摘要：枫树坝电厂为220kV系统的电气主接线为单母线4个间隔，其中有2个间隔线路间隔（枫龙线、枫兴线）、2个220kV主变压器高压侧间隔。长期以来，2条输电线路不仅仅是对外供电的功能，也是粤东区域220kV电网经枫龙线、母线及枫兴线与主网联络的重要通道，同时，2条输电线路分别与兴宁站、龙川站联络也确保枫树坝发电公司对外供电的可靠性。新装置具有高性能、高可靠、大资源的硬件系统及完备的保护方案。
关键词：220KV线路纵联保护改造；枫龙线；枫兴线；可靠性
前言
近年来，随着电网建设步伐加快、电网规模扩大，电网已发生结构性变化，为避免出现电磁环网，按调度机构的运行要求，在正常运行方式下只保留220kV枫龙线承担对外联络，而220kV枫兴线则处于热备用方式。对于本公司在峰水期间且库水位处于高位时，若单一联络线路保护发生误跳闸，会引起机组过速、事故闸门关闭、机组停运、厂用电消失等严重后果，因此，提高枫龙线保护可靠性，确保220kV枫龙线对外供电可靠性显得尤为重要。按照南网“反措（2007年版）”、安全性评价和《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》技术要求，220kV线路保护优先并积极推广使用光纤通道做为纵联保护的通道方式。
1 项目需解决问题
1.1 落实220KV线路保护通道光纤化改造项目
为保证枫龙线保护可靠性，公司与线路调度管辖机构于2013年4月召开“关于220KV枫龙线主二保护载波通道改为光纤通道”的协调会，讨论认为：①光纤通道比载波通道受外部干扰小、故障率低且传输保护信息更安全、可靠；②由于光纤通道所连接的通道设备相对少，故障率低维护量少；通道可独立于输电线路，不因线路、天气等因素造成通道故障，且维护时对人身安全有保障；③本公司现有220kV线路保护经前期改造后除枫龙线主二保护还保留载波通道外，其余保护通道均为光纤通道，如220kV出现线路全部实现光纤通道改造可不必专门配置载波通道定检所需仪器仪表等检测。会议确定枫龙线主二保护载波通道更改为光纤通道列入2013年双方的技改项目。
1.2 保护设备更换与选型
原主二保护配置有PRS-702AJ型线路高频保护装置和PRS-753A型断路器辅助保护装置，PRS-702AJ型线路高频保护装置自投运后，发现存在2个问题：①重合闸逻辑依赖于负荷电流和开关位置接点，当TWJ=1、负荷电流=0，装置判开关处于“合”位置，有可能导致在线路轻载时单相故障无法重合；②重合闸后加速逻辑存在问题，只投主保护而后备压板未投入时，将导致重合闸后加速逻辑退出，不符合设计规程要求。经与调管保护专业机构讨论确定，将线路高频保护PRS-702AJ型装置更换为线路电流差动光纤保护PRS-753AMJ-NW型装置，同时增加通讯接口装置E0C700。
2、确定项目技术方案和主要内容
基于上述需解决的问题，确定以下的主要改造内容：
（1）编制枫龙线主二保护改造方案，包括：①枫龙线主二保护载波通道更改为光纤通道，增加一台通讯接口装置E0C700作为纵联距离保护通道；②更换原有高频纵联距离零序保护装置为光纤电流差动集成接点方式分相命令纵联距离保护功能PRS-753AMJ-NW型线路保护装置；③废除原有断路器辅助保护PRS731A型装置及其所有保护功能，其原有的三相不一致保护、线路充电过流保护由线路保护装置含有功能代替。
（2）二次回路施工设计工作；
（3）编制安装、调试、验收及投运方案；
（4）移除原屏体、新屏就位，按二次施工设计图纸进行屏内接线；
（5）220kV枫龙线主二保护载波通道更改接光纤通道工作；
（6）按调试、投运方案进行投运工作。
3、主要技术创新点
3.1 优化配置方面
按会议纪要的计划，枫龙线主二保护只需进行高频通道改造为光纤通道，原保护装置不变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆改造后保护可靠性、灵敏性没实质提高，主要未解决原主二保护PRS-702AJ型线路高频保护装置存在问题，经与电网公司研究讨论后，确定把原高频纵联保护更换为光纤通道电流差动保护，电流差动保护不受系统振荡、非全相运行、负荷电流变化等影响，具有良好选择性和高灵敏性，但其缺点是应用电流差动保护的线路需考虑存在旁路代路运行方式操作时，也许会造成某相相电流差突然间增大，从而造成相电流差突变量元件动作，光纤差动保护误动作跳闸，所以，改造配置与设计时必须考虑上述风险。为解决这个问题，经与多方咨询可选用当时国内最先进、主保护功能可以由无扰动转换的光纤电流差动并集成接点方式分相命令纵联距离保护功能PRS-753AMJ-NW型保护装置，新保护装置主要特点是通过“光差集成载波距离（PRS-753A切换逻辑”在旁路代路运行方式操作时，通过简单操作就可由光差保护切换为接点方式分相命令纵联距离保护运行，避免在旁路代路运行方式操作时，避免了在旁路代路运行方式操作时需短时退出光差保护而失去主保护风险，如新保护装置光差保护和纵联距离正常运行时同时投入，但光差保护有排它性优先动作跳闸出口，当线路对侧有代路运行的要求时，只需对侧把“通道一压板”退出，无需本侧进行任何操作即可，减少运行人员误操作。
