滕亮
（神华国华寿光发电有限责任公司，山东潍坊 262714）
摘要：继电保护系统是保证发电厂正常运行的前提，它能够很大程度上减少造成的一次设备损坏。本文通过对区外故障对线路保护装置运行影响进行分析，对解决方法进行讨论研究，并提出了相应的改进意见，对提高线路保护装置的可靠性有一定参考意义。
关键词：发电厂；继电保护；可靠性
0引言
线路保护装置是指主要用于各电压等级的间隔单元的保护测控，具备完善的保护、测量、控制、备用电源自投及通信监视功能，为变电站、发电厂、高低压配电及厂用电系统的保护与控制提供了完整的解决方案，可有力地保障高低压电网及厂用电系统的安全稳定运行的装置。
1 工程概况
神华国华寿光发电有限责任公司两台机组以发电机-变压器单元接线接入厂内500kV配电装置，500kV配电装置采用双母线接线，羊寿I线、羊寿II线同杆双回出线接入寿光500kV变电站。发电机出口不设断路器，启备电源由厂内500kV母线引接。对侧500kV寿光站为常规站，主接线为3/2接线。
两条线路共配置4面线路保护柜、1面通信接口柜（对应主保护Ⅱ）。每条500kV线路配置双套线路保护及辅助装置，分别为南瑞继保的PCS-931GM-SD和长园深瑞PRS-753S-SD保护装置。根据电网继电保护要求，500kV线路保护装置型号及版本应与对侧寿光站500kV线路保护装置保持一致。500KV配电装置于2016年3月10日反送电成功。
2情况问题描述
一、情况描述
当在系统区外故障时，两条线路的第二套保护装置故障量均会启动，当班值长询问省调值班员，回复区外发生故障，但当两台机组总负荷大于1300MW时，两台线路的第二套长园深瑞PRS-753S保护装置均发“元件长时间启动”告警。
就地检查发现两条线路的PRS-753S保护装置存在负序电流，且二次电流数值在0.06-0.15A之间变化（对应全厂总负荷1000-2000MW）。查看线路故障录波器两条线路的电流采样也存在负序电流，数值范围与线路保护采样一致。而PRS-753S保护装置启动元件返回的判据其中有“负序电流数值必须小于零序电流启动值（定值0.1A）”。根据现场工况，此条件不满足导致告警发出。
①羊寿I线故障录波器波形
根据故障录波器有效值显示：A、C相相差120°，A、B相差110°，B、C相差130°。
②羊寿I线保护装置记录
根据记录显示：
1）电流：A、C相相差120°，A、B相差110°，B、C相差130°。
2）电压：A、C相相差240°，A、B相差220°，B、C相差120°。
③羊寿II线故障录波器波形
根据故障录波器有效值显示：A、C相相差120°，A、B相差130°，B、C相差110°
④羊寿II线保护装置记录
根据记录显示：
1）电流：A、C相相差120°，A、B相差230°，B、C相差110°。
2）电压：A、C相相差240°，A、B相差220°，B、C相差120°。
⑤1号机组故障录波器波形
根据故障录波器有效值显示：发电机及主变电压、电流均满足正序，互差120°关系。
⑥2号机组故障录波器波形
根据故障录波器有效值显示：发电机及主变电压、电流均满足正序，互差120°关系。
通过数据分析，发变组电压、电流均正常。羊寿I线、羊寿II线的保护采样与故录采样一致，系统在正常运行过程中，三相负载确实不对称导致负序电流产生、零序电流（970MW时，零序为0.06A）产生。
当机组负荷较高时，此时发生区外故障时相应保护元件会启动，而此时二次负序电流3I2≥0.1A（零序元件启动定值），保护元件启动后无法返回，造成保护元件长时间启动告警。并且保护长期处于启动状态后，不影响各保护的出口，但是会闭锁PT断线判据，若此时发生PT断线，会造成距离保护误动。
情况分析
1、长园深瑞PRS-753S保护装置启动复归逻辑
保护启动7s后进行复归逻辑判别，复归条件有：
（1）3I0小于零序启动定值
（2）3I2小于零序启动定值
（3）差流小于差流启动门槛
（4）各相电流均小于振荡闭锁过流定值
（5）距离III段元件返回
保护启动7s后，需满足以上5个条件后经50ms延时复归
2、复归元件考虑系统正常运行时无零负序电流，故保护装置零负序电流均小于零序启动电流值时，才允许复归元件复归。
3、建议解决措施：
①产生不平衡电流的根本原因线路参数三相不平衡，若负荷电流增大，零负序电流均会相应增大，对于不带方向的零序保护功能有风险，建议从源头解决此问题，必要时调整线路参数。
②若仅针对告警处理，可有如下两种方案处理：
⑴调整装置“零序启动电流定值”，躲开最大负荷电流产生的不平衡电流；
⑵复归元件取消负序电流判据，防止线路参数三相不平衡时保护启动后长时间无法复归情况。
3问题解决
针对运行中发现的情况，该厂积极组织专业组成员分析讨论并联系山东电科院对厂家提出的解决方案进行讨论并汇报山东电力调度控制保护处，决定将现场目前运行装置更换为新六统一保护装置，优点是：新六统一保护装置复归元件已取消负序判据，新六统一保护装置已完成国网入网检测，无需软件开发工作。缺点是：因新六统一保护装置增加部分功能压板（光纤通道、光纤通道二、距离保护、零序保护等压板）外部接线需根据新六统一保护装置外特性进行调整，增加部分功能压板。远传出口和通道故障出口相应位置有变化，如需使用也需更改相关屏内接线，定值项目需根据新六统一保护装置重新进行整定，通讯点表也需更换，若有3/2接线方式，则外部电流回路需要进行调整，由原有装置的和电流接入改为分CT接入（我厂不涉及）。
保护处要求按照《通知[2020]22号-关于尽快开展500千伏羊寿I、II线PRS-753S-SD线路保护更换的通知》开展相关工作，两条500千伏出线羊寿I、II线的第二套线路保护PRS-753S-SD启动后复归判据中设有“负序电流小于零序启动定值”的条件，正常运行时线路即存在一定的零序、负序电流，特别是在线路负荷较重时负序电流往往大于零序启动定值，导致保护装置一旦长时间无法复归，增加了PT断线情况下距离保护误动的风险。当发现装置存在这种情况后，该厂积极联系山东电力调度控制中心保护处、山东电科院保护室，讨论制定防范整改措施，结合2020年春检线路停电时机，邀请山东电科院专业技术人员与该厂电气二次人员共同开展线路保护装置更换工作，并积极联系寿光站运维单位山东电力公司检修公司青岛分部开展保护装置的联调传动试验工作。
4结语
线路保护装置更换工作完毕，保护装置的联调传动试验工作正常，保护校验等均符合标准。通过一段时间观察，装置保护状态正常，即使大负荷运行也能稳定运行，减少误动风险，达到了预期效果。
参考文献
[1]毛锦庆.电力设备继电保护技术手册.2014
[2]张永浩 龚仁敏 王利强 仇向东 周庆捷.220～750 kV电网线路后备保护整定配合探讨.电力系统保护与控制.2015
[3]王玮 张昭源.关于500kV线路光纤纵联保护的运维研究.电气技术.2016