摘 要：簡(jiǎn)要敘述了SEL一321—5的保護(hù)功能及作為330 kV線路保護(hù)時(shí)組屏方案、保護(hù)配置及具體的邏輯方程的編寫。 關(guān)鍵詞:SEL一321—5；330 kV線路；羅敷變；后備保護(hù)；高頻保護(hù)

The Application of SEL-321-5 Relay to 330kV System

（MTR Consulting（Shenzhen）Co．，Ltd．Shenzhen Guangdong 518033，China） Abstract:The protective function of SEL一321—5，the plan of panel combination used as 330 kV line protection，configuration of protection and the compiling concrete logic equation were briefed． Key words：SEL一321—5；330 kV line；luofu substation；back—up protection；high frequency protection 　　美國(guó)SEL公司（SchweizerEngineeringLaborato—ries，inc）從1984年推出數(shù)字式微機(jī)保護(hù)，1997年進(jìn)入我國(guó)電力系統(tǒng)以來(lái)，其產(chǎn)品的穩(wěn)定性，靈活性和可靠性被電力系統(tǒng)所廣泛接受，且適用于各個(gè)電壓等級(jí)。其中，尤以在中低壓系統(tǒng)中得以大量的應(yīng)用。SEL．321繼電器是SEL公司專為110kV及以上系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)的，其中的SEL一321．5專門針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的特點(diǎn)而作了邏輯上的修改，在國(guó)內(nèi)的220kV及500kV超高壓系統(tǒng)中得到了推廣，而此次陜西330kV羅敷變電站兩條330kV線路上得以采用SEL一321-5作為主保護(hù)，在330kV這一電壓等級(jí)應(yīng)用這一類型繼電器在我國(guó)尚無(wú)先例。 1 SEL．321—5功能簡(jiǎn)介 　　作為一種專為超高壓系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的保護(hù)，SEL一321．5除了具有Ⅳ段式相間和接地距離保護(hù)外（分為歐姆圓接地距離、四邊形接地距離），還有Ⅲ段相間方向過(guò)流、Ⅳ段零序方向過(guò)流、Ⅳ段負(fù)序方向過(guò)流，以及正序、負(fù)序、零序反時(shí)限元件、低電壓、過(guò)電壓等元件可供選擇作為后備保護(hù)，利用靈活的SEL—OGIC方程進(jìn)行編程組合以適應(yīng)系統(tǒng)的需要。在高頻保護(hù)方面，SEL．321保護(hù)可以構(gòu)成超范圍允許式porl3"、欠范圍允許式PUTT、閉鎖式DCB和解除閉鎖式DCUB等4種方式。該保護(hù)共有6個(gè)定值組區(qū)，可存6套不同的定值以適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。該裝置共有3個(gè)EIA．232型串行通訊口供繼電器與其他裝置通訊，1個(gè)IRIG—B端口供繼電器與GPS時(shí)鐘對(duì)時(shí)。整個(gè)裝置采用32位單CPU及高速DSP全密封設(shè)計(jì)。 [b]2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試應(yīng)用 2．1 一次系統(tǒng)及配屏方式[/b] 　　羅敷330 kV變電站采用一個(gè)半斷路器接線方式，其330 kV線路保護(hù)為雙高頻配置，用SEL一321-5和江蘇宏圖高科的GSF．6A收發(fā)信機(jī)構(gòu)成一套高頻閉鎖（DCB）保護(hù)，用南瑞的LFP-902和許繼的sF一600型收發(fā)信機(jī)構(gòu)成方向高頻保護(hù)。因此，每套保護(hù)均應(yīng)控制兩臺(tái)斷路器，啟動(dòng)兩套短路器失靈保護(hù)和兩套綜合重合閘。重合閘裝置選用國(guó)產(chǎn)CSI100系列，線路兩側(cè)的保護(hù)配置形式基本相同。 2．2 SEL．321．5繼電器的組屏 　　本項(xiàng)目選用的SEL．321．5帶兩塊附加I／O板，尺寸為4U，有28個(gè)輸出、16個(gè)輸入，可以滿足控制兩臺(tái)開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)兩套重合閘、啟動(dòng)兩套失靈保護(hù)的需要。