柳庚

國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司黃岡供電公司檢修分公司 湖北黃岡 38000

1 概述

隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大和跨越式發(fā)展，在區(qū)域電網(wǎng)和電能大范圍轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電力系統(tǒng)依賴(lài)于電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置的要求越來(lái)越高。目前國(guó)內(nèi), 多數(shù)都是配置傳統(tǒng)主站與子站的聯(lián)網(wǎng)控制模式, 實(shí)際使用中遇到線(xiàn)路故障需要聯(lián)鎖切機(jī)、切負(fù)荷時(shí)受制于技術(shù)性能落后、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)已越來(lái)越脫離現(xiàn)代大電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性的要求[1]。逐步提升穩(wěn)控設(shè)備智能化、多功能化的區(qū)域電網(wǎng)安全穩(wěn)定緊急控制裝置是現(xiàn)代電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的迫切需要。

研究和開(kāi)發(fā)更多更好的安全穩(wěn)定控制裝置( 系統(tǒng))，應(yīng)該明確這類(lèi)裝置( 系統(tǒng)) 需滿(mǎn)足繼電保護(hù)的基本要求，即可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性[2]。符合要求的安全穩(wěn)定控制裝置通過(guò)采取一定措施所保證的動(dòng)作的信賴(lài)性和安全性。

2 斷路器跳開(kāi)的幾種類(lèi)型，以及后續(xù)穩(wěn)控邏輯變化情況

安裝設(shè)計(jì)中需要采用三相斷路器HWJ 節(jié)點(diǎn)串聯(lián)接入穩(wěn)控裝置方式時(shí)，有一相斷路器位置HWJ 節(jié)點(diǎn)返回，穩(wěn)控裝置接收到的斷路器HWJ 返回。

采用三相斷路器HWJ 節(jié)點(diǎn)并聯(lián)接入穩(wěn)控裝置方式時(shí)，有一相斷路器位置HWJ 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通，穩(wěn)控裝置接收到的斷路器HWJ 導(dǎo)通；三相HWJ 節(jié)點(diǎn)均返回時(shí)，穩(wěn)控裝置接收到的斷路器HWJ 才返回。

2.1 線(xiàn)路單相故障，保護(hù)單相跳閘。

線(xiàn)路單相故障，可分為單相永久性故障和單相瞬時(shí)性故障。其中單相永久性故障后，線(xiàn)路保護(hù)裝置經(jīng)過(guò) “單跳—單重—三跳”，最終會(huì)跳開(kāi)線(xiàn)路斷路器，從發(fā)生故障到三相斷路器均跳開(kāi)約耗時(shí)1.2s。單相瞬時(shí)性故障后，線(xiàn)路保護(hù)裝置經(jīng)過(guò) “單跳—單重”，最終線(xiàn)路斷路器保持合位運(yùn)行，整個(gè)過(guò)程約耗時(shí)0.9s。

線(xiàn)路保護(hù)跳開(kāi)單相斷路器時(shí)，會(huì)向穩(wěn)控裝置發(fā)送保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。跳開(kāi)相在故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流增大現(xiàn)象，跳開(kāi)后會(huì)出現(xiàn)單相電流電壓降低現(xiàn)象。

采用三串方式時(shí)，單永故障情況下，穩(wěn)控裝置接收的HWJ 經(jīng)歷 “導(dǎo)通—返回—導(dǎo)通—返回” 的狀態(tài)變化；單瞬故障情況下，穩(wěn)控裝置接收的HWJ 經(jīng)歷 “導(dǎo)通—返回—導(dǎo)通” 的狀態(tài)變化。

采用三并方式時(shí)，單永故障情況下，穩(wěn)控裝置接收的HWJ 經(jīng)歷 “導(dǎo)通—返回” 的狀態(tài)變化；單瞬故障情況下，穩(wěn)控裝置接收的HWJ 一直為導(dǎo)通狀態(tài)。

