500kV变电站线路光纤电流差动保护的运行与维护刘美娟

500kV变电站线路光纤电流差动保护的运行与维护刘美娟

刘美娟刘召坤

刘美娟刘召坤

国网安徽省电力有限公司检修分公司安徽省230000

摘要：该文通过500kV线路保护在正常运行过程中的性能对光纤电流差动保护进行了重点分析和总结，从介绍保护的主要工作原理及功能特点入手，在日常工作中积累了关于光纤电流差动保护的维护措施和注意事项，总结了一些运行维护方面的观点，以供借鉴。

关键词：变电站；运行维护；光纤电流差动保护；RCS-931光纤电流差动保护

随着国家经济的发展，人们更加关注民生工作的进展，我国的电网结构也随着经济腾飞和科技的进步，进入了快速变革的时代。我国的电网结构随着日益的改善，逐步地完善和提高了高压以及超高压的发展方向。由于目前光纤电流差动保护的原理相对简单且可靠性极强，在我国已经逐步取代了电力线载波的高频距离保护，已经成为我国500kV变电站线路的主要保护方式。由于超高压输电线路在使用上开始普及，随之而来会有很多远距离线路连接环网，就会出现多回线路等复杂的电力网络问题，所以光纤差动保护的逐步完善大大满足了复杂电网的实际需求。该文通过对REL561和RCS931D的保护为例子，简要表述光纤电流差动保护运行和维护的问题。

1光纤电流差动保护的基本原理

光纤电流差动保护借助了线路光纤通道，进行实时的传递和接收采样数据，并且对接收到的对侧采样数据进行接收和分析工作，通过对本地以及对侧电流数据进行差动电流的计算。由于外部故障造成的不平衡电流，为了能够有效地躲避，正常的做法就是采取具有比率制动特性原理的电流继电器来进行工作。但需要注意的是当外部的故障开始增多时，差动继电器自身的动作电流也会开始增加，并且呈现一定比率的变化，通常我们会根据电流差动保护的制动特性方程来进行有效判断，当判别为区内故障时需要动作跳闸，如果判别区外故障为主因时，保护不动作。

RCS931D光纤电流差动保护除了能够稳态相差动继电器，其本身带有变化量相差动继电器以及零序差动继电器。RCS931D电流差动保护设有的变化量相差动继电器，自身是不会受到负荷电流的直接影响和阻碍的，其特点是灵敏度很高。如果遇到高于过渡电阻接地故障能够有效利用零序差动继电器自身的高灵敏度来实现保护工作，将零序电流差动进行延时，以此来躲避三相合闸引发的不同期因素的影响。

光纤电流差动保护的基本原理是非常简单的，同时也具有可靠的选择性，在保护定值整定方面也具有比较大的优势，除此之外，光纤电流差动保护也具有选项功能，不需要传统的震荡闭锁。在任何时候都能够及时且快速地将故障电源切除，保护不受外部故障的影响。在传统的电路保护问题上，经常由于复杂的连接需要考虑很多功率方向的问题，也需要注意TA断线等问题，而光纤电流差动则没有这个后顾之忧。同时能够抵抗强力的干扰，保证数据接收和发送的正常。

当然光纤电流差动保护并不是完美的，也有其缺点，光纤电流差动保护只能反应两侧TA之间的线路故障，仅仅对于主功能进行保护，而其他附带线路无法顾及，依然需要利用其他后备保护进行补充，如RCS931D光纤电流差动保护包括分相电流差动和零序电流差动，但需要依靠其他配置由工频变化量的距离元件构成的快速I段等保护来配合。而以REL561为例，其保护主体外依然需要由包含三段式相间距离和接地距离以及方向零序保护构成的后备保护。

2光纤电流差动保护对变电运维的重要作用

光纤电流差动保护对于变电站的运维具有重要的作用，它对故障的检测快速，对故障的判断精准，提高了保护装置动作的准确性和快速性，杜绝了电网故障的扩大，从而提高了电网运行的稳定性。同时，极大地节约了变电运维人员的工作量，给运维人员提供了很大的便利。具体包括以下几部分：

第一，RCS931D光纤电流差动保护将保护功能和测控功能按对象进行设计，集保护、测控功能于一体。保护、测控既相互独立，又相互融合，保护、测控借助于计算机网络与变电站层计算机监控系统交换数据，减少大量的二次接线，增加了功能，节省了投资，提高了保护装置的可靠性，有效实现了变电站运维的本质安全。

