论文部分内容阅读
1 概述
某220KV高压输电线路全长44.69KM，配置两套超高压线路成套保护装置，分别是RCS-901B：纵联变化量方向和零序方向元件为主体的快速主保护，和RCS-902B：纵联距离和零序方向元件为主体的快速主保护，两套保护均采用光纤通道构成纵联保护，该装置于二零零八年投入运行。
此220KV线路配置两套纵联保护不能满足系统安全运行的要求，依据《南方电网继电保护配置技术规范》要求，具备一路光纤通道的线路应至少配置一套光纤电流差动保护，具备两路光纤通道的线路宜配置两套光纤电流差动保护，通道条件具备时，每套保护宜采用双通道。市供电局已启动对此220KV高压输电线路对侧对侧变电站线路保护改造工作，计划配置两套完整的、相互独立的、主后一体化的微机型线路保护，现已完成设备选型。为配合对侧变电站的改造，本侧220KV高压输电线路保护需同步更换为与对侧变电站相同型号的线路保护。
2 技术应用原则
2.1 遵循“强化主保护、简化后备保护”的原则。
2.2 采用主保护和后备保护一体化、具备双通道接口方式的微机型继电保护装置。
2.3 线路保护应具有断路器三相不一致保护和过流保护功能。。
2.4 设备的选型必需是通过电网公司的入网测试、现阶段最先进且在系统内已成熟应用的产品。
3 新技术应用方案
依据《南方电网继电保护配置技术规范》要求及220KV青雁线对侧保护配置情况，配置两套光纤电流差动保护。主I保护：北京四方继保自动化股份有限公司生产的CSC-103BN数字式超高压线路保护装置；主II保护：国电南瑞科技股份有限公司生产的NSR-303N超高压线路保护装置。
3.1 CSC-103BN数字式超高压线路保护装置
装置主保护为纵联电流差动保护，后备保护为三段式距离保护、两段式零序方向保护，配置了自动重合闸。装置主要特点：a）采用DSP和MCU合一的32位单片机，程序完全在片内运行，保持了总线不出芯片的优点。同时高性能、高速的芯片满足了并行实时计算要求。b）采用全新的前插拔组合结构，保持了前插拔维护方便的优点，兼有后插拔强弱电分离、强电回路直接从插件上出线的优点。c）其内部总体结构为网络化设计，有利于提高硬件的可靠性、灵活性和可扩展性，简化的硬件实现了“积木式”结构，例如增加开入、开出，只须增加插件而不影响CPU插件。d）大容量的故障录波，全过程记录故障，故障录波报告可以打印输出，也可以COMTRADE兼容格式输出至串口或以太网接口。可以保存不少于24次录波，打印时可以选择数据或图形方式。完整的事件记录，可保存动作报告、告警报告、启动报告和操作记录均不少于2000条，停电不丢失。e）装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000-4标准中相关EMC的10项抗扰度最高等级要求
3.2 NSR-303N超高压线路保护装置
装置主保护为分相式电流纵联差动保护、零序纵联差动保护，后备保护由突变量快速距离、三段式相间距离、三段式接地距离、四段带延时的零序电流保护、零序反时限保护和自动重合闸，装置主要特点：a）动作速度快，线路近处故障动作时间约 10ms，远处故障不超过 25ms。b）故障分量瞬时值差动动作快速，提高了抗 CT 饱和的能力。c）采用基于电流畸变特征和波形相关的综合原理识别 CT 饱和，提高了纵差保护抗 CT 饱和的能力和安全可靠性。d）采用基于零序方向和电抗原理的高阻保护，提高了线路经大电阻接地故障时保护的动作灵敏度和动作速度。e）完善的自动重合闸功能，在满足定值下合理地选择合闸角，减少合闸对系统的冲击，并且重合闸装置可自动适应线路中多套重合闸装置同时使用的情况。f）保护单元采用超级哈佛结构的高性能 32 位浮点 DSP 和高性能 32 位 MCU，总线不出芯片，浮点计算能力高达 1200MFLOPS。g）采用 16 位精度高速模数变换器件，多路同步采样技术，宽电流输入范围 0.05 倍至40 倍额定电流，差分输入方式提高了抗共模干扰能力，冗余模拟通道提高了容错能力。h）采用高性能 PowerPC，VxWorks 嵌入式操作系统，可提供 3 路 10/100M 以太网接口，还设有 RS485、RS232 等接口用于通信及打印，GPS 对时可接分脉冲对时或IRIG-B（DC）码方式。i）6.4 英寸大屏幕彩色液晶显示，全汉化菜单式操作方式提供了友好的人机界面，可通过调试软件进行方便的显示和操作，全汉化图形化打印输出。j）大容量存储单元可提供掉电保持的数据存储功能，可以存储 31 套定值，最新 40次动作报告、2000 条事件信息，录波数据可以保存为 COMTRADE 格式。
