220kV高压电网继电保护配置_饶剑

损率的高低也就直接反映着电力企业管理水平的高低。线损管理 涉及面广，跨度大，是一项政策性、技术性很强的综合性工作。为提 高自身经济效益，必须加强电网的线损管理工作。
根据相关数据分析，一个配电系统，在没有采取任何降损措施 以前，如果每年供应电量达到 ５０ 亿 ｋＷ·ｈ，线损率若是 ６％，那么就 会损失 ３．５ 亿 ｋＷ·ｈ 的电量，这不仅是电力输送的损失，同时也是 巨大的经济损失。但在采取了相应的降损措施后，经过大量的实践 证明，如果企业一年内完成售电量 ７４．１ 亿 ｋＷ·ｈ，完成线损率 ８．４％，那么公司全年线损电量为 ６．７４ 亿 ｋＷ·ｈ，如果线损率降低 ０．１％，可减少电量损耗 ０．０７８ 亿 ｋＷ·ｈ，那么公司将增加利润 ４６５．３ 万元。
ＲＣＳ２９３１Ｂ 用光纤传输模拟信号和命令信号， 可以使用专用通 道或与通信复用通道，利用电力线作为传输媒介，具有高安全性和可 靠性，是我国电力调度和继电保护最普遍使用的通道。适用于重要 的同杆并架双回线，以保证跨线故障仅切除故障相。
２．２ ＣＳＣ２１０１Ｂ 保护装置 ＣＳＣ２１０１Ａ／ Ｂ、ＣＳＣ２１０２Ａ／ Ｂ 数字式超高压线路保护装置， 适用 于 ２２０ ｋＶ 及以上电压等级的高压输电线路， 其主要功能包括纵联 距离保护、纵联方向保护、三段式距离保护、四段式零序保护、综合 重合闸等。 本文选用的是 ＣＳＣ２１０１Ｂ 纵联距离保护装置， 由纵联距离构成 主保护，由三段式距离保护和四段式零序保护构成后备保护。其配 置有纵联方向距离元件、纵联零序方向元件及负序方向元件，纵联 方向距离保护包括接地方向距离元件和相间方向距离元件，负序方 向元件主要用于在振荡闭锁中与纵联方向距离元件配合，以快速切 除各种多相故障和单相接地故障。纵联零序方向元件灵敏度较高， 可作为高阻接地故障时对纵联方向距离保护在灵敏度上的补充。 ３． 后备保护 对于 ２２０ ｋＶ 及以上电压等级电力系统的线路继电保护， 一般 采用近后备保护方式，即当故障元件的一套继电保护装置拒动时，由 相互独立的另一套继电保护装置动作切除故障；而当断路器拒动时， 启动其失灵保护，断开与故障元件所接入母线相连的所有其他连接 电源的断路器。有条件时可采用远后备保护方式，即故障元件对对 应的继电保护装置或断路器拒绝动作时，由电源最邻近的故障元件 的上一级断电保护装置动作切除故障。 ３．１ 距离保护 以阻抗测量元件构成的保护为距离保护，而主要反映大电流接 地系统接地故障的保护为接地距离保护，相间距离、接地距离都是 距离保护，即都要遵循 Ｚ ＝ Ｕ／ Ｉ 的公式。相间距离和接地距离的 Ｉ、ＩＩ、 ＩＩＩ 段的配合同普通的三段式距离保护基本一致，分别用于切除相间 故障和单相接地故障。 ３．２ 大接地电流系统的零序保护 在电力系统中， 一般 １１０ ｋＶ 及以上电压等级的电网都采用中 性点直接接地方式，这类电网称中性点直接接地电网，又称大接地电 流系统。在这种电网中，线路接地故障占线路全部故障的 ８０ ％～９０ ％。当发生接地短路时，将出现很大的零序电流、零序电压，而正常运 行情况下，它们是很小的。因此，利用零序电流、零序电压来构成的接 地短路保护，就有显著优点。 ４． ＲＣＳ２９３１ 保护装置的几个问题 ４．１ＴＡ 断线产生差流 对于 ＲＣＳ２９３１ 保护来说，在本侧保护差动元件动作，并且同时 满足收到对侧差动动作允许信号及保护启动两条件时差动保护动 作。本侧在 ＴＡ 断线瞬间启动元件和差动元件均可能动作。但对侧
最后就是对一些外在影响因素进行预防和解决，在政府进行城 市改造的时候，对影响配网线路安全的施工要及时与相关部门沟 通，保证线路安全在城市化进程中也是一项非常重要的任务。距离 配网线路较近的树木生长会影响到线路的正常运行，所以要加大线 路附近的树木砍伐力度，在保证线路通道符合规程要求的情况下，
配网线路的运行可以不受到树木生长的干扰。对于一些季节性的安 全隐患需要提前做好准备，比如说，在雷雨季节到来之前，配网线 路、开关、配电变压器都要装上避雷器，并且还要定期进行绝缘电 阻、工频放电电压试验，更换不合格或者是有缺陷的避雷器，确保配 网线路安全的度过雷雨季节。