主保護(hù)利用SEL．321．5繼電器的DCB邏輯與國(guó)產(chǎn)GsF．6A收發(fā)訊機(jī)構(gòu)成高頻閉鎖距離零序保護(hù)，后備保護(hù)為Ⅲ段相間距離保護(hù)、Ⅲ段四邊型接地距離保護(hù)、Ⅳ 段零序方向保護(hù)。SEL一321—5通過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換器將SEL—ASC II規(guī)約轉(zhuǎn)換成IEC 870—5．103規(guī)約，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)信息、定值、保護(hù)投退等數(shù)據(jù)的上送。SEL一321—5另配置一臺(tái)SEL一2020，接入打印機(jī)，可實(shí)現(xiàn)保護(hù)信息的實(shí)時(shí)打印，同時(shí)接入GPS衛(wèi)星對(duì)時(shí)信號(hào)（見(jiàn)圖1）。 2．3 SEL．321．5原理及邏輯設(shè)計(jì) 　　SEL．321．5繼電器沒(méi)有重合閘功能模塊，在超高壓系統(tǒng)應(yīng)用中，用戶會(huì)要求重合閘裝置和保護(hù)分開(kāi)，本工程中，另外配置了CSI100重合閘裝置。因我國(guó)電力系統(tǒng)的特殊需要，超高壓系統(tǒng)要求分相跳閘，縱聯(lián)保護(hù)的邏輯也與國(guó)外有所不同，因此在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)情況和實(shí)際需要靈活選取，或作相應(yīng)變化，以下進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。 （1）高頻閉鎖（DCB）邏輯 　　裝置內(nèi)部DCB邏輯模塊要求相間距離Ⅲ段M3P、接地距離Ⅲ段Z3G、零序電流Ⅲ段67N3、負(fù)序電流Ⅲ段67Q3均設(shè)為反向，且只用于啟動(dòng)收發(fā)訊機(jī)，不作為保護(hù)出口。 　　當(dāng)反向三相短路時(shí)，如果二次電壓足夠維持極化電壓，VPOLV字位置“1”，則經(jīng)過(guò)2周波延時(shí)啟動(dòng)發(fā)信；如果二次電壓低沒(méi)有極化電壓，VPOLV字位不會(huì)馬上置“0”，由記憶元件保持一定時(shí)間，VPOLV才會(huì)置“0”。這一回路將依靠Ⅲ段的電流監(jiān)視元件50PP3啟動(dòng)的字位50AB3、50BC3、50CA3來(lái)保持這一回路，直到故障消失（如圖2所示）。 　　SEL．321-5繼電器DCB邏輯中由Ⅱ段元件停信，且啟信和停信同時(shí)發(fā)生時(shí)啟信優(yōu)先。字位START啟動(dòng)發(fā)信，字位STOP停止發(fā)信，外部收發(fā)信機(jī)接收到信號(hào)時(shí)，其接點(diǎn)輸出引入SEL-321-5的開(kāi)入端，將該開(kāi)入量定義為BT，則有閉鎖信號(hào)時(shí)BTX字位置“1”（見(jiàn)圖3）。 　　區(qū)內(nèi)故障時(shí)反向元件不動(dòng)作，不啟動(dòng)發(fā)信元件，Ⅱ段元件出口并在判斷無(wú)本側(cè)啟信和對(duì)側(cè)發(fā)信時(shí)，裝置發(fā)出跳閘令；區(qū)外故障時(shí)，一側(cè)反向元件動(dòng)作，則閉鎖兩側(cè)保護(hù)（邏輯圖如圖4）。 　　SEL一321-5保護(hù)中的高頻閉鎖DCB邏輯同國(guó)內(nèi)常用的DCB邏輯的最大區(qū)別： 　　SEL一321-5的啟動(dòng)發(fā)信元件選用反向Ⅲ段，而國(guó)內(nèi)習(xí)慣選用無(wú)方向且門檻值較低的電流（正序、負(fù)序、零序）元件來(lái)作為啟信元件； 　　SEL．321-5沒(méi)有遠(yuǎn)方啟信功能，國(guó)內(nèi)的DCB啟信元件要求正反向故障均應(yīng)動(dòng)作，可以選用無(wú)方向的50Q4、50G4及距離Ⅳ段來(lái)啟信，裝置中原有的啟信邏輯因?yàn)橹辉诜聪颌蠖吻闆r下才啟信，且有2周波的延時(shí)，不符合國(guó)內(nèi)的要求，放棄不用，改進(jìn)后的發(fā)信邏輯如圖5。 　　啟信邏輯中用50G4而沒(méi)有用50N4，因?yàn)?0N4被用于零序Ⅳ 段，零序啟信50G4一般比零序Ⅳ段50N4定值要小。 　　改進(jìn)后的啟信邏輯方程為： 　　W=M2P +Z2G +67N2 　　Y=!W＊M4P+!W＊5OQ4+!W＊50C 　　OUT1=Y 　　停信邏輯圖改進(jìn)見(jiàn)圖6。 事實(shí)上停信的零序元件的門檻值只相當(dāng)于零序保護(hù)的Ⅳ 段定值，圖6中仍用67N2，只是為了和M2P、Z2G保持一致，67N2按零序Ⅳ 設(shè)定，而67N4按零序Ⅱ段設(shè)定。 　　