线路保护基础

• 4.6.2 220KV线路保护：
• 220kV线路保护应按加强主保护简化后备保护的基本原则配置和 整定： • a 加强主保护是指全线速动保护的双重化配置，同时，要求每 一套全线速动保护的功能完整，对全线路内发生的各种类型故障， 均能快速动作切除故障。每套全线速动保护应具有选相功能，当 线路在正常运行中发生不大于100Ω电阻的单相接地故障时，全线 速动保护应能正确选相。 • b 简化后备保护是指在全线速动保护双重化配置，同时，每一 套全线速动保护功能完整的条件下，带延时的相间和接地Ⅱ，Ⅲ 段保护（包括相间和接地距离保护、零序电流保护），允许与相 邻线路和变压器的主保护配合，从而简化动作时间的配合整定。 如双重化配置的主保护均有完善的距离后备保护，则可以不使用 零序电流Ⅰ，Ⅱ段保护，仅保留用于切除经不大于100Ω电阻接地 故障的一段定时限或反时限零序电流保护。
2.继电保护及安全自动装置技术规程要求
• • • • • • 1 继电保护 1.1 一般规定 1.1.1 保护分类 电力系统中的电力设备和线路，应装设短路故障和异常运行的保护装置。电力设备和 线路短路故障的保护应有主保护和后备保护，必要时可增设辅助保护。 1.1.1.1 主保护 主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线 路故障的保护。 1.1.1.2 后备保护 后备保护是主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护。后备保护可分为远后备和 近后备两种方式。 a.远后备是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护实现后备。 b. 近后备是当主保护拒动时，由该电力设备或线路的另一套保护实现后备的保护； 当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。 1.1.1.3 辅助保护 辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的 简单保护。 1.1.1.4 异常运行保护 异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。
线路保护ห้องสมุดไป่ตู้础
1.线路保护的发展方向
• • • • • • • • • • 1.1加强主保护简化后备保护 1.1.1不断发展的电网的需要： 保持电网稳定 减小一次设备的损伤 防止事故发展和扩大 有利于后备保护的配合 应按照电压等级和电网的具体情况快速切除故障 1.1.2微机保护的进步和发展 能够提供多功能、主后一体化的综合性的保护 重要设备的保护双重化
• 1.1.7 使用于220kV～500kV电网的线路保护，其振荡闭锁应满足 如下要求： • a.系统发生全相或非全相振荡，保护装置不应误动作跳闸； • b.系统在全相或非全相振荡过程中，被保护线路如发生各种类 型的不对称故障，保护装置应有选择性地动作跳闸，纵联保护仍 应快速动作； • c.系统在全相振荡过程中发生三相故障，故障线路的保护装置 应可靠动作跳闸，并允许带短延时。 • 1.1.8 有独立选相跳闸功能的线路保护装置发出的跳闸命令，应 能直接传送至相关断路器的分相跳闸执行回路。 • 1.1.9 使用于单相重合闸线路的保护装置，应具有在单相跳闸后 至重合前的两相运行过程中，健全相再故障时快速动作三相跳闸 的保护功能。 • 1.1.10 技术上无特殊要求及无特殊情况时，保护装置中的零序 电流方向元件应采用自产零序电压，不应接入电压互感器的开口 三角电压。 • 1.1.11 保护装置在电压互感器二次回路一相、两相或三相同时断 线、失压时，应发告警信号，并闭锁可能误动作的保护。 • 保护装置在电流互感器二次回路不正常或断线时，应发告警信号， 除母线保护外，允许跳闸。
