亭子口水电站角形接线保护配置

2014-02-28

四川水利 2014年5期

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川广元，628400)

亭子口水电站位于四川省广元市苍溪县境内，是嘉陵江干流开发中唯一的控制性工程，是以防洪、发电及城乡供水、灌溉为主，兼顾航运以及拦沙减淤等的综合利用工程。亭子口水电站总装机容量为4×275MW，以500kV电压接入电力系统。基于水库调度方式，汛期电站在电力系统中担任基荷、腰荷和峰荷，非汛期电站在电力系统中担任峰荷和腰荷。本文主要介绍该电站的角形接线保护装置。

1 电气主接线

亭子口水电站采用发电机——变压器联合单元接线，每台发电机——变压器为一组单元接线(设有发电机断路器)，两组单元接线高压侧并联后，经隔离开关接至500kV系统。500kV系统为角形接线，近期为三角形接线方式，现共有3台500kV断路器和1回出线，此回出线采用架空出线接入达州500kV变电站；远期为四角形接线，为4台500kV断路器和2回出线，增加一回出线接入广元500kV变电站。

亭子口水电站采用角形接线，接线简单、清晰，但继电保护和控制相对复杂。1回进线或出线故障时，需操作2台断路器。变压器故障时，短时使电站2台机组停运，经过操作可恢复非故障单元运行。任意断路器故障，四角形接线只停一回线路和两台机组，经过操作可恢复运行。亭子口水电站电气主接线如图1所示。

图1 亭子口水电站电气主接线

2 500kV角形接线保护配置

亭子口水电站继电保护配置遵循《继电保护及安全自动装置运行管理规程(GB/T 14285-2006)》和《水力发电厂继电保护设计导则(DL/T 5177-2003)》等规范。500kV GIS继电保护主要包括线路保护、断路器保护、短引线差动保护、开关间短线保护、自动重合闸等。

2.1 线路保护

亭子口水电站500kV线路保护采用两套主保护原则配置，主一保护采用国电南京自动化股份有限公司的PSL603U数字式超高压线路保护装置，命名为500kV口达线1号线路保护装置；主二保护采用南瑞继保有限公司的RCS-902GPV型微机数字式超高压全线快速成套保护装置，命名为500kV口达线2号线路保护装置。另外，还配置了两套辅助保护，辅A采用国电南京自动化股份有限公司的SSR530U系列数字式远跳判别装置，命名为500kV口达线1号过压远切保护装置；辅B采用南瑞继保有限公司RCS-925G型过压保护及故障起动装置，命名为500kV口达线2号过压远切保护装置。

PSL 603U系列基本型是以纵联电流差动(分相电流差动和零序电流差动)为全线速动保护。装置还设有快速距离保护、三段相间、接地距离保护、零序方向过流保护、零序反时限过流保护。保护装置有分相跳闸出口，配有常规重合闸功能，可根据需要对开关实现单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸、停用重合闸，也可以通过控制字来选择退出重合闸功能。

差动保护跳闸逻辑具有以下功能：

(1)差动保护可分相跳闸，区内单相故障时，单独将该相切除，保护发跳闸命令后150ms故障相仍有电流，补发三跳令；三跳令发出后150ms故障相仍有电流，补发永跳令；

(2)当自适应重合闸投入时，两相以上区内故障时跳故障相；

(3)非全相再故障可以通过控制字选择是否三跳还是永跳；

(4)任一侧手合或重合于故障线路，两侧差动保护都三相跳闸并闭锁重合闸。

RCS-902G包括以纵联距离和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保护。RCS-902G以硬接点方式与对侧交换方向信息，可结合继电保护专用收发信机、复用载波机或继电保护光纤通信接口装置，与对侧保护构成闭锁式或允许式的纵联保护。RCS-902GPV保护有分相出口，配有自动重合闸功能,对单或双母线接线的开关实现单相重合闸和三相重合闸。

辅助保护RCS-925G过电压及故障起动装置，作为线路过电压及远方跳闸的就地判别装置，并根据运行要求可投入零序电压、负序电压、电流变化量、零负序电流、低电流、低功率因素、低功率等就地判据，能提高远方跳闸保护的安全性而不降低保护的可靠性。

辅助保护SSR530系列数字式远跳判别装置,也作为线路过电压及远方跳闸的就地判别装置。亭子口水电站初期采用高频通道，现已改为光纤通道。

2.2 500kV断路器保护

亭子口水电站500kV断路器保护，采用南瑞继保的RCS-921G系列断路器失灵保护及自动重合闸装置，装置功能包括断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸。

断路器失灵保护按照如下几种情况考虑：即分相起动失灵，保护三跳起动失灵，失灵相高定值起动失灵。失灵保护跳闸逻辑为，先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵跳相邻断路器时间”延时跳开相邻断路器。

当三相不一致保护投入，断路器某相断开，出现非全相时，可经三相不一致保护回路延时跳开三相。不一致可经零序电流或负序电流开放，由软件控制字控制其投退。

充电保护由两段相过流及一段零序过流组成，其时间定值及过流定值均可设置。

此装置具有一次自动重合闸功能，能实现单相重合闸方式、三相重合闸方式、禁止重合闸方式及停用重合闸方式。单相重合闸方式，单相跳闸单合，多相跳闸不合；三相重合闸方式，任何故障三跳三合。在正常运行方式下，自动重合闸方式采用单相重合闸方式。当口达线路保护跳闸起动重合闸，与线路连接的两开关的重合顺序应通过设置不同重合时间来实现。亭子口水电站初期三角形接线方式时，未与线路相连的开关重合闸方式应停用。

2.3 短引线差动保护

亭子口水电站短引线差动保护，采用南瑞继保的RCS-924B型T区保护装置，每回短引线配置两套差动保护。短引线差动保护采用四侧电流比率差动方式，通过发——变组联合单元高压侧两组CT和500kV GIS三角形接线的两组断路器CT，保护短引线和隔离开关间的区域。短引线差动保护用于快速切除短引线上的各种短路故障，保护瞬时动作于跳开短引线GIS侧的2台断路器和2台发电机断路器。