水电站220kV线路保护的设计及特点

邱竟超

摘要：对于220千伏线路主保护来讲，它的安全与可靠运转，同电网与水电站设备工作息息相关，以某水电站的220千伏线路保护为例，概述其选型、配置以及优化等状况，根据电网发展需求，并且基于以往高频保护现状，进一步优化成双光纤差动保护，总之通过下文的探究，旨在能为有关人士提供借鉴。

关键词：水电站;线路保护;光纤保护;保护装置;220kV

引言

在某水电站中共存在装机6*180兆瓦，一年的发电量设为27.5亿千瓦时。电站共有六台发电机组，在发变组单元作用之下，同220千伏系统进行连通，采取双母线接线形式，它为主力调峰电站，故而对于线路主保护来讲，其可靠、正常运转是非常关键的。

1.220千伏线路与改造前保护情况

该水电站的4号、5号以及6号机组，基于发变组单元的作用，同电网进行连通，系统电压达到220千伏，配有SF6开关站，利用干式电缆，将其同系统线路进行连通，一共计三回出线，在3回线路中，设计有纵联主保护，都属于高频通道，1、2回出线都同变电站进行连通，前者的线路长度约为79.5千米，后者的线路长度约为33.5千米。

2.线路保护改造原因

220千伏线路保护已运行一定的时间，保护装置被利用了很久，达到设备的使用期限。按照继电保护管理标准，需对装置实行更换处理。线路高频保护运行中，因为缺乏一定的稳定性，被气候因素所干扰，常常引发通道告警，造成主保护退出运转[1]。伴随现代化技术的进步，比如光纤与通信，使得光纤通道得到了大力推广，技术相对成熟。特别是联网运行，潮流相对大，220千伏线路为该省的骨干网，确保其正常运转，体现线路保护意义。

3.改造后保护装置与特点

对于220千伏线路保护，选取双重化配置，该电站的3回保护线路，根据不一样的厂家以及设计原理，依次配置两套保护装置，一是CSC-306型保护，二是PCS-985TW型保护。

（1）CSC-306保护装置。1）CSC-306保护装置介绍。在CSC-306保护装置中包含着较多的成分，比如差动保护、距离保护。对于电流差动保护来讲，它们都是快速主保护，接地以及相间距离保护，再加上过流保护等，一起组成后备保护。2）CSC-306保护装置特点。设置继电器速跳功能;通过最新算法来对电容电流实行补偿，促使保护更灵敏;进一步健全的同步处理，对于侧、差动电流，都可以实现在线显示;智能检测通道，在出现故障的情况下，智能记载通道情况，充分体现状态量;定时产生报告，有助于监视通道的改变;短时间内动作，故障跳闸不超过10毫秒，对于线路中间及远处，前者的不超过15毫秒，后者的故障跳闸不超过25毫秒;在工频该变量反应方面，选择了浮动门槛，它存在较好的自适应能力，能够很好预防干扰，所以测量元件在确保可靠性的前提下实现特高速，对于起动元件来讲，由于有着较好的灵敏度，故而不会经常起动。

通过振荡闭锁功能，一旦出现故障的情况，确保距离保护能正常闭锁，处于振荡加区范围，当出现故障时，可以稳定切除故障;先进的重合闸方式。对于保护装置来讲，它能够实现远跳与远传。当采样是高电平时，将其当作开关量，与检验码与采样信息等，打包成一帧信息，在通道作用之下，传递至保护设备。在获取一帧信息之后，需要开展CRC校验，通过3次确认，方可获取稳定的远跳信号[2]。在获得该信号之后，如果整定为“0”，则需要置三跳出口，运行跳闸继电器，并且开启闭锁功能;如果整定是“1”，则需要该设备起动方可出口。对于远传功能来讲，它在获取远传数据之后，与跳闸出口不发生作用，仅是针对接点状态，将其显示至开出接点。

