浅析高压线路位置节点三串三并回路对稳控装置策略的影响

柳庚

国网湖北省电力有限公司黄冈供电公司检修分公司 湖北黄冈 38000

1 概述

随着我国电力系统的不断扩大和跨越式发展，在区域电网和电能大范围转移的过程中，电力系统依赖于电网安全稳定控制装置的要求越来越高。目前国内, 多数都是配置传统主站与子站的联网控制模式, 实际使用中遇到线路故障需要联锁切机、切负荷时受制于技术性能落后、稳定性差等缺点已越来越脱离现代大电网的安全性与稳定性的要求[1]。逐步提升稳控设备智能化、多功能化的区域电网安全稳定紧急控制装置是现代电网安全稳定运行的迫切需要。

研究和开发更多更好的安全稳定控制装置( 系统)，应该明确这类装置( 系统) 需满足继电保护的基本要求，即可靠性、选择性、灵敏性和速动性[2]。符合要求的安全稳定控制装置通过采取一定措施所保证的动作的信赖性和安全性。

2 断路器跳开的几种类型，以及后续稳控逻辑变化情况

安装设计中需要采用三相断路器HWJ 节点串联接入稳控装置方式时，有一相断路器位置HWJ 节点返回，稳控装置接收到的断路器HWJ 返回。

采用三相断路器HWJ 节点并联接入稳控装置方式时，有一相断路器位置HWJ 节点导通，稳控装置接收到的断路器HWJ 导通；三相HWJ 节点均返回时，稳控装置接收到的断路器HWJ 才返回。

2.1 线路单相故障，保护单相跳闸。

线路单相故障，可分为单相永久性故障和单相瞬时性故障。其中单相永久性故障后，线路保护装置经过 “单跳—单重—三跳”，最终会跳开线路断路器，从发生故障到三相断路器均跳开约耗时1.2s。单相瞬时性故障后，线路保护装置经过 “单跳—单重”，最终线路断路器保持合位运行，整个过程约耗时0.9s。

线路保护跳开单相断路器时，会向稳控装置发送保护动作信号。跳开相在故障时会出现电流增大现象，跳开后会出现单相电流电压降低现象。

采用三串方式时，单永故障情况下，稳控装置接收的HWJ 经历 “导通—返回—导通—返回” 的状态变化；单瞬故障情况下，稳控装置接收的HWJ 经历 “导通—返回—导通” 的状态变化。

采用三并方式时，单永故障情况下，稳控装置接收的HWJ 经历 “导通—返回” 的状态变化；单瞬故障情况下，稳控装置接收的HWJ 一直为导通状态。

2.2 断路器单相偷跳

断路器单相偷跳后，三相不一致保护将动作跳开断路器另外两相，耗时约2.5s。目前三相不一致保护均采用机构本体的保护元件，动作后将向厂站监控后台发送动作信号，但不会向稳控装置发送动作信号。不会出现电流增大现象，跳开后会出现单相电流电压降低现象。采用三串方式时，稳控装置接收的HWJ 在单相偷跳时返回；采用三并方式时，稳控装置接收的HWJ 在三相不一致保护动作时返回。

2.3 断路器单相位置节点异常

断路器单相位置节点异常返回时，线路保护和三相不一致保护均不会动作，断路器位置不会发生变化，不会出现单相电流电压变化。采用三串方式时，稳控装置接收的HWJ 会返回；采用三并方式时，稳控装置接收的HWJ 一直处于导通状态。

以南瑞继保装置判断策略为例进行分析，南瑞继保装置目前采用智能开入板同时监测25 路开入，并将开入信息通过内部总线传给其它插件板的硬件设计。

依据《PCS-992 电力系统稳定控制装置技术及使用说明书》，南瑞继保装置设置有启动判据，启动后进入事故判别状态，满足动作条件时出口。启动判据共有5 项，其中与本专题分析相关的有3项，分别为：电流突变量启动、功率突变量启动、低电压启动。

