淺談GEL30與F650保護裝置的保護功能

熊鑫

【摘要】保護裝置在供電系統中處于核心位置，其主要作用是1.實時采集系統的電流、電壓、功率等參數;2.實時監控斷路器、隔離開關的狀態;3.在系統發生故障時發出報警信號，或發出指令使斷路器跳閘，以實現快速、靈敏、可靠、有選擇的切除故障點，避免故障范圍擴大。隨著電力電子技術與通訊技術的快速發展，如今的保護裝置均能實現電流選跳功能，即通過保護裝置之間的信息傳遞、比較和邏輯編程判斷故障點，不需時間配合，實現快速切除故障點的新型保護。本文主要介紹了GE的L30和F650兩種保護裝置的保護功能。

【關鍵詞】保護裝置：電流選跳;L30;F650;保護校驗

引言

L30和F650是GE.美國通用電氣公司（General ElectricCompany）研發的兩款保護裝置。L30主要用于電纜線路的差動保護，F650主要作為L30的后備保護或作為饋線或母聯的主保護。

一、L30保護功能

（一）差動保護

差動保護是比較輸入兩個電流互感器的電流矢量差，當達到設定的動作值時啟動動作元件。在地鐵供電系統中主要用于保護區間環網電纜;主變至所內的電纜和主變壓器的主保護。是供電系統的主保護。

由圖1可知，根據基爾霍夫定律，當系統正常運行時或故障出現在102B和101B間之外的電纜上時，101B和102B的流互采集的電流大小相等，方向相同，兩者電流比較沒有差異，所以差動保護不動作。當環網區間A處出現短路故障時，102B可以檢測到電流變大，方向不變，101B相對于102B是負荷側，A點短路時，其電流大小、方向均為零，那么兩者電流會出現明顯差異，并超出設定值，差動保護動作跳開斷路器。

（二）差動后備保護

差動后備保護即為差動保護的后備保護。如圖2，當環網電纜A點發生短路時，102B和其對側101B差動保護動作，跳開101B和102B。但由于某些原因，本站的102B差動動作后，斷路器并未跳開，仍處于合閘位。那么此時，本站的101B將會檢測到故障電流，此時正好滿足;本柜零流、過流啟動;出線差動動作兩個條件，所以本站101B的差動后備會動作，實現故障點的切除。

（三）光纖通訊中斷保護

光纖中斷后備保護光纖后備保護也可看做一種差動保護的后備保護。電纜兩端的保護裝置是通過光纖來傳遞各自電流信息，再進行比較，實現差動做東，但當光纖通訊中斷時，兩個保護裝置之間無法進行信息交換，差動保護也就不起作用。若此時區間環網發生短路故障，本站的出線光纖通訊中斷保護會動作，切除故障點。

（四）母主保護

如圖3所示，母主保護主要是保護進出線、饋線、母聯等流互的母線側母排，其通過饋線過流、零流不啟動;出線線過流、零流不啟動;母聯過流、零流不啟動;進線過流、零流不啟動。將故障點限制在母排上。即當系統正常時，母排上出現故障時，只有母主保護會動作。

（五）母主后備保護

母主后備保護即：母主保護的后備保護。由圖4可知，當本站母排出現短路時，本站的101A斷路器母主保護會動作，并向上一站的出現發送此信號，但由于某些原因101A斷路器并未跳開，那么母排上的故障點并未切除。此時上一站的102B接收到光纖對側（即101A）母主動作，又因101A斷路器未跳開，上一站的102B能夠檢測到零流、過流信號，所以兩者綜合102B的母后備保護會動作并跳開102B斷路器，實現故障點的切除。

如圖5所示，當A點發生短路時，104A檢測到故障電流，其過流、零流或速斷保護會動作，保護發出指令，斷路器跳開，故障切除，同時給101A、102A、103發送保護啟動信號。若104A保護動作后，斷路器并未跳開，那么故障點一直無法切除，此時101A會檢測到故障電流，且接收到饋線保護裝置傳來的保護啟動信號，那么101A的饋線后備保護動作，跳開101A斷路器，切除故障點。

二、F650保護功能

（一）差動裝置異常后備保護

L30差動裝置發生異常保護無法正常運行的情況由F650保護裝置作為后備保護進行保護跳閘。當短路故障發生時，F650通過檢測過流信號或者零序電流信號判斷故障電流并延時動作。

（二）母聯過流一段、零序一段保護

如圖6所示，在一段母線支援二段供電的情況下，母聯過流一段、零序一段作為二段母線的母線主保護進行保護動作，當二段母線A點發生短路時，母聯柜103檢測到故障電流，其過流、零流保護啟動，同時饋線柜104A、104B沒有檢測到過流信號和零序信號，一段環網開關101A檢測到過流信號和零序電流信號，二段環網開關101B沒有檢測到過流信號和零序電流信號，103保護裝置判斷為二段母線短路故障同時跳開母聯斷路器進行保護動作，保證了繼電保護的選擇性。

（三）反時限過電流保護、電流速斷保護、過電流保護、零序電流保護

1.反時限過電流保護的曲線特征是動作電流越大時間越小，動作電流越小時間越大。動作電流及動作時間可以有若干個數據。

2.電流速斷保護和過電流保護是二段式保護按照線路負荷和線路最大短路電流進行動作電流和動作時間的整定。

3.零序電流保護是保護裝置檢測到零序分量進行動作電流和動作時間整定，主要是由于在電力系統正常運行情況下是沒有零序電流分量的。

結語

綜上所述，L30、F650保護裝置是作為線路、設備的主保護或者后備保護來動作的，其保護的原理和邏輯是需要判斷其他相關設備的電流或電壓啟動信號的，在進行保護校驗時，對保護原理和邏輯的掌握就顯得尤為重要了。本文總結了L30與F650保護裝置的保護原理，以便和大家共同探討學習。