第二，RCS系列保护、测控装置解决了装置在恶劣环境下（高温、强电磁场干扰、潮湿）长期可靠运行的问题，并在整体设计上，通过保护、测控装置有机结合，信息交换，减少重复设备，简化了设计，减少了电缆，大大方便了运行人员的日常检查、维护。

第三，它采用电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103）规约，提供保护和测控的综合通信，实时性强，可靠性高，具有不同厂家的同种规约的互操作性，是一种开放式的总线，既方便了日常定检，也为新入职变电站运维人员现场学习提供了良好平台。

第四，变电站层采用分布式系统结构，提供多种组织形式，可以是单机系统，亦可多机系统。灵活性好，可靠性高，且方便系统扩展。变电站层为变电值班人员、调度运行人员提供变电站监视、控制和管理功能，界面简单，易于操作。组件技术的使用，实现软件功能“即插即用”，能很好地满足综合自动化系统的需要。

3变电站光纤电流差动保护日常运维风险及解决方法

光纤电流差动保护与传统的保护装置相比具有诸多的优点，但该保护的原理比较复杂并且包含了一些跨学科的知识，因此必须对相关的知识进行了解。例如，2009年10月广东省发生过一起人员失误引起的RCS-931D型500kV线路光纤差动保护装置误动事故。某500kV变电站与电厂之间采用500kV线路进行连接，主保护Ⅰ和主保护Ⅱ均采用的是南瑞的RCS-931D光纤差动保护。在线路改造时需要更换两个开关CT。在改造完成后，调试人员对装置采样进行三相加量测试时，两侧的差动保护跳闸。经分析确定根本原因是变电站运行维护工作人员对两侧保护的关联性了解不透彻，未对光纤通道进行自环，对本侧保护工作对对侧保护可能造成的影响不清楚造成了此次安全事故。

还有一次是上海市某500kV线路由于TA的一侧断线而导致跳闸的事故。当一侧发生TA断线时，该侧的差动元件启动，并且发出“差动动作”信号给另一侧，因为另一侧的TA工作正常保护不启动，因此故障侧接收不到“差动保护”的允许信号，但是当10s内负荷的波动会引起继电器跳闸。因此变电站运维人员在日常的工作中对于TA断线问题应当及时报设备缺陷，申请尽快解决，避免这类事故的发生。当该类事故发生后，进行事故调查时应该查看录波报告，负荷波动大的一侧即为断线的一侧。另外，RCS-931系列装置本身带有“TA断线闭锁”，控制字可以整定，当为1时，TA断线可以闭锁差动保护，避免误动作；当控制字为0时TA断线不闭锁差动保护，此时应当将继电器的整定值提高到“TA断线差流整定值”。

在掌握光纤电流差动保护的基础上，维护人员在日常运维中应当注意以下几点：

（1）保护运行过程中，开关位置非常重要。线路由对侧空载充电时，本侧开关无论是热备用还是冷备用，均禁止将其控制电源退出。

（2）“差动保护通道故障”光字牌亮说明分相电流差动保护被闭锁，但后备距离及零序保护仍可运行。

（3）当500kV变电站在进行检修或保护定期检验时，为了防止保护误动，应向调度申请将两侧主保护压板退出。

（4）在检修调试过程中，双侧保护联调，务必断开光纤保护通道，以免造成不必要的损失。

4结语

500kV线路光纤电流差动保护作为日常线路保护的主要部分，对于变电站运维人员的专业技术要求是比较严苛的，可以说是一种跨专业的学科，这不仅仅要求运维人员熟悉掌握电力系统相关的继电保护相关的专业知识，同时对于通信学科的知识，特别是光纤通信需要有一定的了解和掌握，只有这样才能够保证变电站运维人员在日常工作中能够正确地操作和使用。随着我国500kV变电站的增多，光纤电流差动线路保护装置自身具有很多的优势，也被越来越多的单位所使用，所以变电站运维的人员应熟悉相关的操作原理，避免装置在使用中出现问题无法处理，同时注意正常安全运行，及时消除日常保护运行和维护中的隐患，只有如此才能够真正提高供电的安全性以及可靠性。

参考文献

[1]南京南瑞继保电气有限公司.RCS-931TM型高压输电线路成套保护装置说明书[Z].

[2]陈冬霞，吴东升.一起500kV线路光纤差动保护误动的分析[J].电力安全技术，2011，5（15）.

[3]乔卫东，王红青.光纤电流差动保护在上海500kV工程中的应用[J].华东电力，2005，（2）.