关于高压线路继电保护方法研究-发表论文

　　关于高压线路继电保护方法研究
　　李明
　　福建
　　【摘要】：针对高压线路故障难于检测，对3～110kV线路继电保护系统分3段进行了研究，在相关工作环境下，提出了实施继电保护的方法。对施工实施、设施选型注意事项做了探讨。根据高压线路容量大小、电压等级等因素装设动作可靠性高的继电保护装置提出了可行性意见，有较大实际工程意义。
　　【关键词】：高压线路；继电保护；相间短路；单相接地
　　继电保护装置对于提高电力系统运行可靠性，起着极为重要的作用。特别是高压线路多分布在野外，继电保护相对困难，其自动化系统必须采用开放、分布、分散、分层的网络结构，才能满足电网系统提出的更高的要求。为此，对高压线路3～110kV非直接接地线路及其母线保护做了详细研究。
　　1高压中性点非直接接地电力网中线路的保护
　　中性点非直接接地电力网中线路保护的研究按照常规方法分成3～10kV；10～35kV；35～63kV；63～110kV4段研究。对线路的下列故障或异常运行，应装设相应的保护装置。
　　1.1相间短路保护
　　对3～10kV线路装设相间短路保护装置，应符合下列要求：
　　（1）由电流继电器构成的保护装置，应接于两相电流互感器上，同一网络的所有线路均应装在相同的两相上；
　　（2）后备保护应采用远后备方式；
　　（3）当线路短路使发电厂厂用母线或重要用户母线电压低于额定电压的60%时，以及线路导线截面过小，不允许带时限切除短路时，应快速切除故障；
　　（4）当过电流保护的时限不大于0.5～0.7s时，且没有第三款所列的情况，或没有配合上的要求时，可不装设瞬动的电流速断保护。
　　在10～35kV线路装设的相间短路保护装置，应符合下列规定：
　　（1）对单侧电源线路可装设两段过电流保护：第一段为不带时限的电流速断保护；第二段为带时限的过电流保护。可采用定时限或反时限特性的继电器。对单侧电源带电抗器的线路，当其断路器不能切断电抗器前的短路时，不应装设电流速断保护，此时，应由母线保护或其他保护切除电抗器前的故障。保护装置仅在线路的电源侧装设。
　　（2）对双侧电源线路，可装设带方向或不带方向的电流速断和过电流保护。对1～2km双侧电源的短线路，当采用上述保护不能满足选择性、灵敏性或速动性的要求时，可采用带辅助导线的纵差保护作主保护，并装设带方向或不带方向的电流保护作后备保护。
　　（3）对并列运行的平行线路宜装设横联差动保护作为主保护，并应以接于两回线电流之和的电流保护，作为两回线同时运行的后备保护及一回线断开后的主保护及后备保护。
　　对35～63kV线路，可按下列要求装设相间短路保护装置：
　　（1）对单侧电源线路可采用一段或两段电流速断或电流闭锁电压速断作为主保护，并应以带时限过电流保护作后备保护。当线路发生短路，使发电厂厂用母线电压或重要用户母线电压低于额定电压的60%时，应能快速切除故障。
　　（2）对双侧电源线路可装设带方向或不带方向的电流电压保护。当采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性和速动性要求时，采用距离保护装置。双侧电源或环形网络中，不超过3～4km短线路，当采用电流电压保护不能满足要求时，采用带辅助导线的纵差保护作主保护，并应以带方向或不带方向的电流电压保护作后备保护。
　　（3）对并列运行的平行线路，可装设横联差动保护作主保护，并应以接于两回线电流之和的阶段式保护或距离保护作为两回线同时运行的后备保护及一回线断开后的主保护及后备保护。
　　110kV相间短路线路后备保护配置宜采用远后备方式。应装设相应的保护装置，并应符合下列规定：
　　（1）单侧电源线路，应装设三相多段式电流或电流电压保护；
　　（2）双侧电源线路，可装设阶段式距离保护装置。1.2单相接地
