1、220kV线路保护知识故障的概念短路故障（横向故障）指的是电力系统正常运行情况外相与相之间或相与地之间的短路。其类型有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路。我国电力系统中中性点接地方式有几种？它们对继电保护的原则要求是什么？我国电力系统中中性点接地方式有三种：1）中性点直接接地方式；2）中性点经消弧线圈接地方式；3）中性点不接地方式。110kV及以上电网的中性点均采用中性点直接接地方式。在这种系统中，发生单相接地故障时接地短路电流很大，故称其为大接地电流系统。在大接地电流系统中发生单相接地故障的概率较高，可占总短路故障的70左右，因此要求其接地保护能灵敏、可靠、快速地切除接地短路故障
2、，以免危及电气设备的安全。335kV电网的中性点采用第2）或第3）接地方式。在这种系统中，发生单相接地故障时接地短路电流很小，故称其为小接地电流系统。在小接地电流系统中发生单相接地故障时，并不破坏系统线电压的对称性，系统还可以继续运行12小时。同时，绝缘监察装置发出无选择性信号，可由值班员采取措施加以消除。只有在特殊情况或电网比较复杂、接地电流比较大时，根据技术保安条件，才装设有选择性的接地保护，动作于信号或跳闸。所以，小接地电流系统的接地保护带有很大的特殊性。10kV及以上保护配置情况回顾一、35kV及以下线路保护作为相间及三相故障的保护，主要配置的保护有速断或限时速断（电流I、II段）、过
3、流（电流III段）、三相一次重合闸。主保护是速断，能快速切除近区故障，整定按最大方式下线末三相最大电流整定，该保护简单、可靠，缺点是受系统运行方式影响大，短线路保护范围小甚至无保护范围。后备保护是过流（电流III段），整定按躲最大负荷电流整定，缺点是动作时间长。35kV及以下线路保护在单电源供电时，保护不带方向，是纯电流保护；只有在双电源的情况下且不满足选择性时带方向，带方向的保护或距离保护需要用到交流电压。电缆线路故障一般为永久性故障，因此电缆出线不投重合闸。二、35kV及以下电容器主要配置的保护有速断（电流I、II段）、过流（电流III段）、过电压、低电压、不平衡电压（或电压差动）保护。与
4、35kV及以下线路保护相比，增加的保护是过电压、低电压、不平衡电压（或电压差动）保护。装设过电流保护的目的主要是保护电容器组的引线、电流互感器、放电电压互感器、串联电抗器、套管等回路发生的相间短路，也可以作为电容器内部相间故障的后备保护。速断段的动作电流按在最小运行方式下引线相间短路，保护灵敏度大于2来整定，利用动作时带有0.10.2S的延时来躲过电容器的充电涌流。过流段按大于电容器组的最大长期允许电流来整定。电容器不能过电压运行，因此配置了过电压保护；配置低电压保护的主要目的是防止电容器和变压器的损坏，因为变电站配置备用电源自动投入或架空线路一般装设重合闸，当线路发生瞬时故障时，开关跳闸，电
5、容器失压，如线路带电容器和变压器重合，由于电容器还有残压，造成电容器和变压器的损坏，另外线路带电容器和变压器重合也容易造成谐振过电压，因此配置该保护，还有，在变电站停电后，供电恢复的初期，变压器还未带上负荷，母线电压较高，这也可能引起电容器的过电压。因此电气操作导则规定“正常情况下，刚停电的电容器，若需再次投入运行，必须间隔5min以上”。根据电容器的容量及放电线圈的配置，电容器配置不平衡电压（或电压差动）保护，作为电容器内部故障主保护。三、作为相间、接地故障的保护，110kV线路保护配置有相间距离I、II、III段、接地距离I、II、III段、零序I、II、III、IV段保护、PT断线过流保
6、护。PT断线过流保护保护作为PT断线后备保护。由于相间、接地距离均是测量线路的正序阻抗，距离I段基本不受系统运行方式影响，其保护范围可达线路长度的85%，但在交流电压失压（或PT断线）、系统振荡、过负荷时容易误动，因此，距离保护在PT失压或PT断线时要退出；在有可能发生振荡的线路距离I、II段经振荡闭锁（距离III段由于整定动作时间大于振荡周期而不经振荡闭锁）。距离保护和带方向的零序保护需要用到交流电压。四、主变保护配置的主保护有差动保护和瓦斯保护，差动保护是纯电流保护，而瓦斯保护是非电量保护，它们不能相互代替。220kV主变保护按双重化原则配置（非电量保护除外）。作为相间、接地故障的后备保护
7、，主变后备保护有高、中、低侧后备保护，根据电力系统中性点接地方式不同，110kV及以上电网中性点直接接地方式侧一般配置复压（方向）过流保护作为相间故障的后备保护，零序（方向）保护作为接地故障的后备保护；35kV及以下小接地电流接地方式侧一般配置复压（方向）过流保护作为相间故障的后备保护。对于220kV主变保护，差动和后备保护一般共用CT的一个二次绕组；对于110kV及以下主变保护，差动和后备保护一般分别接到CT的两个二次绕组；要注意差动和后备保护对极性要求的不同：1、220kV降压变高后备保护方向指向主变，与差动保护方向一致，检验时应为“正方向”动作，并应注意外部CT极性、保护装置要求的极性、
