蔣怡然

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司檢修公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

引言

隨著直流輸電的廣泛應(yīng)用、新能源電源的大量并網(wǎng)，電網(wǎng)電力電子化程度越來越高。其中，直流換相失敗問題成為新形勢(shì)下影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。一次直流換相失敗恢復(fù)時(shí)間約為200ms[1]，若連續(xù)發(fā)生兩次或以上直流換向失敗故障，即使采取切除送端2000萬kW左右機(jī)組、并閉鎖直流等措施，送端電網(wǎng)仍無法穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生死區(qū)故障或者開關(guān)失靈時(shí)，現(xiàn)有死區(qū)及失靈保護(hù)動(dòng)作跳相鄰斷路器隔離時(shí)間基本晚于故障后400ms，隨著±800kV祁韶線入湘，現(xiàn)有失靈保護(hù)已無法滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

通過在沙坪500kV變電站按串配置站域失靈保護(hù)[2]，當(dāng)死區(qū)故障或者開關(guān)失靈拒動(dòng)時(shí)，能夠在故障后200ms內(nèi)完成故障隔離[3]，滿足了特高壓直流系統(tǒng)對(duì)快速切除失靈故障的要求，提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定裕度。

1 現(xiàn)有失靈及死區(qū)保護(hù)現(xiàn)狀

現(xiàn)有失靈保護(hù)和死區(qū)保護(hù)的主要判據(jù)是一樣的，即兩者斷路器均要求收到過保護(hù)跳閘命令，且對(duì)應(yīng)保護(hù)過流元件動(dòng)作。斷路器失靈保護(hù)的延時(shí)用來確認(rèn)在這段時(shí)間里該斷路器中一直有電流，動(dòng)作延時(shí)需要躲過斷路器跳閘時(shí)間與保護(hù)繼電器的返回時(shí)間，一般取300ms[4]。死區(qū)保護(hù)按躲過斷路器位置時(shí)刻和斷路器熄弧時(shí)刻的最大時(shí)間差設(shè)置動(dòng)作延時(shí)，動(dòng)作延時(shí)取100×150ms[5]。死區(qū)保護(hù)較失靈保護(hù)延時(shí)較短，是因?yàn)槎嘁肓藬嗦菲魑恢门袆e的條件。當(dāng)發(fā)生死區(qū)故障或者開關(guān)失靈時(shí)，現(xiàn)有死區(qū)及失靈保護(hù)動(dòng)作跳相鄰斷路器隔離時(shí)間基本晚于故障后400ms，死區(qū)和失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)間優(yōu)化主要集中在現(xiàn)有的分閘和熄弧確認(rèn)時(shí)間裕度以及各環(huán)節(jié)確認(rèn)延時(shí)。

2 施工情況

2.1 保護(hù)配置情況

沙坪變電站按串配置站域失靈（死區(qū)）保護(hù)裝置，屏內(nèi)配置A套WDLK-862F斷路器保護(hù)，B套PRS-726A斷路器死區(qū)（失靈）保護(hù)，每套保護(hù)裝置均包含3個(gè)斷路器的失靈保護(hù)、兩條線路的遠(yuǎn)跳保護(hù)功能，每套保護(hù)裝置分別具有和對(duì)側(cè)保護(hù)通信的縱聯(lián)光纖通道。需在復(fù)興變第三串配置2套死區(qū)及失靈保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)失靈遠(yuǎn)跳功能，每套死區(qū)及失靈保護(hù)采用光纖通信2Mb/s復(fù)用通道和對(duì)端變電站通訊。采用GOOSE組網(wǎng)方案，在第一串站域失靈（死區(qū)）保護(hù)屏上裝設(shè)A、B網(wǎng)過程層交換機(jī)各一套。

2.2 二次回路接入

站域失靈保護(hù)用二次電流直接串接在斷路器保護(hù)用二次電流之后。

站域失靈保護(hù)裝置所用二次電壓取自本串線路（主變）電壓。其分別從線路（主變）保護(hù)A、B柜引出二次電壓，分別接至站域失靈保護(hù)A套裝置及B套裝置。

站域失靈保護(hù)裝置所需開關(guān)位置，采用從每個(gè)斷路器匯控柜引出兩組輔助接點(diǎn)，分別接至站域保護(hù)A套裝置及B套裝置。其中，WDLK-862F-G取的是斷路器三相跳位接點(diǎn)串聯(lián)開入，PRS-726A取的是分相開入。

設(shè)計(jì)中，站域失靈保護(hù)裝置需接入線路分相跳閘接點(diǎn)（主變?nèi)狱c(diǎn)）、操作箱TJR接點(diǎn)保護(hù)跳閘。因目前處于試運(yùn)行階段，只將電纜敷設(shè)到位，不接入跳閘。

