不同厂家保护装置分别实现开关柜“四遥”与保护跳闸功能的设计实施

李伟

(1.太原理工大学,山西太原 030000;2.山西晋城煤业集团,山西晋城 048006)

不同厂家保护装置分别实现开关柜“四遥”与保护跳闸功能的设计实施

李伟1,2

(1.太原理工大学,山西太原 030000;2.山西晋城煤业集团,山西晋城 048006)

针对变电站进线开关需与上一级保护进行光纤纵差保护配合时,可能出现其保护装置与站内在用微机保护系统来自不同厂家,造成遥测、遥信、遥控、遥调功能难以实现,提出了两套不同厂家微机保护装置分别实现开关柜保护跳闸功能和“四遥”功能的解决方案,对二次回路接线中可能出现的情况进行了分析,提出接线设计思路及实施案例。

四遥 线路光纤纵差保护 微机保护装置 控制回路 二次接线设计

1 综述

对于进线线路引自另一个变电站同一电压等级母线的变电站，其进线开关因光纤纵差保护为与上级变电站配合，须与上一级出线开关使用同一厂家、型号的保护装置，而站内原有微机保护系统往往为另一套不同厂家出产，存在进线开关微机保护装置与站内原有微机保护系统不兼容，导致遥测、遥信、遥控、遥调功能无法实现的情况。

针对这一情况，现有的解决方案有以下几种。

(1)在变电站增加与进线保护装置配套的通讯及后台系统，与原有微机保护系统相互独立，专用于进线开关的“四遥”功能的实现。缺点为需增加整套通讯屏及后台监控机，成本过高。

(2)使用不同厂家的保护装置与微机保护系统，其中遥信、遥测功能较易实现，而遥控、遥调的实现需修改通讯协议，定制远动系统终端软件，实现保护装置的正常通讯，从而实现“四遥”功能。缺点是需联系厂家技术人员定制编写通讯协议及后台软件，实现难度较大。

(3)采用不同厂家两套微机保护装置，设计改造控制回路使两套装置分别实现保护跳闸功能和“四遥”功能。此方法仅需在原有基础上增加一台线路保护装置，成本低，实现难度低，且能按计划实现预计功能。

由上可以看出第三种方案具有一定的优势，本文以实例介绍了第三种方案的具体实现方法。下面以南瑞继保RCS-9613CS线路光纤纵差测控保护装置与南自机电PDS-741数字式线路保护测控装置共同控制的同一进线开关柜的控制回路接线为例，分析二次回路接线中出现的问题，并提出了二次接线解决方案，供技术人员参考。

图1 改造后的南自PDS-741控制回路原理图(局部放大)

2 基本情况

晋煤集团供电分公司凤北35kV变电站两回35kV进线分别引自凤凰山35kV变电站337、338开关，架空线路总长分别为3．253km、3．184km，其进线开关363、364配备光纤差动保护与过流I段、过流II段保护，均采用南自机电PDS-741数字式线路保护测控装置实现。

2013年凤凰山35kV变电站进行了综自系统改造，由原有南京南自机电自动化有限公司的PDS-7000微机保护系统更换为南瑞继保RCS-9000系列装置，为配合上一级变电站，保障线路光纤差动保护的实现，凤北35kV变电站进线开关计划使用南瑞继保RCS-9613CS线路光纤纵差测控保护装置实现进线开关光纤差动及过流保护。由于需要与站内原有南自系统通讯及后台配合，仍使用南自PDS-741数字式线路保护测控装置实现“四遥”功能。需重新设计二次接线来保障两套保护装置的配合运行。

3 设计思路及分析

设计原则：与微机保护双重化配置不同，该进线开关柜配备的光纤差动保护与过流保护仍使用同一保护装置实现，接线的基本原则是安全可靠，并兼顾投停、检修的灵活便利。从以往的保护误动事故案例统计分析来看，二次回路的复杂性是造成保护误动的主要原因之一，故两套保护装置间的联线应尽可能少，以减少因二次回路接线复杂造成的保护误动。