3.2 优化设计方面
当应用光纤电流差动保护PRS-753AMJ-NW型装置时，因新装置除具备基本保护配置外，还含有原断路器辅助保护装置三相不一致、两段充电过过流保护等保护功能，经与厂家、中调相关继保人员充分讨论研究，认为按《南方电网220kV母线保护技术规范（110022-2012）》技术要求规定：断路器失灵保护应采用母线保护装置内部的失灵电流判别功能，本厂母差保护已满足该功能且已实现母线各间隔断路器失灵电流判别，确认在实际设计中不保留断路器辅助保护PRS-731A型装置。按上述设计思路，采用“用一套PRS-753AMJ-NW型保护装置满足线路保护和线路断路器辅助保护功能要求、由厂家按相关规范进行组屏、配线”设计方案。
综合上述的配置与设计优化达致以下效果：
（1）应用组屏后成套设备，避免现场更换装置后进行屏内配、接线繁杂工序，现场安装简单、调试方便，大大减少停电时间，同时，避免在现场频繁更改接线引起接线错误、调试漏项等基建常犯“三误”。
（2）经优化设计后保护屏面简洁美观，功能与出口压板布置合理、简单，便于运行操作，防止运行人员误投、漏投保护压板。
（3）随着保护屏上设备数量减少而其运行维护量相应减少，在缩短保护定检时间的同时也相应地提高发供电运行时间；同理，装置数量少也可避免运行人员对保护压板投退操作错误，若保留断路器装置，两套装置均有“三相不一致保护、线路充电过流”压板，且还保留有失灵判“失灵A、失灵B、失灵C压板”，易发生错误投、退压板。
（4）在应用高可靠性、选择性、灵敏性线路电流差动保护优点的同时，采用集成接点方式分相命令纵联距离保护功能用于旁路代路运行方式操作，避免在旁路代路运行方式操作时需退出光纤差动保护而失去主保护。
（5）虽废除原有断路器辅助保护装置，但现有线路保护装置配置的辅助部分保护功能并结合最新规范要求，可满足220kV线路保护技术要求。
4 改造后保护具有特点
4.1 保护功能配置完备，符合220kV保护技术规程要求
当前在系统中运行的差动保护装置，大多数采用单一的稳态量比率差动保护原理，动作速度相对慢。PRS-753AMJ-NW型保护装置采用依分时分段原理构成的分相电流纵差主保护，动作快速、功能完备，如基于相关差动新原理的保护判据不受线路电容电流、负荷电流及CT饱和等的影响，具有反时限的动作特性，动作灵敏快速。
4.2 改变旁路代路运行方式操作时暂时退出差动保护的传统操作方法
相对比传统旁路代路运行方式，改造后采用线路光纤电流差动PRS-753AMJ-NW型保护装置，本装置具有集成接点方式分相命令纵联距离保护功能，光差保护和纵联距离正常运行时同时投入，但光差保护有排它性优先动作跳闸出口，当线路对侧有代路运行的要求时，只需对侧把他“通道一压板”退出，即可退出差动保护同时投入接点方式分相命令纵联距离保护功能，避免了在旁路代路运行方式操作时需短时退出光差保护而失去主保护风险。
传统的线路断路器保护装置主要包括三相不一致保护、充电过流保护、失灵判电流启动回路等保护功能，但本设计考虑到本厂220KV母线失灵保护已按规范把失灵判电流功能，线路断路器保护装置的失灵判电流启动回路已失去存在意义，结合PRS-753AMJ-NW型保护装置利用其软件拓展功能已设有三相不一致、充电过流等保护功能，故在优化设计后无需配置线路断路器保护装置。经优化设计后保护屏面简洁美观，功能与出口压板布置合理、简单，便于运行人员操作，防止运行人员误投、漏投保护压板；保护定检、日常维护及巡检操作更简单、方便。
5 应用情况
1、在枫龙线主二保护安装、调试及投运过程中，由于采用“更换整面屏、由厂家按标准进行组屏”方案，无需在屏内重新配线，只需按二次回路施工图纸进行接线即可，安装工期短，相应延长调试时间，使新安装的保护得到全面而充分检查、试验，同时也避免现场屏内误接线，提供了新设备投运后的可靠性。
2、枫龙线主二保护自2014年4月9日投运后均能正常运行，未出现异常、故障现象；截至2015年4月5日，220kV枫龙线共发生3次线路故障，保护均能正确动作，特别可贵的是保护投运未满1周年且未经“改造后首次检验”周期，证明了枫龙线保护改造一系列工作（包括项目策划、保护配置与优化设计方案拟定、联络会设定议题、工厂图纸审查与设备监造、二次回路施工设计及安装验收与投运等）成效显著，提高了枫龙线保护的可靠性，为枫树坝发电公司安全发供电开创了新局面。
参考文献：
[1]夏东升，刘效东等.《大型发电机变压器组保护双重化配置及应用》[J]，华东电力，2003（10）
[2]《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T 14285-2006
论文作者:龚锐锋
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/3
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