南瑞继保装置判断线路跳闸状态的判据分为两种，一是借助保护跳闸接点判断线路故障跳闸的判断，二是线路无故障跳闸判据。两种判据逻辑摘录如下：

（1）借助保护跳闸接点判断线路故障跳闸的判据：

①判断单相永久性故障需满足如下条件：

·突变量启动。

·已判出单相瞬时故障或有一相电流增加、一相电压降低。

·在大于重合闸时间后查到有两相跳闸信号。

满足以上条件则判为单相永久性故障：

②判断保护误动引起跳闸需满足如下条件：在装置启动前收到跳闸信号或断路器位置接点变化信号，且三相电压都在正常运行范围U ≥Ut、电流无突然增加但却出现突然降低到I ≤It。

（2）线路无故障跳闸判据：

①不考虑断路器位置判据

无故障跳闸判据（只利用电气量判别）。

（电流应小于投运电流）

·电流变化量满足

t ≥tS1 （满足上述判据的确认延时）

同时满足以上条件则判别为无故障跳闸。

其中：PS1 应小于对稳定有影响的输送功率值；PS2 应稍大于0，且大于零功率时的最大漂移值；投运电流IS1 应略大于空载线路的充电电流；延时是为了防止在潮流转移过程中引起误判为设备跳闸；｜ΔI ｜dt 为浮动门槛；α、β 为系数[3]。

②考虑断路器位置判据：[ 单元n 位置信号接入]

定值含义：

0：表示本单元接入元件对应断路器的位置接点未引入装置，位置辅助接点不参与本单元的投停状态判别。

1，2: 表示本单元接入元件对应断路器的位置接点引入装置端子，位置辅助接点参与本单元的投停状态判别，1- 定义为HWJ，2-TWJ。

当 “单元n 位置信号接入” 定值整定为0 时，装置仅根据电气量进行投停状态判别；当 “单元n 位置信号接入” 定值整定为1或2 时，装置首先根据电气量判别装置是否为投运状态，当电气量无法判别是否处于投运状态时，装置根据位置接点进行辅助的投运状态判别，当电气量判据判别装置为投运状态，但位置接点与投运状态判别不一致时，装置报 “单元n 位置异常” 告警报文，发告警信号。

注意：“单元n 位置信号接入” 定值仅用于判别元件投停，不用于元件跳闸的判别。

3 结论分析

3.1 线路单相故障

此时保护装置有动作信号发至稳控装置，南瑞继保装置采用“借助保护跳闸接点判断线路故障跳闸的判据” 进行判别，均能正确判断出线路保护的单永故障和单瞬故障跳闸状态，不影响稳控装置正常运行。因而，该判据下三串、三并方式无区别。

3.2 断路器单相偷跳

此时稳控装置未接收到保护动作信号，其动作行为分析如下。

对于 “借助保护跳闸接点判断线路故障跳闸的判据” 中的 “判断保护误动引起跳闸”判据，三串方式下会有断路器HWJ节点变化，同时满足三相电压都在正常运行范围（对侧开关供电，电压无异常变化）、电流无突然增加但却出现突然降低到电流I ≤It 的条件，稳控装置判断为 “护误动引起跳闸”，但这种情况不会启动策略搜索。三并方式下，第一阶段断路器HWJ 节点无变化，因而不会启动该判据。

对于 “线路无故障跳闸判据”，其分为考虑断路器位置节点和不考虑断路器位置节点两种判据。其中，三串、三并方式对不考虑断路器位置节点的判据无影响，南瑞继保装置定值清单说明中注明了各间隔位置信号接入控制字选择仅用于判别元件投停，不用于元件跳闸的判别。因而，该判据下三串、三并方式无区别。

3.3 断路器单相HWJ 节点异常

此时仅有HWJ 节点状态变化，无电压、电流、功率等电气量变化，南瑞继保装置不会启动，不影响稳控装置正常运行。因而，该判据下三串、三并方式无区别。