用非數字通道傳輸方式在傳輸通道上易受各種干擾信號的影響，接點信號的傳輸可靠性較差，在運行中易誤動。采用數字通道傳輸方式具有快而可靠的優點[2]。因此過去對500 kV 線路遠方跳閘的配置原則：對采用非數字通道的，執行端應設置故障判別元件，如晉陵變裝設ABB 公司的REL531 保護，遠方跳閘通道為載波通道的慢速通道，加裝了ABB 公司的REL511 就地判別裝置；對采用數字通道的，執行端可不設置故障判別元件，如武南變、晉陵變裝設ABB 公司的REL561的線路保護。

1.2 遠方跳閘邏輯的分析比較

因武南變分期建設而不斷改造擴建，目前站內遠方跳閘保護根據配置不同，跳閘邏輯分為3 種方式。

（1）方式1，2 條線路保護僅有一套就地判別裝置以及后備遠跳邏輯LDD的配置。方式1 采取“二取二”、“二取一”、“一取一”跳閘方式，此配置方式為最早期的，較為經濟，僅用一套就地判別裝置，缺點是判別裝置故障時轉為后備跳閘邏輯，不經判別跳閘，可靠性低。另外當其中一路通道故障或停用時，需經延時跳閘，增加切除故障時間，影響系統穩定性。

（2）方式2，無就地判別裝置的配置。無就地判別裝置的保護利用分相電流差動通道，直接傳送遠方跳閘信號至對側，跳對應斷路器和線路主保護共用跳閘出口。由于采取直跳式容易受到干擾而誤動，華東曾執行采用遠方跳閘輸入光耦增加20 ms 延時以躲過干擾的反措，以提高遠方跳閘保護動作可靠性。此方式優點為配置簡單，比較經濟，缺點為易受干擾而誤動，可靠性相對較差。

（3）方式3，2 套線路保護分別配有就地判別裝置的配置。此方式一路通道對應一套就地判別裝置，每一套就地判別裝置收到遠跳信號后開放正電源，經就地判別裝置判別，條件滿足出口，實現遠跳。其優點為2 路通道、就地判別裝置完全獨立，2 套保護之間沒有聯系，回路簡潔，操作方便，可靠性高。3 種配置方式比較如表1 所示。

表1 3 種遠方跳閘配置方式比較

通過分析3 種配置方式及運行情況，可見方式3為今后優選方案，也是目前上級電網公司要求的配置方式。現最新要求所有遠方跳閘回路需在接收端裝設遠方跳閘就地判別裝置，遠方跳閘命令需經本地就地判別后跳閘出口，遠方跳閘就地判別裝置采用一取一判別方式，并應包括低有功功率等電氣量判據邏輯。

1.3 就地判別工作邏輯的分析比較

常州500 kV 變電站投運的遠方跳閘就地判別裝置有3 種，ABB 公司的REL501，REL511 以及南瑞公司的RCS-925A。

（1）ABB 公司的就地判別裝置工作邏輯為通過其I/O 接口輸入通道信號，由CPU 作出邏輯判斷后，實現跳閘，以型號REL511為例，簡單工作邏輯如圖1所示。

圖1 ABB 公司REL511 簡單工作邏輯

（2）南瑞公司生產的以RCS-925A 工作邏輯為例，在通道（該通道投入且無故障）收信時啟動，收信啟動動作后展寬7 s，開放繼電器正電源，判據滿足后出口后跳相關斷路器并閉鎖重合閘。簡單跳閘邏輯如圖2 所示。

圖2 RCS-925A 遠方跳閘簡單工作邏輯

2 遠方跳閘運行分析

遠方跳閘保護裝置在多年的運行中未發生過誤動情況，且運行良好。僅在一次定期試驗中發生誤跳開關的情況。

2.1 校驗時的一次和二次設備狀態

2009年9 月3 日，對武南變500 kV 晉武5287 線線路保護校驗，校驗時的一次運行狀態：晉武5287 線路停役，5012 斷路器、5013 斷路器為開關檢修狀態，5011 斷路器運行，3 號主變為運行狀態。具體接線如圖3 所示。

圖3 校驗時的一次接線

二次保護配置情況：第一塊屏裝有第一套線路保護REL531（V2.0）和第一套遠跳及就地判別裝置REL511（V2.5），第二塊屏裝有第二套線路保護REL531（V2.0）和第二套遠跳及就地判別裝置REL511（V2.5）。在保護校驗中需做聯跳斷路器試驗，因此線路5012 斷路器、5013 斷路器為合閘狀態，遠方跳閘為信號狀態，跳閘隔離單元1LP 內插入大插把。

2.2 保護校驗過程

在對REL511 進行功能驗收而校驗遠方跳閘功能時，校驗人員輸入模擬遠方跳閘信號，保護動作出口，此時保護為信號狀態，跳閘隔離單元1LP 內插入了大插把，實際應無相關開關跳閘，但保護動作后本處于合上狀態的5012，5013 2個斷路器跳開了，顯然這是不正常的現象，5012，5013 2個斷路器應判為誤跳閘。