（2）CSC-306C保护装置。在CSC-306C保护装置中包含着多项功能，比如充电以及过流保护，能够借助压板以及控制字依次选取投退。在该电站线路保护方面，一般是运行这一装置的失灵启动功能，在辨别元件动作之后，将启动接点输出来，同动作接点实行串联，当断路器失灵的情况下，发挥母线失灵保护功能。（3）CSC-336C保护装置。对于CSC-336C保护装置来讲，它一般作用于短引线保护，也可以当作充电保护。CSC-336C选择电流比率差动，就线路保护而言，它包含两个成分，一为Ⅰ、Ⅱ段保护，二为过流保护。因为该水电站選择的为220千伏干式电缆，CSC-336C一般实行电流比率差动，辅之闭锁元件，能够确保保护正确动作，用于干式电缆保护，它的长度达到400米。CSC-336C保护动作后，应该闭锁重合闸。

（4）PCS-985TW保护装置。1）保护构成与通道。对于PCS-985TW装置来讲，它是将电流差动保护当作主保护，通过波形辨别原理，从而组成距离保护，同电流保护等进行组合，进而产生后备保护。配置分相出口，同时能够选择配置智能重合闸功能。对于光纤通信来讲，它的速度达到2048kbit/s，同PDH接口进行连通，传输电流与别的数字信号，显著强化了保护性能。2）PCS-985TW保护装置特点。配置电流差动继电器，达到速跳功能;对于零序电流差动来讲，它存在两段，第一段延时100毫秒选跳，第二段延时250毫秒三跳;配置通道编码，避免由于自环以及交叉，从而致使保护误动;在TA变比缺乏一致性的情况下，能够不对定值区实行切换;设有良好的断线能力;智能检测故障，实时体现闭锁差动保护;能实现远方跳闸，达到对数字信号的远传;在线路近处、70%处以及远处，就故障动作时间而言，依次是不超过10毫秒、12毫秒、不超过25毫秒;良好的振荡闭锁功能，处于闭锁期间，系统不管出现怎样的故障，保护都可以短时间内稳定地动作;选取模数转换，多CPU共享A/D，促使转换更加精准，并且减少了工作量。

4.改造后保护运行效果

新改造的保护都能够短时间内可靠地工作，及时切除故障;采取数值同步方式，能够很好实现对数据的同步，仅要三个点，用不着调整算法以及过程，此同步方式存在着其特殊的优势;存在较多的因素能够干扰到保护性能，尤其是通信的可靠，所以装置全面监视了通信，开展CRC校验错误舍弃，通信所获取的帧数恒定，针对丢失帧数，若其超过定值报通道中断，在出现以上现象之后保护智能闭锁;在通信被恢复的情况下，智能恢复保护[3]。处于正常状态体现误码率，便于对通道进行监视。在保护装置中都配有光纤通道，运转中若出现主通道故障，则切换至备用通道。通过实践得知，这一设置方式，显著强化了线路保护的稳定性。

结论：光纤通道介质存在诸多优势，能够很好抵抗电磁的影响，衰耗不高，能够对电场绝缘等，伴随光纤网络的发展，在继电保护方面使得光纤保护得到大力推广。将光纤当作通讯介质，促使了通信更为可靠。电流差动保护对比两侧电流量，它不被负荷电流所干扰，不作用于系统振荡，存在理想的选取性，可以短时间内切除故障，通常来讲，也存在较好的灵敏度。对于光纤差动保护而言，其传输的为数字量，因为光纤通道不被故障类型所干扰，特别是抵抗电磁能力突出，所以在短线路保护方面，这一保护得到广泛运用。

参考文献：

[1]胡美招.220kV线路保护改造技术分析——以棉花滩水电站棉锋线为例[J].闽西职业技术学院学报，2021，15（04）：117-120.

[2]何根生，袁爱良，吴博.万家寨水电站220kV线路保护改造[J].信息通信，2020，（04）：177-178.

[3]王红，曹晖.下坂地水电站220kV线路保护的设计及特点[J].电网与清洁能源，2020，27（04）：75-77.