提高110kV线路后备保护适应能力的探讨

提高110kV线路后备保护适应能力的探讨
摘要：随着我国科技的发展，电力技术也不断完善，技术水平也越来越成熟，
但也存在部分盲点。

本文即针对提高110kV线路后备保护适应能力进行探讨，分
析了110kV线路保护后备保护配置原则，重点说明了实现110kV线路距离保护，
同时提出了110kV线路的电流保护策略。

关键词：后备保护；线路保护；距离保护；电流保护
1.引言
目前，我国110kV电网发展较为迅速，但由于电网建设历史、经济、技术等
方面的限制，110kv电网还不能够完全适应要求。

一是还不完全是合理的单电源
辐射状电网，即采用终端线路以T接的方式接入供电变压器。

二是保护灵敏度方
面也有待进一步提高。

110kv线路后备保护的方式有很多，需要根据电网实际的
运行情况来选择合适的后备保护方式，如果后备保护方式选择不合理或者错误，
将会影响整个电网正常运行，引发一系列问题，甚至会造成安全事故，威胁变电
站以及工作人员的安全等，因此提高110kv线路后备保护对变电站的发展具有重
要意义。

2.110kV线路保护后备保护配置原则
变压器低压侧一旦发生故障，并且变压器高压侧断路器拒动时，必须靠其供
电的110kv线路电源侧保护动作跳闸，从而保证线路安全。

目前110kv线路后备
保护基本配置都是阶段式距离保护或是电流保护，有特殊要求的线路还有纵联保护，例如并列双回线、双侧电源线路、重要用户等。

在电网运行时，一定要严格
按照要求，保证系统安全稳定，确保110kv线路对保全线路故障时的灵敏度，同
时还在躲过正常运行最大负荷的前提下，尽可能保证对相邻线路和所供变电站低
压侧母线故障有足够的灵敏度，从而达到线路后备保护目标，保障电网安全可靠
运行。

3.110kV线路距离保护分析
3.1距离保护的特点
当保护性能满足要求时，首先要使用距离保护，因此，距离保护为110kv线
路主变后备保护。

在结构复杂、运行方式变化大的系统中，距离保护是110kv线
路后备保护的主要保护手段，也是性能较为完善的保护元件之一，但是其受运行
方式变化影响较小，保护的范围固定，且具有明确的保护方向，整体计算相对简单，因此，距离保护成为110kv主变后备保护，并且在110kv输电线路上得到了
广泛的应用，为电路运行安全、可靠奠定了基础。

为了更快、更有效的切断线路
故障，在广泛使用的110kv线路保护中，还需要配置有距离保护的相继速动元件，其中包括不对称相继速动和双回线相继速动元件。

相继速动元件接线简单，动作
可靠，容易实现其功能，在实际工作中，缩短了区内故障全线速动的时间，提高
了安全效率。

3.2距离保护的局限性
距离保护作为110kv线路主变后备保护也存在一些局限性，一方面母线TV检修时要退出，在实现距离保护的同时，对母线TV进行检修时要退出距离保护，
才能实现有效的检修工作，因此，距离保护不适宜用在单母线和母线正常运行以
及不能切换TV的主线路中；一方面是双回线相继速动元件的局限，在实际的线
路保护中，当并列双回路负荷侧没有地区电源时，距离保护可以只配备相继速动
功能，不要求具有纵联保护，反正则需要配置纵联保护；另一方面0°接线距离元
件不能反映Y，d接线变压器低压侧的两相短路，配置在Y，d接线的变压器一侧
线路上的距离保护，可能会导致变压器另外一侧的两相短路故障，造成后备保护
动作失败，使变压器低压侧发生故障，变压器高压开关拒动，进而造成向其供电
的110kv线路电源侧距离保护接收不到故障信号，不能发生保护动作。

