韋 良，何 峰

（山東濟(jì)南供電公司，山東 濟(jì)南 250001）

0 引言

濟(jì)南供電公司220 kV變電站一次倒旁路操作過(guò)程中，準(zhǔn)備將旁路開(kāi)關(guān)恢復(fù)備用時(shí)，投入了該站許清線的RCS931保護(hù)裝置。當(dāng)合上線路開(kāi)關(guān)并準(zhǔn)備拉開(kāi)旁路開(kāi)關(guān)時(shí)，該保護(hù)裝置發(fā)出了“容抗整定出錯(cuò)”的報(bào)文，為保證電網(wǎng)的運(yùn)行安全，運(yùn)行人員立即停止了操作，并對(duì)該保護(hù)裝置及其工作原理、操作過(guò)程、系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了分析，最后正確的處理了該異常報(bào)文，并順利完成了旁路開(kāi)關(guān)恢復(fù)備用的全部操作。

1 事件分析

1.1 操作過(guò)程及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)

該站的220 kV接線方式為雙母線帶旁路母線，系統(tǒng)運(yùn)行接線如圖1所示，在旁路開(kāi)關(guān)QF2由運(yùn)行轉(zhuǎn)為熱備用時(shí)，許清線的RCS931縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)發(fā)出了該異常信號(hào)。

圖1 許清線接線圖

圖1中許清線線路開(kāi)關(guān)QF1及所屬刀閘和旁路開(kāi)關(guān)QF2及所屬刀閘均在合位。此時(shí)相當(dāng)于有兩臺(tái)開(kāi)關(guān)并列為該出線供電，由于兩臺(tái)開(kāi)關(guān)及其所屬刀閘均為同一型號(hào)，它們形成的電路電抗值近乎相等，則有：

1.2 差動(dòng)保護(hù)與線路電容電流

作為濟(jì)南地區(qū)主干網(wǎng)架的220 kV輸電線路，由于輸電距離較長(zhǎng)，使得線路的分布電容較大，等值容抗減少，由此可引起相當(dāng)大的電容電流，對(duì)于輸電線路的電流差動(dòng)保護(hù)，不僅影響故障暫態(tài)過(guò)程中計(jì)算出的電流相量精度，更主要的是電容電流的存在使線路兩端的測(cè)量電流不再滿足基爾霍夫電流定律，從而直接影響了保護(hù)的可靠性。因而，采取電容電流補(bǔ)償措施，把動(dòng)作電流中的電容電流分量完全補(bǔ)償是非常必要的。

圖2 輸電線路的π型等值電路

分析高壓長(zhǎng)線路上的繼電保護(hù)行為時(shí)，輸電線路必須采用分布計(jì)算［1］。而由分布參數(shù)電路可知，當(dāng)無(wú)需研究均勻線各處的電壓、電流分布，而只需計(jì)算線路始端與終端電流、電壓關(guān)系時(shí)，可以將線路看作成一個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò)，然后利用集中參數(shù)四端口的 T型或 π型等效電路來(lái)代替分布參數(shù)。長(zhǎng)距離輸電線路的 π型等值電路如圖2所示，其中XL為線路的阻抗，XC為線路的容抗。則由圖中可知，線路的電容電流IC為：

因此，在正常運(yùn)行狀況下，按照?qǐng)D中的參考方向，兩側(cè)電流的向量合值為該線路的電容電流值。

1.3 RCS931差動(dòng)保護(hù)躲過(guò)電容電流的方法

RCS931保護(hù)裝置是以分相電流差動(dòng)為主保護(hù)的超高壓線路保護(hù)裝置，分相電流差動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)從原理上是最理想的保護(hù)方式，具有絕對(duì)的選擇性，不受系統(tǒng)震蕩的影響，不受運(yùn)行方式的影響，受過(guò)渡電阻的影響小，本身具有選相功能。但是，用于長(zhǎng)距離輸電線路時(shí)，就要考慮到線路分布電容電流的影響。而且在發(fā)生短路的時(shí)候，高頻分量電容電流與工頻電容電流疊加使電容電流增大很多，最容易造成保護(hù)誤動(dòng)［2］。

