110KV短线路光纤纵差保护精编2篇

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110KV短线路光纤纵差保护1

摘 要本文介绍了某污水处理厂110KV主变电站由于与电源侧220KV变电站相距过近，其110KV进线属于超短联络线，而导致的相应的继电保护配置方面与常规线路保护的一些不同之处。

关键词继电保护；超短线路；光纤；保护配置

引言

随着电力系统的发展和对城市电网的优化和改造工程的进行，几公里及十几公里的中低压线路和短线路群的出现，这些短线路若选用传统的电流保护或距离保护，在整定值与动作时间上都难以配合，因此选择光纤纵差保护成为一种必然，其原理简单、运行可靠、动作快速准确且不需要与相邻线路的保护进行配合等诸多优点，使其在线路保护中得到广泛应用。

1 保护配置方案

2000年重庆市第一大污水处理厂开始建设，其承担电源任务的两个110KV主变电所有两回电源进线，其中一回电源进线来自重庆市电力公司下属城区供电局220KV某变电站。该线路长度不超过1KM，属于超短线路，根据《继电保护和安全自动装置技术规程》（DL400-91）规定：“如电力网的某些主要线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网的保护性能，应装设一套全线速动保护”。

在为该线路配置保护时不宜选用高频闭锁式纵联保护。110KV超短线路采用高频闭锁式纵联保护，开设电力线载波通信时，高频信号可能产生差拍，导致收信不正确而误动作。虽然在理论上可采用人为接入固定衰耗的方法来消除频拍，但目前这种设备尚无成熟产品。参照《规程》的节，该线路也可考虑采用短引线差动保护或导引线为通道的纵联差动保护，但是短引线差动保护二次回路由于引线较长，TA的二次负载较大，从而引起线路两侧的TA特性不匹配，并且TA的二次回路接线也较复杂，这些都将直接影响差动保护的动作特性和安全性。而以导引线为通道的纵联差动保护，其导引线通道易受外界干扰，抗干扰能力差，易受线路故障影响，影响差动保护的安全可靠运行。目前，光纤通道技术已逐渐成熟，由于光纤传输不受电磁干扰的影响，通信误码率低，工作稳定，在安全性和可靠性方面与导引线通道相比有显著优势。同时，光纤通道频带宽，容量大，可以缓解电力系统的通道拥挤问题。因此，利用光纤传输的微机线路纵联差动保护得到了越来越广泛的研究和应用。

与此同时，由重庆电力调度通信中心在对相关电力系统网络进行周密细致的分析计算后得出的结论是在两变电站之间线路：在电源侧装一套带失灵启动微机线路保护和光纤线路纵差保护。”综合以上意见，本工程的110KV线路保护采用了由国家电力自动化研究院南瑞继保所开发生产的RCS-943A型高压输电线路成套保护装置。

2 保护装置及保护通道

RCS-943A型保护装置包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护构成的全套后备保护；装置配有三相一次重合闸功能、过负荷告警功能；装置还带有跳合闸操作回路和交流电压切换回路，具有全线速跳功能。数字差动保护的关键是线路两侧差动保护之间电流数据的交换，本装置中的数据采用64Kb/s高速数据通道、同步通信方式。传输通道可以采用专用光纤，也可以复用PCM设备。在本工程中，变电站与电源侧变电站的线路两侧的装置之间采用专用8芯光纤光缆作为通道直接连接（保护与通信系统各占4芯）。

3 操作回路配置方案及原理接线

由于110KV主变电站的主接线为线路变压器组形式，因此变压器保护与光纤纵差保护动作后，都是跳开同一个高压开关。而变压器保护柜与光纤纵差保护柜上都带有断路器操作回路装置，所以只能选择其中之一接入二次控制回路，另一操作回路装置停用，那么究竟选择哪一个呢？经过分析研究，我们认为将主变压器高低压两侧的操作回路安装于同一面保护柜，即主变压器保护柜上有利于运行维护人员的监视与管理。另一方面在光纤纵差保护柜上有通信接口装置，如果主变压器高压侧的操作回路安装于该柜上，由于目前重庆电力公司的管理模式中各个供电局的继电保护班组与自动化班组是分开的，而通信接口装置一旦出现故障，当自动化班进行检修维护时，可能会出现误触碰或震动而造成操作回路装置误动作。因此为了避免出现这种情况，将主变压器高压侧的操作回路安装于主变压器保护柜上也是更合乎运行要求的，其原理接线图如图2所示。

