500 kV保護(hù)系統(tǒng)的完善與優(yōu)化

張憲寶，羅 軍

(1.廣東粵電新會(huì)發(fā)電有限公司，廣東 江門(mén) 529149；2.廣東省粵電集團(tuán)有限公司沙角A電廠，廣東 東莞 523936)

某電廠500 kV保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中存在較多問(wèn)題，根據(jù)需要對(duì)保護(hù)系統(tǒng)提出了改造。改造內(nèi)容主要包括：500 kV第4串同步進(jìn)行開(kāi)關(guān)(5041，5042，5043)保護(hù)、T區(qū)保護(hù)、線路保護(hù)改造；500 kV第5串進(jìn)行線路保護(hù)改造。經(jīng)過(guò)近2年的實(shí)際運(yùn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，完善與優(yōu)化后的500 kV保護(hù)系統(tǒng)消除了原系統(tǒng)存在的安全與不可靠性問(wèn)題，使電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性得到明顯提高。

1 原系統(tǒng)保護(hù)配置

該電廠原500 kV開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置為南京南瑞繼保電氣有限公司產(chǎn)品，設(shè)置為1套LFP-921B開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置及1個(gè)對(duì)應(yīng)的CZX-22A分相操作箱。原500 kV系統(tǒng)開(kāi)關(guān)失靈聯(lián)跳回路與系統(tǒng)內(nèi)某串5041開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置共用直流電源；2路出線沙鵬甲、乙線的線路保護(hù)裝置配置為：主Ⅰ、輔A及獨(dú)立后備保護(hù)柜PRC01-55GD，主Ⅱ及輔B保護(hù)柜PRC02-54GD；主Ⅰ、主Ⅱ及遠(yuǎn)跳保護(hù)收發(fā)信通道采用“復(fù)用+載波”方式。

2 存在的問(wèn)題

(1)失靈聯(lián)跳回路的設(shè)計(jì)存在運(yùn)行安全隱患：系統(tǒng)內(nèi)失靈聯(lián)跳回路與其他開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置共用直流電源。為增加系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，應(yīng)采用獨(dú)立電路、雙重供電方式。

(2)存在同桿雙(多)回線路異名相故障時(shí)不能選相的問(wèn)題(具體與相關(guān)設(shè)備保護(hù)選型配置有關(guān))。目前，全數(shù)字式的高壓線路成套保護(hù)裝置主要適用于220～500 kV電壓等級(jí)、需選相跳閘的輸電線路，可有效解決此類(lèi)問(wèn)題。

(3)原系統(tǒng)線路保護(hù)仍存在獨(dú)立后備保護(hù)柜，而現(xiàn)有設(shè)備采用主后備保護(hù)一體化，因此系統(tǒng)保護(hù)裝置整體功能配置應(yīng)更科學(xué)，技術(shù)原理更先進(jìn)。

3 設(shè)備選型與改造方案

3.1 選型

由于線路對(duì)側(cè)選用深圳南瑞科技有限公司生產(chǎn)的PRS-753型保護(hù)裝置，故該電廠500 kV沙鵬甲、乙線保護(hù)也應(yīng)選用相同型號(hào)的保護(hù)裝置。即將原南京南瑞繼保電氣有限公司的LFP900、RCS900系列保護(hù)改為深圳南瑞科技有限公司的PRS700系列保護(hù)裝置。根據(jù)調(diào)研結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)備情況，確定第4串?dāng)嗦菲鞅Ｗo(hù)及T區(qū)保護(hù)裝置與第5串一致，將原南京南瑞繼保電氣有限公司的LFP900系列保護(hù)裝置改為該公司生產(chǎn)的RCS900系列保護(hù)裝置。

3.2 改造方案

3.2.1 斷路器保護(hù)裝置獨(dú)立組屏

斷路器保護(hù)裝置獨(dú)立組屏的技術(shù)要求如下：

(1)500 kV斷路器保護(hù)含失靈保護(hù)、三相不一致保護(hù)、死區(qū)保護(hù)和充電保護(hù)功能；

(2)失靈保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)分相動(dòng)作于本斷路器的2組跳閘線圈跳閘，經(jīng)I段延時(shí)跳本斷路器三相，經(jīng)II段延時(shí)跳開(kāi)相鄰斷路器，并提供保護(hù)出口接點(diǎn)供起動(dòng)遠(yuǎn)方跳閘回路之用；

