超高压线路保护的典型配置 _知识百科

超高压线路首先应配置两套在线路全线范围内任何一处发生任何故障都能迅速动作的线路保护装置，线路保护装置宜将线路的主保护及后备保护综合在一整套装置内，共用直流电源输入回路及交流电压互感器和电流互感器的二次回路。其次为防止断路器失灵以及实现断路器自动重合闸功能，每条线路都应配置断路器失灵装置和断路器自动重合闸装置。对于3/2断路器接线的500kV线路断路器失灵保护以及自动重合闸功能由断路器保护装置实现，按断路器配置，每台配置一套。而对于双母线接线方式的220kV线路断路器失灵保护逻辑判断由断路器失灵装置实现(但Q/GDW 1161 -2014《线路保护及辅助装置标准化设计规范》)规定220kV断路器失灵由线路保护启动，逻辑判断由母差保护完成， 220kV线路断路器失灵装置取消) ，一条线路配置一套或两套，断路器自动重合闸则由线路保护装置来实现。最后为实现断路器的跳合闸操作每个断路器应配置一个断路器操作箱。另外由于500kV线路一般距离较长，容易产生过电压，线路需配置过电压及远方调整装置来完成线路过电压保护及远眺功能。 【超高压线路保护的典型配置】1、线路保护
线路保护一般由不同的两个厂家提供，每个厂家提供一套，每套保护都集成了主保护和后备保护功能模块。主保护分为纵联高频保护和纵联差动保护，纵联高频保护又分为高频距离保护和高频方向保护，根据通道传输信号的不同又分为闭锁式和允许式，一般500kV线路保护采用允许式高频保护， 220kV多采用闭锁式高频保护；后备保护主要有零序保护和距离保护。随着线路光纤复合架空地线的大量推广， 500kV线路保护纵联差动保护得到广泛应用，纵联高频保护应用相对较少，慢慢将被取代。每条线路可以采用两套光纤纵差保护，也可以采用一套光纤纵差保护和一套光纤距离保护。
所有保护装置都包括模拟量输入、开关量输入、开关量输出三个组成部分。下面以500kV线路纵联光纤保护为例，分别讲述以上三个部分的具体组成。
(1) 模拟量输入。包括边、中断路器的电流和线路电压。
(2) 开关量输入。包括保护功能压板开入、检修压板开入、远传(其他保护动作借助线路保护通道将远传信号传到对侧保护)、分相跳闸位置(边、中两断路器分相位置串联接入)、信号复归、启动打印。
(3) 开关量输出。包括分相跳闸、三相跳闸、远传(接收到对侧线路保护的远传信号，将此信号接入到本测远方跳闸装置)、保护信号(包括保护动作信号、异常信号、通道告警等) 。
2、过电压及远跳保护
通过电压及远跳保护装置一般由线路保护厂家提供。过电压保护保护收信直跳就地判断及跳闸逻辑、过电压跳闸及发信两个功能模块。
过电压及远跳保护模拟量输入包括边、中断路器的电流(也可是两者的和电流)、线路电压(用于就地电流、电压、功率因数和功率判断)；开关量输入包括功能压板开入、检修压板开入、三跳位置(用于远跳，经跳位闭锁判断)、通信收信(本线路保护收到对侧远传信号后此开入动作)、通道故障、信号复归、启动打印；开关量输出包括保护跳闸、过电压启动远跳(开出到本线线路保护远传开入)、保护信号(保护动作信号、异常信号和装置故障告警信号等) 。
3、断路器保护
每台断路器配置一套断路器保护装置，实现断路器失灵保护、自动重合闸、充电过电流保护、死区保护和检同期、检无压功能。在线路间隔的设计上，为了便于线路停电检修时能方便对电路互感器进行试验，一般电流互感器装设在靠近线路侧，而线路断路器安装在靠近母线侧。当在断路器和电流互感器之间发生故障，故障点在母差保护范围内线路保护范围外，母差保护动作，线路保护不动作，故障点仍未切除，这种故障称为线路死区故障，需依靠断路器死区保护切除。充电过电流保护政策运行时退出运行，只有送电空充母线或者线路时才临时投入。
