220kV线路保护与高频收发信机接口方式的现场应用探讨.pdf

第 3 5 卷第 9 期 2 0 0 7年 5月 1日 继 电 器 re lay v _0 1 3 5 no 9 m a y 1 ， 2 0 0 7 2 2 0 k v线路保护与高频收发信机接 口方式的现场应用探讨 ， 柏 兴 山 ( 云南电网公 司曲靖供 电局 ，云南 曲靖 6 5 5 0 0 0 ) 摘要：为防止在由旁路代供线路操作过程中由于接口方式发生变化而引起的高频保护异常事件，通过对 2 2 0 k v 线路保护与 高频收发信机两种不同接 口方式的现场接线分析， 找出了在旁代线路过程中接 口方式发生变化后操作中的关键环节在于高频 收发信机 “ 远方启信”功能的投、退，为避免此类问题的发生提出了意见和建议，对接 口方式发生改变后现场应用中的注意 事项作了深入探讨。 关键 词：保护 ；收发信机；接 口；应用 re s e a r c h o n t h e a p p l i c a t i o n o f the 2 2 0 k v l i n e p r o t e c t i o n a n d i n t e r f a c e wa y o f h i g h - f r e q u e n c y t r a n s mi t t e r - r e c e i v e r bai xi n g s ha n ( qu j i n g p o w e r s u p p l y b r a n c h ， s t a t e p o w e r gri d c o r p o r a t i o n o f y u n an p r o v i n c e ， qu j i n g 6 5 5 0 0 0 ， c h i n a ) ab s t r a c t ： t o p r e v e n t t h e e x c e p t i o n a l i n c i d e n t o f h i g h f r e q u e n c y r e l a y c a u s e d b y the c h ang e o f the i n t e rfa c e wa y ,t wo k i n d s o f d i f f e r e n t c o n n e c t i o n o f the 2 2 0 k v l i n e p r o t e c t i o n an d i n t e rfa c e way o f h i g h fre q u e n c y t r an s mi t t e r - rec e i v e r a r e c are f u l l y a n a l y s e d i t fin d s o u t tha t the k e y l i n k i s t h e c a s t o r e x i t o f t h e fun c t i o n o f f ar o b t a i n i n g i n f o r ma t i o n ”a b o u t h i g h f r e q u e n c y tran s mi tt e r - r e c e i v e r a f t e r the i n t e rfa c e w ay c h a n g ed d u ri n g the c h a n n e l c h ang e o v e r s o me me tho d s and s u g g e s t i o n s a r e p r o p o s e d t o a v o i d the s i mi l ar p r o b l e m s s e v e r a l a s p e c t s are d i s c u s s e d wh i c h n e e d s t o p ay a t t e n t i o n d u ri n g the l o c al a p p l i c a t i o n a f t e r the i n t e rfa c e way c h an g e d ke y wo r d s ： p r o t e c t i o n ； h i g h f r e q u e n c y tran s mi t t e r - r e c e i v e r ； i n t e rfa c e ； a p p l i c a t i o n 中图分类号： t m7 7 3 文献标识码： b 文章编号： 1 0 0 3 4 8 9 7 ( 2 0 0 7 ) 0 9 0 0 6 8 0 2 0 引言 在现场实际应用中，特别是在用旁路代供线路 时，在 目前广泛采用的旁路保护与线路保护共用高 频收发信机方式下，高频收发讯机 由 “ 本线 ”切换 至 “ 旁路 ”方式后，因旁路保护和线路保护装置不 同而引起高频收发信机与继电保护的接 口方式发生 了改变，从而导致在高频通道交换中出现的通道异 常事件时有发生。本文就单接点接 口方式和双接点 接 口方式下高频收发信机的现场接线，以目前配置 较为典型的 2 2 0 k v三岔变电站为例 ， 对运行 中容易 出现的问题进行分析，找出了现场应用中的关键环 节 ，并就高频收发信机装置在接 口方式发生改变时 的操作提 出了建议。 