童 松，袁 鵬，吳 敏

（國(guó)電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 漢源 625304）

基于同塔雙回線的線路保護(hù)在瀑布溝水電站的應(yīng)用

童 松，袁 鵬，吳 敏

（國(guó)電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠，四川 漢源 625304）

瀑布溝水電站位于四川電網(wǎng)負(fù)荷中心附近，裝機(jī)容量3 600 M W，開(kāi)關(guān)站主接線采用4/3接線，通過(guò)4回500 kV出線送出。鑒于瀑布溝水電站500 kV同桿雙回線電壓等級(jí)高、容量大以及其在四川電力系統(tǒng)中舉足輕重的作用，結(jié)合瀑布溝水電站同塔雙回線線路保護(hù)的特點(diǎn)，介紹同塔雙回線線路保護(hù)在瀑布溝水電站的應(yīng)用。

同塔雙回線；自適應(yīng)重合閘；東坡變電站；光纖通道；RCS-931E、RCS-921A

1 瀑布溝水電站開(kāi)關(guān)站主接線

瀑布溝水電站開(kāi)關(guān)站主接線采用4/3接線，主要包括500 kV兩段母線、6串18個(gè)開(kāi)關(guān)、主變進(jìn)線6回出線4回。其中，布坡一線2 E、布坡二線3 E兩雙回線架設(shè)于瀑布溝至東坡變電站的西線桿塔上，布坡三線4 E、布坡四線5 E雙回線架設(shè)于瀑布溝水電站至東坡變電站的東線桿塔上。由于布坡一線2 E、布坡二線3 E，與布坡三線4 E、布坡四線5 E接線相似，為簡(jiǎn)化問(wèn)題便于分析，以下主接線圖僅保留第5串、第6串設(shè)備的布坡三線4 E、布坡四線5 E主接線圖，見(jiàn)圖1。

圖1 瀑布溝水電站布坡三線、四線主接線圖

2 瀑布溝水電站同塔雙回線線路保護(hù)配置方案

2.1 線路保護(hù)及斷路器保護(hù)的配置方案

（1）線路保護(hù)裝置配置（圖2）

圖2 線路保護(hù)及斷路器保護(hù)的配置方案

瀑布溝水電站4回送出線路，每回線路配置兩套完整獨(dú)立的線路保護(hù)裝置，根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)500 kV變電站二次系統(tǒng)部分》（2008年1月）對(duì)500 kV同塔雙回線線路保護(hù)應(yīng)滿足有選擇性切除跨線故障的要求，要求線路應(yīng)架設(shè)光纖通道，同時(shí)線路保護(hù)裝置配置雙套分相電流差動(dòng)保護(hù)。目前，瀑布溝的水電站同塔雙回線的雙套線路保護(hù)裝置均采用南瑞公司超高壓線路成套保護(hù)裝置RCS-931E。

RCS-931E是基于光纖通道以分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)為主體構(gòu)成的快速主保護(hù)，作為同塔雙回輸電線路的首選保護(hù)。RCS-931E后備保護(hù)配備不依賴于通道的，在近處故障時(shí)能特高速動(dòng)作、正確選相的工頻變化量距離保護(hù)和由三段式相間和接地距離及二個(gè)延時(shí)段零序方向過(guò)流構(gòu)成全套后備保護(hù)。同時(shí)RCS-931E具有以下特點(diǎn)，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求：

1 ）在發(fā)生跨線故障時(shí)，RCS-931E僅跳開(kāi)本線路的故障相，能夠滿足正確選擇故障相和跳開(kāi)故障相的嚴(yán)格要求。

2 ）同桿雙回線只有一回線運(yùn)行的方式下，同桿雙回線的繼電保護(hù)裝置能正確工作。

3 ）同桿雙回線發(fā)生故障保護(hù)跳閘后，在非全相運(yùn)行方式下，繼電保護(hù)裝置RCS-931E應(yīng)能正確工作。

（2）斷路器保護(hù)裝置配置

當(dāng)同桿雙回線采用自適應(yīng)重合閘時(shí)，RCS-931E需要相應(yīng)的斷路器保護(hù)裝置配合完成自適應(yīng)重合閘功能。由于常見(jiàn)的南瑞斷路器保護(hù)RCS-921A無(wú)自適應(yīng)重合閘功能，故瀑布溝水電站配合同塔雙回線線路保護(hù)的8臺(tái)中開(kāi)關(guān)，選用具有自適應(yīng)重合閘功能的RCS-921C。以布坡三線、四線同塔雙回線為例，布坡三線線路保護(hù)RCS-931E綜合布坡三線和布坡四線保護(hù)動(dòng)作以及開(kāi)關(guān)位置信息，將兩回線三相六線作為整體考慮，保護(hù)只跳故障相；當(dāng)兩條線路在故障跳閘后還存在至少兩健全異名相連接時(shí)，RCS-931E結(jié)合無(wú)嚴(yán)重故障判據(jù)，按照分相順序重合策略發(fā)出分相重合令，再由RCS-921C根據(jù)斷路器本身的狀態(tài)和5052DL、5053DL斷路器先合后合關(guān)系實(shí)現(xiàn)重合閘出口。

