陳國(guó)平, 王玉玲, 王德林, 徐 凱, 呂鵬飛, 張?jiān)缕? 杜丁香

(1. 國(guó)家電網(wǎng)有限公司, 北京市 100031; 2. 北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司, 北京市 100085;3. 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司, 北京市 100192)

0 引言

對(duì)于傳統(tǒng)交流電網(wǎng),繼電保護(hù)技術(shù)日臻成熟,能夠適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行需求。但是隨著直流輸電的快速發(fā)展,采用半控型換流器件的常規(guī)直流輸電系統(tǒng)在受端近區(qū)交流擾動(dòng)期間極易發(fā)生換相失敗,常規(guī)直流輸電這一固有特性導(dǎo)致特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行更為復(fù)雜,電網(wǎng)特性發(fā)生深刻變化[1-2]。從近年電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看,繼電保護(hù)在當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展階段已出現(xiàn)某些情況的不適應(yīng)[3-4]。針對(duì)3/2接線變電站開(kāi)關(guān)電流互感器(TA)單側(cè)布置的情況,存在保護(hù)死區(qū),且死區(qū)故障和開(kāi)關(guān)失靈均依靠開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)切除,按現(xiàn)有規(guī)程,失靈動(dòng)作延時(shí)整定范圍為200～250 ms,若發(fā)生開(kāi)關(guān)失靈或死區(qū)故障,故障切除時(shí)間可能會(huì)超過(guò)400 ms[5-7]。當(dāng)開(kāi)關(guān)失靈或死區(qū)故障發(fā)生在特高壓直流集中饋入近區(qū),可能導(dǎo)致多回直流同時(shí)發(fā)生連續(xù)兩次以上換相失敗(本文所述的一次換相失敗是指由于換相失敗導(dǎo)致的直流功率大幅跌落至恢復(fù)的過(guò)程),巨大的暫態(tài)能量沖擊會(huì)對(duì)送、受端電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響,甚至存在垮網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)[8]。經(jīng)過(guò)國(guó)家電網(wǎng)有限公司系統(tǒng)穩(wěn)定核算,將開(kāi)關(guān)失靈和死區(qū)故障的切除時(shí)間縮短至200 ms以內(nèi),可有效降低直流發(fā)生連續(xù)兩次以上換相失敗的概率。因此,亟需研究縮短開(kāi)關(guān)失靈和死區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“失靈(死區(qū))”)故障切除時(shí)間的有效措施,而目前基于站域多重信息的站域失靈(死區(qū))保護(hù)是一種重要研究方向。

直流輸電受端電網(wǎng)以3/2接線為主,且失靈(死區(qū))故障判別類似,因此本文以3/2接線方式下發(fā)生死區(qū)故障為例,分析了當(dāng)前應(yīng)用于電網(wǎng)中失靈保護(hù)的動(dòng)作邏輯和存在的不足,提出了站域失靈(死區(qū))保護(hù)工程應(yīng)用技術(shù)方案,并詳細(xì)闡述了基于站域信息縮短失靈(死區(qū))故障切除時(shí)間的策略和原理。在此基礎(chǔ)上,對(duì)站域失靈(死區(qū))保護(hù)方案進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,為工程實(shí)用化提供了依據(jù)和基礎(chǔ)。同時(shí)分析了該方案存在故障切除時(shí)間大于200 ms的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

1 現(xiàn)有死區(qū)故障切除情況分析

針對(duì)開(kāi)關(guān)TA單側(cè)布置的3/2接線變電站,邊開(kāi)關(guān)死區(qū)故障示意圖如圖1所示。當(dāng)F1點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),故障點(diǎn)位于母差保護(hù)范圍內(nèi)、線路差動(dòng)保護(hù)范圍外,母差保護(hù)動(dòng)作(同時(shí)出口啟動(dòng)5011開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)),跳開(kāi)Ⅰ母上所有開(kāi)關(guān)。此時(shí),故障并未隔離,系統(tǒng)通過(guò)線路和5012開(kāi)關(guān)持續(xù)向故障點(diǎn)提供電流。5011開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)裝置接收到啟動(dòng)保護(hù)開(kāi)入后,經(jīng)整定延時(shí)200～250 ms后動(dòng)作,跳開(kāi)5012開(kāi)關(guān),同時(shí)通過(guò)遠(yuǎn)跳功能跳開(kāi)線路對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān),最終完成故障隔離。