站域失靈保護(hù)裝置采用從直流分電屏引出兩路直流電源，分別接至A套裝置及B套裝置。

站域失靈保護(hù)裝置采用GOOSE組網(wǎng)方案，在第一串死區(qū)及失靈保護(hù)屏上裝設(shè)A、B網(wǎng)過程層交換機(jī)各一套，分別接入一二三四串死區(qū)及失靈保護(hù)A、B套裝置，實(shí)現(xiàn)信息交換、失靈聯(lián)跳。

3 施工中存在問題

3.1 保護(hù)配置問題

WDLK-862F站域失靈（死區(qū)）保護(hù)中失靈跳本開關(guān)、失靈跳相鄰開關(guān)延時(shí)可以整定，可能出現(xiàn)誤整定的問題。

3.2 二次回路問題

站域失靈（死區(qū)）保護(hù)裝置沒有對(duì)線路間隔或主變間隔進(jìn)行區(qū)分。線路間隔的跳閘開入為分相跳閘開入，主變間隔的跳閘開入同樣為分相跳閘開入，而主變保護(hù)裝置的出口接點(diǎn)并不分相。

站域失靈（死區(qū)）保護(hù)中所用電流二次回路沒有接入到故障錄波屏，無法對(duì)該回路電流進(jìn)行故障分析以及對(duì)CT電流拖尾特性進(jìn)行分析。

3.3 二次極性問題

沙坪變第二串電流互感器的一次極性是Ⅰ母邊斷路器TA朝向Ⅰ母，中斷路器TA和Ⅱ母邊斷路器TA朝向Ⅱ母。復(fù)沙復(fù)興變第三串電流互感器一次極性Ⅰ母邊斷路器和中斷路器TA朝向Ⅰ母，Ⅱ母邊斷路器TA朝向Ⅱ母。此時(shí)按照站域失靈保護(hù)裝置二次極性接入，復(fù)沙Ⅰ線沙坪側(cè)二次電流能正確反映其一次電流，復(fù)興側(cè)未能正確反映其一次電流。

4 解決方案和建議

4.1 保護(hù)配置問題

WDLK-862F站域失靈（死區(qū)）保護(hù)的誤整定問題可以參考PRS-726A的做法，將失靈延時(shí)內(nèi)部設(shè)置，不開放給用戶整定。

4.2 二次回路問題

由于主變保護(hù)裝置的出口接點(diǎn)不分相，在施工時(shí)采取將站域失靈保護(hù)主變分相跳閘開入并聯(lián)后接入。

站域失靈保護(hù)沒有接入到故障錄波屏的問題，可以考慮在后期配置獨(dú)立的故障錄波屏來解決。

4.3二次極性問題

通過改變復(fù)興變第二串的中斷路器TA二次極性可以解決復(fù)興側(cè)出現(xiàn)的極性問題。通過失靈遠(yuǎn)跳試驗(yàn)驗(yàn)證，通過改變復(fù)興變第二串的中斷路器TA二次極性后，站域失靈保護(hù)裝置能正確實(shí)現(xiàn)失靈遠(yuǎn)跳功能。

5 結(jié)束語

站域失靈（死區(qū)）保護(hù)為國(guó)網(wǎng)公司2017年大力推廣的項(xiàng)目，500kW沙坪變是國(guó)內(nèi)首批試點(diǎn)安裝的站域保護(hù)變電站之一。當(dāng)開關(guān)失靈拒動(dòng)或死區(qū)故障時(shí)，保護(hù)裝置聯(lián)跳本串相鄰開關(guān)出口接點(diǎn)延時(shí)為126ms左右，通過GOOSE組網(wǎng)發(fā)令跳相鄰串開關(guān)出口接點(diǎn)延時(shí)為130ms左右，遠(yuǎn)跳對(duì)側(cè)延時(shí)為135ms左右（不帶開關(guān)延時(shí)），大大縮短了失靈保護(hù)動(dòng)作延時(shí)，未來站域失靈（死區(qū)）保護(hù)的運(yùn)行必然能提升湖南500kV電網(wǎng)的安全穩(wěn)定裕度和電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。

本文介紹了站域失靈（死區(qū)）保護(hù)安裝過程中存在的問題，并給出了相應(yīng)的解決方案和建議，為以后站域保護(hù)裝置在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣提供技術(shù)參考。

實(shí)施過程中沒有采取整串停電的方式，而是采取的停單臺(tái)開關(guān)及分屏退保護(hù)的方式進(jìn)行二次回路的接入及試驗(yàn)工作。檢修人員在這種方式下施工本身就具有較高的風(fēng)險(xiǎn)，因此不建議在系統(tǒng)推廣這種安裝、調(diào)試模式。