8、保护整定控制字、保护试验实际动作方向的一致性。后备保护方向指向主变的原因是220kV线路、母差保护按双重化原则配置，无需作为其后备。2、220kV降压变中、低后备保护方向指向本侧母线，作为母线及其出线的后备，由于差动和后备保护一般共用CT的一个二次绕组，因此其方向与差动保护方向相反，检验时应为“反方向”动作，并应注意外部CT极性、保护装置要求的极性、保护整定控制字、保护试验实际动作方向的一致性。后备保护方向指向母线的原因是110kV及以下线路、母差保护只有一套，主变中、低侧保护需作为其后备保护110kV及以下线路保护与220kV及以上线路保护比较：110kV及以下线路保护220kV及以上线路配
9、置单套双重化配置（23套）反映故障量仅反映单端（一侧电气量）反映量（多）端（两侧电气量）纵向联系一般无通过通信通道联系重合闸方式三相一次重合闸、停用三相一次重合闸、单相重合闸、综合重合闸、停用开关机构三相机械联动分相操作机构保护跳闸任何故障三相跳闸选相跳闸非全相运行无非全相运行会产生负序、零序电流、电压，有些保护可能在这过程中误动因而需要退出。重合闸时间受潜供电流的影响三相不一致保护无有主保护速断、相间距离一段、接地距离一段、零序（方向）一段纵联保护（23套）后备保护远后备近后备主接线单断路器单断路器、3/2断路器接线失灵保护一般无有220kV线路保护相关知识1、220kV线路保护配置原则及情
10、况220kV线路保护遵循相互独立的原则按双重化配置，也就是说220kV线路保护无论是主保护还是后备保护均配置两套独立、完整的保护。我局220kV线路保护均配置了两套纵联主保护，并具有完整的后备保护功能，装置主要采用南瑞保护的微机保护装置。BOT站宾磨I、II线，配置一套ABB公司的REL561光纤分相电流差动保护，一套REL521纵联距离保护。线路保护典型配置情况：（1）光纤差动纵联距离主一保护RCS-931重合闸保护本身失灵及三相不一致RCS-923A单断路器接线主二保护RCS-902（2）纵联方向纵联距离主一保护RCS-901重合闸保护本身失灵及三相不一致RCS-923A单断路器接线主二保
11、护RCS-902（3）光纤差动光纤差动主一保护RCS-931重合闸保护本身失灵及三相不一致RCS-923A单断路器接线主二保护RCS-931相关定义A、主保护：技术规程对主保护定义为“满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择性地切除保护设备和线路故障的保护”毫无疑问，纵联保护属于主保护的定义范围，特别注意，与以前不同的是距离一段保护和零序电流一段等瞬时动作的保护也在该主保护的定义范围。B、后备保护：是主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。后备保护可分远后备保护和近后备保护两种。a) 远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。b) 近后备保护是当主
12、保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护；当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现的后备保护。我局220kV所有线路保护均采用近后备保护原则，即由本线两套距离和零序保护实现后备保护作用。线路保护仅确保本线末端由足够的灵敏度，尽可能对相邻元件故障起远后备作用。当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护功能。C、辅助保护：是补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。如过压远跳保护装置RCS-925A称为辅助保护，当配置两套时，分别简称为辅A保护和辅B保护。D、纵联保护a)定义：仅反应线路一侧的电气量不可能区分本线路末端和对侧母线（或相邻线始端）故障
13、，只有反应线路两侧的电气量才能区分上述两点故障，达到快速故障切除的目的。为此需要将线路一侧电气量的信息传输到另一侧去，也就是说在线路两侧之间发生了纵向的联系。这种保护称为输电线的纵联保护。为了交换信息，需要利用通信通道，最常用的通信通道有载波（包括专用和复用）和光纤通道。b)分类：纵联保护按通信通道划分为导引线纵联保护、电力线载波纵联保护、微波纵联保护和光纤纵联保护；按构成原理划分为纵联方向保护、纵联距离保护、纵联差动保护。前两者比较两端逻辑量（间接比较式），后者比较两端电流量（直接比较式）。如果将两侧保护的原理图绘在一张图上（实际每侧只是整个单元保护的一半），那么纵联方向保护、纵联距离保护的
