三端差动保护技术配置与应用探究.pdf

第二十八卷第二期Vol.28,No.2JOURNAL OF ANHUI ELECTRICAL ENGINEERING PROFESSIONAL TECHNIQUE COLLEGE安徽电气工程职业技术学院学报2023年6 月June 2023三端差动保护技术配置与应用探究柯仲来（国网黄山供电公司，安徽摘要：输电线路T接方式由于有良好的经济效益，在当下电网建设过程中应用日益广泛，但却给输电线路故障定位、定值整定和运行方式调整带来诸多问题，三端差动保护技术应运而生。文章对三端差动保护技术的应用背景、技术特点、配置规范、自适应主从定位技术、保护动作逻辑进行了分析，介绍了三端差动保护技术保护装置的保护试验和通道联调试验。理论分析和应用结果表明三端差动保护技术能够快速、准确地保护T型接线输电线路，保障电网系统的安全稳定运行。关键词：T接输电线路；三端差动保护技术；自适应主从定位中图分类号：TM773*.4黄山2 45 2 0 0)文献标识码：A文章编号：16 7 2-9 7 0 6(2 0 2 3)0 2-0 0 48-0 5Research on the Configuration and Application of Three Terminal DifferentialProtection TechnologyKE Zhonglai(State Grid Huangshan Power Supply Company,Huangshan 245200,China)Abstract:The T connection mode of transmission line is widely used in the process of current power gridconstruction because of its good economic benefits.However,it has brought many problems to the faultpositioning,fixed value setting and operation mode adjustment of transmission line,so the three terminaldifferential protection technology arises.This paper analyzes the background,technical characteristics,configuration specification,adaptive master-slave positioning technology and protection action logic of threeterminal differential protection technology and gives the protection test and channel joint test of theprotection technology.The theoretical analysis and application results show that the three terminaldifferential protection technology can quickly and accurately protect the T-type transmission line and ensurethe safe and stable operation of the power grid system.Key words:T connection mode of transmission line;three terminal differential protection;adaptivemaster-slave positioning0引言随着经济社会的发展，电网的供电需求和供电可靠性也在不断增加，大量新变电站和输电线路的建设势在必行，电力系统结构日益复杂，输电线路的输送电量和电压等级不断提高,远距离输电线路日益增多。当下土地资源越来越珍贵，征地困难、地价昂贵已经成为电网发展的障碍。在此背景下，T型接线方式以其线路利用率高、节省投资、节约用地而被越来越广泛的应用在电网规划中。然而,T型接线方式却给输电线路继电保护的配置和后期的运行维护带来诸多问题。由于常规线路保护装置存在受运行方式收稿日期2 0 2 3-0 2-2 7作者简介：柯仲来（19 8 9 一），男，安徽黄山人，工程师，主要从事电力系统变电设备继电保护及自动化运维检修。48柯仲来：三端差动保护技术配置与应用探究和系统振荡影响、定值整定配合困难等诸多因素，难以满足T型接线的运行要求 。为此，三端光纤差动以其保护原理简单、不受系统振荡影响、保护动作可靠迅速等特点成为T型接线的最佳保护配置选择。1三端光纤差动保护配置方式1.1通道连接配置方式保护装置的数据信息交换通道一般可采用“专用光纤”或“复用通道”。在光纤数量及传输距离允许范围内，优先采用“专用光纤”作为传输通道（输电线路超过5 0 公里时采用功率增强型收发模块）。当功率不满足条件时，可采用“复用通道”。一般采用“专用光纤”、环形通道允余连接方式，具体如图1（a）所示。TX通道通道一RXMTX通道通道二通道RXTX通道一对侧B(a)三侧通道连接(a)选择其中一侧作为本侧,本侧M通道一连接对侧A通道二。(b)对侧通道一连接对侧B通道二。(c)对侧B通道一连接本侧通道二三侧运行方式下，各侧通道均处于投人状态。当仅有一个通道的通道压板退出时，保护装置仍按三侧差动保护运行方式处理。当仅有一组通道压板投入，且该组通道压板对应的两侧装置其他通道压板退出时，系统处于两侧运行方式，如图1(b)所示，此时相当于普通的两侧差动运行方式。两种运行方式可自由切换，保证了电网运行方式的灵活调整。