PSL646U型光纤纵差保护在发电机联络线上的应用

王淑其

（安阳钢铁股份有限公司动力厂，河南安阳455004）

PSL646U型光纤纵差保护在发电机联络线上的应用

王淑其

（安阳钢铁股份有限公司动力厂，河南安阳455004）

某发电机组原来使用PSL641型数字式线路微机保护测控装置，只能反映线路一侧的电气量变化，无法满足对发电机联络线的保护，将其改为同一生产厂家，且开口尺寸相同、网络通讯规约相同、控制回路、信号回路相近的PSL646U数字式光纤电流差动微机保护测控装置，满足了保护要求。

发电机；线路光纤差动保护；双电源供电

1 引言

为了节约用电成本，同时降低污染物的排放量，安钢公司新增了不少利用高炉煤气或烧结余热作为动力的发电机组，其中有1台30 MW发电机组和2台360烧结环冷发电机组。由于这3处新增发电机组原来都是从变电站送出的馈出线路，为了节约用时用工用料，我们利用原有的送电回路将发电机组与供电系统连接在一起，这样可以利用原有的一次设备（高压开关柜、一次电缆等），但原有的线路保护装置已无法满足现在的供电方式，因此必须进行改造。这三馈出线路均由梅元220 kV变电站10 kV母线送出，原来使用的保护装置是PSL641型数字式线路微机保护测控装置，该保护只采集输电线路单端量的保护，只能反映线路一侧的电气量变化，无法实现对发电机联络线的保护。

2 PSL641型数字式线路微机保护测控装置的不足

PSL641型数字式线路微机保护测控装置是采集输电线路单端量的保护，只反映线路一侧的电气量变化，所以保护也只能切断一侧断路器，原来线路只是由系统向用户供电，即变电站10 kV母线向外供电，线路两端只有一侧是电源，定值整定合理后，该装置完全可以保护线路，能够有选择地、可靠地、快速地将故障点与电源切断。如图1所示，当线路发生短路故障时，系统侧断路器QF1被线路保护断开，此时用户已无电源，短路故障点已经完全被断开。

图1 单端电源线路短路故障示意图

然而，线路改为发电机联络线后，该线路两侧均是电源，如图2所示。当线路发生短路故障时，系统侧断路器QF1被线路保护断开，此时发电机仍在发电向故障点供电，仍有很大的电流流向故障点，而线路保护不能将发电机侧的断路器QF2断开，这就有可能烧毁发电机及其它用电设备。因此PSL641型线路微机保护已无法满足发电机联络线保护的要求。需要使用能够反应线路两侧电气量变化并将线路两端断路器同时快速断开的纵联保护装置。

图2 双端电源线路短路故障示意图

3 采用光纤纵联差动保护的原因

输电线路的纵联保护就是用通信通道将输电线路两侧的保护装置纵向连接起来，将两侧的电气量分别传送到对侧，进行比较，判断故障是在被保护线路范围内还是在被保护线路范围之外，从而决定是否切除该线路。

但在线路保护中，因为线路长不能在一侧计算差动电流，通信通道的解决成了实现保护的关键。10 kV电缆线路纵联差动保护的通道类型常用的有导引线通道、光纤通道。导引线中传输的是电信号，导引线可以直接传输交流电量，但是导引线的参数会直接影响保护的性能，导引线越长，安全性越低。

随着光纤通信的普及，我国已开始大量使用光纤纵差保护。通过光缆直接将光信号送到对侧，保护装置将采集到的电信号变成光信号发送出去，又将所接收到的光信号变成电信号供保护使用，由于光信号与电信号之间互不干扰，所以光纤保护没有导引线保护的问题。

4 光纤纵联差动保护的优点

（1）原理简单。

（2）定值整定简单。

（3）不需要震荡闭锁，任何时候故障都能迅速切除。

（4）不受TV断线影响。

（5）通道抗干扰能力强，保护时刻收发数据、检查通道可靠性高，远远优于载波通道。

5 光纤电流差动保护原理

光纤电流差动保护是计算相电流差的保护。主要保护区内的相间故障和单相金属性接地故障。差动动作要求：一侧装置差动保护原件动作后，同时收到对侧装置保护原件动作标志后才出口。

动作方程：

图3 比例差动示意图

式（2）是主判据，M和N表示线路的两侧。

k1=0.5，k2=0.7为比例制动系数，ICD差动动作电流门坎，需要用户整定。IINT为拐点电流，值为4倍额定电流。

两侧采样同步使用软件同步方法，同步误差不超过4°，大大提高了差动保护的动作精度。

6 PSL646U型数字式光纤纵联差动微机保护测控装置

PSL646U型数字式光纤纵联差动微机保护测控装置具有专用的光纤通信接口，保证线路两侧装置之间高速、可靠的通信。当通道性能恶化或中断，发告警信号，并闭锁差动保护，当通道恢复正常时，解除闭锁。PSL646U保护装置结构紧凑，光电转换模件内置，高度集成。光纤接口通用性强，传输数字信息量大，通过光纤可传送线路本侧全部三相电流量及其它所需信号。具有完备的保护功能配置等特点。

线路改造使用该装置另一原因是：该装置与线路原有保护装置PSL641数字式线路微机保护测控装置均是由国电南自生产的，开孔尺寸相同，网络通讯规约相同，控制回路、信号回路相近，使用该装置可以减少很多工作量，节约不少材料。

7 结束语

梅元站的这三条馈出线改造后已运行了1年多，保护运行稳定，与后台通讯正常，未出现保护拒动误动现象。随着公司的发展，将有更多的发电机组投入建设，光线纵差保护有很好的推广价值。

Application of PSL646U Optical Fiber Current Differential Protection in Generator Lead-in W ire

WANG Shuqi
(The Power Plant of Anyang Iron&Steel Co.,Ltd.,Anyang,Henan 455004,China)

The PSL641 digital signal processor(DSP)protection measuring control device originally used in a generator unit of Anyang Steel could only reflect the electrical changes on the line side,unable to sufficiently protect the lead-in wire of the generator.After it was replaced by a PSL646U optical fiber current differential DSP protection measuring control device of the same manufacturer with the same opening size,same network communication protocol and similar control circuit and signal circuit,the protection requirement has been satisfied.

power generator;optical fiber current differential protection;double power source

TM774

B

1006-6764(2015)08-0004-02

2015-04-20

王淑其（1977-），女，2000年毕业于焦作工学院电力系统自动化专业，工程师，现从事电气专业技术工作。