220kV線路保護簡介

2022-05-21 01:46:44 字數 4843 閱讀 4397

故障的概念

短路故障(橫向故障)指的是電力系統正常運**況外相與相之間或相與地之間的短路。其型別有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。

我國電力系統中中性點接地方式有幾種?它們對繼電保護的原則要求是什麼?

我國電力系統中中性點接地方式有三種:1)中性點直接接地方式;2)中性點經消弧線圈接地方式;3)中性點不接地方式。

220kv線路保護相關知識

1、220kv線路保護配置原則及情況

220kv線路保護遵循相互獨立的原則按雙重化配置,也就是說220kv線路保護無論是主保護還是後備保護均配置兩套獨立、完整的保護。

相關定義

a、主保護:技術規程對主保護定義為「滿足系統穩定和裝置安全要求,能以最快速度有選擇性地切除保護裝置和線路故障的保護」毫無疑問,縱聯保護屬於主保護的定義範圍,特別注意,與以前不同的是距離一段保護和零序電流一段等瞬時動作的保護也在該主保護的定義範圍。

b、後備保護:是主保護或斷路器拒動時,用來切除故障的保護。後備保護可分遠後備保護和近後備保護兩種。

a) 遠後備保護是當主保護或斷路器拒動時,由相鄰電力裝置或線路的保護來實現的後備保護。

b) 近後備保護是當主保護拒動時,由本電力裝置或線路的另一套保護來實現的後備保護;當斷路器拒動時,由斷路器失靈保護來實現的後備保護。

c、輔助保護:是補充主保護和後備保護的效能或當主保護和後備保護退出執行而增設的簡單保護。如過壓遠跳保護裝置rcs-925a稱為輔助保護,當配置兩套時,分別簡稱為輔a保護和輔b保護。

d、縱聯保護

a)定義:僅反應線路一側的電氣量不可能區分本線路末端和對側母線(或相鄰線始端)故障,只有反應線路兩側的電氣量才能區分上述兩點故障,達到快速故障切除的目的。為此需要將線路一側電氣量的資訊傳輸到另一側去,也就是說**路兩側之間發生了縱向的聯絡。

這種保護稱為輸電線的縱聯保護。

為了交換資訊,需要利用通訊通道,最常用的通訊通道有載波(包括專用和復用)和光纖通道。

b)分類:縱聯保護按通訊通道劃分為導引線縱聯保護、電力線載波縱聯保護、微波縱聯保護和光纖縱聯保護;按構成原理劃分為縱聯方向保護、縱聯距離保護、縱聯差動保護。前兩者比較兩端邏輯量(間接比較式),後者比較兩端電流量(直接比較式)。

如果將兩側保護的原理圖繪在一張圖上(實際每側只是整個單元保護的一半),那麼縱聯方向保護、縱聯距離保護的通道是在邏輯圖中將兩側保護聯絡起來,而縱聯差動保護的通道是將兩側的交流迴路聯絡起來。

c)縱聯保護在電網中的重要作用:由於縱聯保護在電網中可實現全線速動,因此它可保證電力系統並列執行的穩定性和提高輸送功率、縮小故障造成的損壞程度、改善與後備保護的配合效能。因此縱聯保護是220千伏及以上輸電線的主保護。

220kv線路保護與110kv線路保護的最大區別在於220kv線路保護根據穩定要求,要求有選擇性地快速切除全線故障,快速切除故障是提高電力系統暫態穩定最有效的措施,2023年南網220千伏及以上故障快速切除率≥99.8%,2023年該指標要求達到100%。