圖1 死區(qū)故障示意圖Fig.1 Schematic diagram of dead zone fault

1.1 死區(qū)故障時(shí)序分析

發(fā)生如圖1所示的TA死區(qū)故障時(shí),失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)序如圖2所示。

圖2 失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)序圖Fig.2 Operation sequence diagram of failure protection

其中,母差保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按30 ms考慮,開(kāi)關(guān)開(kāi)斷時(shí)間按60 ms考慮,失靈動(dòng)作延時(shí)按200 ms考慮,保護(hù)裝置開(kāi)入防抖延時(shí)按5 ms考慮。TA死區(qū)故障發(fā)生后,母差保護(hù)30 ms動(dòng)作出口,同時(shí)啟動(dòng)5011開(kāi)關(guān)失靈保護(hù),失靈保護(hù)動(dòng)作條件持續(xù)滿足,延時(shí)200 ms跳開(kāi)5012開(kāi)關(guān),同時(shí)通過(guò)線路保護(hù)遠(yuǎn)跳對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)。通過(guò)線路保護(hù)遠(yuǎn)跳時(shí),網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)為15 ms,為防止通道誤碼導(dǎo)致收信側(cè)保護(hù)誤動(dòng)作,還需20 ms確認(rèn)延時(shí),對(duì)側(cè)線路保護(hù)接收到遠(yuǎn)跳信號(hào)后,開(kāi)出接點(diǎn)給就地判據(jù)裝置,就地判據(jù)經(jīng)40 ms延時(shí)發(fā)跳閘命令。對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后,故障得以徹底隔離。由此可見(jiàn),從故障開(kāi)始到故障完全隔離,共持續(xù)405 ms。

1.2 死區(qū)故障動(dòng)作實(shí)例

2014年5月,華中電網(wǎng)500 kV鄭州變電站中開(kāi)關(guān)發(fā)生TA閃絡(luò)導(dǎo)致死區(qū)故障,故障時(shí)序如附錄A圖A1所示。從圖中可以看出,故障在391 ms后被切除,與理論分析時(shí)間結(jié)果基本一致。

2 3/2接線站域失靈(死區(qū))保護(hù)總體架構(gòu)

為解決現(xiàn)有失靈保護(hù)故障切除時(shí)間過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題,本文提出站域失靈(死區(qū))保護(hù)方案。該方案采用按串配置子機(jī)、主機(jī)獨(dú)立配置的架構(gòu),如圖3所示。圖中：站域保護(hù)主機(jī)與子機(jī)之間、甲乙站站域保護(hù)主機(jī)之間采用光纜連接。對(duì)于3/2接線TA單側(cè)布置的變電站,僅需裝設(shè)一套獨(dú)立的站域失靈(死區(qū))保護(hù)裝置,不改變現(xiàn)有保護(hù)裝置構(gòu)成。每串配一個(gè)子機(jī),每個(gè)子機(jī)采集該串三個(gè)開(kāi)關(guān)電流、兩個(gè)間隔電壓、三個(gè)開(kāi)關(guān)位置信息、兩個(gè)間隔保護(hù)(線路保護(hù)或變壓器保護(hù))動(dòng)作信息。子機(jī)接收主機(jī)跳閘指令,并經(jīng)防誤判別機(jī)制后執(zhí)行跳閘指令;主機(jī)負(fù)責(zé)站域信息的采集(包括母線保護(hù)動(dòng)作信息)和失靈(死區(qū))故障的快速識(shí)別,并向子機(jī)發(fā)出跳閘指令。主機(jī)與子機(jī)之間采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖方式進(jìn)行連接,兩站之間的主機(jī)采用光纖專用通道直連方式進(jìn)行站間通信。

圖3 站域失靈(死區(qū))保護(hù)實(shí)施方案Fig.3 Implementation scheme of circuit breaker failure in substation area and dead zone protection

3 3/2接線站域失靈(死區(qū))保護(hù)策略分析

通過(guò)對(duì)圖2中現(xiàn)有失靈保護(hù)邏輯各環(huán)節(jié)的研究,本文通過(guò)以下3個(gè)方面縮短失靈(死區(qū))故障切除時(shí)間。

1)基于站域綜合信息,實(shí)現(xiàn)跳閘組的快速定位,并采用減小TA拖尾影響的有效措施,縮短保護(hù)動(dòng)作延時(shí),加快本側(cè)站域失靈(死區(qū))保護(hù)動(dòng)作速度。