(3)斷路器失靈保護(hù)采用分相和三相起動(dòng)回路，每相起動(dòng)回路由能瞬時(shí)復(fù)歸的保護(hù)出口接點(diǎn)與相電流元件接點(diǎn)串聯(lián)組成；

(4)失靈保護(hù)應(yīng)有死區(qū)功能，當(dāng)手合開(kāi)關(guān)時(shí)該功能由控制開(kāi)關(guān)手合命令所閉鎖，失靈保護(hù)死區(qū)功能應(yīng)能由用戶(hù)自行選擇投退。

3.2.2 T區(qū)保護(hù)裝置雙重化配置

T區(qū)保護(hù)裝置雙重化配置的技術(shù)要求如下：

(1)T區(qū)保護(hù)應(yīng)能采集線路或變壓器隔離開(kāi)關(guān)位置，用于三側(cè)電流差動(dòng)保護(hù)和兩側(cè)電流差動(dòng)保護(hù)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；

(2)T區(qū)保護(hù)采用線路或變壓器隔離刀閘輔助接點(diǎn)與保護(hù)功能硬壓板并聯(lián)接入T區(qū)保護(hù)的同一開(kāi)入端，共同控制三側(cè)電流差動(dòng)保護(hù)與兩側(cè)電流差動(dòng)保護(hù)的轉(zhuǎn)換；

(3)當(dāng)線路或變壓器隔離刀閘合上時(shí)，T區(qū)保護(hù)采用三側(cè)電流比例差動(dòng)方式；當(dāng)線路或變壓器隔離刀閘打開(kāi)時(shí)，投入二側(cè)電流差動(dòng)保護(hù)和過(guò)流保護(hù)。

3.3 失靈聯(lián)跳回路優(yōu)化

(1)將原500 kV系統(tǒng)各串內(nèi)邊開(kāi)關(guān)失靈聯(lián)跳回路與5041開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置共用直流電源進(jìn)行優(yōu)化，改為分別由網(wǎng)控1，3號(hào)直流屏拉兩路直流電源至新增的500 kV系統(tǒng)失靈聯(lián)跳轉(zhuǎn)接屏，確保失靈聯(lián)跳回路雙重供電，增加安全性、可靠性。

(2)將原500 kV系統(tǒng)各串內(nèi)邊開(kāi)關(guān)失靈聯(lián)跳回路接入新增的500 kV系統(tǒng)失靈聯(lián)跳轉(zhuǎn)接屏，解決原失靈聯(lián)跳回路的設(shè)計(jì)安全隱患。

3.4 500 kV沙鵬甲、乙線保護(hù)改造技術(shù)方案

(1)取消原線路保護(hù)獨(dú)立后備保護(hù)柜。2個(gè)主保護(hù)柜配置相同，包括：主Ⅰ(或主Ⅱ)保護(hù)PRS-753、遠(yuǎn)跳及過(guò)壓保護(hù)PRS-725A、光纖光電轉(zhuǎn)換接口裝置EOC-706各1套。

(2)保護(hù)通道取消原主Ⅰ、主Ⅱ及遠(yuǎn)跳保護(hù)收發(fā)信通道采用的“復(fù)用+載波”方式。主Ⅰ、主Ⅱ保護(hù)均采用1路光纖、1路復(fù)用光纖通道，遠(yuǎn)跳保護(hù)采用復(fù)用光纖通道方式，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)的雙通道雙重化設(shè)計(jì)。

(3)線路保護(hù)采用PRS-753光纖分相縱差成套保護(hù)裝置。

(4)改造后的500 kV沙鵬甲、乙主主Ⅰ(或主Ⅱ)保護(hù)柜PRS-753系列以分相電流差動(dòng)為全線速動(dòng)主保護(hù)，并配有零序電流差動(dòng)元件的后備差動(dòng)段。此保護(hù)裝置還集成全套的距離及零序保護(hù)，包括三段式相間距離、三段式接地距離保護(hù)和四段零序電流方向保護(hù)，并配有靈活的自動(dòng)重合閘功能。

4 改造前后對(duì)比

(1)優(yōu)化了斷路器保護(hù)的失靈聯(lián)跳回路設(shè)計(jì)，增加1個(gè)500 kV失靈聯(lián)跳轉(zhuǎn)接屏，解決了斷路器保護(hù)的失靈聯(lián)跳回路設(shè)計(jì)隱患。由于原設(shè)計(jì)不合理， A，C廠500 kV升壓站采用3/2接線，斷路器失靈聯(lián)跳直流電源集中取自5041斷路器保護(hù)柜上。改造前A，C廠500 kV失靈聯(lián)跳回路如圖1所示。