4 额定参数与屏柜要求
额定参数：a）交流电压：相电压57.7V；b）交流电流In：5A；c）直流电压：220V；d）交流频率：50Hz；e）开入输入直流电压：220V
屏柜要求：a）屏柜颜色：冰恢色；b）屏柜尺寸：2300*800*600；c）保护屏宜采用前、后开门的结构，前门为带玻璃防护的单开门，后门为双开门。；d）跳合闸回路、电源正负端、电源正端與跳合闸回路不应相邻（至少隔一个端子）。；e）保护装置机箱应构成良好电磁屏蔽体并有可靠的接地措施。
5 应用新技术超高压线路保护装置具备保护功能
a）当线路故障合闸时（包括手合和重合），此线路保护应可加速动作三跳，并且闭锁重合闸。重合闸动作于发展性或转换性故障时，此线路保护装置应正确可靠动作。b）线路主保护应对全线发生的各种故障均能无时限快速动作，后备保护应能反应线路的各种故障。c）线路保护应具有选相功能，发生单相故障时应选相跳闸，发生多相故障或无法选相时三相跳闸。d）线路在空载、轻载、满载等各种状态下，在保护范围内发生金属性或非金属性的各种故障时，保护应能正确动作；系统无故障、发生各种外部故障、功率倒向以及系统操作等情况下保护不应误动。e）保护应有允许较大过渡电阻的能力，保证在发生不大于100Ω电阻的接地故障时可靠跳闸。f）在系统发生振荡时保护不应误动；系统振荡本线再发生故障时，保护应能可靠动作。g）本线非全相运行期间发生各种故障，保护应能可靠动作。h）线路出口发生三相短路时应可靠动作，同时应保证正方向故障及反方向出口经小电阻故障时动作的正确性。i）线路保护应考虑线路分布电容、变压器（励磁涌流）、高压直流输电设备等所产生的暂态及稳态影响，并采取有效措施。
6 结语
随我国继电保护装置微机保护的发展与成熟应用，我国对于超高压线路保护已经经过了多次技术性改造。高压输电线路在现代化电力工业建设以及电力系统中都扮演着重要的角色，运行中的保护装置安全稳定性问题直接影响着能否为广大用电用户提供可靠供电，也作为电力系统安全提供稳定基础。此次超高压线路保护新技术的应用满足了继电保护装置选择性、速动性、灵敏性、可靠性的原则要求。
作者简介：
钟嘉欣，（1990年03月），女，广东省梅州市，大学本科，研究方向为发电厂继电保护。
某220KV高压输电线路全长44.69KM，配置两套超高压线路成套保护装置，分别是RCS-901B：纵联变化量方向和零序方向元件为主体的快速主保护，和RCS-902B：纵联距离和零序方向元件为主体的快速主保护，两套保护均采用光纤通道构成纵联保护，该装置于二零零八年投入运行。
此220KV线路配置两套纵联保护不能满足系统安全运行的要求，依据《南方电网继电保护配置技术规范》要求，具备一路光纤通道的线路应至少配置一套光纤电流差动保护，具备两路光纤通道的线路宜配置两套光纤电流差动保护，通道条件具备时，每套保护宜采用双通道。市供电局已启动对此220KV高压输电线路对侧对侧变电站线路保护改造工作，计划配置两套完整的、相互独立的、主后一体化的微机型线路保护，现已完成设备选型。为配合对侧变电站的改造，本侧220KV高压输电线路保护需同步更换为与对侧变电站相同型号的线路保护。
2 技术应用原则
2.1 遵循“强化主保护、简化后备保护”的原则。
2.2 采用主保护和后备保护一体化、具备双通道接口方式的微机型继电保护装置。
2.3 线路保护应具有断路器三相不一致保护和过流保护功能。。
2.4 设备的选型必需是通过电网公司的入网测试、现阶段最先进且在系统内已成熟应用的产品。
3 新技术应用方案
依据《南方电网继电保护配置技术规范》要求及220KV青雁线对侧保护配置情况，配置两套光纤电流差动保护。主I保护：北京四方继保自动化股份有限公司生产的CSC-103BN数字式超高压线路保护装置；主II保护：国电南瑞科技股份有限公司生产的NSR-303N超高压线路保护装置。
3.1 CSC-103BN数字式超高压线路保护装置
装置主保护为纵联电流差动保护，后备保护为三段式距离保护、两段式零序方向保护，配置了自动重合闸。装置主要特点：a）采用DSP和MCU合一的32位单片机，程序完全在片内运行，保持了总线不出芯片的优点。同时高性能、高速的芯片满足了并行实时计算要求。b）采用全新的前插拔组合结构，保持了前插拔维护方便的优点，兼有后插拔强弱电分离、强电回路直接从插件上出线的优点。c）其内部总体结构为网络化设计，有利于提高硬件的可靠性、灵活性和可扩展性，简化的硬件实现了“积木式”结构，例如增加开入、开出，只须增加插件而不影响CPU插件。d）大容量的故障录波，全过程记录故障，故障录波报告可以打印输出，也可以COMTRADE兼容格式输出至串口或以太网接口。可以保存不少于24次录波，打印时可以选择数据或图形方式。完整的事件记录，可保存动作报告、告警报告、启动报告和操作记录均不少于2000条，停电不丢失。e）装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000-4标准中相关EMC的10项抗扰度最高等级要求