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的流动，从而降低电网中的电能损耗。为此，在各大中型用户及终 端变电站都应装设无功补偿装置。再者就是按经济密度来选择导 线的截面来降低线损。
３．５ 积极推行电网升压改造，提升电网供电能力 在配电系统中，升压降损也是一种有效的节能方法，要因地制 宜，结合实际逐步简化减少变电电压和提高配电电压等级，以降低 网损，提高供电能力和供电可靠性。其次，要建立相应的节能指标， 建立节能系统，结合各项节能参数，加强实施效果分析，并且，要采 用二次规划法，加强负荷分配，切实保证良好的节能降损。 ４． 配电网电力调度的降损结果分析 降低线损是对电力企业的一个重要考核指标。近几年我国电 力企业的电量指标大幅压缩，无论是生产用电还是生活用电，节能 的压力都很大，降低成本是电力企业面临的一项艰巨任务。因此线
其次，要加强配网线路的巡视工作，有计划性的对线路进行特 殊以及夜间巡视，技术人员在进行线路故障巡视时要细心检查，发 现故障的时候一定要及时彻底的排除，防止重复跳闸，技术员要定 期对电气设备进行试验和检修工作，及时发现并处理设备存在的缺 陷，提高设备的运行水平，比如说，定期清扫绝缘子、配电变压器，定 期的对变压器、避雷器进行电阻测试及耐压试验等。此外，对技术人 员的培训也是很重要的，阶段性的培训和考核可以增强技术人员的 专业知识，培养工作兴趣，激发工作动力。
再次，加强设备及电网的生产运行管理。根据不同季节特点和 时段特点，合理安排运行方式，生产部门加强设备运行、维护和设备 预防性试验及设备缺陷管理，做好设备风险评估与作业风险评估， 根据评估的结果进行风险预控，做到防患于未然。认真做好季节性 安全检查及日常安检工作，提高配电设备的监测及诊断水平，逐步 推广状态检修，根据设备运行的健康状况来决定进行何种检修活动 的检修方法， 但基础和前提是对设备状态参数的检测和对设备各种 信息的综合分析和判断， 并做出适当的检修决策， 做到对设备“应修 必修”，及时消除设备、电网缺陷，提高设备健康水平。
◇电网与规划◇
2013 年第 06 期
２２０ ｋＶ 高压电网继电保护配置
饶 剑 叶千冬 （江西赣东北供电公司）
【摘 要】为保证系统运行稳定,分析了 220 kV 高压电网线路采用双光纤通道保护方案:配置 1 套光纤电流差动和 1 套光纤距离(方向) 保护。考虑电网结构、系统稳定、供电可靠等诸多因素,以分相电流差动保护与纵联距离保护作为两套主保护,以三段式接地距离和相间距离 保护与零序电流保护作为后备保护,基本达到了工程要求。
电流补偿的稳态相差动选相元件，灵敏度高，在长线经高阻接地时也 能选相跳闸； ③所有差动继电器的制动系数均为 ０．７５ ， 并采用了浮 动的制动门槛，抗 ＴＡ 饱和能力强；④装置采用了经差流开放的电压 起动元件， 负荷侧装置能正常起动； ⑤差动保护能自动适应系统运 行方式的改变； ⑥装置能实测电容电流， 根据差动电流验证线路容 抗整定是否合理。
【关键词】高压电网；继电保护；配置原理
１． 继电保护设计任务 １．１ 系统运行方式的选择及潮流估算 在选择保护方式及进行整定计算时，必须考虑系统运行方式带 来的影响。由于 ２２０ ｋＶ 高压电网中有双回线及环网，所以在选择最 大、最小运行方式不仅需要考虑发电机出力大小，还要考虑环网是 闭环还是开环、双回线是否停运一条等因素。 另外，为了确定各线路的最大负荷电流，应计算系统在最大开机 情况下的潮流分布。 １．２ 短路电流及分支系数计算 短路电流计算的目的是为了确定保护装置的整定值和检验灵 敏度。保护的运行方式是以通过保护装置的短路电流的大小来区分 的。对应用与双侧电源网络中的保护，其整定应与下一级保护相配 合，但需考虑保护安装地点与短路点之间有电源和线路（通常称为分 支线路） 的影响。分支系数是继电保护整定计算中的重要参数，也是 整定计算的难点所在。根据分支系数的定义，为下一线路 Ｉ。段保护 末端故障时流过故障线路的电流与保护安装处的电流之比。为了保 证继电保护的选择性，防止保护的越级跳闸，只能选取最保守的分支 系数。 １．３ 电流互感器变比的选择 对保护用电流互感器性能的基本要求是在规定使用条件下的 误差应在规定限度内。应用中突出的问题是系统故障时通过短路电 流引起铁心饱和， 导致显著增加励磁电流而加大互感器的传变误 差。