110 kV手拉手接線系統(tǒng)中自愈保護(hù)聯(lián)調(diào)方案優(yōu)化

耿繼瑜，肖恒威，李啟本，王聞燚

(1.國網(wǎng)上海市電力公司松江供電公司，上海 201600；2. 國網(wǎng)上海市電力公司嘉定供電公司，上海 201800)

現(xiàn)代電網(wǎng)對供電可靠性的要求越來越高， 35 kV變電站和 10 kV開關(guān)站中備用電源自動投入裝置已基本普及， 110 kV變電站中，其進(jìn)線多采用手拉手接線方式與多個變電站構(gòu)成串供系統(tǒng)。目前對該串供系統(tǒng)多采用自愈保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)出現(xiàn)故障時，可及時有備用電源迅速補(bǔ)充，以保證系統(tǒng)可靠供電[1-3]。自愈系統(tǒng)的保護(hù)邏輯和框架以基本成型，并在手拉手接線系統(tǒng)中形成了較為典型的聯(lián)調(diào)策略[4]。隨著自愈保護(hù)廣泛應(yīng)用于110 kV手拉手接線系統(tǒng)，對自愈保護(hù)的動作邏輯和聯(lián)調(diào)方案開展研究，以進(jìn)一步改進(jìn)保護(hù)方案，優(yōu)化聯(lián)調(diào)策略具有重要意義。

1 110 kV手拉手接線系統(tǒng)自愈保護(hù)的原理分析

110 kV手拉手接線系統(tǒng)中，通常根據(jù)每個變電站包含的變壓器臺數(shù)，形成相應(yīng)數(shù)量的串供系統(tǒng)，進(jìn)而構(gòu)成相應(yīng)串?dāng)?shù)的自愈保護(hù)。為保證自愈系統(tǒng)正常運(yùn)行，自愈保護(hù)可靠聯(lián)調(diào)，分析自愈保護(hù)的基本動作原理就顯得尤為重要。

1.1 自愈保護(hù)的基本邏輯

針對本地區(qū)現(xiàn)有自愈保護(hù)情況而言，所用自愈保護(hù)裝置多產(chǎn)自南瑞繼保、國電南自和南瑞科技等廠家。三家自愈保護(hù)的基本邏輯大體相同，主要包括自愈充放電邏輯和自愈跳合閘邏輯，可將該邏輯進(jìn)一步細(xì)分為充電條件、放電條件和動作條件。

1.2 不同廠家的邏輯區(qū)別

不同廠家的自愈保護(hù)邏輯雖大體相同，但又存在細(xì)微差異。部分差異在自愈系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及保護(hù)投運(yùn)后具有重要影響，必須加以區(qū)分，以保證自愈系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

(1)充電條件。在充電條件中，南瑞繼保與南瑞科技邏輯一致，國電南自邏輯中多判了開關(guān)無跳閘位置異常(即TWJ異常)、自愈系統(tǒng)未充滿電，以及開環(huán)點(diǎn)線路無流的條件，具體邏輯如圖1所示。

圖1 國電南自的自愈系統(tǒng)充電邏輯

(2)放電條件。在放電條件中，三家僅在狀態(tài)異常的開關(guān)數(shù)量和所處位置上存在區(qū)別。南瑞科技是“任一開關(guān)TWJ異常即放電”，國電南自是“開環(huán)點(diǎn)至故障點(diǎn)間TWJ異常時放電”，而南瑞繼保是“無狀態(tài)正常的開關(guān)可跳才放電”。

(3)動作條件。在動作條件中，三家僅在線路縱差保護(hù)或者母線差動保護(hù)動作后，自愈系統(tǒng)動作判相關(guān)串供線路電壓的或門還是與門存在區(qū)別，其中南瑞繼保和南瑞科技判或門，而國電南自判與門。

然而，在廠家提供的自愈邏輯圖中，并未體現(xiàn)出這一與門/或門的邏輯關(guān)系。以南瑞繼保的動作條件為例，該邏輯僅表明在自愈系統(tǒng)充滿電的前提下，某運(yùn)行的串供開關(guān)跳位且無流；某電源站無壓且出線無流；某站母差保護(hù)動作；某線路保護(hù)動作；開環(huán)站或其對側(cè)站無壓且進(jìn)線無流；五者取或門即可判自愈動作。此處邏輯存在與描述不符的情況，應(yīng)加以改進(jìn)。

通過對不同生產(chǎn)成家的自愈保護(hù)邏輯進(jìn)行比較，分析不同型號自愈保護(hù)的差異性，為更好地進(jìn)行自愈保護(hù)聯(lián)調(diào)方案的實(shí)施與優(yōu)化提供良好的理論支撐。

2 常見自愈聯(lián)調(diào)方案分析

以四站聯(lián)調(diào)的自愈系統(tǒng)為例，分析現(xiàn)有自愈保護(hù)的調(diào)試方案。一次系統(tǒng)的接線情況如圖2所示。本例中僅分析單個串供回路且指定開環(huán)點(diǎn)后的自愈保護(hù)調(diào)試情況。更換其他串供回路或開環(huán)點(diǎn)的情況以此類推。

