浅谈220 kV线路的保护配合

摘 要：文章以实际案例为研究对象，分析了 220 kV 线路保护配置的相关问题。线路保护是电力系统中不可缺少的装置，对维护变电站电力系统安全有着重要的作用。随着社会电力运行负荷的大幅度增加，对变电站采取综合性的线路保护是电力企业必须要深入研究的问题。线路保护功能的发挥要依赖于各种装置产品的运行，只有按照设计线路的标准要求组合装置且进行模式调试后，才能将线路保护投入到正常的系统使用中。

关键词：220 kV；线路保护；配置

0 前言

220 kV 变电站是我国转变电压大小的重要场所，在电力系统中是必不可少的组成部分。考虑到维持变电站的安全运行，在电网建设期间通常都要添加相应的线路保护装置，为后期的电站运行创造稳定的环境。

1 案例介绍

本次研究的对象是“广东电网公司 220 kV坝基头变电站”中的 220 kV 线路保护。该变电站具体情况为：220 kV 双母线运行，220 kV 蝶坝线挂 2M 母线运行，220 kV 曙坝乙线挂 2 M母线，220 kV 曙坝甲线挂 1 M 母线，220 kV 坝春线挂 1 M 母线运行；目前为单台主变运行。在 220 kV 坝基头变电站建设期间，考虑到整个变电站结构的特殊性及其所处的地理位置，工程单位选择了适合变电站运行的线路保护装置，如表1 所示。至今，变电站整体运行效果良好，故障发生率相对于同区域的变电站较少。经电力检测发现，线路保护在变电站运行中起到了很好的保护作用。

此次研究的案例中，220 kV 线路保护采用了多种保护配置，这些保护装置在维持线路稳定运行中发挥了重要作用，当线路发生故障之后能及时判断故障信号，且发出相应的报警信号对被保护对象紧急处理。

2 我国 10 kV 以上线路保护配置

根据变电站实际运行的负荷大小，我国电力系统线路保护的级别是各不相同的。一般情况下，包括 35 kV、110 kV、220 kV 等三个级别。由于级别的不同，线路保护装置的性能要求也不一样。

电力公司在规划电网时往往要考虑到区域地段的构建成本，对各级别层次的线路保护提供最佳建设方案。220 kV线路属于高压线路，在保护配置上与其它级别的线路更加严格。对于220 kV线路而言，在设计保护方案时应该控制好各个环节的调控周期，且做好突况的应急控制。如：按照线路稳定运行要求标准，若后备保护整定配合存在困难时，必须要添加两套全线速动保护装置。接地短路后备保护可装阶段式或反时限零序电流保护，而相间短路后备保护则装设阶段式距离保护。220 kV 线路保护配置如下：

①纵联保护。纵联方向、纵联距离保护应能靠软件自动判定弱馈状态或允许任何方式下保护单端置弱馈，并正确选相动作。纵联方向、纵联距离保护装置应能完全控制专用收发信机的发停信，并采用单接点方式配合。纵联保护在母差保护动作（仅指双母线）或失灵保护动作时，要采取使线路对侧相应纵联保护快速可靠跳闸的措施，线路对侧相应纵联保护应快速跳闸。3/2 接线的失灵保护动作于加速线路对侧纵联保护跳闸的回路，应采用失灵保护出口接点并联的方式。

②距离、零序保护。配置三段相间距离、三段接地距离、四段零序方向过流保护。距离保护、零序方向元件要充分考虑CVT 暂态过程的影响。距离、零序保护的各段之间应相互独立，不应有逻辑闭锁关系。TV 断线时，除增加的 TV 断线零序和过流段外，现有各段零序方向过流保护可选择为退出或变为零序过流保护（零序方向元件退出）。

3 220 kV 线路保护配置原则

220 kV 线路保护配置操作期间要遵循相关的原则，以保证保护装置运行后能发挥预期的控制作用。目前，电网规划阶段对220 kV 线路保护主要围绕“主保护、后备保护、辅助保护等三个方面进行。线路保护配置的具体原则：

①主保护。主保护的核心功能不仅要能达到电力系统正常运行的要求，还要符合设备故障、线路故障切断的具体要求，从双方面维护线路的安全运行。主保护中能达到这一要求的则是“众联保护”，这是主保护中常用的装置构造。此外，在电力保护研究工作取得成果后，我们把距离一段保护、零序电流一段等瞬时动作的保护等也归纳到主保护范围内。

