電網故障遠方聯切小電源的應用探討

李桂楊　張振華　邵萬星

摘 要：文章介紹了110 kV及以下地方小電源上網情況，探討110 kV及以下終端線路故障時遠方聯切35 kV、10 kV地方上網小電源的應用，討論實現遠切地方小電源的解決方法，從而提高110 kV及以下終端線路故障重合閘成功率及配網供電可靠性。

關鍵詞：保護；遠切；小電源；可靠性

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）33-0121-02

近年來，隨著社會經濟的日益發展，客戶對用電可靠性要求越來越高，我們也不斷通過提高設備穩定性及完善電網架構等方式提高供電可靠性，避免發生變電站失壓的現象。但是，對于有小電源上網的110 kV或35 kV變電站，為了提高重合閘及進線備自投的動作成功率，普遍的一種做法是采用小電源側裝設頻率電壓保護裝置，在電力系統或主送電源發生故障時，小電源側頻率下降，低周減載裝置動作切除小電源，但由于小電源開機容量不確定且自動裝置不完善等原因，會造成小電源側頻率下降過程較長甚至不會下降，同樣導致故障后重合閘不成功，或備自投無法動作。另一種做法是當發生110 kV線路故障跳閘時，在變電站本地聯切小水電專線及有小水電上網的

35 kV變電站電源線，從而導致一個或者兩個35 kV變電站失壓，影響一個鄉鎮或兩個鄉鎮的用戶用電。

1 110 kV及以下地方小電源上網現狀和特點

小水電資源豐富的地方，一般在110 kV變電站、35kV變電站的35 kV母線、10 kV母線上網，這給變電站帶來供電可靠性降低等一系列問題。例如陽山地區小水電資源就十分豐富，目前全縣投產的小水電站約有160多座，而由于110 kV線路地處山區，故障率較高，特別是在雷雨季節，35 kV變電站失壓現象時有發生，為提高供電可靠性，其中陽山地區8個35 kV變電站中就有7個站的電源線路納入各自110 kV變電站110 kV線路保護聯切方案。小電源上網的一個明顯特點是小電源分布分散而且偏遠，造成小電源的最小運行方式變化過大，很難確定小電源的最小運行方式來校核保護靈敏度。另外也導致了由小電源發電機歸算至上網變電站110 kV母線側、35 kV母線側的阻抗過大，在小電源最小運行方式下的110 kV線路上短路電源比較小，常常導致零序保護的靈敏度達不到規程要求，甚至有時候距離保護和零序保護的啟動元件也達不到規程要求的靈敏度，造成配置的110 kV線路保護起不到應有的作用。

另外一個特點是裝機容量小、其二次保護裝置、自動化系統不完善，而且電網運行方式變化快，一般是經110 kV變電站、35 kV變電站的35 kV母線、10 kV母線上網發電，部分小電源在35 kV變電站上網，然后通過35 kV變電站聯絡線由110 kV變電站上網，在110 kV變電站主送電源線發生故障時，為了提高線路重合成功率，大部分是在110 kV主送電源線路保護動作時啟動聯切回路，聯切在此站上網的小電源線路，包括有小電源上網的35 kV變電站聯絡線，導致該35 kV變電站失壓，由此可見，變電站的供電可靠性受小電源影響很大。

2 目前切除小電源做法及其效果

接入地方小電源的終端變電站與電網聯絡線由于地方小電源的接入，從而形成兩端都是有電源的供電線路。對于帶小電源上網的經110 kV變電站35 kV母線上網的35 kV變電站聯絡線，根據有關規程，一般是在35 kV聯絡線上受電端開關投入檢同期重合閘，送電端開關投入檢無壓重合閘。

根據如此的重合閘配置，因為地方小電源的存在，會出現實際運行中的35 kV線路瞬時故障并跳閘后，導致該35 kV線路無法實現檢無壓或檢同期重合，致使整個35 kV終端變電站失壓；而110 kV主送電源線發生故障時，在110 kV主送電源線路保護動作時啟動聯切回路，聯切在此站上網的小電源線路，包括有小電源上網的35 kV變電站聯絡線，導致該35 kV變電站失壓，如果存在35 kV串供變電站，則造成2個及以上變電站失壓，大大地降低了其供電可靠性。如下圖（在35 kV B站、C站串供方式下，當110 kV I線或II線保護動作跳閘時，會啟動聯切回路，將聯切35 kV L1電站線、35 kV L2電站線、35 kV AB線、35 kV AC線，導致35 kV B站、C站失壓）