尤其是故障开始时短路电流中有直流分量或电流互感器铁心中 有残余剩磁，这些情况将大大加重暂态电流互感器的饱和。在工程 设计中选用电流互感器时，需要恰当的选取有关参数，以满足保护装 置和故障记录的需要。线路保护用 ＴＡ 变比选择：一次电流按最大负 荷电流考虑， 如电流保护时 ＴＡ 变比为：ｎ ＝ ＩＬ． ｍａｘ ／ Ｉ２Ｎ 。其中 Ｉ２Ｎ 流互感器二次侧的额定电流， Ｉ２Ｎ 一般取 １ Ａ 或者 ５ Ａ ，本文 Ｉ２Ｎ 取 １ Ａ。 ２． 主保护 ２２０ ｋＶ 及以上超高压线路保护主要采用以高频方向和高频闭 锁距离保护为主的微机型双线路保护，纵联通道采用电力线载波或 微波通道。这种保护曾作为高压线路保护的主要模式被大量采用， 为维护电力系统的安全稳定运行发挥了巨大的作用。光纤纵联保护 采用光纤通信作为纵联保护的通道方式，取代传统的高频载波通道， 具有较高的可靠性和安全性。本文采用的是配置 １ 套光纤电流差动 和 １ 套光纤方向（距离） 保护，分别使用的是南京南瑞继保电气有限 公司的 ＲＣＳ２９３１Ｂ 高压微机线路保护装置和北京四方继保自动化 股份有限公司的 ＣＳＣ２１０１Ｂ 数字式超高压线路保护装置。 ２．１ ＲＣＳ２９３１Ｂ 保护装置 ＲＣＳ２９３１Ｂ 保护装置是由微机实现的数字式超高压线路快速 保护装置， 可用作 ２２０ ｋＶ 及以上电压等级输电线路的主保护及后 备保护。ＲＣＳ２９３１Ｂ 包括以纵联分相差动和零序差动为主体的快速 主保护，由工频变化量距离元件构成快速 Ｉ 段保护，由三段式相间和 接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保护。ＲＣＳ２９３１ 分相电流差动保护具有灵敏度高、动作速度快、安全可靠，不受系统 运行方式影响等特点，表现在： ①变化量差动继电器，由于只反映故障分量，不反映负荷电流， 因此灵敏度高，动作速度快； ②零差保护引入了低制动系数、经电容
结语： 配网线路的正常运行受到多方面因素的影响，一旦出现障碍就 会影响到人们的正常生活和社会秩序，所以相关部门必须高度重 视，分析配网电线的运行规律，找出线路出现故障的原因，有针对性 的加强防范，并且要采取积极措施，有效地保证线路的正常运行。
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参考文献： ［１］ 陈世金．浅谈配网线损构成及减少线损措施［Ｊ］．城市建设理 论研究，２０１１（１６）． ［２］ 黄猛才．佛山配网存在问题分析及应对措施［Ｊ］．科技资讯， ２０１１（３６）． ［３］ 李砚．配电网单相接地故障定位技术的研究与应用［Ｊ］．华北 电力大学学报，２０１１（３）．
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◇电网与规划◇
ห้องสมุดไป่ตู้
2013 年第 06 期
措施； 农村线路实现线路之间的手拉手结构。这样有利于最大限度 地缩小停电范围。增加变电所之间的联络线路， 实行分段控制， 更换 导线截面， 提高转供能力， 从而达到少停电的目的。
提高配网线路工程的施工质量和工艺水平，工程完成后要进行 全面检查，对于设计、施工不合格的工程要给予返工。合理安装线路 开关设备，配置开关定值，防止配网线路因为故障而越级，并且安装 的开关要便于巡视检查，便于操作，还要避免开关停电时涉及的面 积过大，开关处需要配备避雷器，在安装开关的过程中，一定要注意 导线与开关接线柱的连接，防止松动、过热。
对于配网线路事故的防范与解决，宣传也是一种方式，做好护 线宣传工作，成立义务护线小组，通过张贴标语、公告栏宣传等方 式，向人们进行保护配网线路宣传工作，增强人们线路保护意识，特 别是在伐树、拆除建筑物时，一定要采取一定的安全措施，禁止在配 网线路附近或者是其上空放风筝、抛铁丝、包装袋、绳子等一些事 物，禁止在线路下方堆放柴草、垃圾、易燃易爆物品。加强线路用户 的设备管理工作，加强对用户的设备巡视，发现重大设备出现问题 要及时的下发线路防护通知单通知用户，积极与用户沟通，改善设 备的运行水平，如果遇到设备已经不可以再继续使用或者是线路用 户对通知书置之不理的情况，在必要的时候，可以通过正常手段，对 用户的设备进行停用。