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摘要:随着电力技术的更新,自贡电网光纤保护已逐步替代高频保护,本文试探讨其在某些共同功能上的不同实现方式。
关键词:纵联保护;停信方式;远跳功能;线路死区
1纵联保护通道及信号
1.1纵联保护通道
输电线路的纵联保护是指用某种通信通道(简称通道)将输电线两端的保护装置纵向连接起来,将各端的电气量(电流、功率的方向等)传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是在范围之外,从而决定是否切断被保护线路。目前,在电网中纵联差动保护所选用的通道类型有导引线通道、载波通道(高频通道)、微波通道和光纤通道。
1.2纵联保护信号
(1)闭锁信号。它是阻止保护动作于跳闸的信号。换言之,无闭锁信号是保护作用于跳闸的必要条件。只有同时满足本端保护元件动作和无闭锁信号两个条件时,保护才能作用于跳闸。收不到高频信号时保护动作的必要条件,另外闭锁信号通常在非故障线路上传输。
(2)允许信号。它是允许保护动作于跳闸的信号。换言之,有允许信号时保护动作于跳闸的必要条件。只有同时满足本端保护元件动作和有允许信号两个条件时,保护才动作于跳闸。收到高频信号是保护动作必要条件,允许信号通常在故障线路上传输。
(3)跳闸信号。它是直接引起跳闸的信号。此时与保护元件是否动作无关,只要收到跳闸信号,保护就作用于跳闸。远方跳闸式保护或者“远跳”功能就是利用跳闸信号。其中收到信号是保护跳闸的必要且充分条件。
2高频保护
2.1高频保护的工作原理
高频保护是利用载波通道(高压输电线路及其加工和连接设备)将线路一侧电气量信息传送到另一侧,实现全线速动的保护。常用的是高频闭锁距离保护和方向高频保护。高频闭锁距离保护是利用距离保护的启动元件和距离方向元件控制收发信机发出高频闭锁信号,闭锁两侧保护的原理构成的高频保护,它能使保护无延时地切除被保护线路任一点的故障;方向高频保护是按比较线路各端方向的原理构成的,若约定由母线送至线路的方向为正,则在外部故障时,两侧功率方向相反,是近故障侧的方向元件判断为反方向故障,近故障侧保护装置闭锁远离故障侧,保护不动作;内部故障时,两侧功率方向元件都判断为正方向,都不发送高频信号,两侧收信机都接收不到高频信号,也就不会输出脉去闭锁保护,于是两侧方向元件均作用于跳闸。
2.2高频闭锁保护的停信方式
自贡电网中的高频保护主要采取闭锁信号,高频闭锁保护的停信方式包括正方向元件动作停信、其他保护动作停信、本保护动作停信、断路器位置停信和弱馈保护停信五种实现方式。
(1)正方向元件动作停信
高频闭锁保护在正方向元件动作后停信。
(2)其他保护动作停信
其他保护指母差保护或失灵保护动作停信,主要针对线路死区故障(开关与CT之间)、母差故障开关据动这两种情况。此时高频保护会将故障视为“区内故障”,本侧保护停信。如故障类型为单相故障,高频保护动作后跳闸后会重合一次。需要说明的是,此时高频保护并不是肯定动作,若故障已切除,则对侧正方向元件返回,闭锁跳闸。
(3)本保护动作停信
本保护是指本侧保护装置的后备保护,如相间距离、接地距离、方向零序等,当后备保护先于主保护动作跳闸后,正方向元件返回,本侧保护发信闭锁对侧开关。此时,利用保护动作与开关位置信号停信,使高频保护动作跳闸,迅速切除故障。
(4)位置停信
位置停信是指断路器三相位置停信,断路器在分位,使收发讯机处于停信状态,主要目的是防止充电合闸于故障线路时,如果对侧的闭锁式纵联保护装置未被处于断开状态的三跳位置控制于停信状态,就可能被本侧的闭锁信号远方启动,并在10S内持续发出闭锁信号,而使本侧的闭锁式纵联保护无法动作切除故障。
(5)弱馈保护停信
弱馈功能就是当线路发生故障时,由于线路某侧短路容量不够,正方向元件无法启动,因而无法停信,也无法跳闸。此时采用的弱馈停信能在区内故障时停信不拒动,区外故障时发信不误动。
以上介绍了高频保护针对电网中的特殊情况而采取的应对停信方式,以确保主保护的正确动作。而在光纤差动保护中,基于保护原理的优越性,很多高频保护中的问题都迎刃而解,针对线路死区故障和母差保护动作开关据动情况,引入“远跳”功能。高频保护的工作原理决定了其可以采用母差保护动作停信来实现母线故障时跳开对侧断路器,快速切除故障,因此不需要依靠保护装置的“远跳”功能。
3光纤差动保护远跳功能实现方式
3.1用TJR接点作为远跳开入的接法
其优点是回路较简单,母差保护、失灵保护也不需要额外的出口接点,其本质是将母差保护、失灵保护动作后的结果“启动永跳回路”作为远跳的依据,缺点是所有启动操作箱永跳继电器的保护回路都会同时启动远跳,包括线路本身的主保护和后备保护等(但并无危害)。另外,由于利用操作箱永跳继电器的接点作为远跳开关量输入,可能使对侧保护的跳闸出口时间相对延长。
3.2直接引入母差保护、失灵保护的动作接点
这种接法虽然在一定程度上比引入操作箱永跳继电器接点的方法动作时间缩短,但需要母差保护、失灵保护提供较多的动作接点,并且回路复杂,由于危险性较大,不易操作,因此很少采用。
一般情况下,我们用TJR接点开入保护远跳开入接点,应严防将手跳接点接入操作箱永跳继电器。一旦有这种情况,将发生遥控分闸,就使本侧保护装置发出远跳信号,而对侧控制字“远跳受本侧控制”整定为0时,则会无条件三相跳闸出口,同时闭锁重合闸,而发生误跳闸事故。还应防止将操作箱TJQ接点开入保护远跳开入接点。在配有PSL603G保护的线路中,发生瞬时故障,本侧PSL603G保护启动TJQ,同时向对侧发出远跳信号,由于这时对侧保护启动,因此无论控制字“远跳受本侧控制”如何整定,都会使对侧三相跳闸出口,并闭锁重合闸,若重合闸使用单相重合闸,则三相故障已经使重合闸放电,不会造成危害,若重合闸使用三相重合闸,则会造成对侧开关重合不成。
由此可见,不论是载波纵联保护(高频保护)还是光纤纵联保护,都能应对电网中存在的死区故障及保护、开关“失灵”情况,只不过实现的方式不同。因此随着科技的飞速发展,设备的更新换代,我们要努力学习新知识、新技术,勤奋认真、刻苦专研,才能更好地为电力事业做贡献。
参考文献:
[1]张全元.变电运行现场技术问答[M].北京:中国电力出版社,2003.
[2]刘学军.继电保护原理.四川:中国电力出版社,2007
论文作者:王薇,谭建宏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/20
标签:动作论文; 故障论文; 信号论文; 接点论文; 方向论文; 线路论文; 元件论文; 《电力设备》2017年第13期论文;