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光纤保护在京津唐电网中的应用研究

有一些纵联电流差动保护内部,有多种通道连接方式选择,如:光纤直联方式、经光电转换进64kbps接口等方式。这些方式均需采用跳线进行切换,否则,也会造成两侧保护计算差流的不同步。在实际运行中,曾发生过这种情况:维护人员更换备用插件时,由于未对跳线进行核对,造成保护装置CRC校验误码增加,有时达到告警定值。这也是由于数据不同步造成的。

纵联电流差动保护涉及通道设备、通信方式较多,现在运行中的有专用光纤保护、复用光纤保护、复用微波保护,这些保护与通常的只传输命令信号的允许式复用、专用保护要求不一样。它要对通道的方式做出一些要求,比如:要对光纤直联还是经光电转换连接上光纤或微波、通信主设备的同步方式、误码率等指标进行规定。正是由于在通道上的技术环节较多,造成保护装置通道告警后(有时是瞬时的),不容易分辨是保护的问题,还是通信的问题。所以,对现场维护人员来说,要把继电保护工作做好,就要加强保护专业与通信专业之间的沟通。

3:CT饱和问题:

在差动保护设计中,CT饱和问题是必须考虑的一个问题。对于通常的220KV双母线系统,在发生区外故障时,由于线路两端CT特性不一致,有可能在保护装置内部产生差流,由于整定值小于额定电流,有可能造成保护误动。这个问题在一般的保护装置中靠比例制动原理已经得到解决。但是在500KV系统,一次系统多采用一个半接线(如图),当K1点发生短路时,流过5012的电流有两部分,一部分为1母线通过5011开关提供的IA,另一部分为对侧通过线路提供的IB。此时,在IA和IB的作用下,5012CT有可能严重饱和,一般的电流输入方式下,是5011CT与5012CT合并后进入A端保护装置,此时,将使输入到A端保护中的电流与一次值有较大误差,在两侧保护装置中形成差流。而且A侧保护中制动电流是|IA-IB|,此值可能不是很大,造成制动电流不够,极有可能使差动保护误动出口。

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针对CT饱和,不同的厂家采用不同应对策略。有采用CT饱和检测器以提高制动特性的的、有采用自适应制动特性的等各种方法,但这些方法均影响了保护动作的灵敏度。较为有效的方法就是线路每侧采用两组CT绕组,进入保护装置进行制动(用最大电流进行制动)。这样可以在不影响原保护灵敏度的前提下,提高保护在区外故障且CT饱和时,保护抗误动的能力。

4:CT断线的判别:

对于电流纵差保护来说,CT断线的判别是很重要的一个功能,若处理不当,就有可能造成保护误动。现运行的所有纵差保护中,有如下几种方式:一种是引入另一个CT或同一CT的不同绕组,与本身CT进行比较(如:零序电流),若不一致则为CT断线,闭锁保护;若一致则为系统故障,开放保护。另一种是利用通道,交换线路两侧的零序电流情况,判别方法同上。还有利用检测电压变化率或零序电压来闭锁保护的。以上几种方式,我们感觉利用通道比较两端的零序电流的方式比较好,它充分利用了光纤通道的优势,又减少了外部的接线,简化了装置。对于采用电压变化量来闭锁、开放保护的方式,我们认为不可取,因为造成电压波动的因素太多,如:投切电抗器、电容器,发电机调整无功等,而且高阻接地时,电压的变化量并不是很大,最大问题是躲过渡电阻能力大大下降。所以,国产保护中,还没有用电压变化量来开放保护的方式。

5:电容电流补偿问题:

目前,在500KV超高压电网中,纵联电流差动应用比较广泛。针对超高压、长距离输电线路,电容电流的影响不能不考虑进去。现在进口保护普遍的做法是在定值项中,对电容值(或充电电流)进行设定。但是作为限制一次过电压的一种手段,500KV线路普遍装设了高压电抗器对线路电容进行一定的补偿。但是,当电抗器因故退出运行时,此时保护内预设的充电电流值,就失去了意义,并且影响了保护的动作性能。现场必须重新进行定值的整定,给运行带来不便。是否可以采用一个开入量(如:高压电抗器的刀闸辅助接点),来控制此项定值的切换。这样,运行方式切换起来就较为方便。

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