基于110 kV电力继电保护技术分析

【摘 要】文章介绍了当前电力系统110 kV继电保护装置技术要求，如何使电力系统继电保护装置做到高效，安全，可靠的运行将是一个重要问题，对我国电力系统的发展有着重要的意义。

【关键词】110kV；继电保护；装置；技术分析

1 继电保护的概述与基本任务

继电保护主要是指确保电力系统供电可靠性和保障电气设备安全。继电保护的可靠性是指保护装置在预定时间内在规定条件下完成规定功能的能力。一般要求继电保护装置满足选择性、可靠性、速动性和灵敏性要求，能在电网发生故障时快速、可靠地动作，有效遏制系统状态进一步恶化，起到保障电网安全的作用。继电保护系统主要根据电气元件发生故障时电力系统的电气量的变化情况构成保护动作，即该系统由一套或者几套相互独立的继电保护装置经某种方式相连接构成。

继电保护的首要任务是在被保护元件发生故障时，确保该元件的继电保护装置向距故障元件最近且具有脱离故障功能的断路器迅速、准确地发出跳闸命令，使故障元件能够及时、快速地从电力系统中剥离，从而尽可能地降低电力系统元件本身损坏。这样，可以最大限度地降低故障元件对电力系统安全稳定供电的影响。其次，继电保护还能够在一定程度上反映电气设备的不正常运行状态。当设备运行维护条件不当或者设备不正常运行时，继电保护能够发出警示信号，便于自动装置进行调节、自动切除某些危险设备或者提醒值班人员进行及时处理。

2 110 kV继电保护装置技术要求

2.1 继电保护装置的设置基本要求

按照电力企业110kV 供电系统的设计规范要求，在110kV 的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置：

2.1.1 110kV 线路应配置的继电保护

110kV 线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5～0.7s，并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。

2.1.2 配电变压器应配置的继电保护

（1）当配电变压器容量小于400kVA 时：一般采用高压熔断器保护；

（2）当配电变压器容量为400～630kVA，高压侧采用断路器时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s 时，还应装设电流速断保护；对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护；

（3）当配电变压器容量为800kVA 及以上时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s 时，还应装设电流速断保护；对于油浸式配电变压器还应装设气体保护：另外尚应装设温度保护。

2.1.3 分段母线应配置的继电保护

对于不并列运行的分段母线，应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除：另外应装设过电流保护。如采用的是反时限过电流保护时，其瞬动部分应解除；对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。

2.2 继电保护装置的设置

2.2.1 主保护和后备保护

110kV 供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。短路故障保护应有主保护、后备保护，必要时可增设辅助保护。当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时，其中有一套动作比较快，而另一套动作比较慢，动作比较快的就称为主保护：而动作比较慢的就称为后备保护。即：为满足系统稳定和设备的要求，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，就称为主保护；当主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护，就称为后备保护。后备保护不应理解为次要保护，它同样是重要的。后备保护不仅可以起到当主保护应该动作而未动作时的后备，还可以起到当主保护虽己动作但最终未能达到切除故障部分的作用。

除此之外，它还有另外的意义。为了使快速动作的主保护实现选择性，从而就造成了主保护不能保护线路的全长，而只能保护线路的一部分。也就是说，出现了保护的死区，这一死区就必须利用后备保护来弥补不可。后备保护包括近后备和远后备，当主保护或断路器拒动时，由相临设备或线路的保护来实现的后备称为远后备保护；由本级电气设备或线路的另一套保护实现后备的保护，就叫近后备保护。

2.2.2 辅助保护

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，称为辅助保护。另外，110kV 系统中一般可在进线处装设电流保护；在配电变压器的高压侧装设电流保护、温度保护（油浸变压器根据其容量大小尚应考虑装设气体保护）；高压母线分段处应根据具体情况装设电流保护等。

3 110kV电力系统应配置的继电保护的功能

按照变配电所110kV 供电系统的设计规范要求，在110kV的供电线路、配电变压器上一般应设置以下保护装置：

3.1 110kV 线路的过电流保护

110kV 线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5～0.7s，并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护，但自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。

3.2 110kV 配电变压器应配置的继电保护

（1）当配电变压器容量小于400kVA 时，一般采用高压熔断器保护。

（2）当配电变压器容量为400～630kVA，高压侧采用断路器时，应装设过电流保护。当过流保护时限大于0.5s 时，还应装设电流速断保护。对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护。

（3）当配电变压器容量为800kVA 及以上时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s 时，还应装设电流速断保护。对于油浸式配电变压器还应装设气体保护，另外尚应装设温度保护。

4 110 kV继电保护的综合评价

4.1 定时限过电流保护与反时限过电流保护的配置

110 kV系统中的上、下级保护之间的配合条件必须考虑周全，考虑不周或选配不当，则会造成保护的非选择性动作，使断路器越级跳闸。保护的选择性配合主要包括上、下级保护之间的电流和时限的配合两个方面。应该指出，定时限过电流保护的配合问题较易解决。由于定时限过电流保护的时限级差为0.5s，选择电网保护装置的动作时限，一般是从距电源端最远的一级保护装置开始整定的。为了缩短保护装置的动作时限，特别是缩短多级电网靠近电源端的保护装置的动作时限，其中时限级差起着决定的作用，因此希望时限级差越小越好。但为了保证各级保护装置动作的选择性，时限级差又不能太小。虽然反时限过电流保护也是按照时限的阶梯原则来整定，其时限级差一般为0.7s。而且反时限过电流保护的动作时限的选择与动作电流的大小有关。也就是说，反时限过电流保护随着短路电流与继电器动作电流的比值而变，因此整定反时限过电流保护时，所指的时间都是在某一电流值下的动作时间。还有，感应型继电器惯性较大，存在一定的误差，它的特性不近相同，新旧型的特性也不相同。所以，在实际运行整定时，就不能单凭特性曲线作为整定的依据，还应该作必要的实测与调试。因此，反时限过电流保护时限特性的整定和配合就比定时限过电流保护装置复杂得多。通过分析可以看出，目前110kV 新建及在建工程中，应以配置三段式或两段式定时限过电流保护、瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护为好。

4.2 一相接地的保护方式

110kV 中性点不接地系统中发生一相接地时，按照传统方式是采用三相五铁心柱的JSJW-10 型电压互感器作为绝缘监视。但是，如果选用手车式高压开关柜后，再继续安装JSJW-10就比较困难，因此较为可取的办法是采用零序电流保护装置。

5 结语

综上所述，随着社会的不断进步发展，生活、工业用电也随着增加。为了保证供电系统能正常运行，作为从事电力事业继电保护的一名工作人员，我们在工作中不断地积累和总结，更科学、合理、有效地解决问题，使供电秩序能正常运行，服务于社会。