110kVT型接线保护的应用

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【摘要】本文着重介绍了国电南自PSL 621UT型线路保护测控装置的工作原理，并深入探讨了在巨化集团公司110kV系统T型一次接线系统改造工程中的实际应用，通过多年的实际运行，该保护装置工作稳定，性能上完全符合要求，为T型接线这一特殊电气接线方式的保护配置提供了宝贵的经验。

【关键词】110kV；T型接线；保护装置；应用

1.应用背景

巨化集团公司热电厂#9机组为135MW机组，原一次系统接线方式为110kV升压变电所为单母线接线，经110kV双回出线接至巨化总变变电所。此次改造方式是将一次接线系统中的其中一回110kV出线在热电侧并接一路接至市高新园区中宁一侧负荷，从而形成T型接线系统。针对这种特殊的接线方式，必须选择合适的线路保护装置予以配套。而由国电南京自动化股份有限公司生产的PSL 621UT型线路保护测控装置主要用作中性点直接接地的110kV电压等级T型接线的输电线路，该装置继承了110kV输电线路的主、后备保护功能，完全符合本次一次系统接线方式改变后继电保护匹配的需要。

2.保护的配置

PSL 621UT保护装置是以光纤电流差动保护为主保护，适用于三端输电线路，即T型接线输电线路。后备保护设有三段式相间、接地距离保护，四段式零序电流方向保护等。

保护装置三相跳闸出口，具有三相一次自动重合闸功能，可根据需要实现非同期、检同期、检无压等方式的重合闸。装置自带跳合闸操作回路和双母线交流电压切换回路。

3.纵差保护的原理及应用

3.1 三端保护连接方式

PSL 621UT保护装置的CPU插件提供两组光纤通道接口，用来实现线路三端的通信功能。

通常将本侧的“通道1”与对侧1的“通道2”相连接，本侧的“通道2”与对侧2的“通道1”相连接后，三端的连接方式具有唯一确定性，并且对每一侧来说连接方式都是一致的（即交叉连接方式），这样便于进行管理和问题分析。

3.2 采样同步

PSL 621UT线路保护装置采用软、硬件相结合同步采样方式。三端的保护装置通道连接配置如图1所示。三端同步采用一个主机、两个从机的方式，在三台装置上电后，主、从机自动配置形成，不需要整定（可以通过“输入监视”->“光纤通道”查看）。其中，主机采样间隔固定，两个从机根据主机发来的信息与主机保持同步，同步后分别向两个对侧发送本侧采样值。

图1 三端光纤通道采样同步示意图

本装置能够保证在T接线路上，在任意两个保护装置之间通道异常时，同时线路发生各种故障时差动保护能够正确动作。其具体的情况有如下几种：

从机1与从机2之间通道发生异常，三端差动能正确动作；

主机与从机1或从机2之间通道发生异常，三端差动能正确动作；

在三端运行方式下，如果与任一侧连接的两个通道都发生异常情况时，三端差动将会闭锁；

在两端运行方式下，如果运行中的通道发生异常，将闭锁两端差动保护。

3.3 通道异常的监视

在保护装置的界面中有详细的通道状态监视信息，并可以根据界面左下方的“光纤1”和“光纤2”的颜色状态（绿色表示接收正常，红色表示接收异常）知道通道的物理连接是否正常。在通道由于各种原因发生故障时，保护装置会报出相关通道告警事件信息，并点亮面板上的“通道告警”灯，并输出“通道告警1”和“通道告警2”接点。当通道恢复正常后，则延时5s后相关告警事件返回，“通道告警”灯熄灭并收回所有的通道告警继电器接点。三端运行方式时，只要有任何一个通道故障，通道告警灯亮，通道告警接点动作；两端运行方式时，只有对应的通道有故障时通道告警灯才亮，通道告警接点才动作。光纤纵差保护中通信可靠性是影响保护性能至关重要的因素，因此该装置做到了对通信进行严密细致的监视。

3.4 运行方式的转换

PSL 621UT保护装置既可以用于T接线的三端运行方式，又可以用于两端运行方式。在有关差动保护压板和控制字均投入的情况下，装置利用各侧屏上的“两端运行压板”的状态，可以灵活地适应于一次系统的各种运行方式。