2、最常見的縱聯保護及其原理

最常見的縱聯保護可分為電力線載波縱聯保護(簡稱高頻保護)和光纖縱聯保護(簡稱光纖保護)兩種。

高頻保護包括專用載波(專用收發信機)和復用載波(與通訊或遠動合用收發信機)兩種。

光纖保護包括專用光纖、復用光纖和光纖縱聯電流差動保護三種。

高頻保護就是比較線路兩端的工頻電氣量特徵,並將該電氣量特徵轉化為高頻訊號,然後利用輸電線路本身構成一高頻電流通道,以載波通訊的方式將此特徵量交換、傳遞,並將此訊號送至對端,以使保護比較線路兩端的工頻電氣量特徵,從而決定是否動作的一種保護。這類保護是間接比較兩側的電氣量,在通道中傳送的是邏輯訊號。高頻保護按照判別方向所用的繼電器又可一分為方向高頻(如rcs-901)和距離高頻(如rcs-902)。

(1)方向高頻保護是比較線路兩端各自看到的故障方向,以判斷是線路內部故障還是外部故障。如果以被保護線路內部故障時看到的故障方向為正方向,則當被保護線路外部故障時,總有一側看到的是反方向。

(2)高頻距離保護是以線路上裝有方向性的距離保護裝設作為基本保護,增加相應的發信與收信裝置,通過通道構成縱聯距離保護。

光纖縱聯保護就是利用光纖通道來傳送輸電線路兩端比較訊號的繼電保護裝置。在現場實際執行中,光纖縱聯保護採用光纖通道的方式主要有專用光纖、復用光纖和光纖縱聯電流差動保護。光纖縱聯電流差動保護就是利用光纖通道來傳送輸電線路兩端電流的幅值和相位,根據比較的結果區分是區內還是區外故障。

可見縱聯電流差動保護在每側都直接比較兩

側的電氣量。類似於差動保護,因此稱為縱聯電流差動保護。

3、最常見的縱聯保護通道

(1)220kv線路縱聯保護通道大部分採用的是光纖通道,且優先採用復用2m光纖通道。要求兩套縱聯保護信道路由相互獨立,保護裝置及介面裝置具有位址識別功能。

(2)20km及以下**路應配置兩套完全獨立的全線速動保護,至少配置一套電流差動保護,通道優先採用專用光纖芯傳輸方式。

4、3/2斷路器接線方式在二次線上的特點

相對於單斷路器接線(如單母線、單母線分段、雙母線),3/2斷路器接線方式在二次線上的特點有:

(1)線路的保護電壓量多取自線路電壓互感器、電流量採用和電流。

(2)為判別斷路器拒動,需在每台斷路器的電流互感器迴路中,裝設電流判別元件(和電流不能判別是哪台斷路器拒動)。

(3)斷路器失靈保護需要有遠方跳閘裝置與之配合。

(4)斷路器配有獨立的斷路器保護(按斷路器配置)。

(5)重合閘順序有先重、後重之分(先重失敗閉鎖後重) (重合閘按斷路器配置)。

(6)對乙個半等非單斷路器接線方式,在間隔出線或主變停運,出線隔離刀閘拉開而開關合環執行時,投入作為該間隔兩個開關之間短引線的保護稱為短引線保護,即短引線差動保護。

5、斷路器失靈保護

(1)定義及構成:母線引出線上發生故障,當故障所**路的保護動作而斷路器拒絕動作時,為了縮小事故範圍,利用故障線路的動作保護,在較短的時間內跳開母線上其它有關斷路器的裝置稱為斷路器失靈保護,又稱母線後備接線(失靈保護是近後備保護)。斷路器失靈保護包括啟動元件、時間元件和跳閘出口元件。

(2)失靈保護的啟動條件

由於斷路器失靈保護動作切除的元件範圍大,影響面廣,因此,為提高其可靠性,只有在同時具備下列條件時才允許動作:

1)故障裝置的保護裝置能瞬時復歸的出口繼電器動作後不返回。

2)在保護範圍內故障持續存在,即由快速復歸相電流繼電器組成的檢查故障電流的鑑別元件動作不返回。

不允許瓦斯等非電量保護動作啟動失靈保護

3)動作時間整定:應在保證斷路器失靈保護動作選擇性的前提下盡量縮短,應大於斷路器動作時間和保護返回時間之和,再考慮一定的時間裕度。

雙母線接線方式下,經較短時限(0.25-0.3s)動作於斷開母聯或分段斷路器,以較長時間(約0.5s)動作於斷開與拒動斷路器連線在同一母線上的所有斷路器。

乙個半斷路器接線方式下,經較短時限0.15s再跳一次本斷路器,以較長時間(約0.25s)跳相鄰斷路器及本斷路器,包括經遠方跳閘通道斷開對側的線路斷路器。

6、高頻保護投停時應注意哪些事項,為什麼?