RCS-921C還配置了充電、失靈、死區(qū)、三相不一致、普通重合閘等保護(hù)，這些保護(hù)的原理、功能及使用與常見(jiàn)的南瑞斷路器保護(hù)RCS-921A基本一致。

斷路器操作箱配置為：CZX-22R2-P。

2.2 線路保護(hù)裝置RCS-931E通道配置方案

RCS-931E線路保護(hù)為雙光纖通道配置，其中RCS-931E的A通道用于線路兩側(cè)差動(dòng)保護(hù)之間的電流數(shù)據(jù)及開(kāi)關(guān)量信息的交換，開(kāi)關(guān)量信息包括本側(cè)保護(hù)的開(kāi)關(guān)及跳閘信息，為自適應(yīng)重合閘提供判別依據(jù)。

換好衣服的武成龍回到蕭飛羽身邊，他懷著一顆蠢蠢欲動(dòng)的心瞅著斗場(chǎng)，臉上蕩漾起噬血的渴望。蕭飛羽淡淡地道：“你悟出的一招就使整套劍法有了實(shí)質(zhì)性升華，以搏殺技藝而言你有了非凡的超越。”他向從容應(yīng)對(duì)五名劍手狂野沖擊的只手拿云投去一瞥道：“以技取巧少了深刻的感觸，尤其是應(yīng)對(duì)數(shù)人攻擊更會(huì)落于下乘。”

RCS-931E的B通道用來(lái)和鄰線交換本線開(kāi)關(guān)及重合閘信息，為自適應(yīng)重合閘提供信息。

線路保護(hù)裝置投運(yùn)初期，要求運(yùn)行值班人員應(yīng)定期檢查光纖通道的狀態(tài)，裝置“通道異?！敝甘緹魺o(wú)告警，檢查RCS-931E保護(hù)中“通道狀態(tài)”有關(guān)通道狀態(tài)統(tǒng)計(jì)（失步次數(shù)、誤碼總數(shù)、報(bào)文異常數(shù)、報(bào)文間超時(shí)數(shù)）的計(jì)數(shù)應(yīng)幾乎保持不變，觀察其每天的增加數(shù)量不應(yīng)超過(guò)10個(gè)。

布坡三線、四線線路A套保護(hù)裝置RCS-931E通道連接，如圖3：

圖3 RCS-931E通道連接

2.3 線路保護(hù)裝置RCS-931E通道配置方案

（1）發(fā)電初期時(shí)布坡三線、四線B套線路保護(hù)裝置RCS-931E通道連接

《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)500 kV變電站二次系統(tǒng)部分》（2008年1月）的要求，500 kV雙重化的兩套縱聯(lián)保護(hù)的信號(hào)傳輸通道不應(yīng)采用同一根光纜。布坡四線線路保護(hù)裝置RCS-931E B套通道經(jīng)布坡一線、二線OPGW光纜至東坡變電站，但電站發(fā)電初期只有架設(shè)于瀑布溝水電站至東坡變電站的東線桿塔上的布坡三線、四線及OPGW光纜投入運(yùn)行，布坡一線、二線及OPGW光纜未架設(shè)。故臨時(shí)租用石棉電信通信通道，布坡三線、四線RCS-931E B套裝置的數(shù)據(jù)電信光纜送經(jīng)雅安新棉變電站的通信裝置，再經(jīng)新棉變電站通信裝置將數(shù)據(jù)傳輸至東坡變電站。

（2）石棉電信通信通道存在的問(wèn)題整改措施

RCS-931E A通道通信中斷后，造成以下后果：

RCS-931E的A通道用于線路兩側(cè)差動(dòng)保護(hù)之間的電流數(shù)據(jù)及開(kāi)關(guān)量信息的交換，若A通道發(fā)生通道異常，RCS-931E自動(dòng)線路保護(hù)的閉鎖差動(dòng)保護(hù)、自適應(yīng)重合閘，同時(shí)，見(jiàn)圖4（線路保護(hù)遠(yuǎn)跳示意圖），還會(huì)導(dǎo)致瀑布溝側(cè)線路保護(hù)遠(yuǎn)跳跳對(duì)側(cè)東坡變電站對(duì)應(yīng)線路的斷路器功能因通道閉鎖而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。同理，還會(huì)造成東坡側(cè)線路保護(hù)遠(yuǎn)跳瀑布溝側(cè)線路斷路器功能也無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

圖4 線路保護(hù)遠(yuǎn)跳跳閘示意圖

（3）整改方案

針對(duì)新棉變因站內(nèi)電源倒閘或通信裝置動(dòng)力電源失電導(dǎo)致通訊中斷的問(wèn)題，在通信裝置前加裝雙電源切換裝置以及UPS系統(tǒng)供電，裝置失電問(wèn)題得以解決。

針對(duì)石棉電信通道不穩(wěn)定的情況，通過(guò)加裝大唐電信公司的2048kbs/s電路無(wú)損傷保護(hù)切換裝置TY-3006D，通信示意圖見(jiàn)圖5：

