同桿雙回線路繼電保護原理

摘 要:介紹同桿雙回線路繼電保護技術的特點、保護原理、研究和應用進展，以及實際投運同桿雙回線路的保護配置情況。對同桿雙回線路繼電保護技術的研究及工程應用作了分析和展望。

關鍵詞:同桿雙回線路 繼電保護 原理及應用

中圖分類號:TM712文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0071-011 雙回線路繼電保護的特點

1.1 互感的影響

電網在實際運行中，導線之間不可避免的會存在互感的問題。同一回線之間存在這種情況，同桿雙回線之間也同樣面臨這個問題。如果遇到故障，雙回線上的電流與電壓受本線路運行狀態的影響，也與另一回線電氣量感應有著密切關系。零序互感比其他任何感應影都要明顯和嚴重，如果無法采取緊急應對方法，十分可能造成嚴重后果。

1.2 跨線故障選相

保護裝置對跨線故障選相有時候會出現誤判，對系統穩定運行產生影響。因此，十分有必要找到一種有效的跨線故障甄別方案，確保線路一旦發生類似故障時能夠得到及時處理，以保證兩側系統的聯系穩定。

1.3 自動重合閘的設置

同桿并架線路如果出現跨線永久性故障，且兩回線重合閘配合不當，將會直接對系統產生致命的破壞。如果雙回線是兩側系統主要的聯系工具，則須認真對待如何處理兩回線的重合閘的設置方式，設計原則就是確?？缇€故障排除后，兩側系統依然可以平穩地運行，以此不斷加強電網的運行的穩定性。

1.4 不同運行方式下保護靈敏度的差異

同桿雙回線有多種運行方式，諸如單回線運行、雙回線運行、雙線組合全相運行、雙回線或單回線非全相運行等。由于回線之間存在互感現象，因此不同的運行方式下產生的故障，其線路故障電壓和電流都會因運行方式的不同而有所區別，也由此會造成不同的運行方式下的保護靈敏度也有所差別。因此，要特別注意在不同的運行方式下保護配置方案和定值的適應性和靈敏度存在差異的問題。

1.5 更高的可靠性要求

一般來說，雙回線傳輸的功率要大于單回線傳輸的功率，其兩側系統之間的聯系更趨緊密，電網系統的對其的安全穩定性要求更高。在同桿雙回線路中，其對運行可靠性的要求更高，因此保護裝置要在最短的時間里正確地排除故障線路。

2 同桿雙回線路繼電保護原理及應用

2.1 縱聯距離保護

對同桿雙回線路的保護，一般采用縱聯距離(方向)保護方案，這是為了應對通道條件不具備的情況或迎合主保護動作原理的雙重化配置要求。由于線間互感的存在，相比傳統單回線路，雙回線路中縱聯距離和縱聯方向保護的配置方案要復雜得多。互感效應容易使接地距離保護受到鄰線零序電流的干擾，從而被迫縮小保護范圍，因此，通常在整定時，將單側距離保護的動作范圍縮短。使用鄰線零序電流補償方法，雖然可以有效降低零序互感效應，但直接增加了運行管理的工作量。一旦出現跨線故障，計算出來的阻抗測量元件結果可能嚴重偏離實際短路阻抗，從而導致保護誤動或同桿并架線路時面臨更多影響。使用兩回線的六組電氣量的方法來計算阻抗，可確保距離保護在不同故障下的動作正確，同時，由于該方案涉及兩回線的電氣量，因此要犧牲一部分靈活性和可靠性。

2.2 分相(分線)電流縱差保護

分相電流差動保護是目前同桿雙回線最理想和應用最為廣泛的保護之一。其原理為，按相比較線路兩側電流的幅值及相位。一旦兩側的電流差或者相位超出了動作值的范圍，則同時按相排除線路兩側的故障。過去的分相電流差動保護在雙回線中，實際體現為分線差動的方式，這是因為每相同桿雙回線路都有兩回出線。系統負荷及振蕩不會對分相電流差動保護效果產生影響，在分相電流差動保護方案下，對所有運行方式中遇到的故障均能準確的選相并跳閘，具備出眾的故障排除能力。對于超高壓長線路，分相電流差動保護容易受到線路分布電容的影響。

2.3 橫聯差動保護

橫聯差動保護的基本原理是不需要增加額外的保護通信通道，在同一側比較雙回線的電流。根據電流的方向是否引入動作判據，可以將橫差保護分為橫聯方向差動保護和電流平衡保護兩類。橫聯差動保護需要使用雙回線的電氣量，它的接線相對復雜、二次回路交叉、運行不方便;當其中一回線線路準三相運行方式下，或者檢修、停運，需閉鎖或者退出運行，使其保護功能不再有效。

2.4 基于六序分量的保護

在六序分量的算法下，雙回線路的對稱分量被分解為同序量和反序量。六序故障分量只有在發生故障時才會存在，其幅值和相位關系具有相對獨立性。保護裝設處到系統中性點間的阻抗，以此決定保護安裝處的序電壓故障分量和對應的序電流故障分量之間的相位關系，選相靈敏度較高，不受短路點過渡電阻的影響。由于基于六序分量的保護方法還存在一些不成熟的因素，目前對六序分量的保護還在理論探索階段，還遠未投入到實踐使用中去。

2.5 縱聯零序保護

縱聯零序保護具有反應迅速的特點，被國內廣泛使用。但同桿雙回線間的互感作用會對其的保護整定和運行產生影響，且在該保護模式下，故障選相跳閘功能無法發生有效作用。

2.6 其它保護方案

目前許多文獻就自適應原理、橫差模電流的暫態能量、電流行波以及基于同步和相關分析等方面，對同桿雙回線路各種新的保護方案和原理進行了研究和探討，但目前仍處于理論和仿真分析階段，截止到目前還未出現關于實際工程使用的消息。

3 結語

根據本文上述對同桿雙回線保護原理的研究和探討，可以將相關結論總結如下，并指出需繼續深入研究的問題和方向，以供業內學者討論與參考:(1)分相(分線)電流差動具有保護性能好的優點，故障選相能力出色，在同等條件下，對其的使用應給予優先考慮，這樣能提高系統的安全穩定性。(2)出于改善和加強保護雙重化和后備保護的工作需要，仍需繼續深入分析和研究距離保護、零序保護等方案，包括如何科學配置這些保護方案，因為線間互感影響的存在，其會變得復雜化。(3)同桿雙回線路在不同的運行方式下，有必要對局部同桿并架線路的保護配置、繼電保護配置的靈敏性問題以及不同電壓下同桿架設下的繼電保護技術研究等問題加強研究。(4)對同桿雙回線路保護不當，主要是因為存在線間互感時，對保護的整定計算缺乏系統的計算研究、使用和設定的保護裝置沒有充分考慮到雙回線路的系統結構和運行方式的所有情況。

參考文獻

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