1.2自适应主从定位技术及同步调整以南瑞继保PCS-943T为代表配置的三端光纤差动技术能够自适应系统各种运行方式的变化，如三端运行、两端运行、单端自环试验、单端通道异常等运行方式，能够利用光纤通道交换保护装置数据信息和压板状态，自动识别运行状态，并进行主从机定位，避免人为因素的干扰。该装置能够根据主从定位结果自动完成三侧数据同步调整,并能够对通道收发延时不一致进行检测，提高主从机采样同步性。具体情况分析如下。T接线路三侧运行方式下,系统其中一侧自动定为主机,作为参考端，另两侧分别为从机1、从机2，作为同步端，主从机由保护装置根据纵联码自动形成。三侧以同步方式交换信息，参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一顿信息，两个同步端随时调整采样间隔，与参考端保持同步,从而保证三侧保护装置数据交换的实时性和保护动作的准确性。运行过程中,若从机1与从机2 之间通道发生故障，同时线路上发故障。此时主机仍然能准确接收从机1、2 的信息，分相差动保护仍然能正确动作；若主机与任一从机之间通道发生故障，则系统自动切换主从机，比如主机与从机1之间的信道发生故障，主机自动切换为从机1,从机1切换为从机2,原来的从49RX通道TX通道TX通道RXRXRXTX通道二TX通道X通道二通道一对侧A通道一图1通道连接方式RX通道RXTXMTX通道通道二通道/RXTX通道一对侧B(b）两侧通道连接通道二对侧A通道TX通道RXRXRX通道二通道一TX安徽电气工程职业技术学院学报机2 切换为主机,形成从机1与从机2 之间通道故障的状态，此时的主机仍然能准确接收从机1、2 的信息，差动保护仍起作用。当任一侧保护装置的两个光纤通道同时发生故障，则退出三侧光纤差动保护。此时,线路故障由其后备保护切除。自适应主从定位配置如下图2 所示，本侧M即主动定为主机，从侧A定为从机1,从侧B定为从机2。当本侧M与从侧B之间的通道故障时,本侧M自动切换为从机（从侧M），从侧A自动切换为主机（本侧A）。本侧M（主机）第二十八卷第二期从侧A从侧M（从机1)（从机2）Y主侧A（主机）通道一通道二通道二通道一通道一通道二通道二通道一分相差动从侧B（从机2）通通道1.3差动保护逻辑分析以深瑞PRS-713TX为例，三端光纤差动保护动作逻辑包含保护启动逻辑和动作判据两部分。为了提高多侧差动保护动作的安全性和可靠性，保护设置差动允许标志。差动启动元件动作向对侧发送差动允许标志；本侧断路器三相断开（TWJ常开节点闭合且无流）向对侧发送差动允许标志。如图3所示。电流突变量启动零序电流启动电压辅助启动三相无流三相跳位1.4差动方式的切换正常运行方式是三侧差动投入状态，需要通道纵联码、控制字、功能软压板和通道硬压板的结合使用，各侧差动保护功能软压板和硬压板均投入。当有一侧差动保护压板退出时，三侧差动保护退出并告警。当T接线路中有一侧停运或其他原因要转人两侧运行时，三端光纤差动保护装置仅需改变压板的投退状态。南瑞PCS-943T系列采用的是“投差动保护”和“投两侧差动保护”两个软压板和硬压板，单侧或三侧同时投入“投两侧差动保护”软硬压板，则处于三侧差动保护状态；两侧投入该压板时，则投入两侧差从侧B（从机1）通通道图2三端光差保护自适应主从定位方案保护电流启动或电压辅助启动对侧差动允许标志A相差动动作1本侧差动1允许标志&图3差动保护动作逻辑&B相差动动作&C相差动动作&季序差动启动CT饱和闭锁差动&100ms保护动作零序差动保护动作资料来源：长园深瑞继保自动化有限公司PRS-713TX-D/FA-G型线路保护装置技术使用说明书V1.00,2 0 15 年。50柯仲来：三端差动保护技术配置与应用探究动方式；深瑞PRS-713TX系列只采用了“纵联电流差动保护投/退压板”的软压板设计，当两侧投入该软压板时，处于该两侧差动保护方式；否则报“差动不一致”告警。2保护装置试验及通道联调三端光纤差动保护装置的联调试验首选应完成光纤通道的检查，然后进行自环方式下整组单体试验的调试，完成后进行两侧以及三侧的通道联调试验。2.1光纤通道检查这一部分主要检查保护装置之间通信的可靠性和通信时钟方式。装置上电后应检查无“光纤通道异常”等自检信息。一般情况下，装置采用专用光纤，两侧装置均设置为内时钟方式，即“通道一通信内时钟”整定为1。2.2单体整组试验单体整组试验主要包含以下流程：软件版本号检测、零漂及采样值检查、自环通道检查、单体定值试验和整组传动试验等。2.3多侧通道联调试验在完成单体整组试验后进行通道联调，在图1的示例中，合上M、A、B三侧开关，分别在各侧输人三相电流,另外两侧应能显示对应的对侧电流值。电流采样正确后即进行模拟故障调试,投入相应功能压板,分以下步骤进行2 ;（1）模拟线路正常运行,区内故障。合上三侧开关，在电压开放条件下三侧分别模拟正方向单相故障和相间故障，三侧差动保护应能正确动作并出口跳闸。（2）模拟线路单端或两端空载运行，区内故障。a.合上M、A 侧开关,断开B侧开关，模拟B侧线路空充,在M侧、A侧加入正向单相故障、相间故障,B侧加人全电压，M侧、A侧差动保护应能正确动作并出口跳闸,B侧不动作，另外两侧轮流加量测试；b.合上M侧开关,断开A侧、B侧开关,模拟M侧空充A、B线路。在M侧加入正向单相故障、相间故障，A、B侧加人全电压，M侧差动保护应能正确动作，三侧轮流加量测试。（3）模拟线路单侧运行，试验弱馈功能。a.合上三侧开关,M侧加入正向单相、相间故障，A、B侧加人正常三相电压，三侧差动保护应可靠不动作，三侧轮流加量测试；b.合上三侧开关,M侧加人正向单相、相间故障，A侧加人三相3 4V电压，消除PT断线告警信号,B侧加人正常三相电压，三侧差动保护应可靠不动作，三侧轮流加量测试；C.合上三侧开关,M侧加正向单相、相间故障，A、B侧均加人3 4V电压，消除PT断线告警信号，三侧差动保护应可靠动作，三侧轮流加量测试。2.4远方其他保护及远传试验远方其他保护是由“其他保护动作”开入启动的远方跳闸保护，其具体逻辑如下