圖5 布坡三線、四線B套線路保護(hù)A通道整改示意圖

TY-3006D裝置接入、調(diào)試后，以布坡三線、四線OPGW光纜至東坡通道主用，石棉電信光纜至東坡通道為備用，解決了石棉電信通道不穩(wěn)定造成B套R(shí)CS-931E A通道中斷的問(wèn)題。但可以看出，正常運(yùn)行，兩套縱聯(lián)保護(hù)的信號(hào)傳輸通道采用同一根光纜，暫不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

（4）改進(jìn)方案

目前，架設(shè)于西線桿塔的布坡一線、二線及OPGW光纜已投入運(yùn)行，改進(jìn)方案見(jiàn)圖6，以解決兩套縱聯(lián)保護(hù)的信號(hào)傳輸通道采用同一根光纜的問(wèn)題。

圖6 布坡三線、四線B套線路保護(hù)A通道改進(jìn)示意圖

（5）RCS-931E A通道、B通道故障判別方法

RCS-931E線路保護(hù)為雙光纖通道配置，A通道、B通道故障時(shí)，裝置面板指示燈僅“通道異?！秉c(diǎn)亮，運(yùn)行值班人員在往往判別A通道還是B通道故障遇到困難，影響故障處理判斷。在瀑布溝水電站投產(chǎn)初期，布坡三線或四線B套R(shí)CS-931E A通道故障時(shí)常遇到。因?yàn)锳通道故障會(huì)閉鎖RCS-931E差動(dòng)保護(hù)等功能，但B通道故障僅僅是將線路保護(hù)自適應(yīng)重合閘轉(zhuǎn)為常規(guī)重合閘以及啟用兩相聯(lián)跳三相保護(hù)功能，對(duì)線路正常運(yùn)行基本無(wú)影響，且B通道故障分別是本站繼電保護(hù)室內(nèi)的同塔雙回線的相鄰線路兩套R(shí)CS-931E通信存在問(wèn)題，因此查找、處理都較為方便。

方法1：在主菜單下，點(diǎn)擊“顯示報(bào)告”，再“自檢報(bào)告”，查看“自檢報(bào)告”，看報(bào)文具體報(bào)“A通道異?！边€是“B通道異?！?。

方法2：若是A通道故障，其對(duì)應(yīng)的光電裝換裝置MUX-2M面板會(huì)有告警燈點(diǎn)亮，B套故障MUX-2M運(yùn)行正常。若是B通道故障，本站相鄰線路的RCS-931E面板也會(huì)有“通道異?！敝甘緹酎c(diǎn)亮，A套故障，本站相鄰線路的RCS-931E運(yùn)行正常。

3 同塔雙回線的自適應(yīng)重合閘投退

正常情況下，RCS-931E保護(hù)裝置中的“投自適應(yīng)重合閘”、“投重合閘”（普通重合閘投退控制字）以及RCS-921C中的“投自適應(yīng)重合閘”、“投重合閘”（普通重合閘投退控制字）控制字均應(yīng)置“1”，RCS-931E的“重合閘方式切換開(kāi)關(guān)”、RCS-921C均應(yīng)置于“單重”位置。RCS-931E普通重合閘把手的運(yùn)行方式有如下幾種：1、自適應(yīng)重合閘方式；2、常規(guī)重合閘方式；3、重合閘停用方式；4、停用重合閘。RCS-921C普通重合閘把手的運(yùn)行方式有如下幾種：1、自適應(yīng)重合閘方式；2、常規(guī)重合閘方式；3、重合閘停用方式；4、停用重合閘。由于同桿雙回線采用自適應(yīng)重合閘時(shí)，RCS-931E需要RCS-921C配合完成自適應(yīng)重合閘功能。當(dāng)運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，需要該線路的自適應(yīng)重合閘轉(zhuǎn)為常規(guī)重合閘，或該線路的常規(guī)重合閘轉(zhuǎn)為自適應(yīng)重合閘，關(guān)系較難理清。根據(jù)RCS-931E自適應(yīng)重合閘的無(wú)嚴(yán)重故障和分相順序重合的原理，以及RCS-931E與RCS-921C的配合關(guān)系，同塔雙回線的重合閘切換方式開(kāi)關(guān)在不同運(yùn)行方式下的狀態(tài)見(jiàn)表1：

表1

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對(duì)電能的需求日益加強(qiáng)，超高壓、大容量和長(zhǎng)距離的輸電線路將成為今后電網(wǎng)建設(shè)的主流。同塔雙回線由于具有出線走廊窄、輸送容量大、投資少、見(jiàn)效快、可提高供電可靠性、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，能很好地適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)可靠、經(jīng)濟(jì)、輸電容量大等要求，所以得到了廣泛的應(yīng)用。因此，在電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，不斷完善同塔雙回線保護(hù)的原理和功能，確保同塔雙回線輸電線路安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行起著非常重要的作用。

[1]張宇輝.電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)教材[M].

[2]沈軍,張哲,鄭玉平.500 kV同桿雙回線自適應(yīng)重合閘方案[J].

TM774

B

1672-5387（2010）06-0108-04

2010-10-08

童松（1983-），男，助理工程師，從事水電站運(yùn)行維護(hù)工作。