杨德鑫
（广东电网有限责任公司东莞供电局，广东 东莞 523120）
摘要：STATCOM作为运行于电力系统中的新型无功补偿装置，其保护配置起着至关重要的作用。500 kV水乡变电站STATCOM是通过专用变压器直接接入500 kV母线，所以对其保护配置尤其是失灵保护配置要求更高。现介绍500 kV水乡站STATCOM 35 kV侧失灵保护配置，针对其回路进行深入分析，发现典型失灵保护回路在STATCOM中存在非电量故障时不能检测到电流而拒动的问题，结合STATCOM保护配置特点提出整改方案，更改STATCOM控制保护程序并增加一个独立的失灵回路。整改后的失灵回路有效解决了原方案存在的问题，并通过了STATCOM厂内模拟试验以及水乡站现场开关传动试验。
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关键词 ：STATCOM；失灵回路；失灵保护；辅助开关；跳闸
0引言
2013年6月29日，全球首个接入500 kV电网运行的STATCOM工程项目——500 kV水乡变电站STATCOM正式投入运行。水乡站STATCOM投产后利用STATCOM无功快速响应的特点，可有效改善系统的电压稳定性，提高电网适应各种运行方式的能力，提高电网动态无功储备，提高受电能力，增强抵御电网大事故的能力，提高电网安全稳定性。500 kV水乡变电站STATCOM是通过专用变压器直接接入500 kV母线，所以对其保护配置尤其是失灵保护配置要求更高［1］。
1500 kV水乡站STATCOM简介
水乡站STATCOM是广东电网首批STATCOM工程之一。STATCOM装置分为两组，每组容量为±100 Mvar，均由一组500/35 kV专用变压器经一组HGIS设备接入500 kV母线，35 kV采用单母线接线，不设总回路断路器。每组STATCOM装置共配置6台35 kV低压串联电抗器（每相配置两台），每相两台电抗器分别与本阀组首尾两端串接，并通过35 kV 381断路器、382断路器接至500/35 kV专用变压器低压侧。保护配置主要包括主变保护一套、500 kV断路器保护一套、35 kV母差保护一套、35 kV电容器保护两套、35 kV开关失灵辅助保护两套、STATCOM控制保护一整套等等。其一次接线如图1所示。
2水乡站STATCOM 35 kV侧失灵回路设计
水乡站STATCOM专用变变高5008开关直接挂500 kV母线上，其变高开关失灵回路设计与水乡站500 kV开关失灵回路一致，本文不再叙述。其35 kV侧开关失灵回路如图2所示。
图2中，失灵回路最初设计方案是由STATCOM开关电容器保护跳闸接点及STATCOM控制保护跳闸接点失灵启动开入到35 kV断路器辅助失灵辅助保护装置，失灵电流判据由断路器辅助保护完成，接入的电压不作为判据。失灵启动后，跳STATCOM本开关，并联跳专用变高开关及另外一套STATCOM开关。跳高压侧接到高压侧操作箱的TJR接点，跳低压侧接到变低NSR621RF保护装置的操作板［2］。
3原设计方案存在的问题
STATCOM的保护功能由于要求时间非常苛刻，所以与控制功能在一个控制平台完成，系统的保护级别分为报警、脉冲闭锁、跳闸，而跳闸除跳开STATCOM开关外同时脉冲闭锁。脉冲闭锁保护是将STATCOM阀组所有开关器件（IEGT）全部关断，以保护开关器件（IEGT）不受损坏或者故障不再扩大。脉冲闭锁保护是一种快速的保护动作，从检测到故障发生到保护动作生效的延时在几十微秒以内。跳闸保护是通过机械开关的断开实现的，保护速度较慢（几百毫秒级）。由此可知，当STATCOM内部故障时，STATCOM保护先闭锁脉冲，待确定是永久性故障时再跳开开关，STATCOM保护中动作跳闸的永久性内部故障有水冷系统故障、PT故障、旁路次数超限故障、撬杠故障、通信故障、数据校验故障、泄漏故障、控制系统硬件故障等。
原失灵回路设计方案中，当STATCOM装置发生内部永久性故障时，STATCOM控制保护动作跳闸，接点闭合启动失灵开入，由于非一次设备故障，STATCOM保护脉冲闭锁无电流产生，开关失灵辅助保护装置检测不到电流，当开关失灵时失灵无法动作，将会导致故障扩大。
另外，原设计方案中，当STAMCOM系统产生故障以后或者检修时，STATCOM启动失灵接点、跳闸接点闭合，会使开关失灵辅助保护装置长期报失灵开入，后台常发装置异常，可能存在失灵误切专用变高开关的风险［3］。
4整改方案
针对以上问题作如下修改：STATCOM控制保护程序上增加381断路器和382断路器的状态节点检测，分别检测常闭点（0）和常开点（1），状态节点检测取自断路器辅助开关一个常闭接点及一个常开接点。当断路器断开以后节点状态为（0，1），当断路器闭合以后节点状态为（1，0），其逻辑图如图3所示。增设一个独立的失灵回路，增加一个跳闸出口点，动作于时间继电器，延时（1 s）以后时间继电器动作接点闭合，连接到专用变高压侧断路器保护跳闸出口回路中，用于跳高压侧断路器，其回路图如图4所示。原失灵回路中，开关电容器保护启动失灵部分保留，STATCOM控制保护启动失灵部分取消，退出STATCOM系统控制柜上的失灵启动压板。
动作过程如下：
如果1号STATCOM故障，跳闸出口动作（闭合）启动时间继电器；当检测到返回381状态节点为断开状态（0，1），收回跳闸出口动作（断开），如果381状态节点是其他而非断开状态（0，1），则1 s后时间继电器动作接点（闭合）经回路跳开专用变高压侧断路器。
如果2号STATCOM故障，跳闸出口动作（闭合）启动时间继电器；当检测到返回382状态节点为断开状态（0，1），收回跳闸出口动作（断开），如果382状态节点是其他而非断开状态（0，1），则1 s后时间继电器动作接点（闭合）经回路跳开专用变高压侧断路器。
5结论
（1） 整改方案主要是把电流判据更换成断路器状态检测判据，而状态节点取自断路器辅助开关接点，考虑到断路器辅助开关接点会存在触点不到位现象，所以取一个常闭接点与一个常开接点一起作为检测状态节点判据，大大降低了因单个辅助接点触点不到位而引起误动的风险。该整改后的失灵回路方案为目前最优方案，有效解决了原方案存在的问题，并通过了STATCOM厂内模拟试验以及水乡站现场开关传动试验。
（2） STATCOM运行后，在以后的定检和维护中，如需要对系统控制柜掉电重启，为避免重启引起保护误动，需要退出系统控制柜STATCOM断路器跳闸出口压板及失灵跳专用变高出口压板。
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参考文献］
［1］刘培杰.静止同步补偿器（STATCOM）在南网中的运用［J］.广东科技，2011，20（12）：116-117.
［2］许雪丽，徐强超，尹树添，等.500 kV北郊站STATCOM失灵回路设计探讨及运行注意事项［J］.大众科技，2013，15（9）：65-68.
［3］广东省电力调度中心.广东省电力系统继电保护反事故措施及释义（2007版）［M］.北京：中国电力出版社，2008：26-29.
收稿日期：2015-08-21
作者简介：杨德鑫（1984—），男，广东湛江人，电力工程师，从事继电保护运维工作。