断路器保护模拟量输入包括本断路器电力、断路器两侧电压；开关量输入包括功能压板开入、检修压板开入、分相跳闸位置开入、保护分相跳闸和三相跳闸输入(用于启动失灵和重合闸)、闭锁重合闸(操作箱TJR触点)、低气压闭锁重合闸(断路器机构本体未储能闭锁重合闸)、信号复归、启动打印；开关量输出包括分相跳闸、三相跳闸(断路器单套配置，所以分相跳闸和三相跳闸出口都有2组，对应断路器两个线圈)、失灵出口(失灵启动相邻线路保护或者元件保护)、重合闸出口、保护信号(保护动作信号、重合闸动作信号、异常信号、装置故障告警信号等) 。
4、操作箱
操作箱的作用是沟通保护、自动化装置与断路器的纽带，其余保护和自动化装置配合，按保护动作情况和监控后台的遥控命令对断路器进行操作，并提供保护和其他装置所需要的配合触点。
对500kV及以上电压等级的每个断路器应配置一个具有两个跳闸线圈和一个合闸线圈得分相操作箱，来完成线路及辅助保护的跳合闸出口，双涛保护应分别作用一个跳闸线圈。
220kV线路保护配置
1、线路保护
220kV线路保护相对于500kV线路保护多了重合闸功能模块，保护配置上与500kV线路保护相同，线路保护可以双套采用光纤纵差保护或采用高频保护，也可以一套采用光纤纵差保护，一套采用高频保护。
下面以220kV线路高频保护为例分别讲述保护模拟量输入、开关量输入和开关量输出部分。模拟量输入包括线路电流、线路电压和母线电压；开关量输入包括功能压板开入、检修压板开入、通道试验按钮、收信(收、发信号机收信输出触点)、通道异常告警、其他保护停信(操作箱TJR触点)、闭锁重合闸、低气压闭锁重合闸、分相跳闸位置触点、信号复归、启动打印；开关量输出包括分相跳闸、三相跳闸、重合闸、发信(收、发信机的发信、停信由保护完成)、保护信号(保护动作信号、重合闸动作信号、保护异常信号、装置告警信号) 。
2、断路器保护
220kV断路器保护只有失灵保护、充电过电流保护功能模块。目前六统一标准中，已经取消了断路器失灵保护装置，失灵保护的功能由母差保护完成。六统一标准出台以前断路器失灵保护装置有按照双重化配置原则分别一一对应失灵启动母差保护，也有配置一套失灵保护装置启动两套母差保护。
3、操作箱
与500kV线路一样，每个断路器配置一个具有两个跳闸线圈和一个合闸线圈得分相操作箱。
线路保护组屏方案
1.3/2断路器接线方式
(1)线路保护A屏。线路保护装置A(含主保护、后备保护)+过电压及远跳保护装置A 。
(2)线路保护B屏。线路保护装置B(含主保护、后备保护)+过电压及远跳保护装置B 。
(3)断路器保护屏。断路器保护装置(按断路器单独配置)+分相操作箱。
具体的组屏方案如图2-1所示。

文章插图
图2-1 500kV线路保护组屏方案图。
2.双母线接线
220kV线路保护又两面屏和三面屏组屏两种方案，它们之间的区别就是分相操作箱是单独组屏还是放在两面屏中。
(1)两面屏方案。
1)线路保护A屏。线路保护装置A+电压切换箱1+分操作箱。
2)线路保护B屏。线路保护装置B+电压切换箱2 。
具体组屏方案如图2-2所示。

文章插图
(2)三面屏方案
1) 线路保护A屏。线路保护装置A+电压切换箱1 。
2) 线路保护B屏。线路保护装置B+电压切换箱2.
3) 线路辅助屏。分相操作箱。
具体组屏方案如图2-3所示。

文章插图

图2-3 220kV三面屏组屏方案。