(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 廣元，628400)

亭子口水電站位于四川省廣元市蒼溪縣境內(nèi)，是嘉陵江干流開發(fā)中唯一的控制性工程，是以防洪、發(fā)電及城鄉(xiāng)供水、灌溉為主，兼顧航運以及攔沙減淤等的綜合利用工程。亭子口水電站總裝機容量為4×275MW，以500kV電壓接入電力系統(tǒng)?；谒畮煺{(diào)度方式，汛期電站在電力系統(tǒng)中擔任基荷、腰荷和峰荷，非汛期電站在電力系統(tǒng)中擔任峰荷和腰荷。本文主要介紹該電站的角形接線保護裝置。

1 電氣主接線

亭子口水電站采用發(fā)電機——變壓器聯(lián)合單元接線，每臺發(fā)電機——變壓器為一組單元接線(設有發(fā)電機斷路器)，兩組單元接線高壓側(cè)并聯(lián)后，經(jīng)隔離開關(guān)接至500kV系統(tǒng)。500kV系統(tǒng)為角形接線，近期為三角形接線方式，現(xiàn)共有3臺500kV斷路器和1回出線，此回出線采用架空出線接入達州500kV變電站；遠期為四角形接線，為4臺500kV斷路器和2回出線，增加一回出線接入廣元500kV變電站。

亭子口水電站采用角形接線，接線簡單、清晰，但繼電保護和控制相對復雜。1回進線或出線故障時，需操作2臺斷路器。變壓器故障時，短時使電站2臺機組停運，經(jīng)過操作可恢復非故障單元運行。任意斷路器故障，四角形接線只停一回線路和兩臺機組，經(jīng)過操作可恢復運行。亭子口水電站電氣主接線如圖1所示。

圖1 亭子口水電站電氣主接線

2 500kV角形接線保護配置

亭子口水電站繼電保護配置遵循《繼電保護及安全自動裝置運行管理規(guī)程(GB/T 14285-2006)》和《水力發(fā)電廠繼電保護設計導則(DL/T 5177-2003)》等規(guī)范。500kV GIS繼電保護主要包括線路保護、斷路器保護、短引線差動保護、開關(guān)間短線保護、自動重合閘等。

2.1 線路保護

亭子口水電站500kV線路保護采用兩套主保護原則配置，主一保護采用國電南京自動化股份有限公司的PSL603U數(shù)字式超高壓線路保護裝置，命名為500kV口達線1號線路保護裝置；主二保護采用南瑞繼保有限公司的RCS-902GPV型微機數(shù)字式超高壓全線快速成套保護裝置，命名為500kV口達線2號線路保護裝置。另外，還配置了兩套輔助保護，輔A采用國電南京自動化股份有限公司的SSR530U系列數(shù)字式遠跳判別裝置，命名為500kV口達線1號過壓遠切保護裝置；輔B采用南瑞繼保有限公司RCS-925G型過壓保護及故障起動裝置，命名為500kV口達線2號過壓遠切保護裝置。

PSL 603U系列基本型是以縱聯(lián)電流差動(分相電流差動和零序電流差動)為全線速動保護。裝置還設有快速距離保護、三段相間、接地距離保護、零序方向過流保護、零序反時限過流保護。保護裝置有分相跳閘出口，配有常規(guī)重合閘功能，可根據(jù)需要對開關(guān)實現(xiàn)單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘、停用重合閘，也可以通過控制字來選擇退出重合閘功能。

差動保護跳閘邏輯具有以下功能：

(1)差動保護可分相跳閘，區(qū)內(nèi)單相故障時，單獨將該相切除，保護發(fā)跳閘命令后150ms故障相仍有電流，補發(fā)三跳令；三跳令發(fā)出后150ms故障相仍有電流，補發(fā)永跳令；

(2)當自適應重合閘投入時，兩相以上區(qū)內(nèi)故障時跳故障相；

(3)非全相再故障可以通過控制字選擇是否三跳還是永跳；

(4)任一側(cè)手合或重合于故障線路，兩側(cè)差動保護都三相跳閘并閉鎖重合閘。

RCS-902G包括以縱聯(lián)距離和零序方向元件為主體的快速主保護，由工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速Ⅰ段保護，由三段式相間和接地距離及多個零序方向過流構(gòu)成的全套后備保護。RCS-902G以硬接點方式與對側(cè)交換方向信息，可結(jié)合繼電保護專用收發(fā)信機、復用載波機或繼電保護光纖通信接口裝置，與對側(cè)保護構(gòu)成閉鎖式或允許式的縱聯(lián)保護。RCS-902GPV保護有分相出口，配有自動重合閘功能,對單或雙母線接線的開關(guān)實現(xiàn)單相重合閘和三相重合閘。

