新型線路保護裝置在500kV超高壓線路中的優化應用

潘泰崗

摘要：500kV超高壓線路是輸電系統中重要組成部分，為確保輸配電穩定，需以保護裝置對線路科學保護。文章以某地區500kV超高壓線路改造中，新型線路保護裝置配置進行分析，注重特殊線路中，應急載波通道及光纖通道的互相配合。下文對500kV超高壓線路中補償裝置實際分析，介紹對線路的合理保護方式。

關鍵詞：500kV;超高壓線路;線路保護裝置;改造

工程概況：某地區500kV超高壓線為對應500kV變電站2003年一期投運線路，其配置固定串聯補償電容裝置，為多區域電力使用奠定基礎[1]。但是，該線路長時間運行，設備老化嚴重，故障較多，主二保護采用單光纖道REL561光纖差動保護，主三保護為單載波道RCS-902DS縱聯保護裝置。為確保電力系統安全，現對保護裝置優化分析。

1.保護裝置比對

分析電網繼電保護配置需求，實際線路中有串聯補償電容裝置，因此，需配置3套線路保護內容，其中，以兩套光纖電流差動實現保護。對特殊區域線路保護中，以架空光纖線路實施保護，要求有一套保護，可適應應急通道需求。對500kV線路實施改造后，配置的3套光纖通道，以集成過電壓及遠跳實現差動保護。其中，第三主保護配置應急載波通道縱聯距離保護功能。

2.主保護功能分析

該500kV線路保護改造后，3套主保護配置雙光纖通道，以分相電流差動及零序電流差動實現對主體優化保護，三段式及接地距離及延時段定時限零序過流和零序反實現方過流，構成科學保護，對應串聯電容補償功能保護性大大增加[2]。此外，3套保護集成過電壓保護及遠跳功能，可針對運行需求，投入補償過電壓、補償欠電壓等，將低電流、過電流、低功率等實施判斷，提高遠跳動作科學性。此外，第3套主保護可滿足特殊環境下線路供電需求，通過配置應急載波通道，可單命令允許式縱聯距離保護，滿足惡劣環境下，保護裝置線路穩定。

2.1主保護集成過電壓保護及遠跳功能分析

經改造后，新線路保護以雙通道光纖組成，無獨立過電壓，差動保護及遠跳相互影響，光纖傳輸接收到傳輸差動保護模擬量信息，傳輸遠跳命令等信息[3]。通道整合上，需注意：

（1）改造前，過電壓保護及故障遠跳保護，其裝置保護通道以傳輸允許信號、跳閘信號接點信號，對傳輸通道時延有明確要求，但是，其對光纖通道收發路由無嚴格限制，以自愈環方式支持工作。對其改造后，對應差動保護 及遠跳功能可合并通道，線路兩側光纖電流差動保護上，確保光纖通道傳輸延時和采樣時間同步，光纖傳輸延時計算，應確保光纖手法路由一致，延時具有統一性。由此可見，改造后線路不可使用自愈環方式。

（2）針對雙重保護設需求，要求雙重保護下各裝置獨立運行，統一的雙光纖通道需包含2個不同路由SDH設備及光纜，將通信設備直流電源雙重化，自身可獨立工作，避免保護數值裝置或通信設備故障，導致同一保護通道中斷。

（3）以復用光纖通道施工，對應保護雙光纖通道，以一路短路徑及一路長路徑通道設計。

（4）發遠跳上，若線路對端過電壓保護，為避免線路對端過電壓保護、斷路器等失靈，可對主保護裝置雙光纖通道發遠跳信號，本端遠跳保護接收到遠跳命令，針對收信邏輯及就地判斷跳本端斷路器，落實遠跳。收發遠跳信號邏輯上，3個保護裝置設置“發遠跳1”和“發遠跳2”，主一由2個遠跳開入相與后或相或經一延時后，得到發遠跳信號，經2個獨立光纖通道傳輸[4]。主三保護上光纖通道和主二一樣，雙光纖通道投入后，各光纖通道統一傳輸遠跳開入一，對應遠跳開入二路信號，若單一光纖通道投運正常，可收取對側遠方跳閘信號，提前預處理。由此可見，改造后3套主保護裝置遠跳收信邏輯有兩種，分為“有判據方式”和“無判據方式”。

2.2應急載波通道配置

改造后，主三保護CSC-103AFY具備雙光纖通道，可滿足特殊環境供電需求，實現命令允許式縱聯距離保護，滿足氣溫較低情況下裝置光纖異常時，應急載波通道縱聯距離保護。

選擇雙光口方式，線路保護可雙通道光纖差動，以1個或2個光纖通道輔助。

選擇載波通道，線路保護以載波形式，裝置具備縱聯距離和縱聯零序保護功能。實際運行中，以允許式邏輯為中心。投入“載波通道跳閘”壓板，兩光纖通道均中斷，載波縱聯保護可以驅動出口跳閘接點。

3.線路保護及串補保護關系

超高壓輸電線路設置串聯補償，可提高系統穩定性，保證長距離輸電安全。線路加裝串聯補償裝置，原電路參數均勻分布性改變，線路發生故障時，為減小串補潛供電流，避免故障影響串補系統工作，需聯動串補，以串補保護將設備可靠旁路。若串補設備異常，串補保護動作旁路串補，若旁路斷路器異常，需以線路保護，跳開線路兩側斷路器，隔離故障。本次改造后，限產該線路保護小室和串補小室相距較遠，需將線路保護和串補本體保護配合，以FOSX-41接口裝置實現。

線路故障發生，3套線路保護賭贏跳閘繼電器動作出口，以通信接口FOX-41傳輸開入給2套串補本體保護。串補本體保護接收到的跳閘指令，啟動聯跳串補，將串補設備旁路。若線路單項故障跳閘開入，用戶投入線路聯跳允許重投，則串補設備旁路后，串補保護閉鎖，延時后，若滿足重投條件，串補自動重投。若多相故障開入，則串補設備旁路后，串補保護直接閉鎖。

4.結束語

綜上所述，該線路保護優化，通過應用新500kV線路保護裝置，原有保護裝置異常工作得到的改善，以新技術為支持，獨立過壓遠跳輔助保護裝置及部分相關二次回路取消，運送成本大大減少。通道上，原過壓遠跳輔助保護裝置需配置兩通道，新保護裝置過壓遠跳功能集中在線路主保護中，原有通道取消。新型保護裝置的應急載波通道建立，可確保光纖通道異常時，應急載波通道縱聯距離保護功能穩定，為電網安全運行奠定基礎。

參考文獻

[1]全杰雄， 田鹍， 吳志宇. 500kV超高壓線路保護改造分析[J]. 電工技術， 2016（1）：3-4.

[2]劉臻. 500kV線路繼電保護的應用思考[J]. 中國新技術新產品， 2016（14）：54-55.

[3]趙本水， 張瑋， 李磊. 關于500kV輸電線路光纖保護通道的優化方案[J]. 齊魯工業大學學報， 2017， 31（3）：51-55.

[4]李錚， 鄒長春. 關于500kV超高壓輸電線路的運行維護管理分析[J]. 南方農機， 2018（7）：160-160.