电网故障远方联切小电源的应用探讨
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摘 要：文章介绍了110 kV及以下地方小电源上网情况，探讨110 kV及以下终端线路故障时远方联切35 kV、10 kV地方上网小电源的应用，讨论实现远切地方小电源的解决方法，从而提高110 kV及以下终端线路故障重合闸成功率及配网供电可靠性。
关键词：保护；远切；小电源；可靠性
中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0121-02
近年来，随着社会经济的日益发展，客户对用电可靠性要求越来越高，我们也不断通过提高设备稳定性及完善电网架构等方式提高供电可靠性，避免发生变电站失压的现象。但是，对于有小电源上网的110 kV或35 kV变电站，为了提高重合闸及进线备自投的动作成功率，普遍的一种做法是采用小电源侧装设频率电压保护装置，在电力系统或主送电源发生故障时，小电源侧频率下降，低周减载装置动作切除小电源，但由于小电源开机容量不确定且自动装置不完善等原因，会造成小电源侧频率下降过程较长甚至不会下降，同样导致故障后重合闸不成功，或备自投无法动作。另一种做法是当发生110 kV线路故障跳闸时，在变电站本地联切小水电专线及有小水电上网的
35 kV变电站电源线，从而导致一个或者两个35 kV变电站失压，影响一个乡镇或两个乡镇的用户用电。
1 110 kV及以下地方小电源上网现状和特点
小水电资源丰富的地方，一般在110 kV变电站、35kV变电站的35 kV母线、10 kV母线上网，这给变电站带来供电可靠性降低等一系列问题。例如阳山地区小水电资源就十分丰富，目前全县投产的小水电站约有160多座，而由于110 kV线路地处山区，故障率较高，特别是在雷雨季节，35 kV变电站失压现象时有发生，为提高供电可靠性，其中阳山地区8个35 kV变电站中就有7个站的电源线路纳入各自110 kV变电站110 kV线路保护联切方案。小电源上网的一个明显特点是小电源分布分散而且偏远，造成小电源的最小运行方式变化过大，很难确定小电源的最小运行方式来校核保护灵敏度。另外也导致了由小电源发电机归算至上网变电站110 kV母线侧、35 kV母线侧的阻抗过大，在小电源最小运行方式下的110 kV线路上短路电源比较小，常常导致零序保护的灵敏度达不到规程要求，甚至有时候距离保护和零序保护的启动元件也达不到规程要求的灵敏度，造成配置的110 kV线路保护起不到应有的作用。
另外一个特点是装机容量小、其二次保护装置、自动化系统不完善，而且电网运行方式变化快，一般是经110 kV变电站、35 kV变电站的35 kV母线、10 kV母线上网发电，部分小电源在35 kV变电站上网，然后通过35 kV变电站联络线由110 kV变电站上网，在110 kV变电站主送电源线发生故障时，为了提高线路重合成功率，大部分是在110 kV主送电源线路保护动作时启动联切回路，联切在此站上网的小电源线路，包括有小电源上网的35 kV变电站联络线，导致该35 kV变电站失压，由此可见，变电站的供电可靠性受小电源影响很大。
2 目前切除小电源做法及其效果
接入地方小电源的终端变电站与电网联络线由于地方小电源的接入，从而形成两端都是有电源的供电线路。对于带小电源上网的经110 kV变电站35 kV母线上网的35 kV变电站联络线，根据有关规程，一般是在35 kV联络线上受电端开关投入检同期重合闸，送电端开关投入检无压重合闸。
根据如此的重合闸配置，因为地方小电源的存在，会出现实际运行中的35 kV线路瞬时故障并跳闸后，导致该35 kV线路无法实现检无压或检同期重合，致使整个35 kV终端变电站失压；而110 kV主送电源线发生故障时，在110 kV主送电源线路保护动作时启动联切回路，联切在此站上网的小电源线路，包括有小电源上网的35 kV变电站联络线，导致该35 kV变电站失压，如果存在35 kV串供变电站，则造成2个及以上变电站失压，大大地降低了其供电可靠性。如下图（在35 kV B站、C站串供方式下，当110 kV I线或II线保护动作跳闸时，会启动联切回路，将联切35 kV L1电站线、35 kV L2电站线、35 kV AB线、35 kV AC线，导致35 kV B站、C站失压）
目前为了提高带地方小电源的终端变电站供电可靠性，我们也采取了一些措施：
①对地方小电源加强管理，在主电网与地方小电源的调度并网协议中，明确双方的义务和责任，地方小电源必须完善有关的保护和自动装置，尤其是并网解列装置。党电网主系统电源端事故跳闸后，将小电源及时进行解列，这样就能保证系统送电端重合闸可以准确可靠的动作；
②要求小水电站装设并投入频率电压保护装置。
当带小电源上网的线路发生了线路瞬时故障，送电端开关就会保护启动跳闸，带地方小电源的终端变电站和主电网解列，肯定会让电压、频率发生抖动，频率电压保护装置启动断开并网开关。此时解列后，送电端开关检无压启动重合，恢复主送电源线路及终端变电站的送电，之后就可以将地方小电源与系统同期并网，但是，整定时间至少要保证送电侧开关的重合闸时间要晚于地方小电源解列开关的解列时间。
针对前面提到的情况，我们设想是否可以通过一种较简单的方式方法，暨在本地联切的基础上，研究是否可以将主送电源保护启动联切回路的保护动作接点通过一种方式方法或者发送接收的渠道传送至对侧有小电源上网的变电站去切除水电上网专线？通过了解及研究，发现可以通过一种继电保护光纤通信接口装置实现，继电保护光纤通信接口装置可以与各种线路保护装置配合，将需要执行的保护命令信号经光耦隔离变换成装置内部逻辑控制电位，进而转换成数字信号经数字通道发送至对侧，对侧收令后，收令输出回路主要是将所接收到命令信号变换成相应的节点输出。简单的说就是通过继电保护光纤通信接口装置将启动联切回路的保护动作接点由光纤通道传送至对侧有小电源上网的变电站进行联切从该站上网的小水电专线。如图1所示。