圖1 改造前A，C廠500 kV失靈聯(lián)跳回路

當(dāng)某臺(tái)斷路器需要單獨(dú)停電檢修時(shí)，隔離失靈聯(lián)跳回路直流電源的工作安全風(fēng)險(xiǎn)很大。通過(guò)本次斷路器保護(hù)裝置的改造工作，也對(duì)500 kV開(kāi)關(guān)站斷路器失靈聯(lián)跳回路進(jìn)行改造，即單獨(dú)設(shè)置了1個(gè)失靈聯(lián)跳轉(zhuǎn)接屏，分別從網(wǎng)控1，3號(hào)直流屏引來(lái)2路直流電源至500 kV系統(tǒng)失靈聯(lián)跳轉(zhuǎn)接屏，獨(dú)立給每邊斷路器提供失靈聯(lián)跳回路，對(duì)失靈聯(lián)跳回路雙重供電。改造后的A，C廠500 kV失靈聯(lián)跳回路如圖2所示，大大提高了保護(hù)裝置的安全性、可靠性。

(2)原主Ⅰ、主Ⅱ及遠(yuǎn)跳保護(hù)收發(fā)信通道采用“復(fù)用+載波”方式，本次改造拆除了線路阻波器，保護(hù)通道采用光纖。即主Ⅰ、主Ⅱ保護(hù)均采用1路光纖、1路復(fù)用光纖通道，遠(yuǎn)跳保護(hù)采用復(fù)用光纖通道方式，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的雙通道設(shè)計(jì)。

(3)線路保護(hù)采用的PRS-753光纖分相縱差成套保護(hù)裝置為全數(shù)字式的高壓線路成套保護(hù)裝置，主要適用于220～500 kV電壓等級(jí)、需選相跳閘的輸電線路，解決了同桿雙(多)回線路異名相故障時(shí)不能選相的問(wèn)題。

(4)新的保護(hù)裝置保護(hù)功能配置更科學(xué)、技術(shù)原理更先進(jìn)，取消了原線路保護(hù)獨(dú)立后備保護(hù)柜，新采用的2個(gè)主保護(hù)柜配置相同，包括：主Ⅰ(或主Ⅱ)保護(hù)PRS-753、遠(yuǎn)跳及過(guò)壓保護(hù)PRS-725A、光纖光電轉(zhuǎn)換接口裝置EOC-706各1套。

5 結(jié)束語(yǔ)

500 kV系統(tǒng)開(kāi)關(guān)保護(hù)、T區(qū)保護(hù)、線路保護(hù)結(jié)構(gòu)組合較為復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)以設(shè)備安全、可靠運(yùn)行為基準(zhǔn)。該電廠根據(jù)電網(wǎng)公司電力調(diào)度通信中心對(duì)設(shè)備改造的技術(shù)要求，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行合理的優(yōu)化與完善。

2年多的實(shí)際運(yùn)行表明，500 kV保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)優(yōu)化、改造后，解決了原500 kV保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)中其失靈聯(lián)跳回路存在的安全隱患；線路保護(hù)采用的PRS-753光纖分相縱差保護(hù)裝置為全數(shù)字式的高壓線路成套保護(hù)裝置，具備選相跳閘的功能，解決了同桿雙(多)回線路異名相故障時(shí)不能選相的問(wèn)題；對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了雙通道雙重化設(shè)計(jì)，設(shè)備的安全可靠性得到大大提升，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供了有力的支撐，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。

1 楊文英，蓋志強(qiáng)，張華峰，等．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性問(wèn)題研究[J]．中國(guó)電力教育，2013(27)．

2 裘愉濤，杜浩良．傳統(tǒng)500 kV繼電保護(hù)智能化改造方案 [J]．電力自動(dòng)化設(shè)備，2011(11).

3 陳安偉，樂(lè)全明，張宗益，等．500 kV變電站智能化改造的關(guān)鍵技術(shù)[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011(18).

4 劉 慶,李卓君．同桿并架線路保護(hù)有關(guān)問(wèn)題的研究[J].廣東電力，2007(4).

5 米雪峰，張全娥，孟建軍．淺析智能電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)及其整定軟件的影響[J]．電力安全技術(shù)，2012(5)．