　　对3～63kV中性点非直接接地电力网中的单相接地故障，应装设接地保护装置，并应符合下列规定：
　　（1）在发电厂和变电所母线上，应装设接地监视装置，动作于信号。
　　（2）线路上宜装设有选择性的接地保护，并动作于信号。当危及人身和设备安全时，保护装置应动作于跳闸。
　　（3）在出线回路数不多，或难以装设选择性单相接地保护时，可采用依次断开线路的方法，寻找故障线路。
　　110kV对接地短路，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定：
　　（1）宜装设带方向或不带方向的阶段式零序电流保护；
　　（2）对某些线路，当零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或二段零序电流保护作后备保护。
　　在下列情况下，应装设全线速动的主保护：
　　（1）系统稳定有要求时；
　　（2）线路发生三相短路，使发电厂厂用电母线或重要用户电压低于额定电压的60%，且其他保护不能无时限和有选择性地切除短路时。
　　（3）并列运行的平行线，可装设相间横联差动及零序横联差动保护作主保护。后备保护可按和电流方式连接。
　　2过负荷
　　3～60kV对可能时常出现过负荷的电缆线路，应装设过负荷保护。保护装置宜带时限动作于信号；当危及设备安全时，可动作于跳闸。110kV段电缆线路或电缆架空混合线路，应装设过负荷保护。保护装置宜动作于信号。
　　3母线的保护
　　3.13～10kV母线及并列运行的双母线
　　3～10kV母线及并列运行的双母线，在下列情况下应装设专用母线保护：
　　（1）须快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障，才能保证发电厂及电力网安全运行和重要负荷的可靠供电时；
　　（2）当线路断路器不允许切除线路电抗器前的短路时。
　　3.23～10kV分段母线对3～10kV分段母线宜采用不完全电流差动保护，保护装置应接入有电源支路的电流。保护装置应由两段组成，第一段可采用无时限或带时限的电流速断，当灵敏系数不符合要求时，可采用电流闭锁电压速断；第二段可采用过电流保护。当灵敏系数不符合要求时，可将一部分负荷较大的配电线路接入差动回路。
　　3.335～110kV电压的母线
　　35～110kV电压的母线，在下列情况下应装设专用的母线保护：
　　（1）110kV双母线；
　　（2）110kV单母线，重要的发电厂或变电所的35～63kV母线，根据系统稳定要求为保证重要用户最低允许电压要求，需要快速地切除母线上的故障时。
　　35～110kV装设专用母线保护，应符合下列要求：
　　（1）双母线的母线保护宜先跳开母联断路器；
　　（2）应增设简单可靠的闭锁装置或采用两个以上元件同时动作为判别条件；
　　（3）应采取措施，减少外部短路产生的不平衡电流的影响，并装设电流回路断线闭锁装置；
　　（4）在一组母线或某一段母线充电合闸时，应能快速而有选择地断开有故障的母线；
　　（5）双母线情况下母线保护动作时，应闭锁平行双回线路的横联差动保护。
　　3.4代替保护装置
　　旁路断路器和兼作旁路的母联或分段断路器上，应装设可代替线路保护的保护装置。在专用的母联或母线分段断路器上，可装设相电流或零序电流保护，作母线充电合闸时的保护。
　　4结语
　　高压线路是供电系统中很重要的设备环节，虽然结构可靠，故障机会较少，但在实际运行中仍有可能发生各种类型的故障和异常现象，为了保证电力系统的安全运行，并将故障和异常运行对电力系统的影响限制到最小范围，必须根据高压线路容量大小、电压等级等因素装设必要的动作可靠性高的继电保护装置。以往的继电保护装置采用电磁型继电器和简易微机装置，随着电力电子技术的不断发展，集成型微机继电保护装置已逐渐成熟，本文就高压线路的微机继电保护原理等进行简单的分析，提出了相关解决方法，有一定的工程意义。