2.2 斷路器單相偷跳

斷路器單相偷跳后，三相不一致保護(hù)將動(dòng)作跳開(kāi)斷路器另外兩相，耗時(shí)約2.5s。目前三相不一致保護(hù)均采用機(jī)構(gòu)本體的保護(hù)元件，動(dòng)作后將向廠站監(jiān)控后臺(tái)發(fā)送動(dòng)作信號(hào)，但不會(huì)向穩(wěn)控裝置發(fā)送動(dòng)作信號(hào)。不會(huì)出現(xiàn)電流增大現(xiàn)象，跳開(kāi)后會(huì)出現(xiàn)單相電流電壓降低現(xiàn)象。采用三串方式時(shí)，穩(wěn)控裝置接收的HWJ 在單相偷跳時(shí)返回；采用三并方式時(shí)，穩(wěn)控裝置接收的HWJ 在三相不一致保護(hù)動(dòng)作時(shí)返回。

2.3 斷路器單相位置節(jié)點(diǎn)異常

斷路器單相位置節(jié)點(diǎn)異常返回時(shí)，線(xiàn)路保護(hù)和三相不一致保護(hù)均不會(huì)動(dòng)作，斷路器位置不會(huì)發(fā)生變化，不會(huì)出現(xiàn)單相電流電壓變化。采用三串方式時(shí)，穩(wěn)控裝置接收的HWJ 會(huì)返回；采用三并方式時(shí)，穩(wěn)控裝置接收的HWJ 一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。

以南瑞繼保裝置判斷策略為例進(jìn)行分析，南瑞繼保裝置目前采用智能開(kāi)入板同時(shí)監(jiān)測(cè)25 路開(kāi)入，并將開(kāi)入信息通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)傳給其它插件板的硬件設(shè)計(jì)。

依據(jù)《PCS-992 電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置技術(shù)及使用說(shuō)明書(shū)》，南瑞繼保裝置設(shè)置有啟動(dòng)判據(jù)，啟動(dòng)后進(jìn)入事故判別狀態(tài)，滿(mǎn)足動(dòng)作條件時(shí)出口。啟動(dòng)判據(jù)共有5 項(xiàng)，其中與本專(zhuān)題分析相關(guān)的有3項(xiàng)，分別為：電流突變量啟動(dòng)、功率突變量啟動(dòng)、低電壓?jiǎn)?dòng)。

南瑞繼保裝置判斷線(xiàn)路跳閘狀態(tài)的判據(jù)分為兩種，一是借助保護(hù)跳閘接點(diǎn)判斷線(xiàn)路故障跳閘的判斷，二是線(xiàn)路無(wú)故障跳閘判據(jù)。兩種判據(jù)邏輯摘錄如下：

（1）借助保護(hù)跳閘接點(diǎn)判斷線(xiàn)路故障跳閘的判據(jù)：

①判斷單相永久性故障需滿(mǎn)足如下條件：

·突變量啟動(dòng)。

·已判出單相瞬時(shí)故障或有一相電流增加、一相電壓降低。

·在大于重合閘時(shí)間后查到有兩相跳閘信號(hào)。

滿(mǎn)足以上條件則判為單相永久性故障：

②判斷保護(hù)誤動(dòng)引起跳閘需滿(mǎn)足如下條件：在裝置啟動(dòng)前收到跳閘信號(hào)或斷路器位置接點(diǎn)變化信號(hào)，且三相電壓都在正常運(yùn)行范圍U ≥Ut、電流無(wú)突然增加但卻出現(xiàn)突然降低到I ≤It。

（2）線(xiàn)路無(wú)故障跳閘判據(jù)：

①不考慮斷路器位置判據(jù)

無(wú)故障跳閘判據(jù)（只利用電氣量判別）。

（電流應(yīng)小于投運(yùn)電流）

·電流變化量滿(mǎn)足

t ≥tS1 （滿(mǎn)足上述判據(jù)的確認(rèn)延時(shí)）

同時(shí)滿(mǎn)足以上條件則判別為無(wú)故障跳閘。

其中：PS1 應(yīng)小于對(duì)穩(wěn)定有影響的輸送功率值；PS2 應(yīng)稍大于0，且大于零功率時(shí)的最大漂移值；投運(yùn)電流IS1 應(yīng)略大于空載線(xiàn)路的充電電流；延時(shí)是為了防止在潮流轉(zhuǎn)移過(guò)程中引起誤判為設(shè)備跳閘；｜ΔI ｜dt 為浮動(dòng)門(mén)檻；α、β 為系數(shù)[3]。

