浅谈利用线路电容电流校验差动保护的方法

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[摘 要]：针对长距离输电线路充电时的电容电流，提出了一种新的校验线路保护和母差保护CT极性的方法，以解决差动保护在无负荷或负荷很小时无法可靠进行极性测试问题。

[关键词]：差动保护 电容电流 极性

0. 引言

线路保护和母差保护的极性测试，基本上都是通过带负荷来进行，为了保证测试结果的正确性，通常要求两侧二次电流在20mA以上，但是由于新建电厂升压站投运时，厂用负荷往往不能满足极性测试要求，或是电网调度临时改变系统运行方式才能实现，因此会给电网经济安全运行带来一定的风险。

本文介绍了一种全新的利用线路电容电流校验差动保护极性的方法，本方法避免了带负荷检验差动保护的极性，提高了线路保护和母差保护的应用率，保证了电网的安全稳定运行。

1. 升压站主接线简介

神华神东电力重庆万州港电有限责任公司500kV升压站采用3/2接线，通过神万一线、神万二线两条同塔双回路架空线路与万县变系统侧相连，两条线路长度均为41kM，神华万州电厂与对侧万县变主接线图如图1和图2所示。

架空电力线路电容电流近似计算公式为：

其中：U为线电压，约为530kV

L为架空线路的总长度，约为41km

根据以上公式可以算出单条线路的电容电流，即

神华神东电力重庆万州港电有限责任公司500kV升压站倒送电时，厂用辅机不具备运行条件，厂用负荷不能满足线路保护和母差保护极性测试要求，调度基于电网安全运行考虑，不同意调整系统运行方式，如何校验线路保护和母差保护的极性，成为一个难题。考虑到线路电容电流最大值折算到二次侧有0.028A，大于20mA，只能通过调整神华万州电厂侧运行方式，利用线路电容电流来校验差动极性。

2. 神万一线路保护极性测试

万县变合上50611刀闸、50612刀闸、5061开关，5051开关、50511刀闸、50512刀闸断开，神华万州电厂合上50136刀闸、50131刀闸、50132刀闸、5013开关，合上50216刀闸、50231刀闸、50232刀闸、50221刀闸、50222刀闸、5023开关、5022开关，利用神万一线给神万二线充电时电容电流校验神万一线路保护极性和II母差动保护极性。潮流方向如图3所示，神万一线为电源侧，神万二线为负荷侧，图3中加黑部分表示带电运行设备。

（一）检查神华万州电厂线路保护装置，电流采样数据如表1：

（1）幅值：本侧（神华万州电厂侧）采集的电流是神万二线电容电流，三相电流都在0.014A左右，对侧（万县变侧）采集的电流是神万一线和神万二线两条线路的电容电流，三相电流都在0.028A左右，与计算的线路电容电流幅值基本相符。

（2）相位：本侧A相电流与对侧A相电流相差173°（276°-103°=173°），本侧B相电流与对侧B相电流相差173°（148°-332°=-184°），本侧C相电流与对侧C相电流相差173°（27°-214°=-187°），两侧三相电流相位基本相差180°，满足线路差动保护CT极性接线要求。

（3）差流：A、B、C三相差流幅值都在0.014A左右，是本侧三相电流与对侧三相电流的矢量和，与线路保护差流计算公式相一致（线路保护差流取两侧电流矢量和的绝对值），说明神万一线路保护CT极性正确。

（二）检查神华万州电厂500kV II母差动保护装置，电流采集数据如表2：

（1）幅值：支路1（5013开关间隔）和支路2（5023开关间隔）采集的电流都是神万二线电容电流，三相电流都在0.015A左右，与计算的单条线路电容电流幅值基本相符。

（2）相位：支路I（5013开关间隔）A相电流与支路2（5023开关间隔）A相电流相差177.56°（0.01°-177.57°=-177.56°），支路I（5013开关间隔）B相电流与支路2（5023开关间隔）B相电流相差173°（230.97°-51.40°=179.57°），支路I（5013开关间隔）C相电流与支路2（5023开关间隔）C相电流相差173°（112.10°-295.41°=-183.31°），支路1与支路2三相电流相位基本相差180°，满足母差保护CT极性接线要求。

（3）差流：A、B、C三相差流幅值都是0.000A，是支路1三相电流与支路2三相电流的矢量和，与母差保护差流计算公式相一致（母差保护差流取两侧电流矢量和的绝对值），说明II母差动保护CT极性正确。

3. 神万二线路保护极性测试

万县变合上50511刀闸、50512刀闸、5051开关，5061开关、50611刀闸、50612刀闸断开，神华万州电厂合上50216刀闸、50211刀闸、50212刀闸、5021开关，合上50111刀闸、50112刀闸、50121刀闸、50122刀闸、50136刀闸、5011开关、5012开关，利用神万二线给神万一线充电时电容电流校验神万二线路保护极性和I母差动保护极性。潮流方向如图4所示，神万二线为电源侧，神万一线为负荷侧，图4中加黑部分表示带电运行设备。

（一）检查神华万州电厂线路保护装置，电流采样数据如表3：

从表3中电流采样数据可以看出，神万二线路保护CT极性正确，分析方法与神万一线路保护相同。

（二）检查神华万州电厂500kV I母差动保护装置，电流采集数据如表4：

从表4中电流采样数据可以看出，I母差动保护CT极性正确，分析方法与I母差动保护相同。

4. 结束语

对于新建电厂升压站倒送电，在无负荷或负荷电流很难满足差动保护CT极性测试要求时，可以考虑利用线路电容电流检验线路保护和母线保护的极性。该方法有效的避免了带负荷校验保护极性的不足，发现保护极性接线错误可以及时整改，做好事故的预控；同时减少保护退出时间，保证了电网的安全稳定运行。随着电网的发展，电力设备的更新，将会有更多新的试验方法等待我们去创新。我们在现实工作中一定要留意每一个细节，注意每一次试验，总结每一个亮点，搞好科技攻关，创造出更好更切合实际的试验方法服务电力系统，使我们的电网更加稳定，更加安全。

参考文献

[1]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用.第二版.北京：中国电力出版社，2002

[2]国家电力调度通信中心. 电力系统继电保护实用技术问答[M]. 北京：中国电力出版社，1999

作者简介

焦罕静（1978-），女，河南南阳，工程师，电气二次主管，一直从事电气二次设备管理。