新型线路保护装置在500kV超高压线路中的优化应用

新型线路保护装置在500kV超高压线路中的优化应用

发表时间：2019-06-11T11:33:32.083Z 来源：《中国电气工程学报》2019年第3期作者：潘泰岗

[导读] 500kV超高压线路是输电系统中重要组成部分，为确保输配电稳定，需以保护装置对线路科学保护。文章以某地区500kV超高压线路改造中，新型线路保护装置配置进行分析，注重特殊线路中，应急载波通道及光纤通道的互相配合。下文对500kV超高压线路中补偿装置实际分析，介绍对线路的合理保护方式。

工程概况：某地区500kV超高压线为对应500kV变电站2003年一期投运线路，其配置固定串联补偿电容装置，为多区域电力使用奠定基础[1]。但是，该线路长时间运行，设备老化严重，故障较多，主二保护采用单光纤道REL561光纤差动保护，主三保护为单载波道RCS-902DS纵联保护装置。为确保电力系统安全，现对保护装置优化分析。

1.保护装置比对

分析电网继电保护配置需求，实际线路中有串联补偿电容装置，因此，需配置3套线路保护内容，其中，以两套光纤电流差动实现保护。对特殊区域线路保护中，以架空光纤线路实施保护，要求有一套保护，可适应应急通道需求。对500kV线路实施改造后，配置的3套光纤通道，以集成过电压及远跳实现差动保护。其中，第三主保护配置应急载波通道纵联距离保护功能。

2.主保护功能分析

该500kV线路保护改造后，3套主保护配置双光纤通道，以分相电流差动及零序电流差动实现对主体优化保护，三段式及接地距离及延时段定时限零序过流和零序反实现方过流，构成科学保护，对应串联电容补偿功能保护性大大增加[2]。此外，3套保护集成过电压保护及远跳功能，可针对运行需求，投入补偿过电压、补偿欠电压等，将低电流、过电流、低功率等实施判断，提高远跳动作科学性。此外，第3套主保护可满足特殊环境下线路供电需求，通过配置应急载波通道，可单命令允许式纵联距离保护，满足恶劣环境下，保护装置线路稳定。

2.1主保护集成过电压保护及远跳功能分析

经改造后，新线路保护以双通道光纤组成，无独立过电压，差动保护及远跳相互影响，光纤传输接收到传输差动保护模拟量信息，传输远跳命令等信息[3]。通道整合上，需注意：

（1）改造前，过电压保护及故障远跳保护，其装置保护通道以传输允许信号、跳闸信号接点信号，对传输通道时延有明确要求，但是，其对光纤通道收发路由无严格限制，以自愈环方式支持工作。对其改造后，对应差动保护及远跳功能可合并通道，线路两侧光纤电流差动保护上，确保光纤通道传输延时和采样时间同步，光纤传输延时计算，应确保光纤手法路由一致，延时具有统一性。由此可见，改造后线路不可使用自愈环方式。

（2）针对双重保护设需求，要求双重保护下各装置独立运行，统一的双光纤通道需包含2个不同路由SDH设备及光缆，将通信设备直流电源双重化，自身可独立工作，避免保护数值装置或通信设备故障，导致同一保护通道中断。

（3）以复用光纤通道施工，对应保护双光纤通道，以一路短路径及一路长路径通道设计。

（4）发远跳上，若线路对端过电压保护，为避免线路对端过电压保护、断路器等失灵，可对主保护装置双光纤通道发远跳信号，本端远跳保护接收到远跳命令，针对收信逻辑及就地判断跳本端断路器，落实远跳。收发远跳信号逻辑上，3个保护装置设置“发远跳1”和“发远跳2”，主一由2个远跳开入相与后或相或经一延时后，得到发远跳信号，经2个独立光纤通道传输[4]。主三保护上光纤通道和主二一样，双光纤通道投入后，各光纤通道统一传输远跳开入一，对应远跳开入二路信号，若单一光纤通道投运正常，可收取对侧远方跳闸信号，提前预处理。由此可见，改造后3套主保护装置远跳收信逻辑有两种，分为“有判据方式”和“无判据方式”。

2.2应急载波通道配置

改造后，主三保护CSC-103AFY具备双光纤通道，可满足特殊环境供电需求，实现命令允许式纵联距离保护，满足气温较低情况下装置光纤异常时，应急载波通道纵联距离保护。

选择双光口方式，线路保护可双通道光纤差动，以1个或2个光纤通道辅助。

选择载波通道，线路保护以载波形式，装置具备纵联距离和纵联零序保护功能。实际运行中，以允许式逻辑为中心。投入“载波通道跳闸”压板，两光纤通道均中断，载波纵联保护可以驱动出口跳闸接点。

3.线路保护及串补保护关系

超高压输电线路设置串联补偿，可提高系统稳定性，保证长距离输电安全。线路加装串联补偿装置，原电路参数均匀分布性改变，线路发生故障时，为减小串补潜供电流，避免故障影响串补系统工作，需联动串补，以串补保护将设备可靠旁路。若串补设备异常，串补保护动作旁路串补，若旁路断路器异常，需以线路保护，跳开线路两侧断路器，隔离故障。本次改造后，限产该线路保护小室和串补小室相距较远，需将线路保护和串补本体保护配合，以FOSX-41接口装置实现。

线路故障发生，3套线路保护赌赢跳闸继电器动作出口，以通信接口FOX-41传输开入给2套串补本体保护。串补本体保护接收到的跳闸指令，启动联跳串补，将串补设备旁路。若线路单项故障跳闸开入，用户投入线路联跳允许重投，则串补设备旁路后，串补保护闭锁，延时后，若满足重投条件，串补自动重投。若多相故障开入，则串补设备旁路后，串补保护直接闭锁。

4.结束语

综上所述，该线路保护优化，通过应用新500kV线路保护装置，原有保护装置异常工作得到的改善，以新技术为支持，独立过压远跳辅助保护装置及部分相关二次回路取消，运送成本大大减少。通道上，原过压远跳辅助保护装置需配置两通道，新保护装置过压远跳功能集中在线路主保护中，原有通道取消。新型保护装置的应急载波通道建立，可确保光纤通道异常时，应急载波通道纵联距离保护功能稳定，为电网安全运行奠定基础。

参考文献

[1]全杰雄, 田鹍, 吴志宇. 500kV超高压线路保护改造分析[J]. 电工技术, 2016(1):3-4.

[2]刘臻. 500kV线路继电保护的应用思考[J]. 中国新技术新产品, 2016(14):54-55.

[3]赵本水, 张玮, 李磊. 关于500kV输电线路光纤保护通道的优化方案[J]. 齐鲁工业大学学报, 2017, 31(3):51-55.

[4]李铮, 邹长春. 关于500kV超高压输电线路的运行维护管理分析[J]. 南方农机, 2018(7):160-160.