2)本側(cè)與對(duì)側(cè)同步啟動(dòng)判別,利用站間專用光纖通道,縮短遠(yuǎn)跳信號(hào)傳輸延時(shí),加快對(duì)側(cè)站域失靈(死區(qū))保護(hù)動(dòng)作速度。

3)采用分相直接跳閘,減少重動(dòng)環(huán)節(jié),加快跳閘速度。

3.1 加快本側(cè)站域失靈(死區(qū))故障判別速度

為便于描述,本文將母線保護(hù)、線路保護(hù)和主變保護(hù)動(dòng)作后對(duì)應(yīng)跳閘的開(kāi)關(guān)定義為該保護(hù)的跳閘組。如附錄A圖A2所示,Ⅰ母跳閘組為5011,5021,5031,5041開(kāi)關(guān);線路L1跳閘組為5041,5042開(kāi)關(guān);變壓器T1跳閘組為5042,5043開(kāi)關(guān);其他跳閘組類似。

站域失靈(死區(qū))保護(hù)方案故障判別方法基于站域信息實(shí)現(xiàn),主要包括母線保護(hù)及各間隔保護(hù)動(dòng)作信息、各開(kāi)關(guān)電流、各間隔電壓及各開(kāi)關(guān)位置等信息。

當(dāng)站域失靈(死區(qū))保護(hù)裝置接收到母線或間隔保護(hù)動(dòng)作信號(hào)時(shí),可判斷發(fā)生失靈(死區(qū))故障的開(kāi)關(guān)必包含于保護(hù)跳閘組,即將故障定位到對(duì)應(yīng)的跳閘組,此時(shí)跳閘組內(nèi)各開(kāi)關(guān)電流無(wú)死區(qū)或者失靈故障特征,經(jīng)過(guò)一段延時(shí)Tdelay后,如果某個(gè)開(kāi)關(guān)故障電流還未消失,則判定該開(kāi)關(guān)發(fā)生了失靈或死區(qū)故障。為防止因TA拖尾電流及其他因素影響而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng),一般Tdelay留有一定的延時(shí)裕度。因此,如何在保證可靠性的前提下縮短Tdelay延時(shí),成為加快本側(cè)站域失靈(死區(qū))保護(hù)判別速度的關(guān)鍵,本文主要綜合采用了以下三種手段。

1)判單開(kāi)關(guān)是否無(wú)流時(shí),將無(wú)流定值進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。

2)基于跳閘組內(nèi)故障電流、TA拖尾電流特征的比較,確定各開(kāi)關(guān)是否無(wú)流。

3)利用故障過(guò)程中的電壓特性,作為失靈(死區(qū))保護(hù)的輔助判據(jù)。

3.1.1無(wú)流定值的自適應(yīng)調(diào)整

現(xiàn)階段失靈保護(hù)主要基于單開(kāi)關(guān)有流、無(wú)流的判別,保護(hù)動(dòng)作延時(shí)Tdelay一般取200～250 ms,通常能夠躲過(guò)TA拖尾電流的影響,但如需縮短動(dòng)作延時(shí)Tdelay,則必須考慮TA拖尾電流的影響,否則存在擴(kuò)大故障切除范圍的風(fēng)險(xiǎn)。

TA拖尾電流是指發(fā)生短路故障時(shí),開(kāi)關(guān)在電流過(guò)零熄弧切斷一次電流回路后,電磁式TA二次側(cè)繞組仍然存在衰減的非周期電流分量,其方程可表示為:

式中:I0為一次開(kāi)關(guān)設(shè)備斷開(kāi)時(shí)TA二次繞組的初始電流,其大小由開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)二次繞組流過(guò)的電流決定;TS為衰減時(shí)間常數(shù),由二次回路的總電阻和總電感決定[9-10]。

TA拖尾初始電流幅值及衰減時(shí)間均會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)有流、無(wú)流判據(jù)產(chǎn)生較大的影響,甚至可能造成保護(hù)的誤動(dòng)。如果能減小TA拖尾影響,并快速判斷開(kāi)關(guān)是否無(wú)流,將縮短失靈(死區(qū))保護(hù)的判別時(shí)間,提高故障切除速度。