3.2 NSR-303N超高压线路保护装置
装置主保护为分相式电流纵联差动保护、零序纵联差动保护，后备保护由突变量快速距离、三段式相间距离、三段式接地距离、四段带延时的零序电流保护、零序反时限保护和自动重合闸，装置主要特点：a）动作速度快，线路近处故障动作时间约 10ms，远处故障不超过 25ms。b）故障分量瞬时值差动动作快速，提高了抗 CT 饱和的能力。c）采用基于电流畸变特征和波形相关的综合原理识别 CT 饱和，提高了纵差保护抗 CT 饱和的能力和安全可靠性。d）采用基于零序方向和电抗原理的高阻保护，提高了线路经大电阻接地故障时保护的动作灵敏度和动作速度。e）完善的自动重合闸功能，在满足定值下合理地选择合闸角，减少合闸对系统的冲击，并且重合闸装置可自动适应线路中多套重合闸装置同时使用的情况。f）保护单元采用超级哈佛结构的高性能 32 位浮点 DSP 和高性能 32 位 MCU，总线不出芯片，浮点计算能力高达 1200MFLOPS。g）采用 16 位精度高速模数变换器件，多路同步采样技术，宽电流输入范围 0.05 倍至40 倍额定电流，差分输入方式提高了抗共模干扰能力，冗余模拟通道提高了容错能力。h）采用高性能 PowerPC，VxWorks 嵌入式操作系统，可提供 3 路 10/100M 以太网接口，还设有 RS485、RS232 等接口用于通信及打印，GPS 对时可接分脉冲对时或IRIG-B（DC）码方式。i）6.4 英寸大屏幕彩色液晶显示，全汉化菜单式操作方式提供了友好的人机界面，可通过调试软件进行方便的显示和操作，全汉化图形化打印输出。j）大容量存储单元可提供掉电保持的数据存储功能，可以存储 31 套定值，最新 40次动作报告、2000 条事件信息，录波数据可以保存为 COMTRADE 格式。
4 额定参数与屏柜要求
额定参数：a）交流电压：相电压57.7V；b）交流电流In：5A；c）直流电压：220V；d）交流频率：50Hz；e）开入输入直流电压：220V
屏柜要求：a）屏柜颜色：冰恢色；b）屏柜尺寸：2300*800*600；c）保护屏宜采用前、后开门的结构，前门为带玻璃防护的单开门，后门为双开门。；d）跳合闸回路、电源正负端、电源正端與跳合闸回路不应相邻（至少隔一个端子）。；e）保护装置机箱应构成良好电磁屏蔽体并有可靠的接地措施。
5 应用新技术超高压线路保护装置具备保护功能
a）当线路故障合闸时（包括手合和重合），此线路保护应可加速动作三跳，并且闭锁重合闸。重合闸动作于发展性或转换性故障时，此线路保护装置应正确可靠动作。b）线路主保护应对全线发生的各种故障均能无时限快速动作，后备保护应能反应线路的各种故障。c）线路保护应具有选相功能，发生单相故障时应选相跳闸，发生多相故障或无法选相时三相跳闸。d）线路在空载、轻载、满载等各种状态下，在保护范围内发生金属性或非金属性的各种故障时，保护应能正确动作；系统无故障、发生各种外部故障、功率倒向以及系统操作等情况下保护不应误动。e）保护应有允许较大过渡电阻的能力，保证在发生不大于100Ω电阻的接地故障时可靠跳闸。f）在系统发生振荡时保护不应误动；系统振荡本线再发生故障时，保护应能可靠动作。g）本线非全相运行期间发生各种故障，保护应能可靠动作。h）线路出口发生三相短路时应可靠动作，同时应保证正方向故障及反方向出口经小电阻故障时动作的正确性。i）线路保护应考虑线路分布电容、变压器（励磁涌流）、高压直流输电设备等所产生的暂态及稳态影响，并采取有效措施。
6 结语
随我国继电保护装置微机保护的发展与成熟应用，我国对于超高压线路保护已经经过了多次技术性改造。高压输电线路在现代化电力工业建设以及电力系统中都扮演着重要的角色，运行中的保护装置安全稳定性问题直接影响着能否为广大用电用户提供可靠供电，也作为电力系统安全提供稳定基础。此次超高压线路保护新技术的应用满足了继电保护装置选择性、速动性、灵敏性、可靠性的原则要求。
作者简介：
钟嘉欣，（1990年03月），女，广东省梅州市，大学本科，研究方向为发电厂继电保护。