李偉

(1.太原理工大學(xué),山西太原 030000;2.山西晉城煤業(yè)集團(tuán),山西晉城 048006)

不同廠家保護(hù)裝置分別實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜“四遙”與保護(hù)跳閘功能的設(shè)計(jì)實(shí)施

李偉1,2

(1.太原理工大學(xué),山西太原 030000;2.山西晉城煤業(yè)集團(tuán),山西晉城 048006)

針對(duì)變電站進(jìn)線開關(guān)需與上一級(jí)保護(hù)進(jìn)行光纖縱差保護(hù)配合時(shí),可能出現(xiàn)其保護(hù)裝置與站內(nèi)在用微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)來自不同廠家,造成遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)功能難以實(shí)現(xiàn),提出了兩套不同廠家微機(jī)保護(hù)裝置分別實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜保護(hù)跳閘功能和“四遙”功能的解決方案,對(duì)二次回路接線中可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行了分析,提出接線設(shè)計(jì)思路及實(shí)施案例。

四遙 線路光纖縱差保護(hù) 微機(jī)保護(hù)裝置 控制回路 二次接線設(shè)計(jì)

1 綜述

對(duì)于進(jìn)線線路引自另一個(gè)變電站同一電壓等級(jí)母線的變電站，其進(jìn)線開關(guān)因光纖縱差保護(hù)為與上級(jí)變電站配合，須與上一級(jí)出線開關(guān)使用同一廠家、型號(hào)的保護(hù)裝置，而站內(nèi)原有微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)往往為另一套不同廠家出產(chǎn)，存在進(jìn)線開關(guān)微機(jī)保護(hù)裝置與站內(nèi)原有微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)不兼容，導(dǎo)致遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)的情況。

針對(duì)這一情況，現(xiàn)有的解決方案有以下幾種。

(1)在變電站增加與進(jìn)線保護(hù)裝置配套的通訊及后臺(tái)系統(tǒng)，與原有微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)相互獨(dú)立，專用于進(jìn)線開關(guān)的“四遙”功能的實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)為需增加整套通訊屏及后臺(tái)監(jiān)控機(jī)，成本過高。

(2)使用不同廠家的保護(hù)裝置與微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，其中遙信、遙測(cè)功能較易實(shí)現(xiàn)，而遙控、遙調(diào)的實(shí)現(xiàn)需修改通訊協(xié)議，定制遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)終端軟件，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的正常通訊，從而實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。缺點(diǎn)是需聯(lián)系廠家技術(shù)人員定制編寫通訊協(xié)議及后臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)難度較大。

(3)采用不同廠家兩套微機(jī)保護(hù)裝置，設(shè)計(jì)改造控制回路使兩套裝置分別實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘功能和“四遙”功能。此方法僅需在原有基礎(chǔ)上增加一臺(tái)線路保護(hù)裝置，成本低，實(shí)現(xiàn)難度低，且能按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)功能。

由上可以看出第三種方案具有一定的優(yōu)勢(shì)，本文以實(shí)例介紹了第三種方案的具體實(shí)現(xiàn)方法。下面以南瑞繼保RCS-9613CS線路光纖縱差測(cè)控保護(hù)裝置與南自機(jī)電PDS-741數(shù)字式線路保護(hù)測(cè)控裝置共同控制的同一進(jìn)線開關(guān)柜的控制回路接線為例，分析二次回路接線中出現(xiàn)的問題，并提出了二次接線解決方案，供技術(shù)人員參考。

圖1 改造后的南自PDS-741控制回路原理圖(局部放大)

2 基本情況

晉煤集團(tuán)供電分公司鳳北35kV變電站兩回35kV進(jìn)線分別引自鳳凰山35kV變電站337、338開關(guān)，架空線路總長(zhǎng)分別為3．253km、3．184km，其進(jìn)線開關(guān)363、364配備光纖差動(dòng)保護(hù)與過流I段、過流II段保護(hù)，均采用南自機(jī)電PDS-741數(shù)字式線路保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)。