3.3距离保护的注意事项
1)110kV线路距离Ⅲ段或距离Ⅳ段（距离Ⅲ段段四边形）的整定应力保对所供变压器低压侧有足够的灵敏度。

110kV变电站低压侧发生故障时，由于失去直流
电源致使保护拒动，或者变压器高压侧开关拒动，导致故障无法切除的事故并不
鲜见。

由电力系统故障分析可知：一般110kV变电站变压器为Y/△一11（YN,d11）接线。

其低压侧（△侧）发生单相接地故障时，若忽略分布电容，不会产生短路
电流，110kV线路距离保护不会动作；变压器低压侧发生三相接地故障时，110kV 线路相间、接地距离保护均能可靠动作；变压器低压侧发生两相故障时，110kV
线路接地距离保护能可靠动作，相间距离保护不能可靠动作。

2）多级串供线路距离Ⅲ段或距离Ⅳ段（距离Ⅲ段四边形）保护动作时间取舍。

对于多级串供线路，为保证110kV线路距离Ⅲ段或距离Ⅳ段（距离Ⅲ段四边形）
保护对所供变压器的远后备作用，若定值按保对所供变压器低压侧故障有足够灵
敏度整定后，各级距离Ⅲ段或距离Ⅳ段（距离Ⅲ段四边形）保护动作时间无法满
足逐级配合，可按选择相对距离大电源侧的距离Ⅲ段或距离Ⅳ段（距离Ⅲ段四边形）保护动作时间只与其所供变压器高压侧过流保护时间配合的原则取舍。

3）不对称故障相继速动。

新型微机保护均设有不对称故障相继速动功能，其
基本原理是：任一110kV线路发生不对称故障，近端故障侧的保护距离Ⅰ段快速
跳闸，远端故障侧的距离Ⅱ段保护动作延时准备跳闸；在故障近端侧开关三相跳
闸后，故障远侧端保护检测到任一相无流判断对侧已跳闸，加速本侧Ⅱ段保护跳闸。

不对称故障相继速动动能能提高距离保护对线末故障的速动性，对单回线及
双回线都路都适用。

因此，110kV线路保护原则上应投入此功能。

但是，如果距
离Ⅱ段保护和下一级线路的距离Ⅱ段配合，应退出不对称故障相继速动功能。

4.110kV线路的电流保护策略
4.1电流保护的特点
电流保护即是可选择经方向或者经电压闭锁，其原理简单、可靠，能较好的
反映Y，d接线变压器低压侧两相短路，远后备性能较好。

当电流保护选择经电
压闭锁时，电流可以不必考虑避免涌流问题，为简化计算和不缩小电流保护的范围，由于电压低于70% 时一般不会发生涌流问题，所以电压闭锁元件一般定值固
定为70V，经电压闭锁也可以用在微机保护中，手动合闸、重合闸后加速段更应
该经电压闭锁防止涌流问题。

由于单侧电源电流保护可以不带方向，不带方向的
电流保护在母线TV检修时不失去保护性能，所以电流保护可以用在单母线或者
母线正常运行等不能切换TV的主线中。

4.2电流保护的局限性
电流保护的局限性主要表现在以下几方面：一方面电流保护的保护范围局限
性不仅仅随着电网运行方式的变化而变化，还与其短路故障的原因有关。

110kv
线路长度较短，线路出口和末端短路电流也大致相同，如果没有按躲线进行整定，就可能会导致保护对出口短路故障失去灵敏度，从而不能及时切断故障电路，因
此电流I段一般不能按躲线整定，只能采用按躲开变压器其他侧母线故障进行整定，在用于多级串供线路无法实现其选择特性，从而不能保证其安全、可靠。

另
一方面电流保护如果用在2个220kv站之间的110kv联络线，在转供下一级负荷时，需要将电流I段退出，不仅要修改定值，还可能会造成电路故障。

5.结语
总而言之，提高线路后备保护对于变压器安全、稳定、可靠运行具有十分重
要的意义。

线路后备保护是整个电网安全运行的前提条件，直接关系到变电站的
经济效益和社会效益，通过对110kv线路的距离保护和电流保护的分析，确保了
设备和电网的安全可靠，但在日后的工作中，还应不断努力，继续完善后备保护
技术。

参考文献
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