目前為了提高帶地方小電源的終端變電站供電可靠性，我們也采取了一些措施：

①對地方小電源加強管理，在主電網與地方小電源的調度并網協議中，明確雙方的義務和責任，地方小電源必須完善有關的保護和自動裝置，尤其是并網解列裝置。黨電網主系統電源端事故跳閘后，將小電源及時進行解列，這樣就能保證系統送電端重合閘可以準確可靠的動作；

②要求小水電站裝設并投入頻率電壓保護裝置。

當帶小電源上網的線路發生了線路瞬時故障，送電端開關就會保護啟動跳閘，帶地方小電源的終端變電站和主電網解列，肯定會讓電壓、頻率發生抖動，頻率電壓保護裝置啟動斷開并網開關。此時解列后，送電端開關檢無壓啟動重合，恢復主送電源線路及終端變電站的送電，之后就可以將地方小電源與系統同期并網，但是，整定時間至少要保證送電側開關的重合閘時間要晚于地方小電源解列開關的解列時間。

3 遠方切除小電源應用探討

針對前面提到的情況，我們設想是否可以通過一種較簡單的方式方法，暨在本地聯切的基礎上，研究是否可以將主送電源保護啟動聯切回路的保護動作接點通過一種方式方法或者發送接收的渠道傳送至對側有小電源上網的變電站去切除水電上網專線？通過了解及研究，發現可以通過一種繼電保護光纖通信接口裝置實現，繼電保護光纖通信接口裝置可以與各種線路保護裝置配合，將需要執行的保護命令信號經光耦隔離變換成裝置內部邏輯控制電位，進而轉換成數字信號經數字通道發送至對側，對側收令后，收令輸出回路主要是將所接收到命令信號變換成相應的節點輸出。簡單的說就是通過繼電保護光纖通信接口裝置將啟動聯切回路的保護動作接點由光纖通道傳送至對側有小電源上網的變電站進行聯切從該站上網的小水電專線。如圖1所示。

要實現這一點，首先考慮的是繼電保護光纖通信接口裝置與保護裝置的配合，其次是傳輸通道條件，可以通過專用光纖光纜或者數字復接，最后是出口接點是否能夠滿足，也就是能否滿足需要聯切的小水電專線。下面選取一些站點進行試驗實踐：

我們選取了陽山電網兩個站點（110 kV A站、35 kV B站）進行實施：如圖2所示，當110 kV I線或II線保護動作跳閘時，目前聯切小水電線路的做法是線路保護動作啟動小水電聯切回路（聯切35 kV L1電站線、35 kV L2電站線、35 kV AB線、35 kV AC線），且各聯切跳閘出口分別接至各線路的手跳回路，將導致

35 kV B站、35 kV C站失壓。采用遠方切除小水電線路，暨是在110 kV A站、35 kV B站各裝設一臺繼電保護光纖通信接口裝置，將110 kV I線、II線或35 kV AB線保護動作啟動聯切回路的動作接點輸入至繼電保護光纖通信接口裝置，通過35 kV AB線的專用光纖通道傳輸至35 kV B站的繼電保護光纖通信接口裝置，然后將該接點命令輸出至需要切除的10 kV L3電站線、

10 kV L4電站線、10 kV L5電站線、10 kV L6電站線的跳閘出口回路，從而進行切除35 kV B站上網的小電源線路開關，而不用切除帶小電源上網的35 kV變電站聯絡線，既能確保故障線路重合或備自投動作成功，又能避免整座或多座變電站失壓，提高供電可靠性。經過在陽山電網的110 kV七拱站及35 kV太平站實踐，取得了如上述所描述的結果，可以成功的進行遠方切除小電源上網線路，真正提高了帶地方小電源上網的35 kV變電站的供電可靠性，并且優化了變電站主電源線路的保護及重合閘配合，主電源線路保護可以設置因瞬時故障跳兩端開關改為只跳送電端開關，而受電端保護不跳受電端開關，而是由遠方聯切實現切除地方電源的并網開關，使送電端開關檢無壓重合，恢復終端變電站供電。

4 結 語

總之，能夠實現遠方切除地方小電源上網，對于有較多小電源上網的變電站電源線路，可以優化保護配合，提高重合閘成功率，從而提高供電可靠性。

參考文獻：

[1] 關于提高帶地方小電源的110 kV終端變電站供電可靠性的分析及實 現[J].繼電器，2005，（10）

[2] 李崢峰，楊曙年，喻道遠，等.繼電保護中光纖通信技術的應用[J].電力自 動化設備，2007，（2）.

[3] 王紅，李杰.淺談繼電保護裝置與光通信設備接口互連問題[J].科技信 息，2012，（33）.