2013年鳳凰山35kV變電站進(jìn)行了綜自系統(tǒng)改造，由原有南京南自機(jī)電自動(dòng)化有限公司的PDS-7000微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)更換為南瑞繼保RCS-9000系列裝置，為配合上一級(jí)變電站，保障線路光纖差動(dòng)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)，鳳北35kV變電站進(jìn)線開關(guān)計(jì)劃使用南瑞繼保RCS-9613CS線路光纖縱差測(cè)控保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)進(jìn)線開關(guān)光纖差動(dòng)及過流保護(hù)。由于需要與站內(nèi)原有南自系統(tǒng)通訊及后臺(tái)配合，仍使用南自PDS-741數(shù)字式線路保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。需重新設(shè)計(jì)二次接線來保障兩套保護(hù)裝置的配合運(yùn)行。

3 設(shè)計(jì)思路及分析

設(shè)計(jì)原則：與微機(jī)保護(hù)雙重化配置不同，該進(jìn)線開關(guān)柜配備的光纖差動(dòng)保護(hù)與過流保護(hù)仍使用同一保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，接線的基本原則是安全可靠，并兼顧投停、檢修的靈活便利。從以往的保護(hù)誤動(dòng)事故案例統(tǒng)計(jì)分析來看，二次回路的復(fù)雜性是造成保護(hù)誤動(dòng)的主要原因之一，故兩套保護(hù)裝置間的聯(lián)線應(yīng)盡可能少，以減少因二次回路接線復(fù)雜造成的保護(hù)誤動(dòng)。

將設(shè)計(jì)思路歸納如下。

3.1 總體設(shè)計(jì)思路

使用南自PDS-741數(shù)字式線路保護(hù)測(cè)控裝置實(shí)現(xiàn)進(jìn)線斷路器手動(dòng)合閘、手動(dòng)跳閘、遙控合閘、遙控跳閘、合位監(jiān)視、跳位監(jiān)視、遙測(cè)數(shù)據(jù)上傳等“四遙”功能，南瑞RCS-9613CS線路光纖縱差測(cè)控保護(hù)裝置僅用來實(shí)現(xiàn)在故障時(shí)跳開進(jìn)線斷路器。與上級(jí)變電站光纖縱差保護(hù)用通訊光纜聯(lián)入RCS-9613CS裝置，原PDS-741裝置控制回路盡可能保持完整，將南瑞RCS-9613CS保護(hù)跳閘回路接入原PDS-741裝置控制回路中實(shí)現(xiàn)功能。

3.2 直流控制電源與裝置信號(hào)電源的選擇

《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則》中對(duì)多重保護(hù)的直流電源未做明確規(guī)定，由于兩套保護(hù)裝置均使用DC220V電源做為裝置電源和操作電源，為簡(jiǎn)化運(yùn)行人員投停操作，同時(shí)保障不因產(chǎn)生寄生回路使回路中產(chǎn)生環(huán)流而引起保護(hù)誤動(dòng)作，要求裝置信號(hào)電源與操作電源分開，兩裝置的信號(hào)電源相互獨(dú)立。

在本次回路設(shè)計(jì)案例中，南瑞RCS-9613CS控制回路僅取其保護(hù)跳閘出口繼電器的常開接點(diǎn)，相當(dāng)于在PDS-741保護(hù)跳閘回路中增加了一個(gè)無(wú)源接點(diǎn)，因此兩保護(hù)裝置控制回路均使用PDS-741裝置的同一操作電源。

同時(shí)按《實(shí)施細(xì)則》要求，獨(dú)立的保護(hù)裝置直流回路必須全部取自該保護(hù)專用的電源端子對(duì)，故采用南瑞RCS-9613CS光纖差動(dòng)保護(hù)跳閘接點(diǎn)無(wú)源回路兩端必須使用單獨(dú)的端子接入PDS-741保護(hù)跳閘回路中。

