110 kV手拉手接线系统中自愈保护联调方案优化

耿继瑜，肖恒威，李启本，王闻燚

(1.国网上海市电力公司松江供电公司，上海 201600；2. 国网上海市电力公司嘉定供电公司，上海 201800)

现代电网对供电可靠性的要求越来越高， 35 kV变电站和 10 kV开关站中备用电源自动投入装置已基本普及， 110 kV变电站中，其进线多采用手拉手接线方式与多个变电站构成串供系统。目前对该串供系统多采用自愈保护，以实现出现故障时，可及时有备用电源迅速补充，以保证系统可靠供电[1-3]。自愈系统的保护逻辑和框架以基本成型，并在手拉手接线系统中形成了较为典型的联调策略[4]。随着自愈保护广泛应用于110 kV手拉手接线系统，对自愈保护的动作逻辑和联调方案开展研究，以进一步改进保护方案，优化联调策略具有重要意义。

1 110 kV手拉手接线系统自愈保护的原理分析

110 kV手拉手接线系统中，通常根据每个变电站包含的变压器台数，形成相应数量的串供系统，进而构成相应串数的自愈保护。为保证自愈系统正常运行，自愈保护可靠联调，分析自愈保护的基本动作原理就显得尤为重要。

1.1 自愈保护的基本逻辑

针对本地区现有自愈保护情况而言，所用自愈保护装置多产自南瑞继保、国电南自和南瑞科技等厂家。三家自愈保护的基本逻辑大体相同，主要包括自愈充放电逻辑和自愈跳合闸逻辑，可将该逻辑进一步细分为充电条件、放电条件和动作条件。

1.2 不同厂家的逻辑区别

不同厂家的自愈保护逻辑虽大体相同，但又存在细微差异。部分差异在自愈系统联调及保护投运后具有重要影响，必须加以区分，以保证自愈系统的正常运行。

(1)充电条件。在充电条件中，南瑞继保与南瑞科技逻辑一致，国电南自逻辑中多判了开关无跳闸位置异常(即TWJ异常)、自愈系统未充满电，以及开环点线路无流的条件，具体逻辑如图1所示。

图1 国电南自的自愈系统充电逻辑

(2)放电条件。在放电条件中，三家仅在状态异常的开关数量和所处位置上存在区别。南瑞科技是“任一开关TWJ异常即放电”，国电南自是“开环点至故障点间TWJ异常时放电”，而南瑞继保是“无状态正常的开关可跳才放电”。

(3)动作条件。在动作条件中，三家仅在线路纵差保护或者母线差动保护动作后，自愈系统动作判相关串供线路电压的或门还是与门存在区别，其中南瑞继保和南瑞科技判或门，而国电南自判与门。

然而，在厂家提供的自愈逻辑图中，并未体现出这一与门/或门的逻辑关系。以南瑞继保的动作条件为例，该逻辑仅表明在自愈系统充满电的前提下，某运行的串供开关跳位且无流；某电源站无压且出线无流；某站母差保护动作；某线路保护动作；开环站或其对侧站无压且进线无流；五者取或门即可判自愈动作。此处逻辑存在与描述不符的情况，应加以改进。

通过对不同生产成家的自愈保护逻辑进行比较，分析不同型号自愈保护的差异性，为更好地进行自愈保护联调方案的实施与优化提供良好的理论支撑。

2 常见自愈联调方案分析

以四站联调的自愈系统为例，分析现有自愈保护的调试方案。一次系统的接线情况如图2所示。本例中仅分析单个串供回路且指定开环点后的自愈保护调试情况。更换其他串供回路或开环点的情况以此类推。

图2 110 kV手拉手接线系统一次接线图

本例中选择开关D2为开环点，在主站检查子站上送状态量正确、各站开出传动正确且系统充电已完成的前提下，对自愈系统进行整组调试试验。自愈系统联调方案如表1所示。

表1 自愈系统联调方案

3 典型联调方案的不足及优化建议

典型自愈系统的调试方案针对不同厂家的自愈装置显然不具有通用性，如果盲目套用统一的联调方案，势必会造成联调试验失败甚至调试错误影响后续的投入运行。结合实际运行情况以及工程现场所遇到的缺陷处理，对调试方案的优化提出如下建议。

(1)在该联调方案中默认了线路纵差保护及母线差动保护在故障定位上的准确性以及上送报文的正确性，即在联调方案中，模拟相关保护动作时同步伴随有相应线路及母线的失压。而这与实际运行情况未必相符。一旦因保护装置异常或节点损坏等情况导致误发保护动作信号，系统并不会伴随相应的失压，而此时自愈系统能否正确识别在典型联调方案中并未体现。

故在联调方案中，应增设模拟线路或母线保护装置误发动作信号的方案，根据现有自愈保护逻辑，此时自愈系统应可靠不动作。但在今后的自愈逻辑设计中，希望此种情况可增加一个提示功能。防止一旦串供线路失压，或者压变闸刀辅助接点损坏时，自愈保护满足动作条件而误出口。

(2)除与开环点相关的母差及线路保护动作自愈系统放电之外，串供回路线路纵差保护或者母线差动保护动作后，南瑞继保和南瑞科技的保护动作判相关串供线路失压的或门，而国电南自的保护动作判相关串供线路失压的与门。而在此联调方案中，一旦故障，串供回路均失压，故不能体现出自愈动作所判的失压为串供线路电压的或门还是与门。

因此，在联调方案中，对线路纵差保护及母线差动保护动作伴随的失压模拟，应依次有序进行，以验证装置自愈逻辑的准确性。

(3)不同厂家的装置放电条件有所区别，面对不同厂家的装置，联调方案中要针对TWJ异常的开关数量及位置的不同分别模拟。

(4)联调时，线路中往往没有加入电流，因此无流的判定条件一直满足，所以一经失压自愈即可动作。在后续的联调方案中应针对不同情况模拟通入适当的电流。

4 结语

本文从现场运行实际出发，首先分析了110 kV手拉手接线系统自愈保护的基本原理，通过对比研究南瑞继保、南瑞科技和国电南自自愈保护逻辑，为自愈保护联调方案的准确性和进一步优化提供良好的理论支撑。其次，研究了典型自愈系统的联调方案，并对四站联调系统进行了故障及各站联调策略的模拟，以验证自愈保护动作的准确性。最后，在典型自愈保护联调方案的基础上，结合不同厂家的自愈保护逻辑，提出了联调方案中存在的不足，给出了相应的优化建议。为更准确地进行自愈保护联调校验，保证电力系统安全稳定运行提供实际参考。

另一方面，本文研究仅以本公司现场实际运行情况为蓝本，考虑了110 kV手拉手接线系统中自愈保护联调的优化方案。因此，对于其他接线形式以及其他现场实际问题，仍需做进一步研究。