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三.光纤通道 今后使用最多的通道，主要注意的3个问题如下： 1.接口 A. 直接光芯连接。 B. PCM连接，具有1200B的音频接口，64KB的数字接口 由于PCM无硬接点接口，所以即使传送一个简单的接点信号也需要FOX －40（电光）和MUX64（光电）的转换。 C.2MB的数字接口 2. 时钟同步方式： 光纤差动保护需要两侧同一时刻的电流采样数据，所以需要时钟同步。 而光纤距离保护，只传允许信号，不需要同步。 A.直接光芯：采样时钟方式：内时钟方式（两侧均以自己的晶振时钟向 对侧发送信息，称为“通信内时钟”方式） 复用方式： 2MB的数字接口：采样时钟方式：“通信内时钟”方式 （SDH 光传输设备中“输出再定时功能”必须关闭，此时，发端数据 含有的时钟信息，在2M±△的范围内，可以不受限制的传到收端，收端 以此为依据读出信息，不会误码。 B. PCM连接，64KB的数字接口：采样时钟方式：从－从方式(两侧均以 收到信息中提取的时钟向对侧发送信息，称为从－从方式。由于两侧 PCM自带时钟是不能随装置的晶振时钟调整的，相当于“输出再定时功 能”打开，存储在缓冲区内的数据在一段时间以后会产生积累误差，所 以不能使用“通信内时钟”方式。
• c 线路主保护和后备保护的功能及作用： • 能够快速有选择性地切除线路故障的全线速动保 护以及线路保护I段都是线路的主保护。每一套 全线速动保护对全线路内发生的各种类型故障均 有完整的保护功能，两套全线速动保护互为近后 备保护。线路II段保护是全线速动保护的近后备 保护，通常情况下，在线路保护I段范围外发生 故障时，如其中一套全线速动保护拒动，应由另 一套全线速动保护切除故障，特殊情况下，当两 套全线速动保护均拒动时，如果可能，则由线路 II段保护切除故障。此时，允许相邻线路保护II 段失去选择性。线路保护III段是本线路的延时近 后备保护，同时力争作为相邻线路的远后备保护。
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数据采样同步： 时钟同步的最终目的是数据采样同步，即：两侧应使用同一时刻的采样数据进行 比较计算，为达到此目的，在采用光纤通道的差动保护中，设置主－从的时钟同步方 式，必须是一侧为主，一侧为从，在一些保护装置中可以做到自动识别，不需用户整 定，有的装置也可以放到硬件处理。 以序号同步法为例：本侧采第一组数据时，发采样序号1到对侧，对侧收到后返 回本侧为序号1′ ,（ T1´ － T1 － t ）/2=∆T, 这相当于通道的单边传输时间，在采样频率 很高的情况下，例如，4.8kHZ/S，按4舍5入的方式，∆T按采样频率可以折算为几个采 样点，其误差为18 0 /(4.8×2)=1.875 0 。例如，∆T为3个采样间隔，知道通道传输时间 以后，两侧在采第N个采样点时，应该收到对侧第（N－3）个采样点的计算值，对侧 第（N－3）个采样点的计算值只能与本侧第（N－3）个采样点的计算值进行比较计 算，当本侧在采第N个采样点时，如收到对侧第（N－3－K）个采样点的计算值，说 明通道情况发生变化，或者由于两侧采样频率不一样形成的滑差，这种情况叫失步， 需要进行再同步。 对于采用光芯连接方式的线路电流差动保护，通道的传输时间基本是稳定的，但时钟 是主－主方式，采样频率是有差异的，失步是由采样频率不一致造成的。 对于复用方式的线路电流差动保护，如果时钟采用从－从方式，采样频率是一样的， 失步是通道发生变化造成的，例如，光纤环网的切换等。
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1.1.2 对继电保护性能的要求 继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。 1.1.2.1 可靠性 可靠性是指保护该动作时应动作，不该动作时不动作。 为保证可靠性，宜选用性能满足要求、原理尽可能简单的保护方案，应采用由可靠 的硬件和软件构成的装置，并应具有必要的自动检测、闭锁、告警等措施，以及便于 整定、调试和运行维护。 1.1.2.2 选择性 选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身 的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。 为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两 元件(如起动与跳闸元件、闭锁与动作元件)，其灵敏系数及动作时间应相互配合。 当重合于本线路故障，或在非全相运行期间健全相又发生故障时，相邻元件的保护 应保证选择性。在重合闸后加速的时间内以及单相重合闸过程中发生区外故障时，允 许被加速的线路保护无选择性。 在某些条件下必须加速切除短路时，可使保护无选择动作，但必须采取补救措施， 例如采用自动重合闸或备用电源自动投入来补救。 发电机、变压器保护与系统保护有配合要求时，也应满足选择性要求。
