PSL646U型光纖縱差保護在發電機聯絡線上的應用

王淑其

（安陽鋼鐵股份有限公司動力廠，河南安陽455004）

PSL646U型光纖縱差保護在發電機聯絡線上的應用

王淑其

（安陽鋼鐵股份有限公司動力廠，河南安陽455004）

某發電機組原來使用PSL641型數字式線路微機保護測控裝置，只能反映線路一側的電氣量變化，無法滿足對發電機聯絡線的保護，將其改為同一生產廠家，且開口尺寸相同、網絡通訊規約相同、控制回路、信號回路相近的PSL646U數字式光纖電流差動微機保護測控裝置，滿足了保護要求。

發電機；線路光纖差動保護；雙電源供電

1 引言

為了節約用電成本，同時降低污染物的排放量，安鋼公司新增了不少利用高爐煤氣或燒結余熱作為動力的發電機組，其中有1臺30 MW發電機組和2臺360燒結環冷發電機組。由于這3處新增發電機組原來都是從變電站送出的饋出線路，為了節約用時用工用料，我們利用原有的送電回路將發電機組與供電系統連接在一起，這樣可以利用原有的一次設備（高壓開關柜、一次電纜等），但原有的線路保護裝置已無法滿足現在的供電方式，因此必須進行改造。這三饋出線路均由梅元220 kV變電站10 kV母線送出，原來使用的保護裝置是PSL641型數字式線路微機保護測控裝置，該保護只采集輸電線路單端量的保護，只能反映線路一側的電氣量變化，無法實現對發電機聯絡線的保護。

2 PSL641型數字式線路微機保護測控裝置的不足

PSL641型數字式線路微機保護測控裝置是采集輸電線路單端量的保護，只反映線路一側的電氣量變化，所以保護也只能切斷一側斷路器，原來線路只是由系統向用戶供電，即變電站10 kV母線向外供電，線路兩端只有一側是電源，定值整定合理后，該裝置完全可以保護線路，能夠有選擇地、可靠地、快速地將故障點與電源切斷。如圖1所示，當線路發生短路故障時，系統側斷路器QF1被線路保護斷開，此時用戶已無電源，短路故障點已經完全被斷開。

圖1 單端電源線路短路故障示意圖

然而，線路改為發電機聯絡線后，該線路兩側均是電源，如圖2所示。當線路發生短路故障時，系統側斷路器QF1被線路保護斷開，此時發電機仍在發電向故障點供電，仍有很大的電流流向故障點，而線路保護不能將發電機側的斷路器QF2斷開，這就有可能燒毀發電機及其它用電設備。因此PSL641型線路微機保護已無法滿足發電機聯絡線保護的要求。需要使用能夠反應線路兩側電氣量變化并將線路兩端斷路器同時快速斷開的縱聯保護裝置。

圖2 雙端電源線路短路故障示意圖

3 采用光纖縱聯差動保護的原因

輸電線路的縱聯保護就是用通信通道將輸電線路兩側的保護裝置縱向連接起來，將兩側的電氣量分別傳送到對側，進行比較，判斷故障是在被保護線路范圍內還是在被保護線路范圍之外，從而決定是否切除該線路。

但在線路保護中，因為線路長不能在一側計算差動電流，通信通道的解決成了實現保護的關鍵。10 kV電纜線路縱聯差動保護的通道類型常用的有導引線通道、光纖通道。導引線中傳輸的是電信號，導引線可以直接傳輸交流電量，但是導引線的參數會直接影響保護的性能，導引線越長，安全性越低。

隨著光纖通信的普及，我國已開始大量使用光纖縱差保護。通過光纜直接將光信號送到對側，保護裝置將采集到的電信號變成光信號發送出去，又將所接收到的光信號變成電信號供保護使用，由于光信號與電信號之間互不干擾，所以光纖保護沒有導引線保護的問題。

4 光纖縱聯差動保護的優點

（1）原理簡單。

（2）定值整定簡單。

（3）不需要震蕩閉鎖，任何時候故障都能迅速切除。

（4）不受TV斷線影響。

（5）通道抗干擾能力強，保護時刻收發數據、檢查通道可靠性高，遠遠優于載波通道。

5 光纖電流差動保護原理

光纖電流差動保護是計算相電流差的保護。主要保護區內的相間故障和單相金屬性接地故障。差動動作要求：一側裝置差動保護原件動作后，同時收到對側裝置保護原件動作標志后才出口。

動作方程：

圖3 比例差動示意圖

式（2）是主判據，M和N表示線路的兩側。

k1=0.5，k2=0.7為比例制動系數，ICD差動動作電流門坎，需要用戶整定。IINT為拐點電流，值為4倍額定電流。

兩側采樣同步使用軟件同步方法，同步誤差不超過4°，大大提高了差動保護的動作精度。

6 PSL646U型數字式光纖縱聯差動微機保護測控裝置

PSL646U型數字式光纖縱聯差動微機保護測控裝置具有專用的光纖通信接口，保證線路兩側裝置之間高速、可靠的通信。當通道性能惡化或中斷，發告警信號，并閉鎖差動保護，當通道恢復正常時，解除閉鎖。PSL646U保護裝置結構緊湊，光電轉換模件內置，高度集成。光纖接口通用性強，傳輸數字信息量大，通過光纖可傳送線路本側全部三相電流量及其它所需信號。具有完備的保護功能配置等特點。

線路改造使用該裝置另一原因是：該裝置與線路原有保護裝置PSL641數字式線路微機保護測控裝置均是由國電南自生產的，開孔尺寸相同，網絡通訊規約相同，控制回路、信號回路相近，使用該裝置可以減少很多工作量，節約不少材料。

7 結束語

梅元站的這三條饋出線改造后已運行了1年多，保護運行穩定，與后臺通訊正常，未出現保護拒動誤動現象。隨著公司的發展，將有更多的發電機組投入建設，光線縱差保護有很好的推廣價值。

Application of PSL646U Optical Fiber Current Differential Protection in Generator Lead-in W ire

WANG Shuqi
(The Power Plant of Anyang Iron&Steel Co.,Ltd.,Anyang,Henan 455004,China)

The PSL641 digital signal processor(DSP)protection measuring control device originally used in a generator unit of Anyang Steel could only reflect the electrical changes on the line side,unable to sufficiently protect the lead-in wire of the generator.After it was replaced by a PSL646U optical fiber current differential DSP protection measuring control device of the same manufacturer with the same opening size,same network communication protocol and similar control circuit and signal circuit,the protection requirement has been satisfied.

power generator;optical fiber current differential protection;double power source

TM774

B

1006-6764(2015)08-0004-02

2015-04-20

王淑其（1977-），女，2000年畢業于焦作工學院電力系統自動化專業，工程師，現從事電氣專業技術工作。