圖2 110 kV手拉手接線系統(tǒng)一次接線圖

本例中選擇開關(guān)D2為開環(huán)點(diǎn)，在主站檢查子站上送狀態(tài)量正確、各站開出傳動正確且系統(tǒng)充電已完成的前提下，對自愈系統(tǒng)進(jìn)行整組調(diào)試試驗(yàn)。自愈系統(tǒng)聯(lián)調(diào)方案如表1所示。

表1 自愈系統(tǒng)聯(lián)調(diào)方案

3 典型聯(lián)調(diào)方案的不足及優(yōu)化建議

典型自愈系統(tǒng)的調(diào)試方案針對不同廠家的自愈裝置顯然不具有通用性，如果盲目套用統(tǒng)一的聯(lián)調(diào)方案，勢必會造成聯(lián)調(diào)試驗(yàn)失敗甚至調(diào)試錯誤影響后續(xù)的投入運(yùn)行。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況以及工程現(xiàn)場所遇到的缺陷處理，對調(diào)試方案的優(yōu)化提出如下建議。

(1)在該聯(lián)調(diào)方案中默認(rèn)了線路縱差保護(hù)及母線差動保護(hù)在故障定位上的準(zhǔn)確性以及上送報文的正確性，即在聯(lián)調(diào)方案中，模擬相關(guān)保護(hù)動作時同步伴隨有相應(yīng)線路及母線的失壓。而這與實(shí)際運(yùn)行情況未必相符。一旦因保護(hù)裝置異?；蚬?jié)點(diǎn)損壞等情況導(dǎo)致誤發(fā)保護(hù)動作信號，系統(tǒng)并不會伴隨相應(yīng)的失壓，而此時自愈系統(tǒng)能否正確識別在典型聯(lián)調(diào)方案中并未體現(xiàn)。

故在聯(lián)調(diào)方案中，應(yīng)增設(shè)模擬線路或母線保護(hù)裝置誤發(fā)動作信號的方案，根據(jù)現(xiàn)有自愈保護(hù)邏輯，此時自愈系統(tǒng)應(yīng)可靠不動作。但在今后的自愈邏輯設(shè)計中，希望此種情況可增加一個提示功能。防止一旦串供線路失壓，或者壓變閘刀輔助接點(diǎn)損壞時，自愈保護(hù)滿足動作條件而誤出口。

(2)除與開環(huán)點(diǎn)相關(guān)的母差及線路保護(hù)動作自愈系統(tǒng)放電之外，串供回路線路縱差保護(hù)或者母線差動保護(hù)動作后，南瑞繼保和南瑞科技的保護(hù)動作判相關(guān)串供線路失壓的或門，而國電南自的保護(hù)動作判相關(guān)串供線路失壓的與門。而在此聯(lián)調(diào)方案中，一旦故障，串供回路均失壓，故不能體現(xiàn)出自愈動作所判的失壓為串供線路電壓的或門還是與門。

因此，在聯(lián)調(diào)方案中，對線路縱差保護(hù)及母線差動保護(hù)動作伴隨的失壓模擬，應(yīng)依次有序進(jìn)行，以驗(yàn)證裝置自愈邏輯的準(zhǔn)確性。

(3)不同廠家的裝置放電條件有所區(qū)別，面對不同廠家的裝置，聯(lián)調(diào)方案中要針對TWJ異常的開關(guān)數(shù)量及位置的不同分別模擬。

(4)聯(lián)調(diào)時，線路中往往沒有加入電流，因此無流的判定條件一直滿足，所以一經(jīng)失壓自愈即可動作。在后續(xù)的聯(lián)調(diào)方案中應(yīng)針對不同情況模擬通入適當(dāng)?shù)碾娏鳌?/p>

4 結(jié)語

本文從現(xiàn)場運(yùn)行實(shí)際出發(fā)，首先分析了110 kV手拉手接線系統(tǒng)自愈保護(hù)的基本原理，通過對比研究南瑞繼保、南瑞科技和國電南自自愈保護(hù)邏輯，為自愈保護(hù)聯(lián)調(diào)方案的準(zhǔn)確性和進(jìn)一步優(yōu)化提供良好的理論支撐。其次，研究了典型自愈系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)方案，并對四站聯(lián)調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了故障及各站聯(lián)調(diào)策略的模擬，以驗(yàn)證自愈保護(hù)動作的準(zhǔn)確性。最后，在典型自愈保護(hù)聯(lián)調(diào)方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同廠家的自愈保護(hù)邏輯，提出了聯(lián)調(diào)方案中存在的不足，給出了相應(yīng)的優(yōu)化建議。為更準(zhǔn)確地進(jìn)行自愈保護(hù)聯(lián)調(diào)校驗(yàn)，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供實(shí)際參考。

另一方面，本文研究僅以本公司現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行情況為藍(lán)本，考慮了110 kV手拉手接線系統(tǒng)中自愈保護(hù)聯(lián)調(diào)的優(yōu)化方案。因此，對于其他接線形式以及其他現(xiàn)場實(shí)際問題，仍需做進(jìn)一步研究。