目前,常用減小TA拖尾電流影響的方法是“差分濾波+全波傅氏”算法,該算法由于計(jì)算窗口長(zhǎng),計(jì)算過(guò)程較慢,不利于TA拖尾電流的快速識(shí)別。本文利用“差分濾波+半波傅氏”算法計(jì)算的電流,作為失靈故障動(dòng)作電流;用“差分濾波+全波傅氏”算法計(jì)算的電流,作為制動(dòng)電流。借鑒比率制動(dòng)的思想,利用一個(gè)周期前制動(dòng)電流的大小自適應(yīng)調(diào)整當(dāng)前點(diǎn)無(wú)流定值門檻,判別當(dāng)前點(diǎn)失靈故障動(dòng)作電流是否滿足無(wú)流條件。無(wú)流定值自適應(yīng)調(diào)整示意圖,如附錄A圖A3所示。

全波傅氏計(jì)算的故障電流較為準(zhǔn)確,用其作為制動(dòng)電流,可有效解決半波傅氏短窗算法帶來(lái)的可靠性問(wèn)題,既加快了有流、無(wú)流的判別速度,又提高了失靈(死區(qū))保護(hù)的可靠性。

3.1.2跳閘組內(nèi)各開(kāi)關(guān)電流特征的比較

現(xiàn)有失靈保護(hù)裝置按開(kāi)關(guān)配置,僅采集所在開(kāi)關(guān)的電流,失靈判別主要依靠整定延時(shí)和判別開(kāi)關(guān)有無(wú)電流實(shí)現(xiàn)。而站域失靈(死區(qū))保護(hù)裝置采集變電站內(nèi)所有開(kāi)關(guān)電流,具備跳閘組內(nèi)多個(gè)開(kāi)關(guān)電流比較條件,為故障判別提供新手段。

發(fā)生失靈(死區(qū))故障,母線或間隔保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)所有可跳開(kāi)的開(kāi)關(guān)時(shí),在跳閘組內(nèi),僅失靈(死區(qū))故障點(diǎn)的開(kāi)關(guān)電流為故障電流,其他均為TA拖尾電流。通常TA拖尾電流與故障電流相差較大,再經(jīng)過(guò)一段延時(shí),衰減后的TA拖尾電流與故障電流差異則更加明顯,如果此時(shí)某個(gè)開(kāi)關(guān)電流遠(yuǎn)大于跳閘組內(nèi)其他開(kāi)關(guān)電流,則判定該開(kāi)關(guān)位置發(fā)生失靈或死區(qū)故障。

利用跳閘組內(nèi)故障電流和TA拖尾電流的這種特征差異來(lái)實(shí)現(xiàn)故障快速判別,可有效減小TA拖尾電流的影響,為縮短動(dòng)作延時(shí)Tdelay提供了一個(gè)有效的手段。

3.1.3電壓特征的輔助判別

當(dāng)發(fā)生開(kāi)關(guān)失靈或死區(qū)故障時(shí),母線或間隔保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)相關(guān)開(kāi)關(guān)后,短路故障繼續(xù)存在,整站電壓處于故障低電壓狀態(tài);而對(duì)于非開(kāi)關(guān)失靈或死區(qū)故障,故障切除后,非故障元件電壓通?？梢钥焖倩謴?fù)。利用故障電壓快速恢復(fù)的特性,設(shè)置電壓輔助判據(jù),可有效提高失靈(死區(qū))保護(hù)的可靠性。

采用上述方法,綜合考慮200 ms內(nèi)切除失靈(死區(qū))故障的需求和保護(hù)的可靠性,取Tdelay為100 ms(60 ms開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)間+40 ms失靈(死區(qū))判斷時(shí)延)。

3.2 加快對(duì)側(cè)站域失靈(死區(qū))保護(hù)動(dòng)作速度

本文提出構(gòu)建變電站間站域保護(hù)專用光纖通道,可在傳統(tǒng)線路保護(hù)遠(yuǎn)跳基礎(chǔ)上縮短約50 ms的延時(shí)。一是減少迂回通道等原因引起的信息傳輸延時(shí);二是利用專用光纖通道,本側(cè)站域失靈(死區(qū))保護(hù)動(dòng)作可以直接開(kāi)出信號(hào)至對(duì)側(cè)站域失靈(死區(qū))保護(hù),減少由兩側(cè)線路保護(hù)傳輸失靈開(kāi)入、開(kāi)出信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)延及確認(rèn)判據(jù)時(shí)間。