4 结束语

总之，随着城区变电站的日益密集分布，为了尽量减少占地面积，节约投资，必将造成大量简易接线变电站的投运，同时也会出现更多的超短线路。这些超短线路的保护如果选用常规阶段式相间距离保护及接地零序保护，难以与相邻线路保护进行配合，不能满足灵敏性及速动性要求，因此，为了改善电网保护的性能，这些线路宜采用全线速动保护。而随着光纤通信技术的发展及其在电力系统中的应用，传统的导引线保护被以光纤通道为媒质的纵联保护所取代，这样不仅可以改善保护的性能，而且大大提高了保护装置的可靠性。虽然110KV所采用的光纤纵差保护在重庆主城区的变电站中还是第一次投入使用，但是随着电力系统的不断发展，光纤纵差保护必将在电力系统短线路保护中得到广泛的应用。

220kv电网线路保护方案设计2

关键词：距离保护 重合闸 零序电流保护

220kv电网线路中的距离保护方式是以距离测量元件为基础构成的保护装置。该套保护方式所涉及的内容比较广阔，主要包括以下几个要素：故障启动、故障距离测量、相应的逻辑时间回路与电压回路断线闭锁。在220kV 电网线路中，采取距离保护策略首先要做好设计工作，配合零序电流保护和重合闸的设计进行线路保护。本文对此进行详细的分析。

一、220kV 线路保护的基本原理

1、220kV电网线路中距离保护的相关原理

所谓的距离保护方式其实是通过对短路时电压电流会同时发生转变这一现象的利用，计算出电压与电流的比值，反映故障点到保护安装处的距离的工作保护。距离保护的具体实现方法是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现的，因为线路的阻抗成正比于线路长度。距离保护的构成。距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。阻抗继电器及其动作特性。在距离保护中，阻抗继电器的作用就是在系统发生短路故障时，通过测量故障环路上的测量阻抗 Zm，并将它与整定阻抗 Zset相比较，以确定出故障所处的区段，在保护范围内部发生故障时，给出动作信号。阻抗继电器动作区域的形状称为动作特性。动作区域为圆形时，称为圆特性，动作区域为四边形时，称为四边形特性。

2、自动重合闸的基本原理

一般情况下，该种问题会经常出现在电线路上，而且是往往是在一瞬间发生的，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧即行熄灭，此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能够恢复正常供电。在电力系统中，当断路器跳闸后自动重合闸能够自动地将断路器重新合闸。这样，在线路被断开后再进行一次合闸，大大提高了供电的可靠性。由于重合闸装置本身投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中得到了广泛的应用。

二、220kV 线路距离保护方案设计

不管是什么样的电网系统，短路是最常见到的一种线路问题，在本文中配置的保护系统其实主要针对的问题也是短路。要相应地配备其三段式相间距离，三段式接地距离，而高压电网线路采用的是中性点接地，当中性点接地系统出现单相接地故障时，会产生很大的零序电流，所以也要配备四段式零序方向电流保护。对于高压线路，一般采用单相自动重合闸的方式。

1、保护总体功能设计

220kV的电网线路是本设计方案主要的应用对象，220kV 高压线路为了快速切除全线故障以保证系统稳定都采用了纵联保护，但纵联保护不能对相邻线路故障起后备保护作用。虽然现在220kV 高压线路都采用双套纵联保护和断路器失灵保护以加强近后备保护，但并未完全摈弃远后备保护，远后备保护都由距离保护或零序电流保护来完成。本保护方案没有设计纵联保护功能，仅设计了后备保护方案。其保护功能配置如下：

（ 1） 三段式相间距离保护；

（ 2） 三段式接地距离保护；

（ 3） 四段式零序电流保护；

（ 4） 过负荷保护；

（ 5） 过电流保护；

（ 6） 单相自动重合闸。

在电网系统的总控保护元件的数量最好是两个，主启动元件为反映任何一相相电流突变量的启动元件，然后设置零序辅助启动元件，辅助启动元件主要为了防止经大电阻接地时突变量启动元件灵敏度不够。判据条件如下：

2、零序方向电流保护的设计

3、重合闸的设计

设计一个单相自动重合闸，并将该设计和继电保护进行加速配合。手合重合闸时，零序保护的各段加速均带 100ms 的延时，以防保护误动作。零序 I 段可经控制字整定为带150ms 固定延时出口或瞬时出口，以满足特殊情况要求。如下图表所示：

结语：

在经济飞速发展的当下，我们对电力的需求量也在不断地增多，在这种情况下高压电网的大量出现是一种必须，为了保障电网系统的安全运行，我们必须要提高继电保护装置的研究。本文对主要应用于高压电网保护的距离保护原理、构成、动作方式进行了简单的阐述，希望能够为同行提供一定的参考价值，共同致力于电网综合服务能力的提高。

参考文献：

[1]蒋忠江。 胜利油田220kV线路保护改造问题研究[D].山东大学，2012.

[2]蔡黎。 220-500kV线路后备保护配置及整定计算原则简化研究[D].华中科技大学，2007.

[3]汤大海，严国平。 单电源220kV多级供电线路继电保护整定策略[J]. 电力系统保护与控制，2009，20：139-144.