论220kv电力线路在冰灾中线路保护分析及配置优化

论220kv电力线路在冰灾中的线路保护分析及配置的优化摘要：为了适应更加大面积电力的需求，我国对电力线路实施了多方面的改造。但是由于条件有限，我国电力线路的改造出现了很多问题，影响了整个电路系统的安全运行。尤其是在2008年的冰灾当中，只有少数地区的220kv线路的电网经受住严峻考验。本文结合了在冰灾事故中的案例，对我国当前220kv线路的三种保护配置进行比较和分析，提出优化电力线路保护配置的发展方向。

[关键词] 220kv 电力线路继电保护配置优化

一、我国电路基本原则和现状

根据《继电保护和安全自动装置技术规程》（gb/t 14285-2006），规程中对220kv电力线路保护配置的基本原则定为“加强主保护，简化后备保护”，其核心要求是为配备双重化功能完整的全线路的速动保护，并能快速切除全线路内发生的各类型的故障。为了实现全线速动功能，国内目前在220kv线路主保护一律采用纵联保护双重化配置。纵联保护是指当电力线路发生故障之时,使两侧的开关同时快速跳闸的保护装置，按照利用通道的类型，保护配置可以分成导引线保护、载波（高频）保护、微波保护和光纤保护。

导引线保护需要铺设电缆，投资成本比较高，而且极易受雷击及导引线参数的影响，可靠性比较差；而赣州电网并未广泛使用微波通信，建设微波保护设备成本较高，显得很不经济，与此同时还要考虑信号的问题。因此这两种保护没有在赣州电网中得到应用。

多年以来，赣州电网220kv线路的保护均采用了双套高频保护，

在2003年金鼎线建成之后，光纤保护就开始出现并逐步地增多。目前赣州电网一共设有18条220kv线路，赣渡线、赣嘉ⅱ线采用光纤纵差+光纤纵差，渡埠线采用光纤纵差+高频闭锁，金鼎线采用光纤纵差+方向高频，其余14条线路采用了方向高频+高频闭锁。

二、三种保护配置在冰灾期间运行情况的比较及分析

1.方向高频+高频闭锁

载波保护（高频保护）由高压输电线及其加工设备组成，不需要另外架设信号的传输线路，特别是在通信复用的情况下经济性很强，因此在赣州电网的运用很广泛。但高频通道加工设备和收发信机的故障率较高，维护的工作量教大，气候因素也会影响到高频信号的传输，在雨雪天气中高频信号衰减比较容易增大。

在高频通道告警时，为了防止保护不正确动作，通常的做法是将通道对应的保护停运，不仅影响到了快速保护投入率，也降低了保护综合可靠性。特别是当双通道都发生了异常时，双高保护退出之后，全线速动功能将无法得到实现；由于配合的需要，赣州电网220kv线路零序i段已经全部撤出，无时限保护只剩下了距离i段，大大降低了保护的综合性能，将满足不了220kv系统故障要在0.12s 之内切除故障的要求。而《国家电网公司十八项反事故措施》中规定：220kv及以上电压等级联络线不允许在无全线速动的纵联保护运行。如果在双通道同时发生异常时，高频保护仍然在运行，这样对系统安全稳定是相当不利的。

除此之外，弱馈是高频保护存在的另一个显而易见的问题。当

线路两侧一侧为大电源端，另一侧为弱电源端（或无电源端）时，线路上发生故障时，由于弱电一侧故障电流太小，使得保护装置无法及时的反映出故障，造成了保护拒动。弱电源侧的低电压停信功能投入是高频保护弱馈功能的实质，以此来达到全线速动的目的。

方向高频+高频闭锁的保护配置虽然具有经济性，但维护工作量过于巨大大，在恶劣气候中运行的可靠性也较差。如今“站站通光”等通信工程已逐步推进，在具备条件的线路中，方向高频+高频闭锁的保护配置模式还是尽量少用。

2.光纤纵差+光纤纵差

光纤保护的运行方式是通过光缆直接将光信号送到另一侧，光与电之间是互不干扰的，因此光纤保护的可靠性是比较高的。当前电网的飞速发展和系统容量的不断增大，系统的稳定性对保护装置的速动性的要求是越来越高。《继电保护和安全自动装置技术规程》中对220kv全线速动保护动作时间规定为：对于近端故障：≦20ms；对于远端故障：≦30ms（通道时间不包括在内）。从上可以看出，无论是对于近端故障还是远端故障, 在速动性方面，光纤保护明显优于高频保护。

在2008年冰灾期间，220kv赣渡线出现了线路修复完毕之后，光纤通道不通，两套光纤纵差保护均无法运行的情况。虽然后来退出光纤保护也能够顺利送电，但毕竟已经是万不得已的做法，我们应当尽量的去避免。如今，光纤通道已经逐渐的完善，双套光纤纵差保护的通道力争独立。但从系统安全性及保护速动性两方面进行

考虑，还是不主张采用外单位光纤的方式构成光纤保护的迂回通道。

3.高频保护+光纤纵差

高频保护+光纤纵差模式比光纤纵差+光纤纵差更具有经济性，高频保护减轻了对光纤通道的依赖。高频保护+光纤纵差模式受天气影响的程度也比较低，另外光纤保护的存在又可以在很大程度上避免本线发生故障时保护通道被彻底破坏。宰2008年的冰灾线路重建期间，220kv渡埠线由于高频保护的存在，启动送电的安全性在光纤通道未修复的情况下仍然得到了保证。

对于弱馈问题，目前通行的做法是要有一套光纤保护，另一套高频保护可以不改变弱馈的投退方式。从这方面进行考虑，高频保护+光纤纵差的保护模式也优于方向高频+高频闭锁模式。有了渡埠线光纤保护的存在，其高频保护弱馈便可以不改变其运行方式，在冰灾期间能有效地减少保护人员的工作量，提高工作效率。

总结：

高频保护和光纤保护在赣州的电网已普遍运用。这次冰灾气候也反映出，双高频保护综合性能较差，在以后的发展中应当逐步淘汰。光纤保护是发展的趋势，但是其经济性略差，而且对于通信设备依赖性较强，因此保护通道应当尽量完全的独立出来。而高频保护与光纤保护搭配，可以优劣势互补，在安全性、可靠性和实用性方面较高，可以大力推广使用。

参考文献：

[1]国家电力调度通信中心[s].国家电网公司十八项电网重大反事故措施继电保护专业重点实施要求.北京.2005

[2]张健. 2008年电力线路工程造价变化情况分析[j]. 能源技术经济. 2010，（09）