220kV母线故障短线路远跳拒动分析

220kV母线故障短线路远跳拒动分析

(内蒙古超高压供电局内蒙古呼和浩特O10070)

摘要:220KV母线差动保护动作时,切除故障母线上所有开关,同时通过操作箱的三跳继电器启动远跳切除对侧开关。本文以220KV线路CSC103光纤保护装置为研究对象,对其保护远跳拒动进行分析,同时还介绍其发送和接收远跳功能的原理。希望通过本文的分析能对今后的运行及继保人员熟悉掌握220kV线路的远跳功能,出现类似的故障问题,能够迅速准确有效地分析保护动作行为。

关键词:短线路;近端母线故障;保护拒动;动作行为分析

我国电力系统中,220KV及以上电压等级通常采用光纤作为传播数据信息的通道。这种方式有其独特的优点:首先,其有很强的抗干扰能力,可靠性较高。其次,数字光纤通道,在交换了两侧电流数据的同时,还交换了开关量信息,远跳保护就是利用主保护的光纤通道进行数据交换,从而实现远跳功能。本文以某220kV线路CSC103光纤差动保护装置为研究对象,对其远跳保护拒动进行分析。

1远跳的概念

故障点在母差保护动作范围,由其快速动作,切除故障母线运行开关,对侧变电站故障点没有在线路保护范围,无法快速解除故障,要由对侧线路保护装置的后备保护经延时切除故障,影响系统的稳定运行。为了实现快速保护动作,设置远跳功能,在母差和失灵保护动作后,启动三跳继电器,利用主保护光纤通道,远跳对侧开关。

2远跳动作原理

将采集得到远跳开入为高电平时,经滤波处理确认,作为开关量,连同电流采样数据及CRC校验码等一起打包为完整的一帧信息,通过数字通道,传送给对侧保护装置。

启动元件主要包括重合闸启动元件、零序电流启动元件、静稳破坏的启动元件、弱馈低电压启动元件以及电流突变量启动元件。无论启动哪一元件动作,在动作启动之后,都是将保护及在开放出口安装的继电器的正电源进行启动。

220kV某线路长度3kM,配置两套主保护。2017年3月25日,电厂侧母差保护动作,给220kV线路主保护CSC103B远跳开入,变电站侧CSC-103B保护未动作。

分析说明如下:

图1电厂侧CSC-103B线路保护录波保护报告

图2变电站侧CSC-103B线路保护报告

一、CSC-103B保护远方跳闸逻辑的说明

CSC-103B现场保护版本为V1.28L。该版本的CSC-103B保护装置有2个远方跳闸相关控制字,说明如下:

1)“远方跳闸受启动元件控制”控制字:

该控制字置“1”时,远方跳闸受启动元件控制,本侧<启动元件动作>且收到对侧传送过来的远方跳闸信号,动作永跳;

该控制字置“0”时,远方跳闸不受启动元件控制。

2)“远方跳闸受方向元件控制”控制字:

远方跳闸受方向元件控制,即为受阻抗Ⅱ段元件控制。

该控制字置“1”时,远方跳闸必须在保护启动的情况下,任一相别阻抗在Ⅱ段范围内,且收到对侧传送过来的远方跳闸信号,才能动作永跳。使用阻抗Ⅱ段闭锁时,需要考虑灵敏度是否满足要求;

该控制字置“0”时,远方跳闸不受阻抗Ⅱ段控制。

3)“远方跳闸受启动元件控制”控制字和“远方跳闸受方向元件控制”控制字,可以分别投退:

a)“远方跳闸受启动元件控制”控制字和“远方跳闸受方向元件控制”控制字均置“0”时,本侧收到对侧传送过来的远方跳闸信号,动作永跳。

b)“远方跳闸受启动元件控制”控制字置“1”时、“远方跳闸受方向元件控制”置“0”时,本侧<启动元件动作>且收到对侧传送过来的远方跳闸信号,动作永跳。

c)“远方跳闸受启动元件控制”控制字置“0”、“远方跳闸受方向元件控制”控制字置“1”时,远方跳闸必须在保护启动的情况下,任一相别阻抗在Ⅱ段范围内,且收到对侧传送过来的远方跳闸信号,才能动作永跳。

d)“远方跳闸受启动元件控制”控制字和“远方跳闸受方向元件控制”控制字均置“1”时,远方跳闸必须在保护启动的情况下,任一相别阻抗在Ⅱ段范围内,且收到对侧传送过来的远方跳闸信号,才能动作永跳。

二、远跳未动作的分析说

变电站侧保护控制字投入了“远方跳闸受方向元件控制”。投入该控制字后,当收到远方跳闸信号、同时距离II段在动作范围内,远方跳闸才能动作。

通过两侧保护的录波报告分析,两侧的B相故障电流的方向相反,为线路区外故障。

电厂侧保护启动录波报告的开关量显示,BN故障期间有远方跳闸开入。变电站侧保护录波报告显示,没有远方跳闸出口。

通过变电站侧保护录波报告分析计算,B相电抗一直大于距离II段电抗定值(0.6Ω),保护的B相测量阻抗轨迹如下(注:图中粉色为距离II段定值范围、绿色为B相阻抗轨迹):

图3远跳阻抗逻辑分析

变电站侧CSC-103B保护测量阻抗不在距离II段动作范围内,故远方跳闸未动作。

6总结

本次BN故障,220kV线路区外故障,电厂侧线路保护CSC-103B收到母差TJR跳令,通过TJR继电器接点利用电厂侧CSC103B保护通道远传跳闸命令。变电站侧收到远方跳闸开入,但保护测量阻抗不在距离II段范围内,故远方跳闸未动作。

希望通过本文的分析能对今后的运行及继保人员熟悉掌握220kV线路的远跳功能,一旦出现类似的故障问题,能够迅速及时、准确有效地对问题进行解决。

参考文献

[1]邓佳敏,雷延霞,杨梅,蔡丽.220kV线路发生死区故障时远跳对侧的应用研究[J].工矿自动化,2011,(10).

[2]赵翠玲,张航,李伟.220kV线路纵联保护远跳功能的应用[J].山东电力技术,2012,(1).

[3]南瑞继保.RCS-931BM系统超高压线路成套保护装置技术和使用说明书[S].2004.

作者简介

陈浩1983年--男工程师从事500kV电网继电保护维护工作。

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