高頻保護投停時應注意投入跳閘前,必須交換線路兩側的高頻訊號,確認正確後,方可將線路高頻保護兩側同時投入跳閘。

對環網執行中的線路兩側高頻保護必須同時投入跳閘或停用,不允許單側投入跳閘,否則,在區外故障時,由於停用側高頻保護不能向對側發閉鎖訊號,從而造成單側投入跳閘高頻保護誤動作跳閘。

7、同一條線路兩側縱聯保護必須同時退出,為什麼?

縱聯保護壓板**路本側退出時,允許式就不會向對側發允許訊號,閉鎖式會因遠方啟動向對側發閉鎖訊號,差動保護本側差動元件退出,所以對側的縱聯保護相當於退出了,研製廠家都應該考慮到縱聯保護一側退出時就保證兩側都退出,因為在時間上也不可能保證兩側都在同一瞬間退出壓板。

在執行時為了安全起見,縱聯保護壓板**路一側退出時,另一側也要求退出縱聯保護壓板。

8、哪些情況要退出縱聯保護?

220kv線路保護裝置有下列情況之一者,應立即匯報值班排程員,按照排程命令退出相應的縱聯保護(主保護)做好記錄:

(1)裝置直流電源消失後沒恢復之前。

(2)裝置有故障,如執行燈不亮、裝置告警、外掛程式損壞或冒煙等。

(4)縱聯保護通道(縱聯通道或光纖通道)故障。

(5)縱聯通道裝置如耦合電容、阻波器、濾波器、縱聯電纜等有檢修工作。

(6)光纖通道裝置如光纜、介面裝置等有檢修工作。

9、微機母差保護原理

微機母線差動保護由分相式比率差動元件構成。差動迴路包括母線大差迴路和各段母線小差迴路。母線大差是指除母聯及分段斷路器外所有支路構成的差動迴路。

母線大差比率差動用於判別母線區內和區外故障,小差比率差動用於故障母線的選擇。

(1)採用復合電壓閉鎖元件的目的是防止母差保護誤動作。

(2)微機母線差動保護迴路包括為交流電流、交流電壓、電流和出口切換(雙母線接線)、出口跳閘迴路等。

(3)交流電流用於母線大差、各段母線小差、母聯過流及充電保護。

(4)交流電壓用於母差和失靈保護的復合電壓閉鎖元件。

(5)電流和出口切換用於雙母線接線時電流和出口切換,以保證一次系統、各段母線小差、出口跳閘一致。

10、哪些情況要退出220kv母差保護?

在下列情況應退出220kv母差保護(退出母差保護時必須將所有的跳閘出口連線片全部退出):

母差保護裝置故障;

母線連線元件ct斷線(母聯、分段斷路器ct斷線不應閉鎖母差保護,此時自動切換到單母線方式);

更改微機母差保護的定值區及更改保護定值;

母線新(擴)建連線元件啟動送電未進行相量檢查前。

11、母線pt斷線,繼電保護如何投退?應退出那些保護?

對失去pt電壓會引起不正確動作的保護,當pt停電或電壓迴路斷線時,應向值班排程員申請退出執行,恢復電壓後再投入,這些保護是:

(1)線路的距離保護(南瑞rcs系列的線路保護除外);

(2)帶方向的零序電流保護(南瑞rcs系列的線路保護除外);

(3)檢同期或檢無壓的重合閘功能;

(4)電容器的低電壓保護。

(5)對應電壓等級的備自投裝置。

(6)500kv主變的距離保護。

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