2.3 誤跳閘原因分析

針對這一不正常現象進行檢查分析，保護的輸入輸出回路如圖4 所示。

圖4 REL511的輸入輸出示意圖（1LP為遠跳出口插把，1SK為遠跳試驗插把）

分析結果為REL511 遠方跳閘就地判別裝置的閉鎖重合閘回路（BLOCK AR1，BLOCK AR2）經試驗插孔1SK的10，11 分別接入2個斷路器失靈保護的跳閘回路，由失靈重跳回路跳開5012 斷路器和5013 斷路器，而REL511 遠方跳閘就地判別裝置原理圖上此回路僅標明閉鎖重合閘。即現場在停用遠方跳閘時在斷路器跳閘隔離單元1LP 內插入大插把，僅隔離遠跳的跳閘出口，并沒有隔離試驗插孔失靈回路，所以在做試驗時失靈回路仍然是通的，遠方跳閘出口后保護裝置給5012 斷路器、5013 斷路器保護REL551 發了失靈重跳信號，導致5012 斷路器、5013 斷路器誤跳閘。

2.4 對回路檢查及整改

由此現場對此類接線方式遠方跳閘的停啟用操作進行了整改，規定停用時在斷路器跳閘隔離單元內插入了大插把以及在1SK 試驗插孔單元內閉鎖重合閘及啟動失靈插孔內插入小插把。通過上述改變操作在不改動接線情況下克服了回路存在的不合理，并對其他回路進行檢查，以防也存在此問題。針對常州500 kV 變電站幾種不同的接線方式，對遠方跳閘的停啟用操作總結，有以下幾種操作方式：

（1）無就地判別裝置，如晉陵變和武南變的REL 561，RCS-931D 等，遠跳停用操作遠跳投退斷路器；

（2）就地判別的跳閘、閉鎖重合、啟動失靈均經獨立出口，如武南變REL561+REL511 等配置，遠跳停用操作獨立出口插把（壓板）；

（3）就地判別的跳閘、閉鎖重合經獨立出口，遠跳不啟動失靈，如武南變REL531+REL501，REL521+RCS925 等配置，遠跳停用操作獨立出口插把（壓板）；

（4）就地判別的跳閘經獨立出口，閉鎖重合、啟動失靈不經獨立出口，如武南變的REL531+REL511，停用遠方跳閘同時操作獨立出口和試驗插把；

（5）就地判別無獨立出口，只有試驗插把，遠跳不啟動失靈，如晉陵變REL531+REL511 配置，遠跳停用操作試驗插把；

（6）就地判別無獨立出口，只有試驗插拔，啟動失靈，如武南變REL521+REL501 配置，遠跳停用操作試驗插把。

3 改進建議和措施

3.1 回路及操作改進意見

對遠方跳閘保護的接線采用跳閘、閉鎖重合閘（或啟動失靈）均經就地判別裝置獨立出口的方式，此接線方式較為簡單、直接、可靠，操作起來簡單明了。因此對于就地判別裝置無獨立出口，借線路主保護出口的接線方式應加裝完全的獨立出口插把（壓板）；部分保護閉鎖重合閘或啟動失靈不經獨立出口的應改接線，保證就地判別裝置的跳閘、閉鎖重合、啟動失靈等出口均經就地判別裝置獨立出口插把（壓板），出口與主保護完全獨立，優化操作步驟。可以減少誤操作、漏操作的危險性，保障電力系統的安全穩定運行。對暫時難以改接線的情況應在停啟用操作上注意，停用時應完全隔離出口、閉鎖重合閘、啟動失靈等出口。

3.2 是否要啟動失靈的建議

因設計原因，常州500 kV 變電站內有一部分遠方跳閘動作后啟動失靈保護，有一部分則不啟動失靈保護。基于常州500 kV 變電站內所有線路均為短線路，且沒有裝設高抗，結合常州地區實際運行狀況，對這2種情況進行比較，則認為短距離以及沒有裝設高抗的線路采用不啟動失靈保護的接線較好。

首先失靈保護的原則是不考慮2個斷路器同時失靈，對于失靈保護動作后發遠跳信號跳對側斷路器的情況，對側保護收到遠跳信號后經就地判別三跳相關斷路器并閉鎖重合閘，已不需要再次啟動失靈。其次在對側線路遠端故障，過電壓情況啟動遠方跳閘的情況下，裝置收到遠跳信號，若遠跳出口的同時啟動失靈保護，此時斷路器拒動未能跳閘，但此時故障電流有可能達不到失靈保護啟動設定值，失靈保護啟動條件不滿足，無法動作出口，設計失靈回路只起到了失靈重跳的作用，失靈回路沒有實際意義。

3.3 對保護定期校驗的要求

加強保護的定期校驗及試驗，必須針對多種型號、不同配置方式的遠方跳閘制定全面可靠的試驗項目和方案，有條件時安排運行方式進行500 kV 線路實際聯動試驗,及時發現問題,確保校驗質量和試驗安全，提高裝置的運行健康水平,從而提高可靠性。

4 結束語

綜上所述，提高遠方跳閘保護裝置的可靠性，從變電運行角度在遠方跳閘保護回路、停啟用操作等方面進行整改，消除安全隱患。并在運行維護中加強保護的定期校驗及試驗，提高保護裝置的可靠性，使500 kV遠方跳閘保護裝置不斷改進，完善，為提高500 kV 系統安全運行發揮積極作用。

[1]申 蕓，王曉潔.淺析500 kV 線路保護的遠方跳閘功能[J].江蘇電機工程，2011，30(2)：36-37.

[2]張全元.變電運行現場技術問答[M].2 版.北京：中國電力出版社.2009：342.