1 单、双接点接口方式的现场接线 继电保护与收发讯机的接 口方式 中，在 “ 四统 一 ”高频闭锁逻辑上存在有继 电保护装置 自身实现 还是 由收发信机实现两种情况，这两种方式可简单 称为单接点和双接点方式。图 l为 目前广泛使用的 高频收发信机装置典型开入接线 图，图中所示为单 接点方式下引进装置的开入量 ，在 “ 单接点”接 口 方式下， 高频 闭锁逻辑、 远方启信 、 通道交换 由继 电 保护装置提供，由图 l中可看 出，继电保护只有一 对接点 “ f a - 1 ” 来控制高频收发信机的停信与发信， 接点闭合时发信 ， 接点断开时停信， 在此方式下“ 停 信 ”开入 l 4 、“ 其它保护动作停信”开入 l 7 、“ 断路 器位置停信 ”开入 2 0 由保护装置逻辑完成，不需 引入。 双接点接 口方式时， 高频闭锁逻辑、 远方启信、 通道交换 由高频收发信机实现，继电保护另外提供 具有优先权的两对接点 ( 或空光藕)来控制装置的 发信和停信。其中 “ 启动发信 ”开入 l 0闭合时高频 收发信机发信，“ 停信 ”开入 l 4闭合时收发信机装 置停信，并且高频收发信机装置还要引入 “ 其它保 护动作停信”开入 l 7 、 “ 断路器位置停信 ”开入 2 0 ， 这样高频收发信机装置才能完成高频闭锁逻辑 。因 此 ，引入装置的开入量满足上述要求后，该装置同 维普资讯 柏兴山2 2 0 k v线路保护与高频收发信机接口方式的现场应用探讨 一 6 9 样能实现双接点方式。 l 2 1 0 。溜 14 z溜 8 丁 _ l 7 麓1id10 20 ( 一 il 1 争 t一 23 l1 l f a 。 一 2 4 3 8 - 7 4 0 3 7 3 9 本线 公共端 旁路 本线 旁路 启动发信 本线 旁路 停信 本线 其他保护 旁路 动作停信 本线 断路器 旁路 位置停信 本线 旁路 高频 电缆 高频通道录波 图 1 “ 单接点”方式下高频收发信机装置开入接线图 f i g 1 c o n n e t i n g o f h i g h fr e q u e n c y t r a n s m i t t e r r e c e i v e r e q u i p me n t i n t h e“ s i n g l e l i n k wa y 2 接口方式变化时的运行注意事项 由以上分析可见：造成继电保护与高频收发信 机接 口方式变化的主要原因在于继电保护装置 自身 逻辑功能的不 同。在微机保护发展初期 ，构成保护 智能核心部分的 c p u大多使用的是 l 6 位 的 8 0 9 8或 8位的 8 0 3 1 单片机 ， 其有限的位数无暇顾及 已经能 由高频收发信机完成的高频闭锁逻辑，只能实现双 接点方式 ( 如 1 1 型微机保护) 。目前新一代微机保 护采用 3 2位及以上浮点 d s p处理器， 为使保护可靠 性更高，比如能在运行 中检查到线路两侧继电保护 装置及整个高频通道的完好性等 ，保护与高频收发 信机接 口采用的都是单接点方式 ( 如 r c s 9 0 1 ) 。 由于高频闭锁逻辑、通道交换功能 已在保护改 造时的现场接线 中得到充分解决，因此 ，在运行过 程中两种接口方式变化后操作 时的关键环节在于高 频收发信机 “ 远方启信”功能的投、退 。单接点方 式下必须退 出高频收发信机装置的 “ 远方启信”功 能，反之则应投入该功能。 对接 口方式变化后的高频收发信机 “ 远方启信 ” 功能投、退选择的重要性，以高频通道检查过程为 例说明，在如图 2 所示高频闭锁式通道检查逻辑中， 正常运行时需进行通道信号交换 ，在正确设置下， 由人工在保护屏上按下通道试验按钮 ，本侧首先发 信 2 0 0 ms后停止发信； 对侧被动检查侧收到信号后 远方启信 ， 发信 1 0 s ；本侧主动检查侧收对侧信号达 5 s后本侧再次发信， 1 0 s后停止发信。 在主动检查 一 侧由于高频收发信机 “ 远方启信”功能未投入时， 本侧在完成 ac时间段工作后，将不能发信 1 0 s ，而 出现此情况时两侧高频收发信机往往不会发出告警 信号，此时现场运行人员很难发现问题，容易在高 频通道存在问题的情况下将高频投入运行，一旦线 路发生复杂故障，高频保护将发生误动、拒动。 b p 本侧 图 2高频通道检查收、发信过程图 f i g 2 p r o c e s s o f c h e c k i n g tr a n s mi s s i o n r e c e p t i o n o f h i g h fre q u e n c y c h a n n e l 图 3主接线及保护配置图 fi g 3 m a i n c o n n e c t i o n an d p r o t e c t i o n c o n fi g u r a t i o n 图3 为 2 2 0 k v三岔变 电站一次接线及保护配置 简 图，由图中可见，在旁代带路过程中接口方式存 在着由单接点变为双接点方式的情况；同理，在旁 路保护经技术改造更换为单接点方式保护后，又存 在着 由双接点方式变为单接点方式 问题 。 