輔助保護RCS-925G過電壓及故障起動裝置，作為線路過電壓及遠方跳閘的就地判別裝置，并根據(jù)運行要求可投入零序電壓、負序電壓、電流變化量、零負序電流、低電流、低功率因素、低功率等就地判據(jù)，能提高遠方跳閘保護的安全性而不降低保護的可靠性。

輔助保護SSR530系列數(shù)字式遠跳判別裝置,也作為線路過電壓及遠方跳閘的就地判別裝置。亭子口水電站初期采用高頻通道，現(xiàn)已改為光纖通道。

2.2 500kV斷路器保護

亭子口水電站500kV斷路器保護，采用南瑞繼保的RCS-921G系列斷路器失靈保護及自動重合閘裝置，裝置功能包括斷路器失靈保護、三相不一致保護、死區(qū)保護、充電保護和自動重合閘。

斷路器失靈保護按照如下幾種情況考慮：即分相起動失靈，保護三跳起動失靈，失靈相高定值起動失靈。失靈保護跳閘邏輯為，先經(jīng)“失靈跳本開關(guān)時間”延時發(fā)三相跳閘命令跳本斷路器，再經(jīng)“失靈跳相鄰斷路器時間”延時跳開相鄰斷路器。

當三相不一致保護投入，斷路器某相斷開，出現(xiàn)非全相時，可經(jīng)三相不一致保護回路延時跳開三相。不一致可經(jīng)零序電流或負序電流開放，由軟件控制字控制其投退。

充電保護由兩段相過流及一段零序過流組成，其時間定值及過流定值均可設置。

此裝置具有一次自動重合閘功能，能實現(xiàn)單相重合閘方式、三相重合閘方式、禁止重合閘方式及停用重合閘方式。單相重合閘方式，單相跳閘單合，多相跳閘不合；三相重合閘方式，任何故障三跳三合。在正常運行方式下，自動重合閘方式采用單相重合閘方式。當口達線路保護跳閘起動重合閘，與線路連接的兩開關(guān)的重合順序應通過設置不同重合時間來實現(xiàn)。亭子口水電站初期三角形接線方式時，未與線路相連的開關(guān)重合閘方式應停用。

2.3 短引線差動保護

亭子口水電站短引線差動保護，采用南瑞繼保的RCS-924B型T區(qū)保護裝置，每回短引線配置兩套差動保護。短引線差動保護采用四側(cè)電流比率差動方式，通過發(fā)——變組聯(lián)合單元高壓側(cè)兩組CT和500kV GIS三角形接線的兩組斷路器CT，保護短引線和隔離開關(guān)間的區(qū)域。短引線差動保護用于快速切除短引線上的各種短路故障，保護瞬時動作于跳開短引線GIS側(cè)的2臺斷路器和2臺發(fā)電機斷路器。

2.4 開關(guān)間短線保護

500kV GIS角形接線的三臺斷路器的其中兩臺斷路器之間的短聯(lián)線稱為開關(guān)間短線，當某發(fā)變組聯(lián)合單元進線停運檢修時，短引線差動保護退出，但該聯(lián)合單元進線連接的兩臺斷路器仍有可能在運行。為此，設置兩套開關(guān)間短線保護，以切除該短聯(lián)線上的各種故障，保護動作后瞬時跳開短聯(lián)線對應兩側(cè)的2臺斷路器。

亭子口水電站開關(guān)間短線保護，采用南瑞繼保RCS-922G系列數(shù)字式短引線保護裝置。開關(guān)間短線保護采用電流比率差動方式，保護的出口正電源由線路隔離刀閘的輔助接點(或屏上壓板)與裝置的起動元件共同開放，使保護的安全性得以提高。

3 結(jié)語

亭子口水電站采用角形接線，接線簡單、清晰，但繼電保護和控制相對復雜。因此，值班時運行人員應嚴格按照運行規(guī)程執(zhí)行，以保證保護裝置的正確運行。

〔1〕施 怡.變電站220kV 4角形接線的繼電保護改造探索[J].華東電力，2008.