改進(jìn)后的邏輯方程為： 　　OUT2=!Y＊W 　　圖7為改進(jìn)后的跳閘邏輯。 　　SEL．321．5中原DCB出口MTCS方程式為經(jīng)過(guò)短延時(shí)0．5周波的Ⅱ段元件，而國(guó)內(nèi)的DCB邏輯為先檢測(cè)到通道上有0．25周波閉鎖信號(hào)，然后信號(hào)消失。且同時(shí)Ⅱ段元件動(dòng)作，則出口跳閘。圖7中LP3為高頻閉鎖信號(hào)輸入，啟動(dòng)中間字位Z，LP1為高頻閉鎖保護(hù)投退的硬壓板輸入，則邏輯方程為: 　　IN1=LP1 　　IN3=BT 　　IN4=LP3（IN3、IN4在裝置外部短接） 　　Z =LP3 　　MTCS =ZT＊M2P＊LP1+ZT＊Z2G＊LP1+ZT＊67N2＊LP1 　　TZPU =0．25cyc 　　TZDO =15cyc （2）后備保護(hù)邏輯 　　相間距離、接地距離、零序等作為后備保護(hù)，邏輯基本不需較大改動(dòng)，整定簡(jiǎn)單；存在的問(wèn)題是：SEL．321．5中零序過(guò)流保護(hù)I段至Ⅳ段均為三相跳閘，和國(guó)內(nèi)習(xí)慣有一定出入，國(guó)內(nèi)用戶要求零序I段必須分相跳閘，Ⅱ段至Ⅳ 段可以三相跳閘。方程如下： 　　MTU = M1P +Z1G + M2PT + Z2GT + M4PT +Z4GT +67N2T +67N4T 　　MER =50H +67N1 　　X =67N1＊!M2P 　　OUT=TPn+FSn XT（n=A，B，C） 　　上述方程中零序I段67N1“與”上選相間距離Ⅱ段的“非”后。再“與”上選相元件才寫入輸出方程OUT中，主要是考慮相間接地不由這種方式出口，此方式只考慮單純的單相故障。 （3）合于故障加速邏輯SOFT　　由于SEL．321不帶重合閘功能模塊，啟動(dòng)后加速由相鄰CSI．100重合閘屏提供接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)加速功能。對(duì)于合閘到三相出口短路的情況加入無(wú)方向性過(guò)電流高值50H實(shí)現(xiàn)加速跳閘。方程如下: 　　MTO =M2P+Z2G +67N2 +50H 　　IN =CLOSE 　　OPO =27 　　ENCLO =Y 　　后加速方式外部重合接點(diǎn)引入式，即ENCLO=Y。因?yàn)楸竟こ虥](méi)有將斷路器輔助接點(diǎn)引入SEL-321．5裝置中，所以沒(méi)有采用斷路器輔助接點(diǎn)式，即EN52A =N。 3 SEL一321保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試試驗(yàn) 　　SEL系列繼電器元件性能穩(wěn)定，在非常惡劣的條件下仍能穩(wěn)定的運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行溫度可達(dá)一40℃ ～85°C；現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試也無(wú)特殊的要求，基本不需要調(diào)整，按照國(guó)內(nèi)的保護(hù)調(diào)試習(xí)慣和項(xiàng)目就可以進(jìn)行。同時(shí)，利用SEL公司提供的SEL5010調(diào)試軟件和SEL5601分析軟件使調(diào)試工作更加透明方便；在繼電器特性調(diào)試中，利用TAR命令可以觀察每一個(gè)繼電器字位的變化情況，類似于國(guó)內(nèi)的分立繼電器測(cè)試。在整組試驗(yàn)中，利用EVE。HIS等命令可以觀察繼電器動(dòng)作結(jié)果和歷史報(bào)告。 　　利用繼電器本身先進(jìn)的自適應(yīng)和自檢功能，可以使調(diào)試工作量減少，一般情況下，只要在精度和自檢都合格的情況下，繼電器本身就具備運(yùn)行條件。和收發(fā)信機(jī)的配合調(diào)試也按正常方式進(jìn)行即可。 4 結(jié)束語(yǔ) 　　SEL-321保護(hù)裝置在國(guó)內(nèi)的220 kV及500 kV系統(tǒng)中都得到了應(yīng)用。運(yùn)行情況良好。高頻動(dòng)作出口時(shí)間大約在30～40 ms左右，比國(guó)內(nèi)保護(hù)動(dòng)作慢一些，這也是所有國(guó)外保護(hù)普遍的特點(diǎn)。SEL保護(hù)靈活性高?？梢赃m應(yīng)系統(tǒng)較為特殊的用戶需求，給用戶提供了靈活的選擇空間，在現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試中，正確的整定是使用好裝置的關(guān)鍵，因?yàn)檎?xiàng)目比較多，因此。必須對(duì)每一項(xiàng)定值進(jìn)行深入的理解和消化。