本文提出在本側(cè)故障對(duì)側(cè)就地判據(jù)同步啟動(dòng),邏輯框圖如圖4所示,改變了原對(duì)側(cè)收到本側(cè)發(fā)送的遠(yuǎn)跳信息,經(jīng)確認(rèn)信息無(wú)誤后再啟動(dòng)就地判據(jù)的邏輯,較傳統(tǒng)失靈(死區(qū))保護(hù),減少約40 ms就地判據(jù)延時(shí)。

圖4 兩站站域失靈(死區(qū))保護(hù)信息交互邏輯Fig.4 Information communication logic of circuit breaker failure and dead zone between two substation area protections

3.3 優(yōu)化跳閘回路

為了進(jìn)一步縮短失靈(死區(qū))故障切除時(shí)間,站域失靈(死區(qū))保護(hù)動(dòng)作輸出分相跳閘接點(diǎn),不再通過(guò)操作箱三跳重動(dòng)繼電器跳閘,而是直接利用三副接點(diǎn)接入開(kāi)關(guān)分相跳閘線圈。這樣可減少三跳重動(dòng)繼電器環(huán)節(jié),能夠縮短約10 ms。

以甲站F2發(fā)生死區(qū)故障為例,經(jīng)上述措施優(yōu)化后,死區(qū)故障切除時(shí)間可控制在200 ms以內(nèi),其動(dòng)作時(shí)序如圖5所示。

圖5 站域失靈(死區(qū))保護(hù)動(dòng)作時(shí)序圖Fig.5 Action sequence of circuit breaker failure and dead zone protection in substation area

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證站域失靈(死區(qū))保護(hù)方案及工程實(shí)施的可行性,在實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(real time digital simulator,RTDS)上搭建了如附錄A圖A4所示的500 kV仿真試驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)裝置在電網(wǎng)各種運(yùn)行工況下的整體性能進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證。

仿真試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括甲、乙、丙三個(gè)500 kV變電站。其中,乙站包含2個(gè)完整串和1個(gè)不完整串,甲、丙站各包含1個(gè)完整串。乙站5021,5022,5023開(kāi)關(guān)所在的串為線線串,5031,5032,5033開(kāi)關(guān)所在串為線變串。F1,F2,F3,F7,F8,F9,F10,F11點(diǎn)為死區(qū)故障點(diǎn),F4為母線故障點(diǎn),F5和F6為線路故障點(diǎn)。

乙站到丙站的線路L1與L2為500 kV同桿并架線路,線路長(zhǎng)度為200 km,線路兩側(cè)對(duì)角各裝一組容量為156 Mvar的高抗,補(bǔ)償度為75%。乙站到甲站的線路L3與L4也是500 kV同桿并架線路,線路長(zhǎng)度為100 km。每串安裝三組常規(guī)TA。TA變比均為2 500 A/1 A,線路電壓互感器(TV)變比為500 kV/100 V,各站系統(tǒng)等效短路容量為20 000 MVA。

測(cè)試內(nèi)容主要包含死區(qū)金屬性故障測(cè)試、死區(qū)外金屬性故障測(cè)試、發(fā)展及轉(zhuǎn)換性故障測(cè)試、經(jīng)高阻故障測(cè)試、開(kāi)關(guān)檢修測(cè)試、元件檢修方式測(cè)試、出串運(yùn)行測(cè)試、空充線路及手合故障測(cè)試、TA斷線測(cè)試、TA拖尾測(cè)試、TV斷線測(cè)試、直流電源斷續(xù)測(cè)試等項(xiàng)目。對(duì)于死區(qū)故障的測(cè)試,故障點(diǎn)的設(shè)置包含邊開(kāi)關(guān)的死區(qū)、中開(kāi)關(guān)的死區(qū)、線線串的死區(qū)、線變串的死區(qū)、不完整串死區(qū)等。除轉(zhuǎn)換性故障、高阻故障測(cè)試和手合故障測(cè)試外,本站故障切除時(shí)間為185.8～189.0 ms,對(duì)側(cè)站故障切除時(shí)間為193.8～197.3 ms,裝置均可在200 ms內(nèi)切除死區(qū)故障,滿足設(shè)計(jì)和工程要求。

