特高压楚穗直流输电系统中站用变失灵动作与断路器保护配合分析论文_陈奕海

(中国南方电网超高压输电公司广州局 广州市 510405)

摘要:本文介绍了特高压楚穗直流输电系统中站用电系统失灵保护逻辑及其与换流站交流系统断路器保护的配合,通过对站用变失灵动作出口回路与断路器保护动作二次回路的解读,分析其动作出口后果的合理性及配合的严密性,对站用变失灵保护的可靠性进行重点研究。

关键词:站用变;失灵保护;断路器保护

1 概述

在特高压直流输电系统中,由于其输电距离长,传输容量大,电压等级高,运行方式比交流系统更复杂,一旦站用电系统发生故障,将会对全网造成巨大影响[1]。因此,在特高压直流输电系统中,对站用电系统的保护特别是失灵保护的可靠性是极为重要的,本文将对楚穗直流中换流站站用变失灵动作与其相关的断路器保护配合的逻辑和可靠性进行分析。

2 站用电保护主要配置

2.1站用变保护失灵逻辑

站用变保护失灵动作应满足以下三个条件之一:

1.有外部保护跳闸开入同时满足失灵高电流动作;

2.有发变三跳开入同时满足低功率因素过流或负序电流满足或零序电流满足,其中负序电流满足与零序电流满足两个功能可以通过压板进行投退;

3.有一相或多相断路器跳闸开入同时有对应相失灵高电流动作。

其中发、变三跳起动失灵的低功率辅助判据必须同时满足过流及低功率因素两个条件,其过流值及低功率因素值根据不同厂家保护装置自行设置[2]。

2.2 站用变保护启动边开关失灵

当站用变保护动作时,一路通过1LP19压板出口跳开边开关(5053),另一路通过1LP25压板启动开关失灵保护。如图1所示,THDL-7接点闭合时,发变三跳所在回路导通,装置发发变三跳,TJA接点闭合,由3LP19、3LP23压板出口,边开关保护屏操作箱中TJR继电器励磁,其接点闭合,瞬时重跳一次5053开关。

图1 站用变保护启动边开关失灵

若满足以下条件:

a.发、变三跳;

b.低功率因数满足(功率因数角 < 60°且I > 0.1A)、或负序过流(I2 > 0.1A)、或零序过流(I0 > 0.1A),则启动开关失灵保护。

当5053开关拒动时,经过t1 = 0.13s跳本开关三相,经过t2 = 0.3s,跳开相邻开关,此即失灵保护动作。

(1)边开关失灵启动母差

此时在站用变保护中失灵继电器接点SLJ1-1、SLJ1-2闭合,通过3LP8、3LP9压板出口启动2M母差断路器失灵保护,如图2所示,其动作后果为断开2M母线其他所有边开关。

(2)边开关失灵跳中开关

站用变在启动边开关失灵时也同时启动中开关失灵,此时TJA接点闭合,经3LP1、3LP5压板出口,使5052开关保护屏操作箱中TJR继电器励磁,其接点闭合,跳开5052开关。

(3)边开关失灵跳站用变低压侧开关

此时站用变保护中失灵继电器接点SLJ5-1 闭合,通过3LP16压板出口,接至500kV站用变保护屏2中41D12节点,通过其保护跳闸回路出口跳闸,如图2所示。

2.3 站用变保护启动中开关失灵

站用变保护启动中开关失灵过程与边开关相同,均通过站用变保护屏中TJA接点的闭合使开关保护屏中的TJR继电器励磁。

(1)中开关失灵跳1M侧边开关5051

中开关失灵时,站用变保护中失灵继电器接点SLJ2-1、SLJ2-2闭合,通过3LP10、3LP11压板出口,使5051开关保护屏操作箱中TJR继电器励磁,其接点闭合,跳开5051开关。

(2)中开关失灵跳2M侧开关5053、站用变低压侧开关

与边开关失灵一致,本文不再赘述。

(3)中开关失灵启动线路远跳

中开关失灵启动线路远跳时,站用变保护中失灵继电器接点SLJ3-1、SLJ3-2、SLJ4-1、SLJ4-2闭合,通过3LP12、3LP13、3LP14、3LP15压板出口,从而实现线路远跳。

  

图3 中开关失灵动作回路

3 站用变保护启动的开关失灵与断路器保护启动的开关失灵异同点分析

(1)站用变保护与断路器保护启动的失灵保护均在RCS-921A装置中实现,通过失灵继电器的接点SLJ来实现保护的动作;

(2)在发变三跳的情况下,两者的启动的失灵保护动作后果一致,经第一时限跳本开关,经第二时限跳相邻开关,其保护出口共用同一回路;

(3)站用变保护通常由发变三跳启动失灵保护,使断路器操作箱中TJR继电器励磁,以启动失灵不启动重合闸的方式出口跳闸;而断路器保护有可能由线路三跳启动失灵保护,此时操作箱中TJQ继电器励磁,以启动失灵启动重合闸方式出口跳闸;

(4)站用变失灵保护动作跳相邻开关时间定值t2=0.3s,而在断路器保护中,失灵保护动作跳相邻开关时间定值t2=0.16s,因此,当开关拒动时,断路器保护中的失灵保护先动作。

4 结论

本文全面分析了特高压直流输电系统中换流站站用电系统失灵保护的配置、动作回路和动作逻辑,以及其与相应交流断路器保护的配合,实际运行表明,文中的保护配置合理,站用变保护失灵能够可靠启动断路器自身保护、母线保护、线路远跳等保护,迅速切除故障,防止事故扩大,具有较强的可靠性。

参考文献:

[1]张春合,高旭,沈全荣.特高压站用电并联电抗器匝间保护分析[J].电力系统保护与控制,2009,20:53-56+60.

[2]宋小会,杨建翔,郭志忠,樊占峰.交流特高压变电站站用变保护技术方案[J].电力系统保护与控制,2014,24:110-115.

论文作者:陈奕海

论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期

论文发表时间:2016/11/9

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