②考慮斷路器位置判據(jù)：[ 單元n 位置信號(hào)接入]

定值含義：

0：表示本單元接入元件對(duì)應(yīng)斷路器的位置接點(diǎn)未引入裝置，位置輔助接點(diǎn)不參與本單元的投停狀態(tài)判別。

1，2: 表示本單元接入元件對(duì)應(yīng)斷路器的位置接點(diǎn)引入裝置端子，位置輔助接點(diǎn)參與本單元的投停狀態(tài)判別，1- 定義為HWJ，2-TWJ。

當(dāng) “單元n 位置信號(hào)接入” 定值整定為0 時(shí)，裝置僅根據(jù)電氣量進(jìn)行投停狀態(tài)判別；當(dāng) “單元n 位置信號(hào)接入” 定值整定為1或2 時(shí)，裝置首先根據(jù)電氣量判別裝置是否為投運(yùn)狀態(tài)，當(dāng)電氣量無(wú)法判別是否處于投運(yùn)狀態(tài)時(shí)，裝置根據(jù)位置接點(diǎn)進(jìn)行輔助的投運(yùn)狀態(tài)判別，當(dāng)電氣量判據(jù)判別裝置為投運(yùn)狀態(tài)，但位置接點(diǎn)與投運(yùn)狀態(tài)判別不一致時(shí)，裝置報(bào) “單元n 位置異?！?告警報(bào)文，發(fā)告警信號(hào)。

注意：“單元n 位置信號(hào)接入” 定值僅用于判別元件投停，不用于元件跳閘的判別。

3 結(jié)論分析

3.1 線(xiàn)路單相故障

此時(shí)保護(hù)裝置有動(dòng)作信號(hào)發(fā)至穩(wěn)控裝置，南瑞繼保裝置采用“借助保護(hù)跳閘接點(diǎn)判斷線(xiàn)路故障跳閘的判據(jù)” 進(jìn)行判別，均能正確判斷出線(xiàn)路保護(hù)的單永故障和單瞬故障跳閘狀態(tài)，不影響穩(wěn)控裝置正常運(yùn)行。因而，該判據(jù)下三串、三并方式無(wú)區(qū)別。

3.2 斷路器單相偷跳

此時(shí)穩(wěn)控裝置未接收到保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，其動(dòng)作行為分析如下。

對(duì)于 “借助保護(hù)跳閘接點(diǎn)判斷線(xiàn)路故障跳閘的判據(jù)” 中的 “判斷保護(hù)誤動(dòng)引起跳閘”判據(jù)，三串方式下會(huì)有斷路器HWJ節(jié)點(diǎn)變化，同時(shí)滿(mǎn)足三相電壓都在正常運(yùn)行范圍（對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)供電，電壓無(wú)異常變化）、電流無(wú)突然增加但卻出現(xiàn)突然降低到電流I ≤It 的條件，穩(wěn)控裝置判斷為 “護(hù)誤動(dòng)引起跳閘”，但這種情況不會(huì)啟動(dòng)策略搜索。三并方式下，第一階段斷路器HWJ 節(jié)點(diǎn)無(wú)變化，因而不會(huì)啟動(dòng)該判據(jù)。

對(duì)于 “線(xiàn)路無(wú)故障跳閘判據(jù)”，其分為考慮斷路器位置節(jié)點(diǎn)和不考慮斷路器位置節(jié)點(diǎn)兩種判據(jù)。其中，三串、三并方式對(duì)不考慮斷路器位置節(jié)點(diǎn)的判據(jù)無(wú)影響，南瑞繼保裝置定值清單說(shuō)明中注明了各間隔位置信號(hào)接入控制字選擇僅用于判別元件投停，不用于元件跳閘的判別。因而，該判據(jù)下三串、三并方式無(wú)區(qū)別。

3.3 斷路器單相HWJ 節(jié)點(diǎn)異常

此時(shí)僅有HWJ 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變化，無(wú)電壓、電流、功率等電氣量變化，南瑞繼保裝置不會(huì)啟動(dòng)，不影響穩(wěn)控裝置正常運(yùn)行。因而，該判據(jù)下三串、三并方式無(wú)區(qū)別。