模擬5031開(kāi)關(guān)的死區(qū)F3點(diǎn)發(fā)生金屬性C相接地故障后的試驗(yàn)錄波圖見(jiàn)附錄A圖A5。圖中電流從上至下分別為乙站5031,5032,5021開(kāi)關(guān)TA的三相電流,其中紅、綠、藍(lán)分別代表A,B,C相電流。試驗(yàn)中,站域失靈死區(qū)保護(hù)裝置在故障發(fā)生后125.4 ms發(fā)出跳乙站的5031和5032開(kāi)關(guān)的信號(hào)(圖中分別為T5031和T5032),故障后128.9 ms發(fā)出跳線路對(duì)側(cè)丙站的5011及5012開(kāi)關(guān)的信號(hào)(圖中分別為B5011和B5012)。如果開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)執(zhí)行時(shí)間按不大于60 ms計(jì),則切除故障時(shí)間分別為175.4 ms及188.9 ms,滿足在200 ms內(nèi)將死區(qū)故障隔離的要求。

附錄A圖A6為模擬線路L1上的F5點(diǎn)發(fā)生B相金屬性接地故障后,乙站的5032開(kāi)關(guān)失靈時(shí)的試驗(yàn)錄波圖。圖中電流從上至下分別為乙站5031,5032,5033開(kāi)關(guān)TA的三相電流,其中紅、綠、藍(lán)分別代表A,B,C相電流。站域失靈死區(qū)保護(hù)裝置在故障發(fā)生后130.8 ms發(fā)出跳乙站5031,5032,5033開(kāi)關(guān)及主變開(kāi)關(guān)的信號(hào)(圖中分別為T5031,T5032,T5033和Tran),并于131.0 ms發(fā)出跳線路對(duì)側(cè)丙站的5011及5012開(kāi)關(guān)的信號(hào)(圖中分別為B5011和B5012)。如開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)執(zhí)行時(shí)間按不大于60 ms計(jì),同樣滿足在200 ms內(nèi)將故障隔離的要求。

5 運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析

站域失靈(死區(qū))保護(hù)方案的應(yīng)用必須滿足以下兩個(gè)技術(shù)條件:①開(kāi)關(guān)開(kāi)斷時(shí)間不大于60 ms,開(kāi)關(guān)合—分操作時(shí),分閘時(shí)間不大于90 ms;②通道延時(shí)不大于5 ms。條件1不滿足時(shí),即開(kāi)關(guān)不滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,開(kāi)斷時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)導(dǎo)致站域失靈(死區(qū))保護(hù)誤動(dòng)。條件2不滿足時(shí),會(huì)導(dǎo)致單一金屬性故障,站域失靈(死區(qū))保護(hù)整組動(dòng)作切除故障時(shí)間超過(guò)200 ms。

轉(zhuǎn)換性故障如果從第一次故障發(fā)生時(shí)刻計(jì)時(shí),故障切除時(shí)間將增加故障轉(zhuǎn)換時(shí)間,存在大于200 ms切除故障的風(fēng)險(xiǎn)。

在模擬死區(qū)300 Ω故障時(shí),保護(hù)裝置的故障切除時(shí)間大于200 ms。因此,高阻接地故障存在故障切除時(shí)間大于200 ms的風(fēng)險(xiǎn)。

線路重合于永久性故障后加速跳閘時(shí)開(kāi)關(guān)失靈及手合于故障時(shí)開(kāi)關(guān)失靈,存在故障切除時(shí)間大于200 ms的風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)目前失靈保護(hù)動(dòng)作整定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不滿足現(xiàn)有電運(yùn)行需求，提出基于站域信息縮短3/2接線失靈(死區(qū))故障切除時(shí)間的策略和工程應(yīng)用技術(shù)方案。該方案利用跳閘組內(nèi)各開(kāi)關(guān)的電流特征比較、無(wú)流定值自適應(yīng)調(diào)整、故障切除后電壓快速恢復(fù)等措施，減小電流互感器拖尾電流對(duì)保護(hù)判據(jù)的影響，以縮短失靈保護(hù)整定延時(shí)；通過(guò)本站和對(duì)側(cè)站同步啟動(dòng)失靈判別，縮短對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)延時(shí)；采用專用光纖通信、分相直接跳閘，縮短通信通道延時(shí)、減少跳閘重動(dòng)環(huán)節(jié)。RTDS試驗(yàn)結(jié)果表明該方案在大部分故障情況下，可在200 ms內(nèi)切除死區(qū)及失靈故障，保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，為后續(xù)實(shí)際工程應(yīng)用提供依據(jù)和基礎(chǔ)。同時(shí)，該方案還存在故障切除時(shí)間大于200 ms的極端情況，后續(xù)還需開(kāi)展策略的進(jìn)一步優(yōu)化研究。

附錄見(jiàn)本刊網(wǎng)絡(luò)版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。