500kV同杆双回线路自适应重合闸原理及校验方法.doc

500kV同杆双回线路自适应重合闸原理及校验方法 王伟 （重庆市送变电工程有限公司，重庆400030） 摘要：线路瞬时故障跳闸后，采用自动重合闸方式，可以大大提高电网的供电可靠性，而在500kV超高压线路保护中，普通自动重合闸不能满足电力系统稳定性要求，一种新采用的自适应重合闸技术应运而生，其调试过程比较复杂，对传统设计有一定的修改，现加以详细阐述。 关键词：同杆双回；重合闸；500kv线路保护；自适应 0引言 在现阶段我国高压和超高压架空线路中，自动重合闸技术获得了广泛应用，用途在于瞬时故障消失后及保护误动作或开关偷跳等情况下，自动合闸使线路恢复正常运行。由于绝大部分故障是瞬时性故障，因此采用自动重合闸可大大提高供电的可靠性及电力系统运行的稳定性。但我国经济的高速发展对电力系统供电可靠性提出了更高要求，常规自动重合闸在超高压输电线路中的应用也凸现了它一定的局限性。本文主要介绍在500kV同杆架设的双回线路中启用南瑞继保RCS-931E及RCS-921C所构成的线路微机继电保护中对自适应重合闸原理的调试应用。 1常规重合闸与自适应重合闸 在重庆电力系统中，超高压输电线路采用的常规重合闸一般只应用于单相瞬时故障，重合时间固定。在同杆双回线路中应用存在以下缺陷： （1）当发生非单相故障时，不能分辨其故障性质，三跳不重合。 （2）当发生大电源系统出口永久故障时，不能判别故障性质，再次重合于故障，将使电网及电力设备再次受到严重故障的冲击。 （3）由于重合闸时间固定，可能造成瞬时性故障因故障点尚未灭弧而重合不成功。 但自适应重合闸在同杆双回线路中应用能实现分相结合无严重故障顺序重合。分相顺序重合是指两回线同时只有一相重合，如果有多相需要重合，则按一定顺序分别重合，避免了重合于多相永久故障；无严重故障重合是指判别是否发生了出口附近的永久性故障，若是出口附近的严重故障，则由远故障侧先重合，重合于故障对侧三跳本侧就不再重合，若重合成功本侧紧接着重合，避免了重合于出口单相故障对系统的冲击。自适应重合闸无严重故障的判别原理及其分相顺序重合闸能有效地防止合于多相永久故障对系统的严重冲击造成系统稳定性被破坏，极大地提高了输电的可靠性，并大大增加了重合的几率。 2RCS-931E中自适应重合闸的应用 （1）当定值整定控制字“投自适应重合闸”投入时，自适应重合闸方式投入。在装置正常的情况下，出现TV断线、通道异常两种情况下自动转为常规重合闸。 （2）自适应重合闸电压判据： U?Uzd （3）自适应重合闸分相顺序重合原则： 1）如果两回线有同名相故障，同名相优先合闸； 2）如果两回线无同名相故障，按两回线超前相合闸。 （4）自适应重合闸辅助判据（任一条件满足，即可重合）： 1）故障时相电压、相间电压均大于50%的额定电压； 2）阻抗段、工频变化量阻抗投入但均没有动作； 3）测距结果大于40%的线路全长。 （5）双通道结构：通道A用于与线路对侧的RCS-931E通讯，完成纵差保护功能及取得对侧信息；通道B用于与本侧同杆双回线另一回线的RCS-931E交换信息，得到为完成分相顺序重合所必须的信息，如图1所示。 3RCS-921C中自适应重合闸的应用 RCS-921C设有两组分相跳闸开入，第一组分相跳闸开入TA1、TB1、TC1接同杆双回线线路保护跳闸接点，第二组分相跳闸开入TA2、TB2、TC2接本串非同杆双回线线路保护跳闸接点。设置两组分相跳闸接点输入是为了中开关保护能识别是哪一回线线路保护跳闸，以便921C决定采用自适应重合闸还是常规重合闸。当定值整定控制字“投自适应重合闸”置“1”、软/硬压板“投自适应重合闸”均投入时，重合闸方式为自适应重合闸方式。若同杆双回线发生瞬时故障或本侧为非严重永久故障，线路保护发分相重合开出给边开关及中开关；先合重合闸结合本开关信息输出分相合闸接点，后合重合闸收到先合重合闸的闭锁先合开入，经后合延时再结合本开关信息输出分相合闸接点。对于中开关，若同串另一回线（非同杆双回线）发生故障，RCS-921C根据就地条件自主重合。中开关重合方式、重合时间定值由同串另一回线决定（与同杆双回线无关）。 自适应重合闸重合逻辑如图2所示。 4调试前的准备 4.1试验用仪器 计算机继电保护测试系统（ONLLYA660，6路电压、6路电流、8路开入），模拟开关4个（博电S01），试验线，插针。 4.2装置准备 （1）把同杆双回保护线路保护装置的B组光纤如图1所示接好，A组光纤自环。 （2）分别把4个模拟开关接入双回中的两个边开关和两个中开关。因为是用双回线路保护1屏做试验，分相把开关保护RCS-921C中的合闸脉冲出口接入模拟开关的合闸线圈，把跳闸一脉冲出口接入模拟开关的跳闸线圈，模拟开关负电端子接入操作负电源。调整模拟开关参数为跳闸时间20ms，合闸时间40ms，跳合闸电流2A（与真实开关相匹配），开关跳闸模式单跳。 （3）把继电保护测试系统的第一组三相电流和电压按相别接入一回线路保护1屏RCS-931E装置的电流电压采集端子，第二组三相电流和电压按相别接入二回线路保护1屏RCS-931E装置，并把模拟开关上的开关位置接点接入测试仪中的开入端子。由于有4个开关，接点的采集量太多，必须根据试验中实际情况有所改变，具体接入方法在下文中详细介绍。 （4）保护装置及试验仪器上电，拉合模拟开关，检查保护装置采集的开关量是否正确，检查模拟开关位置接点输出是否正确。 （5）根据说明书，分别对RCS-931E和RCS-921C输入正确的调试定值，投入正确的压板，确定保护实现“自适应重合闸”功能，下文将详细说明。 5自适应重合闸模拟开关试验 5.1定值及压板的设定 （1）将双回线路保护装置RCS-931E保护1屏中控制字“投自适应重合闸”“电压接线路TV”“阻抗、”“工频变化量阻抗”置1，其他软压板跟本次测验无关系，故未指明。 （2）根据自适应重合闸逻辑要求本文2（4），为简化试验项目，需要模拟的故障类别为近处严重故障阻抗段、工频变化量阻抗和非严重故障阻抗段。阻抗段动作定值统一被设为0.5s，而单重时间设为1s。 （3）将4个断路器保护屏自适应重合闸软压板分别投入，后合重合延时定值设为1s。 （4）固定把双回线中开关设置为后合固定，边开关设置为先合固定。 5.2严重故障试验 当在双回线路保护1屏同时模拟单相或相间严重故障的时候，瞬时跳开故障相，闭锁重合闸经延时跳三相，不重合，边开关、中开关同时动作，试验结果如表1所示。 5.3非严重故障试验（以距离段为例） （1）当在双回线路保护1屏模拟单相和相间非严重故障的时候，瞬时跳开故障相，按照自适应重合闸分相顺序重合原则重合。 （2）分相重合顺序为： 1）如果双回线有同名相故障，同名相优先合闸； 2）如果双回线无同名相故障，按双回线超前相合闸。 （3）实际试验数据： 1）将双回线路保护装置RCS-931E保护1屏的单重时间设置为1s，模拟一回BC相间段、二回AC相间段瞬时故障，得到的试验结果如表2所示。 试验结果验证了5.3（2）的原则1）。 2）模拟一回B相接地段、二回AC相间段瞬时故障时，得到的试验结果如表3所示。 试验结果验证了5.3（2）的原则2），当一回为相间故障，另一回为单相故障时，总是先合相间故障的超前相，最后合单相故障相。 （4）从上面的试验我们不难看出后合开关和先合开关的动作顺序是完全一样的，只是通过后合延时时间延后合闸。 （5）在任何重合过程中，如出现重合在永久故障，瞬间加速三跳。 （6）当出现TV断线和B通道异常的情况时，自适应重合闸自动转为常规重合闸。 （7）通过上面的模拟试验，我们基本了解了自适应重合闸的动作逻辑。还需要做的是把模拟开关拆除，接入真实断路器进行整组试验。 6自适应重合闸带真实开关整组试验 （1）拆除模拟开关，接入真实开关接线。 （2）开关位置检查全部正确，和模拟开关接入时同样模拟各种故障，验证开关动作情况。 （3）通过开关整组传动试验，发现开关不能正确动作。以5.3（3）中的故障1）举例，当同时合上边开关C相后，就不能合上一回线路的A相了，开关不一致保护动作，所有开关三跳。通过检查发现是由于该ABB开关合闸回路受到“三相合闸弹簧储能到位继电器”的常开接点控制，导致先合相断路器合闸后，先合相储能接点断开，不能实现之后的合闸功能。最后解决方案为把原来串联的三相已储能继电器接点改为并联，通过检查，发现这样改接线后，不会影响开关本来的功能。 （4）完成改接线后，通过带真实开关传动试验，试验结果基本与模拟开关一致，证明了自适应重合闸在回路运用上没有工程技术问题的存在，是完全可以实现的。 7结语 我国经济飞速发展的大背景下，为了满足日益增加的电力需求量，将兴建更多500kV超高压线路，这其中不乏500kV同杆双回线路，自适应重合闸将广泛运用于其线路保护功能中，从而提高我国电力系统运行的稳定性。本文结合实际保护装置和变电站二次调试的实例讲述了调试的全过程和应该注意的步骤，还有很多不足，望读者提出宝贵意见和不同建议。 参考文献 1殷奎，冯治国，秦勇