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断路器加装光CT方案 二〇一六年月  通过在500kV变电站配置单CT的开关加装光CT，解决快速切除死区故障问题，满足《防止变电站全停十六项措施》要求。本方案主要思想如下： （1）在500kV配置单CT开关的另外一侧加装光CT； （2）按串配置死区差动（失灵）保护，以满足开关死区（失灵）故障快速切除要求：当发生开关死区故障时，死区差动保护瞬时动作，直接跳中开关和边开关，采用双端通信架构通过线路保护跳对侧开关，或经主变保护直跳各侧开关，达到快速切除死区故障的目的。 该方案不改变现有保护系统，新增死区差动（失灵）保护，将死区故障完全切除时间从405ms压缩到120ms以内，开关失灵切除时间压缩至200ms以内，解决特高压直流系统对快速切除死区（失灵）故障的要求，提高系统安全稳定裕度。 方案架构 加装光CT、配置死区差动（失灵）保护解决500kV站开关配置单CT死区（失灵）故障快速切除方案，设备配置及二次回路架构如图1-1所示。 图1-1 加装光CT、配置死区差动（失灵）保护整体架构图 在开关未配置CT侧加装缠绕光CT，每个光CT配三重化光路，每个光路接到独立的合并单元，通过合并单元将电流转换为IEC 61850-9-2规约数据。按串配置死区差动保护,同时接入光CT三重化数据和常规CT数据，光CT三重化数据采用“三取二”方式后，与常规CT数据做逻辑运算。 当发生开关死区故障时，死区差动保护瞬时动作，直接跳本侧相关开关，经线路通道传输延时远跳对侧开关，或经主变保护直跳各侧开关，最终实现快速切除死区故障。 当发生开关失灵故障时，由失灵保护经短延时动作，直接跳本侧相关开关，经线路通道传输延时远跳对侧开关，或经主变保护直跳各侧开关，最终实现快速切除开关失灵故障。 技术方案 3.1 加装光CT技术方案 如图1-2中红色箭头指向处为CT安装位置，根据公司《2011版500kV变电站通用设计500-C-3方案说明》，500kV进线、出线间隔断路器与未装设CT侧隔离开关中心线距离只有7.5米，当隔离开关处于断开状态时，隔离开关折叠臂与断路器进线端子间距2米左右，由于500kV常规CT体积大，宽度在1.5-2米左右，并且安装时一次导线需打开断口后，才能将互感器串入一次回路，因此不满足加装传统CT要求。 本方案在每相500kV开关未装设CT侧加装一台光CT，每台光CT配置三重化光路。选用悬挂穿心式缠绕光CT，一次导线可直接穿过光纤环，无需打断口，传感环固定于断路器接线端子处，绝缘子斜拉于断路器接线端子与断路器底座之间，结构及安装方式如图1-3所示，互感器传感环及绝缘子仅几十公斤，不会对断路器端子及绝缘支柱造成应力损伤，同时光CT支柱绝缘子干弧绝缘距离大于3800mm，满足500kV绝缘要求,现场具备安装条件。 光CT准确级为5TPE，等同于传统TPY级CT，满足差动保护要求。同时光CT理论上不存在常规互感器的拖尾问题，可压缩失灵保护动作时间。 图1-2 500kV进出线断面及加装电流互感器位置 图1-3 光 3.2 加装死区差动（失灵）保护技术方案 本方案根据《防止变电站全停十六项措施》要求，在现有500kV单CT配置开关另外一侧加装光CT，采用双侧CT差动解决死区故障快速切除的需求。 如图1-4所示，为实现边开关F3死区故障快速切除要求，光CT1配置三重化光路，三重化光路分别接入三个合并单元，死区差动保护接合并单元输出数据和常规互感器TPY1的数据，其中三个合并单元数据（采用“三取二方式”）与TPY1数据进行逻辑运算。 图1-4 加装光CT死区差动保护示意图 以死区故障F3为例，当发生F3故障，死区差动保护瞬时动作跳开甲站5041和5042开关，经线路通道传输短延时跳开乙站5011和5012开关，现有失灵+远传+就地判据回路维持不变，动作时序如图1-5所示。 图1-5 加装光CT死区差动保护动作时序图（F3故障） 通过以上分析可知：线路间隔边开关F3死区故障时，采用本方案可在100ms内切除中开关5042，105ms内跳开对侧开关完全切除故障。 同理，如图1-1所示主变间隔边开关F1死区故障时，采用本方案可以在100ms内切除中开关5042，105ms跳开变压器各侧开关完全切除故障。 如图1-4所示母线F4点故障，边开关5041失灵时，当加装光CT后，理论分析可以利用光CT无类似常规互感器电流拖尾问题的优良传变特性，压缩失灵动作时间到25ms，达到200ms切除失灵故障的目的，动作时序如图1-6所示。 图1-6 加装光CT失灵保护动作时序图 站间通信 采用线路保护2M通道，采用直达路由，通道延时不超过3ms。 6