3 对接口方式发生变化后的几点建议 由于各种原因，在 同一个变 电站 内往往不能实 现旁路与线路为同一种接 口方式，因此 ，继 电保护 与高频收发信 机接 口方式发生改变的情况较为普 遍 。对此，提出建议如下： 1 ) 必须高度重视在旁路代供线路时，由于旁路 保护与线路保护共用收发信机而带来的接口方式变 化 问题。此 问题涉及二次回路设计、施工 、调试及 运行交接等环节，对有不同接 口方式配合要求的高 频收发信机，各环节应充分考虑，防患未然。 2 ) 现场运行人员应熟悉各型高频收发信机装置 的原理性能，熟练掌握接 口方式变化后投、退 “ 远 方启信功能”对装置进行的相关操作 。 3 )对高频收发信机 “ 远方启信 ”功能的投 、退 操作，建议列入操作票 内，严格操作流程。由于在对 ( 下转第 7 8页c o n t i n u e d o n p a g e 7 8) 维普资讯 继 电 器 从表 2可以看 出，系统 m的零序阻抗越大，线 路 2的接地距离越容易误动 。故障后阻抗的相角与 故障前 阻抗 的相 角相 差 不 多 。极 端情 况 下 ，当 z =o o时，系统 m成为中性点不接地系统 ，接地 距离感受的阻抗最小。 仿真结果证 明了理论分析的正确性。 3 对策 针对接地距离继电器误动的原因和误动时候所 具有的电气量特征，可以采用如下两个方法避免误 动： 1 )相邻线路发生接地故障时， 本线路对侧 中性 点不接地 。 利用这个特征， 可 以采用零序 电流 闭锁， 即当零序电流较小的时候闭锁接地距离元件。该方 法需要考虑如下问题：若选取固定门槛 ，零序电 流的门槛应该如何选取?对于电缆线路或长距离 的架空线路，对地电容较大，相邻线路发生接地故 障时本线路的零序 电流较大，若超过门槛值，同样 可能导致接地距离元件误动。 2 )发生单相接地故障的时候， 故障线路的故障 相电流一定会增大。而对于非故障线路，由前面的 理论分析和仿真可知，非故障线路的三相 电流都会 减少 ( 对于两相接地故障，该结论依然成立 ，篇幅 所 限读者可 自行证明) ， 且故障相 的同名相 电流减少 会较多。因此可 以通过判定保护启动后一周波电流 幅值是否减少来闭锁接地距离， 避免接地距离误动。 方法 2与方法 1 相 比，只比较保护启动前后电 流幅值是否增大，更容易实现 。因此，建议采用方 法 2避免接地距离误动 。 4 结语 本文针对一起接地距离保护误动的事故，对误 动的原因进行了详尽的理论分析， 并用 e m t p 仿真进 行验证。并给出了导致接地距离误动的几个影响因 素和该情况下的电气特征，针对电气特征给出了避 免接地距离保护误动的辅助闭锁判距。 参考文献 1 王梅义 电网继电保护应用 m 北京：中国电力出版 社 ， 1 9 9 9 ng m e i y i ap p l i c a t i o n o f p o we r s y s t e m p r o t e c fi v e r e l a y m b e ij i n g ： c h i n a e l e c t r i c p o we r p r e s s ， 1 9 9 9 2 朱声石 高压电网继电保护原理与技术 ( 第三版) m 北京：中国电力出版社，2 0 0 5 zhu s h e n g s h i p r i n c i r i l e a n d t e c h n o l o g y o f hi g h v o l t a g e p o we r s y s t e m pr o t e c t i v e re l a y , t h e t h i r d e d i fi o n m1 b e i i i n g ： c h i n a e l e c t r i c p o w e r pre s s ， 2 0 0 5 3 李晓明 现代高压电网继电保护原理 m 北京：中国电 力出版社，2 0 0 5 l i xi a o mi n g t h e r o y o f r e l a y p r o t e c t i o n o f m o d e m hv t r ans mi s s i o n s y s t e m m b e i j i n g ： c h i n a e l ect r i c po w e r p r e s s ， 2 0 0 5 收稿 日期：2 0 0 6 - 1 o - 1 1 ； 修回日期：2 0 0 6 1 1 2 3 作者简介： 承文新 ( 1 9 6 9 - ) ，男，高级工程师，主要从事继电保护 方面的工作： 范春艳 ( i 9 8 卜) 女，助工，主要从事水电自 动化、继 电保护方面的工作； 姚 斌 ( 1 9 7 7 一) ，男，硕士，主要从事电力系统故障分 析 ， 微机继电保护算法研究和装置开发工作。 e ma i l ： y a o b i n s f - a u t o c o m ( 上接第 6 9页c o n t i n u e df r o mp a g e 6 9) “ 远方启信 ” 功能投、退选择上需改变高频收发信机 装置定值设置内控制字 ( 如 p s f 6 3 1 ) ， 但此定值又未 纳入保护定值管理，由现场根据需要设置。因此，接 口方式变化后，在调度部门要求检查高频通道前，需 现场对此设置进行更改， 同时必须做好更改前原设置 记录，以便接 口方式恢复后及时恢复设置。 4