②后备保护。后备保护是受控于主保护的一种，在线路保护中的作用是主保护或断路器拒动过程中将故障及时切断。目前，后备保护常见的形式包括：远后备保护、近后备保护等两大类别。具体情况：远后备保护是当主保护或断路器拒动时，有相邻电力设备或线路辅助保护；近后备保护是主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护提供的保护。

③辅助保护。为了加强线路保护体系的功能，电网规划时常会配备相应的辅助保护装置，这对于后期的设备功能完善有较大的帮助。一般情况下，辅助保护是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。常见的形式：过压远跳保护装置RCS-925A，利用这种保护对主保护、后备保护的运行能发挥很好的调控作用。

4 常见纵联保护及其原理

纵联保护仅能体现出线路一侧的电气量不可能区分本线路末端和对侧母线故障，然后通过配备好的故障处理装置实现线路保护功能。纵联保护在线路中的主要作用是控制好电网运行的速度，维持整个系统的运行负荷、运行速率、功率传输等能符合电网设计的标准。这种强大的保护性能也使得纵联保护在 220 kV 及以上的线路保护中成为主保护。根据不同的分类方法，纵联保护的种类是不一样的。如：按通信通道划分为引导线纵联保护、电力线载波纵联保护、微波纵联保护和光纤纵联保护；按构成原理划分为纵联方向保护、纵联距离保护、纵联差动保护。纵联保护有高频保护、光纤保护等两种形式，电网规划期间会根据变电站的具体信号强度、区域位置等合理选择保护种类。

①高频保护，又可分为专用载波、复用载波。前者指的是专门运用于线路保护的载波，是专用的收发信机；后者指的是与通信或远动合用的收发信机。电网规划设计时常使用复用载波，其传输性能更加优越，如图1 所示。

图 1 高频保护装置

②光纤保护，又分为专用光纤、复用光纤、光纤纵联电流差动保护。如：光纤保护，其不仅信号传递的距离较远，有助于实现远距离传输。同时，在电能传输的功率消耗上较少，提高了线路运行的效率。

5 纵联保护传动逻辑量的通道信号

电网规划中的纵联保护传动逻辑量通道信号是衡量线路保护性能的参考指标，其包括：闭锁信号、无闭锁信号、允许信号、跳闸信号等。电力企业应结合 220 kV 线路保护的主要结构分析，确定传输效率高、线路功耗小的保护装置。另外，更应该考虑到线路传输期间的信号强度，以维持整个线路保护的稳定性要求。

①闭锁信号。闭锁信号是闭锁保护动作于跳闸的信号，换句话说，收不到闭锁信号是保护能够跳闸的必要条件。只有同时满足以下两个条件时保护才作用于跳闸：本端保护元件动作、无闭锁信号。前者是某个保护元件动作，后者则是专用载波通道发出频率。

②允许信号。允许信号是允许保护动作于跳闸的信号，换句话说，收到允许信号是保护能够跳闸的必要条件。只有同时满足以下两个条件时保护才作用于跳闸：本端保护元件动作、收到对侧允许信号。

③跳闸信号。跳闸信号是最为直观的信号，变电站技术人员仅通过观察则能判断跳闸状态，其是装置跳闸后引起的信号问题。但是跳闸信号的产生也要符合相应的条件，如：本端保护元件动作、对端传来跳闸信号等。随着电力行业技术的进步，这种跳闸信号已经逐渐淘汰。

6 结 语

总之，目前，变电站运行期间常会发生各种不同的故障问题，对线路结构的稳定性及系统运行的安全性造成了很大的威胁。因此，电网公司的规划则必须要把线路保护作为重点问题处理。

参考文献：

[1] 于冰.新疆电网 220 kV 线路旁路代路时的保护配对方案分析[J].新疆电力技术，2010，（3）.

[2] 毛婕，赵萌，许海文.220 kV 线路保护通道配置的探讨[J].电力系统保护与控制，2010，（7）.

[3]王群明，马先贵，余善珍.浅析220 kV线路保护“沟通三跳”压板的投退[J].浙江电力，2011，（1）.

[4]王胜利，石静，冯小萍，等.一起220 kV线路保护重合闸多次重合事故分析及对策[J].新疆电力技术，2010，（4）.