1000kV特高压变电站线路保护装置对时异常的研究

1000kV特高压变电站线路保护装置对时异常的研究

李兴何啸明

（国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司1000kV特高压胜利站026000）

摘要：某新建1000kV特高压变电站二次检修人员在进行验收过程中发现线路保护装置存在对时异常现象，经过检查，确认是线路保护装置的对时板插件故障，导致同步时钟发出的对时信号不能进入保护装置中。为了在出现类似缺陷时快速可靠排除故障，保证电网系统稳定运行，进行该故障的研究。

关键词：变电站；保护装置；对时异常；同步时钟

1引言

电力系统事故分析主要依靠两个方面，一是事故分析，二是时间基准。微机保护及微机故障录波装置的应用已经比较全面地记录了故障信息，但时间基准的不统一给故障分析特别是故障的综合、全面分析带来了极大的不便，随着电网的日益复杂、装机容量的提高和电网的扩大，提供标准时间的时钟及时钟基准成为电厂、变电站乃至整个电力系统的迫切需要。目前变电站内的系统主机、测控与保护单元、智能电度表等设备都有各自的内部时钟，可以在投运之初进行同意对时，但由于计时芯片晶振频率的偏差等因素的影响，随着时间的推移各个独立的内部时钟会产生较大的时间差，造成故障顺序记录等功能不能实现，这样就需要各个内部时钟以一个统一的对实现好为基准进行定期的自我修正[1]。某1000kV特高压变电站1000kV线路CSC-103B线路保护装置对时异常，导致线路保护有误动的危险，为了在出现类似缺陷时快速可靠排除故障，保证电网系统稳定运行，进行该故障的研究。

2保护装置对时异常情况的影响

某新建1000kV特高压变电站线路两端均装设CSC-103B高压线路保护装置，保护与通信终端设备间采用光缆连接，采用复用PDH/SDH数字通信系统、2Mbps（E1）接口，两侧装置定值均应设为”内时钟”（两侧装置设置为”内时钟”，数据发送采用装置的内部时钟，接收时钟从接收数据码流中提取，见图1）。线路两侧保护根据本侧和对侧电流计算差动电流和制动电流，并根据计算结果判别区内还是区外故障，为此，两侧保护须借助通信通道双向传输电流数据，供两侧保护计算（差动保护原理见图2）。

正常运行时，线路保护装置收集本侧的电流并标记时间，同时接受对侧传来的电流与其对应的时间数据，匹配计算两侧同一时刻的差

动电流和制动电流，当满足条件时差动保护动作（差动保护动作方程见表1）。

该线路第二套线路保护CSC-103B保护装置对时板件故障，对时信号不能进入线路保护装置内，导致保护装置按照自身装置计时，与采用GPS计时的对侧变电站线路保护CSC-103B保护装置存在时差△T，导致某一时刻线路两侧保护装置收到的本、对侧的电流值并不是同一时刻所采样到的，而是存在△T的时间差，而保护装置仍按同时采样给予对齐处理，从而可能会导致该时刻计算的差流过大，超过了保护定值，满足动作条件，致使差动保护误动作，切除该线路。此时故障录波器与行波测距装置因为对时正常，不会录到故障的波形，会给检修人员排查问题造成困难。

图1内时钟信息交互模式

图2电流差动保护构成示意图

表1差动保护及其动作方程

3对时异常的排查处理

时钟同步系统中一般采用北斗卫星导航定位系统和全球定位系统（GPS）同时作为网络时钟源。在变电站中，保护和控制设备需要采集多个交流量信息，所有这些信息都要严格同步以实现相应功能。另外，变电站的事故分析、监视、控制、数据分析等也需要同一时间断面的数据[2]。

变电站中同步时钟的数据传递有几个环节：主时钟卫星信号；时钟信号扩展装置；装置同步信号连接。

对时异常一般都会向后台发光字，并且对时异常的装置也会有自己的标识。

若是小室中某个保护、测控、故录等装置出现对时异常，应先检查同步时钟扩展装置到对时异常装置的连接线有无松动、虚接、错接端子，测量电压检查是否正负接反。若无问题，装置端电缆换接到正常装置上检查是否是装置问题，再将同步时钟扩展装置端更换备用节点检查是否是扩展装置问题。若为装置问题可尝试更换对时板插件。

检查小室中同步时钟扩展装置是否信源是否正常，若信源消失，先检查光纤是否良好，有无弯折，是否正确连接。若光纤有弯折现象则应更换光纤，将光纤放于槽盒之外，用软缠绕管缠好，防止再次弯折。

若无问题，检查分光装置是否故障，在进光侧打光，在分光侧检查有无光源。若无问题，检查光纤光源是否正常（有持续红光）。若无光源，检查计算机房主时钟卫星信号扩展装置是否正常。若正常则为光纤通道损坏，可更换备用通道。

4结语

通过上述分析，对时异常可能由接线、光纤、装置等问题产生。为防止此类问题发生而导致严重的事故，联合厂家采取以下措施：一是对照图纸重新检查接线正确，二是全面检查全站光纤是否有弯折现象并重新做保护措施，三是经常检查对时情况随时发现谁是处理。

参考文献：

[1]牛鱼龙：GPS知识与应用[M].深圳：海天出版社，2004.

[2]邱致和，王万义.GPS原理与应用[M].电子工业出版社，2002.

作者简介：

李兴（1993），男，汉族，辽宁锦州，1000kV特高压胜利站，助理工程师，主要研究方向为继电保护专业。

何啸明（1992），男，汉族，辽宁朝阳，1000kV特高压胜利站，助理工程师，主要研究方向为继电保护专业。