线路纵联保护的类型
• • • • • • • • • • • • • • • • 一.线路纵联保护的类型 1.闭锁式纵联保护 2.允许式纵联保护 3.解除闭锁式纵联保护 4.电流差动保护（光纤差动保护） 5.相差高频保护 6.导引线差动保护 二.线路纵联保护的通道类型 1.高频专用收发信机 2.复用载波机 3.复用光纤或微波通道 三.存在的问题和注意事项 1.单工方式的闭锁式纵联保护存在： A.闭锁信号可能出现间隔，导致误动。 B.两侧起动灵敏度不一致，远方起动失效时，可能误动。 C.通道加工设备维护工作量大
• 2.双工方式闭锁式: • 由于本侧不能自发自收，故障时，通道可能阻断，对侧信号不能收到，所以， • 不能使用单通道闭锁式先收到闭锁信号才能动作的逻辑，在本侧判为正方向 故障停信时需要等待20－40MS，收不到对侧闭锁信号才判为正方向故障。 故障起动发信和远方起信均可使用。正常可以监视通道，通道中断可由载波 机发信号闭锁保护。目前使用较少。 • 3.允许式纵联保护： • 载波通道的允许式纵联保护采用相相耦合，在出口加工型故障时可能导致拒 动。 • 4.解除闭锁式纵联保护： • 载波机收不到导频信号也收不到允许信号，将发一个允许（解除闭锁）信号 给保护，在区外故障时，可能导致误动。 • 5.电流差动保护: • 通常采用光纤通道，目前220KV-500KV线路大量采用OPGW地线光纤通道， 通常认为电流差动是必采用的保护，具有自然的选相能力和高阻接地故障的 判别能力强的特点，缺点是对通道要求高，容易因误码和失步而退出。 • 6、7.相差高频、导引线纵联保护： • 现在基本上不采用的保护
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• 1.1.2.3 灵敏性 • 灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生故障时，保护装置具有的正确 动作能力的裕度，一般以灵敏系数来描述。灵敏系数应根据不利正常(含正常 检修)运行方式和不利故障类型（仅考虑金属性短路和接地故障）计算。 • 各类短路保护的灵敏系数，不宜低于附录A中表A.1内所列数值。 • 1.1.2.4 速动性 • 速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性， 减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备 用电源或备用设备自动投入的效果等。 • 1.1.3 制定保护配置方案时，对两种故障同时出现的稀有情况可仅保证切除 故障。 • 1.1.4 在各类保护装置接于电流互感器二次绕组时，应考虑到既要消除保护 死区，同时又要尽可能减轻电流互感器本身故障时所产生的影响。 • 1.1.5 当采用远后备方式时，在短路电流水平低且对电网不致造成影响的情 况下（如变压器或电抗器后面发生短路，或电流助增作用很大的相邻线路上 发生短路等），如果为了满足相邻线路保护区末端短路时的灵敏性要求，将 使保护过分复杂或在技术上难以实现时，可以缩小后备保护作用的范围。必 要时，可加设近后备保护。 • 1.1.6 电力设备或线路的保护装置，除预先规定的以外，都不应因系统振荡引 起误动作。
• 1.2继电保护及安全自动装置技术规程的要求（2006年11月1日实 施） • 4. 6〓110-220kV线路保护 • 110-220kV中性点直接接地电力网的线路，应按本节的规定装设 反应相间短路和接地短路的保护。 • 4. 6. 1 110KV线路保护: • 4.6.1.1〓110kV双侧电源线路符合下列条件之一时，应装设一套 全线速动保护。 • a 根据系统稳定要求有必要时； • b．线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值 （一般约为60%额定电压），且其他保护不能无时限和有选择地 切除短路时； • c．如电力网的某些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保护的性能。 • 4.6.1.2〓对多级串联或采用电缆的单侧电源线路，为满足保护快 速性和选择性的要求，可以装设全线速动保护作为主保护。