500千伏线路保护介绍讲解学习

1 前言

线路分相电流差动保护具有原理简单、工作可靠、选择性好等突出优点，目前在华东电网广泛应用。2008年1月的冰灾中，许多线路覆冰远远超出线路承受的能力，造成大面积断线或倒塔。架设在输电线路上的OPGW光缆和ADSS光缆，也遭到极大的破坏。电网多条线路OPGW光缆（分相电流差动保护通道）因覆冰严重而断线，500kV线路上的光纤电流差动保护因光纤通道中断而被迫退出运行。对于同时配置两套分相电流差动保护的线路，OPGW光缆断线后，相当于线路两套主保护同时失去。在这种情况下，如主保护通道无法快速迂回，线路极有可能被迫拉停。

2 500kV线路保护介绍

2.1保护配置要求

2.1.1 500kV线路保护配置基本要求

对于500kV线路，应装设两套完整、独立的全线速动它保护。线路主保护按原理分三类：方向高频、高频距离和分相电流差动保护。主保护双重化；后备保护配置原则：1）、采用近后备 2）对相间短路，宜用阶段式距离保护；3）对接地短路，应装设接地距离保护并辅以阶段式或反时限零序电流保护。

(1)主保护：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故障的保护。500kV保护按双重化原则配置。正常运行时，均有两套完全独立的保护装置同时运行。两套保护分别经不同的跳闸线圈跳闸；两套保护的直流电源分别取自两组完全独立的直流电源；

(2)后备保护：当主保护或开关拒动时，用以切除故障的保护。分近后备和远后备。近后备：故障元件自身的后备保护动作切除故障（失灵保护）；远后备：相邻元件的保护动作切除故障。

(3)辅助保护：补充主保护和后备保护性能，或当主保护和后备保护退出时用以切除故障的保护。（短线保护、开关临时过流保护）

2.1.2主保护具体配置

目前华东电网主保护的配置情况，按原理的不同分为分相电流差动、高频距离、方向高频。

(1)分相电流差动主要有以下型号：ABB : REL561 南京南瑞: RCS-931D(M)；国电南自：PSL603；四方：CSC 103A；例如： REL561线路保护以分相电流差动作为主保护，以三段式接地距离和相间距离保护、反时限零序方向过流保护作为后备保护。保护还有合于故障、振荡闭锁、断线闭锁等功能。线路双方每5毫秒交换一次三相电流信息,并分别进行计算。保护一端连续不断地向另一端发送有时间标记的信号,信号传到远端后,再与远端的就地时钟信息一起传回发送端。

分相电流差动保护较其它全线速动保护有两个突出的优点：一是对系统中发生的各种故障，均能全线快速跳闸，不受系统振荡的影响；二是当同杆并架的双回线发生跨线故障时，保护能准确选相和选线，不会误动作。配置REL561保护的线路，无专门的就地判别装置，电流差动保护原理简单，不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、系统非全相运行方式的影响，差动保护本身具有选相能力，保护动作速度快，最适合作为主保护。

(2)高频距离主要有以下型号：ABB : REL521，REL531；国电南自：PSL 602；高频距离是方向阻抗继电器。收发信机与距离保护配合构成高频距离：与距离Ⅰ段构成欠范围，与距离Ⅱ段构成超范围。欠范围方式（起动发讯范围仅是本线的80%左右）：由距离Ⅰ段发信，收到对侧载波机跳闸信号后加速Ⅱ段跳闸。超范围方式（起动发讯范围超过本线）：由方向元件起动由监频转为跳频发信，当收到对侧载波跳闸信号后加速Ⅱ段跳闸。500kV线路保护一般采用的是超范围允许式高频保护。

系统现多用的REL521/531线路保护采用复用载波通道方式。线路保护的两台载波机PLC1和PLC2都有快速、慢速两个通道，采用相—相耦合方式，正常通道发送监频信号。远方跳闸采用光纤通道，并经就地判别装置线路保护中含有远传功能,利用光纤通道，将远方跳闸信号传送至对侧，对侧经就地判别装置动作出口跳对应开关。配置远跳就地判别装置（REL501），REL501也是微机型保护装置，其距离保护和方向零序电流保护能反映系统各种故障，一般使用超范围距离元件和方向零序电流保护，作为就地故障判别。I/O接口输入载波机慢速通道信号（跳频、监频两个空接点），由CPU作逻辑判断后，实现跳闸。

(3)方向高频保护主要有以下型号：NARI : RCS-901D，LFP-901D。其方向元件为工频变化量方向元件和零序电流方向元件，保护启动后，立即启动收发信机发闭锁信号，两个方向元件任一个方向判断为反方向时，立即闭锁停信。之后，如果任一个方向元件判断为正方向时，收发信机停信，若此时对侧也停信，保护动作出口。例如：LFP－901D保护装置包括以工频变化量方向元件和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护、三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流作为后备的全套后备保护。与LFP－901D高频距离保护配套设置的远方跳闸就地判别装置为LFP-925。LFP－925装置主要功能为远方跳闸及过电压保护，有保护及管理两块CPU，管理CPU内设总起动元件，动作后开放出口继电器正电源。远方跳闸可实现“二取二、二取一及收信直跳”等逻辑功能，一般只采用“一取一”逻辑，故障判别元件有电流变化量、零序电流等多种，一般整定采用低功率作判据。

(4)差动保护的优点：解决了高频相差、高频距离、高频方向很难解决的系统振荡、高阻接地、选相、复故障等问题。高频距离的优点：对通道要求不高，不需同步调整，对通道可实时检测。可采用不同原理的原件分命令传输，解决了跨线故障、选相等问题。差动保护的缺点: 对光纤通道的依赖性强,要求通道不中断、误码率要低，需要同步采样，通道延时要求高;不同光纤差动保护需要不同的通道；只能和同型号的光纤差动构成整套主保护,用旁路断路器带线路断路器时不易配合；

2.1.3 后备保护具体配置：

(1)阶段式后备距离双重化（包括三段式相间距离和三段式接地距离）；反时限方向零流双重化(高阻接地、灵敏度高、延时较长)灵敏度很高。

(2)过电压保护。满足条件：原则上，线路长度≥150kM才考虑配该保护；测量电压≥1.3UN ,延时0.3秒保护动作；过电压保护动作发远跳跳对侧开关，本侧对应开关在分闸状态该保护才投入，仅反应工频过电压。

(3)短线保护。满足条件：用于一个半开关接线带出线闸刀的场合；躲正常不平衡电流，尽可能躲负荷电流；本保护只有出线闸刀拉开后方可投跳。

(4)远方跳闸。起动远方跳闸的保护是：高压电抗器保护动作、过电压保护动作、断路器失灵保护动作。

2.2 高频保护的介绍