在三侧保护均运行时，使用三端运行方式，三侧的差动保护控制压板都投入，两端运行压板均退出。当一侧开关跳开，处于热备用状态时，这侧保护不需要退出，三侧保护可以正常运行。当一侧线路的开关、保护检修时，需要通过投相应的两端运行压板，使保护适应这种两端运行方式，此时保护装置用两侧的电流进行差动计算，对另外一侧保护进行调试不会影响其他两个正在运行的保护装置。

例如当开关检修需要退出对侧2（B），使本侧（A）与对侧1（C）变为两端运行时，可以按照如下操作进行运行方式转换，参照如图2的示意图：

当对侧2的断路器断开后，先分别投入本侧和对侧1的“两端运行压板”，然后在对侧2进行相关检修和保护试验以及差动保护控制压板投退时，不会对正常运行的本侧和对侧1保护装置造成任何影响。

当对侧2检修完毕需要投入运行时，应先投入对侧2的差动保护控制压板，再退出本侧和对侧1的“两端运行压板”，最后合断路器则系统恢复成三端运行方式。

3.5 光纤通道及通信接口说明

PSL 621UT保护配有光电转换模块，可直接输出光纤接口，通过专用光纤或者复用光纤通道完成保护功能。当被保护的线路长度小于100km时可使用专用光纤通道方式，大于100km需使用复接通道方式。本次改造工程距离较近，采用专用光纤的方式。不论采用哪种方式，本装置通信出入口都是采用光纤传输方式。

4.信息记录分析及与自动化系统配合

PSL 621UT线路保护具备故障录波的功能。可以记录的模拟量包括Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、3U0、Ux，以及对侧1和对侧2的各三相电流和三相电压。可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令等。

记录的报告或事件可以由PC机读取。除记录系统扰动数据外，PSL 621UT还记录状态输入量变位事件、装置告警事件等。

在本保护装置动作跳闸时，PSL 621UT由纵差保护或距离保护给出故障类型和测距结果。

PSL 621UT线路保护记录动作时的录波、事件、定值和保护详细的动作过程，可通过调试、分析软件读取、分析和保存。调试、分析软件既可以实时读取保护发送的事件，也可以读取装置中记录的历史信息，并且在使用时不影响保护的正常运行。

本次改造工程应用方式为：直接通过该保护装置的键盘设置“硬压板方式”，装置的运行方式由外部压板投退，定值手动切换；保护信息等通过通信实时上传到电气监控系统。

5.维护测试要点

正常运行时，装置的运行灯为平光，且没有动作信号灯和保护告警灯点亮。液晶画面循环显示主画面中的内容。当液晶屏幕长时间无操作进入屏保状态后，液晶画面关闭为黑色无显示，此时若要查看屏幕显示内容，则点击屏幕任意处即可激活液晶屏幕显示。

装置发出告警信号后，应查看液晶画面显示的告警内容。在排除告警原因后，才能按复归按钮复归告警信号。

不经允许不得随意进行以下操作：投退软压板、切换定值区、修改定值、开出传动、更改装置运行参数及出厂设置参数等。

只有整定了2个及以上的保护定值区，才能进行定值区切换。

本装置具有完善的软硬件自检功能，可以将故障部位准确定位到插件甚至芯片。装置的交流采样回路无可调节元件，且具有良好的抗振动性能和温度特性，其精度由出厂调试保证。现场调试可重点检查装置的状态量输入、交流输入部分、跳合闸输出回路及信号回路部分。

6.结束语

PSL 621UT型线路微机测控保护装置由于针对T型接线的特殊性，虽然在电力系统上应用不多，但产品技术成熟，该套装置自2010年本项目改造完成投运至今，运行状态稳定，未出现异常，确保了电气一次系统的安全稳定运行，也为T型接线这一特殊电气接线方式的保护配置提供了宝贵的经验。

参考文献

[1]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.北京.中国电力出版社，2004

[2]国电南京自动化股份有限公司.PSL 621UT线路测控保护装置说明书.

作者简介

王吉峰（1976-），男，辽宁营口人，工程师，从事电厂电气检修管理工作。