該保護(hù)裝置的變化量差動(dòng)繼電器、穩(wěn)態(tài)1段相差動(dòng)繼電器為瞬時(shí)動(dòng)作，采用躲過(guò)“差動(dòng)電流高定值”、4倍實(shí)測(cè)電容電流定值和4Un/XC1的大值的方式，抬高差動(dòng)繼電器比率制動(dòng)特性曲線中的起動(dòng)電流的定值，來(lái)躲過(guò)短路瞬間高頻與工頻疊加電容電流的影響。穩(wěn)態(tài)2段相差動(dòng)繼電器動(dòng)作設(shè)置了延時(shí)，采用躲過(guò)“差動(dòng)電流低定值”、1.5倍實(shí)測(cè)電容電流定值和1.5 Un/XC1的大值以及保護(hù)加40 ms短延時(shí)動(dòng)作的方式，經(jīng)過(guò)這個(gè)延時(shí)高頻分量的電容電流已經(jīng)得到很大的衰減，這樣比率制動(dòng)特性曲線中的起動(dòng)電流的定值就可以降低。又因?yàn)閰^(qū)外短路切除和線路空充時(shí)本線路穩(wěn)態(tài)分量電容電流是額定電壓下的電容電流，區(qū)外短路時(shí)本線路穩(wěn)態(tài)分量電容電流由于線路電壓的降低，是小于額定電壓下的電容電流的，因而用1.5倍的電容電流作為起動(dòng)電流的定值再加40 ms延時(shí)就可以躲過(guò)電容電流的影響。

1.4 RCS931發(fā)容抗整定出錯(cuò)的原因

根據(jù)RCS-931系列超高壓線路成套保護(hù)裝置ZL_XLBH0104.0612版 88頁(yè)，“容抗整定出錯(cuò)”條件為：0.8倍的差動(dòng)電流大于計(jì)算的電容電流且差動(dòng)電流大于0.1倍額定電流延時(shí)400 ms報(bào)警。

根據(jù)該保護(hù)裝置的定值單，額定電壓Un為57.7 V，線路正序容抗XC1為800 Ω。則保護(hù)裝置的計(jì)算電容電流為：

當(dāng)許清線本側(cè)的開(kāi)關(guān)在合位而旁路開(kāi)關(guān)在分位時(shí)，根據(jù)監(jiān)控記錄，合上線路開(kāi)關(guān)而旁路開(kāi)關(guān)未拉開(kāi)時(shí)，許清線本側(cè)的電流為43.1 A，旁路電流為43 A，許清線對(duì)變側(cè)的開(kāi)關(guān)電流為86 A。根據(jù)保護(hù)定值單，本側(cè)電流互感器之比為 1 200/5，對(duì)側(cè)的電流互感器之比為 1 200/5。按照保護(hù)說(shuō)明書(shū)77頁(yè)所述的整定規(guī)則，本側(cè)RCS931的“TA變比系數(shù)”整定為1，對(duì)側(cè)RCS931的“TA變比系數(shù)”同樣整定為1。

根據(jù)RCS-931系列超高壓線路成套保護(hù)裝置ZL_XLBH0104.0612版86頁(yè)的說(shuō)明：

對(duì)側(cè)電流折算至本側(cè)用于差流比較的電流

本側(cè)用于差流比較的電流

此時(shí)本側(cè)保護(hù)計(jì)算的差流

差流的0.8倍

差流的0.8倍大于計(jì)算電容電流，滿足“容抗整定出錯(cuò)的條件”，所以保護(hù)裝置會(huì)發(fā)出“容抗整定出錯(cuò)”的報(bào)文。

而在拉開(kāi)旁路開(kāi)關(guān)后，許清線本側(cè)和對(duì)側(cè)的電流近乎相等，差流為0，不滿足“容抗整定出錯(cuò)的條件”，因此保護(hù)裝置會(huì)復(fù)歸該報(bào)文。

2 保護(hù)動(dòng)作分析

RCS931系列超高壓線路成套保護(hù)裝置中，只有“TA斷線”或“長(zhǎng)期有差流”引起裝置異常報(bào)警，且“TA斷線閉鎖差動(dòng)”控制字整定為“1”時(shí)，才閉鎖差動(dòng)保護(hù)。該裝置的控制字中“TA斷線閉鎖差動(dòng)”整定為“0”，所以差動(dòng)保護(hù)在當(dāng)時(shí)是有效的，“容抗整定出錯(cuò)”引起的異常報(bào)文不閉鎖差動(dòng)主保護(hù)。

查看該線路的定值單，該保護(hù)裝置的差動(dòng)高值為：1.2 A，差動(dòng)低值為0.68 A，保護(hù)計(jì)算的差流值小于保護(hù)的啟動(dòng)值。因此，在當(dāng)時(shí)的情況下許清線的RCS931保護(hù)裝置不會(huì)誤動(dòng)作。

3 結(jié)論

倒閘操作的過(guò)程中，線路開(kāi)關(guān)和旁路開(kāi)關(guān)并列時(shí)，流過(guò)線路本側(cè)開(kāi)關(guān)和對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)的電流相差較大，是造成保護(hù)裝置發(fā)出“容抗整定出錯(cuò)”異常信號(hào)的根本原因。而由“容抗整定出錯(cuò)”引起的裝置異常不會(huì)閉鎖差動(dòng)保護(hù)，因此該線路的RCS931保護(hù)裝置有主保護(hù)在運(yùn)行，并且不會(huì)誤動(dòng)作。