3.3 防跳回路的選擇

兩個(gè)保護(hù)裝置均內(nèi)置防跳回路，為防止兩個(gè)防跳繼電器配合問題出現(xiàn)使防跳繼電器動(dòng)作后無(wú)法返回，接線時(shí)應(yīng)只使用其中一個(gè)防跳回路，出于減少接線復(fù)雜度考慮，使用南自PDS-741數(shù)字式線路保護(hù)測(cè)控裝置防跳回路。

按設(shè)計(jì)要求，南瑞RCS-9613CS實(shí)現(xiàn)線路故障時(shí)與對(duì)側(cè)光纖差動(dòng)保護(hù)裝置配合跳開進(jìn)線斷路器功能，防跳繼電器(TBJV)、合后位置繼電器(KKJ)、跳閘保持繼電器(TBJ)及合閘回路、合位、跳位監(jiān)視回路均不應(yīng)接入實(shí)際使用控制回路中，因此僅使用圖1中虛線部分即可實(shí)現(xiàn)功能。

圖1中，KD為接線端子排，13KD2、13KD9為增加的該回路專用電源端子對(duì)，13n4XX為裝置背板接線端子，13LP1為RCS-9613CS保護(hù)跳閘壓板，BTJ為裝置內(nèi)部保護(hù)跳閘繼電器出口接點(diǎn)。

為防止產(chǎn)生寄生回路，將圖1回路兩側(cè)與原回路斷開，直接接入南自PDS-741裝置控制回路操作正電源中。即將圖1回路與南自PDS-741裝置保護(hù)跳閘出口并接，如圖1所示。

實(shí)際運(yùn)行中取下南自PDS-741裝置原配的保護(hù)跳閘壓板(1-42XB1)，投入南瑞RCS-9613CS保護(hù)跳閘壓板(13LP1)，兩套保護(hù)裝置設(shè)置定值相同，由南自PDS-741保護(hù)裝置發(fā)出故障信號(hào)，南瑞RCS-9613CS裝置實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘回路的接通。

3.4 裝置電壓、電流回路

兩保護(hù)裝置電壓并接自PT同一繞組，由于光纖差動(dòng)保護(hù)所需CT繞組與過流保護(hù)使用 CT繞組極性相反，同時(shí)按《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則》要求，兩保護(hù)裝置電流分別引自CT相互獨(dú)立二次繞組。

4 實(shí)施效果

現(xiàn)晉煤集團(tuán)供電分公司下屬機(jī)關(guān)35kV變電站、鳳北35kV變電站合計(jì)4個(gè)進(jìn)線開關(guān)全部采用上述接線方式，實(shí)現(xiàn)了兩套不同廠家保護(hù)裝置分別獨(dú)立實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜“四遙”功能與保護(hù)跳閘功能，均穩(wěn)定運(yùn)行，未出現(xiàn)異常，有效降低了綜自改造時(shí)的設(shè)備購(gòu)置成本，實(shí)現(xiàn)了預(yù)計(jì)功能，在實(shí)踐應(yīng)用中取得了良好地效果。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的微機(jī)保護(hù)設(shè)備不斷更新?lián)Q代，許多二次回路需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行變更，在變更中既要把握重點(diǎn)，又要重視細(xì)節(jié)，使二次系統(tǒng)真正成為電力系統(tǒng)的安全屏障。

[1]張曉亮,李江龍.談變電二次設(shè)計(jì)過程中的細(xì)節(jié)問題[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2006(24):284-286.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施 繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則.國(guó)家電網(wǎng)生技,[2005]400號(hào).

李偉(1984—),男,漢族,山西晉城人,電氣工程師,太原理工大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)在讀工程碩士,現(xiàn)于晉煤集團(tuán)供電分公司從事變電運(yùn)行工作。