将设计思路归纳如下。

3.1 总体设计思路

使用南自PDS-741数字式线路保护测控装置实现进线断路器手动合闸、手动跳闸、遥控合闸、遥控跳闸、合位监视、跳位监视、遥测数据上传等“四遥”功能，南瑞RCS-9613CS线路光纤纵差测控保护装置仅用来实现在故障时跳开进线断路器。与上级变电站光纤纵差保护用通讯光缆联入RCS-9613CS装置，原PDS-741装置控制回路尽可能保持完整，将南瑞RCS-9613CS保护跳闸回路接入原PDS-741装置控制回路中实现功能。

3.2 直流控制电源与装置信号电源的选择

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施继电保护实施细则》中对多重保护的直流电源未做明确规定，由于两套保护装置均使用DC220V电源做为装置电源和操作电源，为简化运行人员投停操作，同时保障不因产生寄生回路使回路中产生环流而引起保护误动作，要求装置信号电源与操作电源分开，两装置的信号电源相互独立。

在本次回路设计案例中，南瑞RCS-9613CS控制回路仅取其保护跳闸出口继电器的常开接点，相当于在PDS-741保护跳闸回路中增加了一个无源接点，因此两保护装置控制回路均使用PDS-741装置的同一操作电源。

同时按《实施细则》要求，独立的保护装置直流回路必须全部取自该保护专用的电源端子对，故采用南瑞RCS-9613CS光纤差动保护跳闸接点无源回路两端必须使用单独的端子接入PDS-741保护跳闸回路中。

3.3 防跳回路的选择

两个保护装置均内置防跳回路，为防止两个防跳继电器配合问题出现使防跳继电器动作后无法返回，接线时应只使用其中一个防跳回路，出于减少接线复杂度考虑，使用南自PDS-741数字式线路保护测控装置防跳回路。

按设计要求，南瑞RCS-9613CS实现线路故障时与对侧光纤差动保护装置配合跳开进线断路器功能，防跳继电器(TBJV)、合后位置继电器(KKJ)、跳闸保持继电器(TBJ)及合闸回路、合位、跳位监视回路均不应接入实际使用控制回路中，因此仅使用图1中虚线部分即可实现功能。

图1中，KD为接线端子排，13KD2、13KD9为增加的该回路专用电源端子对，13n4XX为装置背板接线端子，13LP1为RCS-9613CS保护跳闸压板，BTJ为装置内部保护跳闸继电器出口接点。

为防止产生寄生回路，将图1回路两侧与原回路断开，直接接入南自PDS-741装置控制回路操作正电源中。即将图1回路与南自PDS-741装置保护跳闸出口并接，如图1所示。

实际运行中取下南自PDS-741装置原配的保护跳闸压板(1-42XB1)，投入南瑞RCS-9613CS保护跳闸压板(13LP1)，两套保护装置设置定值相同，由南自PDS-741保护装置发出故障信号，南瑞RCS-9613CS装置实现保护跳闸回路的接通。

3.4 装置电压、电流回路

两保护装置电压并接自PT同一绕组，由于光纤差动保护所需CT绕组与过流保护使用 CT绕组极性相反，同时按《国家电网公司十八项电网重大反事故措施继电保护实施细则》要求，两保护装置电流分别引自CT相互独立二次绕组。

4 实施效果

现晋煤集团供电分公司下属机关35kV变电站、凤北35kV变电站合计4个进线开关全部采用上述接线方式，实现了两套不同厂家保护装置分别独立实现开关柜“四遥”功能与保护跳闸功能，均稳定运行，未出现异常，有效降低了综自改造时的设备购置成本，实现了预计功能，在实践应用中取得了良好地效果。

5 结语

随着现场运行的微机保护设备不断更新换代，许多二次回路需根据现场实际情况进行变更，在变更中既要把握重点，又要重视细节，使二次系统真正成为电力系统的安全屏障。

[1]张晓亮,李江龙.谈变电二次设计过程中的细节问题[J].科技情报开发与经济,2006(24):284-286.

[2]国家电网公司十八项电网重大反事故措施 继电保护实施细则.国家电网生技,[2005]400号.

李伟(1984—),男,汉族,山西晋城人,电气工程师,太原理工大学电气工程及自动化专业在读工程硕士,现于晋煤集团供电分公司从事变电运行工作。