110kV線路保護配置

鄭志磊

保定吉達電力建設集團有限責任公司，河北保定 071051

0 引言

對于110kV及以下電網，應當盡可能以輻射狀網絡方式運行，地區電源也應當以輻射線路接入聯絡變電所實行環狀或雙回線布置，但應當遵循以開環或線路變壓器組方式運行的原則。

根據規程要求，110kV線路保護包括完整的三段相間距離保護、三段接地距離保護、三段零序方向過流保護和低頻率保護，并配有三相一次重合閘功能、過負荷告警功能，跳合閘操作回路。

眾所周知，輸電線的故障有單相短路接地故障、兩相短路接地故障、兩相短路不接地故障及三相短路故障10種。我國110kV及以上電壓等級電網中單相短路故障的幾率最多，其次是兩相接地短路，兩者合計約占輸電線路故障總數的90%。接地故障用零序電流保護、接地距離保護可以滿足要求。兩相短路不接地故障的幾率很小，約占2%～3%，其原因多半是由于兩導線受風吹而擺動的頻率不等造成的，三相短路基本都是不接地的，相間距離保護可以有效切除故障。

輸電線路故障不外是絕緣下降、雷害和外力破壞造成的。在我國110kV線路上通常有避雷線，所以故障時接地電阻一般小于5Ω，單相經高電阻接地往往發生在樹枝生長導致導線經樹枝對地放電時，接地電阻往往很大，這時由零序過流后備保護切除故障。遠后備保護的關鍵在于避開負荷狀態。對于接地故障用零序電流保護可以取得滿意的結果，對于相間故障都用阻抗繼電器實現。

1 距離保護

距離保護根據測量阻抗的大小，反應故障點的遠近，故稱距離保護。同時，由于它是反應阻抗參數而工作的，又稱為阻抗保護。距離保護在任何復雜形式的電網中都可有選擇性的切除故障，而且具有足夠的靈敏性和快速性，因此在高壓及超高壓線路中獲得了最廣泛的應用。該裝置設置了完整的三段相間距離保護和三段接地距離保護。距離繼電器是距離保護的主要測量元件，應滿足以下要求：

1）在被保護線路上發生直接短路時繼電器的測量阻抗應正比于母線與短路點間的距離；

2）在正方向區外故障時不應超越動作。超越有暫態超越和穩態超越兩種。暫態超越是由短路的暫態分量引起的，繼電器僅短時動作，一旦暫態分量衰減繼電器就返回。穩態超越是由短路處的過渡電阻引起的；

3）應有明確的方向性。正方向出口短路時無死區，反方向短路時不應誤動作；

4）在區內經大過渡電阻短路時應仍能靈敏的動作（又稱動作特性能覆蓋大過渡電阻），但這主要是接地距離繼電器要考慮的問題；

5）在最小負荷阻抗下不動作，此由負荷限制電抗繼電器來實現；

6）不受系統振蕩的影響，此項由振蕩閉鎖功能得以實現；

相間距離保護反應三相短路和各種兩相短路故障而動作，由于距離保護I段保護范圍不受系統運行方式變化的影響，Ⅱ、Ⅲ段也只在有助增電源或汲出電流時才受系統運行方式變化的影響，但比電流、電壓保護所受影響小，因此110kV電壓等級以上線路保護均須裝三段式相間距離保護，I、Ⅱ段為主保護，Ⅲ段為后備保護。

接地距離保護反應接地故障也具有相間距離保護的優越性，加之能和相間距離保護共用硬件，只是算法不同，因此該裝置配置了三段接地距離保護，I、Ⅱ段為主保護，Ⅲ段為后備保護。

2 零序方向電流保護

110kV電網都采用中性點直接接地方式。在這類電網中發生接地短路（單相接地短路或兩相接地短路）時，將產生很大的零序電流，而正常運行時零序電流很小，即使經大電阻接地短路時，零序電流保護也可以有足夠的靈敏度。因為系統振蕩時沒有零序電流，所以零序電流保護不受系統振蕩的影響。階段式零序電流保護能準確、有效地切除故障幾率占到90%的接地故障，因此在110kV線路中零序方向電流保護得到廣泛應用。但其受系統運行方式的影響較大，系統變壓器中性點接地數量的改變將改變它的保護范圍。

接地距離保護反應接地故障受系統運行方式變化影響較小，但受故障點電弧電阻和接地電阻的影響較大，加之線路發生接地故障的機率高，故線路保護應配置方向零序電流保護作接地距離的后備保護。本保護配置了靈敏的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段方向零序電流保護。

3 重合閘

在電力系統中，輸電線路是發生故障最多的設備，而且它發生的故障大都屬于暫時性的，如大風引起的碰線、線路通過線下樹木對地放電或異物落在導線上引起的短路等，這類故障在線路跳開后，電弧可自行熄滅，故障點的絕緣基本恢復到正常水平，這時合上電源就能夠恢復正常供電。因此，自動重合閘裝置在高壓輸電線路上得到極其廣泛的應用。在高壓輸電線路上裝設自動重合閘，對于提高供電的可靠性意義非凡，即在輸電線路發生瞬時性故障時，可迅速恢復供電，從而提高供電可靠性；對于雙側電源的高壓輸電線路，可以提高系統并列運行穩定性，從而提高線路輸送容量；可以糾正由于斷路器或繼電保護誤動作引起的誤跳閘。

根據生產需要，同時考慮我國的運行經驗，對輸電線路的自動重合閘裝置（ZCH），提出如下要求：

1）動作迅速。在滿足故障點去游離所需要的時間和斷路器消弧室與斷路器的傳動機構準備好再次動作所必需的時間條件下，ZCH的動作時間應盡可能短。

2）不容許任意多次重合。如果重合閘多次重合于永久性故障，將使系統多次遭受沖擊，同時還可能損壞斷路器，從而擴大事故。

3）動作后應能自動復歸。當ZCH成功動作一次后，應能自動復歸，準備好再次動作。對于受雷擊機會較多的線路，這是必須的。

4）手動跳閘時不應重合。當運行人員手動操作或遙控操作使斷路器斷開時，ZCH不應重合。

5）手動合閘于故障線路時不重合。當手動合閘于故障線路時，繼電保護動作使斷路器跳閘后，裝置應不重合，因為手動合閘前，每個老師或學生都是使用筆記本上網的無線用戶，所以每個樓層的房間都需要實現覆蓋。無線網絡的室內覆蓋在辦公區域和特定功能區特別有效，這些特定區域用戶的特點是：廣泛使用筆記本電腦、掌上電腦、PDA等移動通訊設備，工作位置的流動性特別大，用戶只有在特定的時間才會在某一固定區域工作。

[1]鐘章隊.無線局域網.北京:科學出版社,2004.

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[3]董理球.無線局域網的安全技術分析.福建電腦,2007(12).