远方跳闸(以下简称远跳)保护的作用是在线路电流互感器和断路器发生故障时,母差保护快速动作,切除故障母线所有断路器。但对于该线路对侧变电站来说,由于故障点不在线路主保护范围内,无法快速动作切除故障,需由后备保护延时切除故障,从而影响线路的安全稳定运行。为了实现故障线路对侧断路器快速跳闸,需配置远方跳闸保护,在母差和失灵保护动作后,启动TJR继电器发远跳令,对侧保护收到远跳令后根据保护的启动情况或功率方向实现动作跳闸[1]。因而,近年来在输电线路标准化设计中明确要求线路两端配置双套远跳保护[2]。但由于早期对远跳保护没有统一的规范,因而部分厂家生产的操作箱没有足够的TJR继电器接点供远跳保护使用。针对此类情况,本文以鄂尔多斯电业局北郊220 kV变电站255布北Ⅰ线为例,提出一种可行的改造方法。
1 远跳回路改造方案2015年3月,鄂尔多斯电业局就管辖范围内的设备进行远跳功能核实并逐步完善。2015年8月,工作人员在进行北郊220 kV变电站255布北Ⅰ线保护定检时发现,该线路未设计远跳保护,其FCX-12J型操作箱中TJR继电器也没有足够的接点供远跳保护使用。现有的2套保护中由北京四方继保自动化股份有限公司生产的CSC103型保护装置(以下简称四方CSC103)及许继电气股份有限公司生产的WXH-803型保护装置(以下简称许继WXH-803)均具备远跳开入功能,这2套保护与辅助保护屏直流电缆备用芯分别大于2芯。针对TJR继电器接点不够情况,考虑2种改造方案:第1种是外加2个直流中间继电器,继电器的直流工作电压为220 V,且必须为电压继电器;第2种是利用FCX-12J型操作箱中原有的2个备用中间继电器。且2种方案均必须满足以下条件。
(1) 所选中间继电器线圈两端在加入有效值为220 V的工频交流电压下,继电器输出接点应可靠不动作。
(2) 继电器动作电压为(55%~70%)UN直流电源电压(UN 为额定电压)。动作时间t 一般满足10ms<t<25 ms。启动功率(继电器开始动作时的临界功率值)应不小于5 W。
(3) 在保护装置内,直跳回路开入量应设置必要的延时防抖回路,防止由于开入量的短暂干扰造成保护装置误动出口[3]。
选择第1种方案,需将外加中间继电器固定在保护屏空余位置;由于继电器裸露在外,增加了配线的长度,会产生电磁干扰,同时提高了误碰的概率。综合考虑决定选择第2种改造方案。
2 远跳开入原理四方CSC103、许继WXH-803远跳开入电源为24 V,国家电网公司十八项反事故措施中关于开入电源的要求为:24 V开入电源应不出保护室[3]。预改造的四方CSC103 保护屏、许继WXH-803 保护屏、辅助保护屏均在同一保护室且相邻组屏,因此屏间连线不需经直流220 V转直流24 V光耦重动。四方CSC103 应用FCX-12J 操作箱中备用中间继电器的远跳开入原理如图 1 所示,许继WXH-803应用FCX-12J操作箱备用中间继电器的远跳开入原理如图 2所示。
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图 1 四方CSC103远跳开入原理图 |
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图 2 许继WXH-803远跳开入原理图 |
图 1、图 2中虚线部分为本次改造增加的部分。按照以上方法改造远跳回路,不仅可提高FCX-12J操作箱的利用率,而且避免了外加中间继电器造成的成本增加,能够降低电磁干扰及误碰概率,是一种非常可行的改造方法。
3 改造后测试依照以上改造方案,利用昂立AD460保护测试仪对改造后的远跳回路进行动作电压、动作功率、动作时间、动作电流测试及交流窜入试验,四方CSC103远跳回路试验接线如图 3所示。将AD460保护测试仪直流电源输出端子正极端串联直流电流表后接入永跳端子R133,负极端接4D62端子,同时将1ZJ常开接点接入保护测试仪开入端子,测试远跳回路的动作电压、动作功率、动作时间及动作电流[4, 5],测试结果如表 1所示。
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图 3 四方CSC103远跳回路试验接线图 |
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表 1 远跳回路测试结果 |
按照相同的方法对许继WXH-803远跳回路进行试验,其测试结果如表 1所示。按照图 3接线,取出回路中直流电流表,采用AD460保护测试仪为远跳回路加220 V交流电压,2套保护远跳回路中各继电器均不动作。
从以上测试结果可以看出,应用FCX-12J型操作箱中已有的备用中间继电器进行线路保护远跳回路改造,能够满足国家电网公司十八项反措关于直跳回路的要求[3]。本次改造时间短、不需要增加投资,而且改造后回路清晰、抗干扰能力强,同时能够降低误碰概率。
4 结束语此次鄂尔多斯电业局对远跳回路进行的优化改造,不仅增加了线路保护的远跳功能,改善了TJR继电器的动作特性,而且提高了永跳回路整体的动作功率。同时由于TJR和中间继电器均属电压继电器,所以不会影响TJR继电器的动作电压及动作时间。按照文中提出的方法改造后,经过半年多的实际运行检验,目前运行状况良好。本次改造可为解决类似问题提供借鉴经验。
[1] | 曹晓凤,祁宝才,张赢.某断路器误动跳闸的原因分析及改进方法[J].通信电源技术,2015(32):148-151. |
[2] | 国家电网公司.华北电网继电保护标准化设计[M].北京:中国电力出版社,2007:6-7. |
[3] | 国家电网公司.国家电网公司十八项反事故措施[R].北京:国家电网公司,2011:74-89. |
[4] | 国家能源局.电力生产二十五项反事故措施[R].北京:国家能源局,2000:18-19. |
[5] | 北京四方继保自动化股份有限公司.csc103b数字式超高压线路保护说明书[R].北京:北京四方继保自动化股份有限公司,2008. |