14、通道是在逻辑图中将两侧保护联系起来，而纵联差动保护的通道是将两侧的交流回路联系起来。c)纵联保护在电网中的重要作用：由于纵联保护在电网中可实现全线速动，因此它可保证电力系统并列运行的稳定性和提高输送功率、缩小故障造成的损坏程度、改善与后备保护的配合性能。因此纵联保护是220千伏及以上输电线的主保护。220kV线路保护与110kV线路保护的最大区别在于220kV线路保护根据稳定要求，要求有选择性地快速切除全线故障，快速切除故障是提高电力系统暂态稳定最有效的措施，2009年南网220千伏及以上故障快速切除率99.8%，2010年该指标要求达到100。2、最常见的纵联保护及其原理最常见的纵联保护可分
15、为电力线载波纵联保护（简称高频保护）和光纤纵联保护（简称光纤保护）两种。高频保护包括专用载波（专用收发信机）和复用载波（与通信或远动合用收发信机）两种。光纤保护包括专用光纤、复用光纤和光纤纵联电流差动保护三种。高频保护就是比较线路两端的工频电气量特征，并将该电气量特征转化为高频信号，然后利用输电线路本身构成一高频电流通道，以载波通信的方式将此特征量交换、传递，并将此信号送至对端，以使保护比较线路两端的工频电气量特征，从而决定是否动作的一种保护。这类保护是间接比较两侧的电气量，在通道中传送的是逻辑信号。高频保护按照判别方向所用的继电器又可一分为方向高频（如RCS-901）和距离高频（如RCS-9
16、02）。（1）方向高频保护是比较线路两端各自看到的故障方向，以判断是线路内部故障还是外部故障。如果以被保护线路内部故障时看到的故障方向为正方向，则当被保护线路外部故障时，总有一侧看到的是反方向。（2）高频距离保护是以线路上装有方向性的距离保护装设作为基本保护，增加相应的发信与收信设备，通过通道构成纵联距离保护。纵联方向保护型号RCS-901保护通道专用收发信机LFX-912主一保护（闭锁式）比较两端逻辑量（间接比较式）保护型号RCS-901保护通道复用载波主一保护（允许式）纵联距离保护型号RCS-902保护通道专用收发信机LFX-912主二保护（闭锁式）比较两端逻辑量（间接比较式）保护型号RC
17、S-902保护通道复用载波主二保护（允许式）光纤纵联保护就是利用光纤通道来传送输电线路两端比较信号的继电保护装置。在现场实际运行中，光纤纵联保护采用光纤通道的方式主要有专用光纤、复用光纤和光纤纵联电流差动保护。光纤纵联电流差动保护就是利用光纤通道来传送输电线路两端电流的幅值和相位，根据比较的结果区分是区内还是区外故障。可见纵联电流差动保护在每侧都直接比较两侧的电气量。类似于差动保护，因此称为纵联电流差动保护。光纤纵联方向保护型号RCS-901保护通道专用光纤主一保护允许式比较两端逻辑量（间接比较式）保护型号RCS-901保护通道复用光纤光纤纵联距离保护型号RCS-902保护通道专用光纤主二保护
18、 允许式比较两端逻辑量（间接比较式）保护型号RCS-902保护通道复用光纤光纤纵联差动保护型号RCS-931保护通道专用光纤主一保护或主二保护比较两端电流量（直接比较式）保护型号RCS-931保护通道复用光纤3、最常见的纵联保护通道（1）220kV线路纵联保护通道大部分采用的是光纤通道，且优先采用复用2M光纤通道。要求两套纵联保护通道路由相互独立，保护装置及接口装置具有地址识别功能。（2）20km及以下短线路应配置两套完全独立的全线速动保护，至少配置一套电流差动保护，通道优先采用专用光纤芯传输方式。4、传送逻辑量的通道信号纵联保护通道传送的逻辑量信号分为闭锁信号、允许信号和跳闸信号（1）闭锁信
19、号闭锁信号是闭锁保护动作于跳闸的信号，换句话说，收不到闭锁信号是保护能够跳闸的必要条件。只有同时满足以下两个条件时保护才作用于跳闸：1）本端保护元件动作。2）无闭锁信号。传输闭锁信号的通道大多数是专用载波通道，线路两侧通道的收发频率相同，可以自发自收。（闭锁信号也可以采用复用载波或光纤通道来传送）闭锁式纵联保护的优点是发生区内故障时，如果同时通道损坏了（比如发生三相接地故障时），闭锁式纵联保护不会因为通道中断而导致拒动。但是其缺点也是明显的，如果发生正方向区外故障，通道没有正确传输信号，纵联保护可能误动。在实际电网中，线路纵联保护常常因为通道原因（包括收发信机）不能收到闭锁信号而误动。（2）允
20、许信号允许信号是允许保护动作于跳闸的信号，换句话说，收到允许信号是保护能够跳闸的必要条件。只有同时满足以下两个条件时保护才作用于跳闸：A、本端保护元件动作。B、收到对侧允许信号。传输允许信号的通道大多数是复用载波通道，线路两侧通道的收发频率不相同，只能接收本线路对侧的允许信号。随着光纤通信的普及，光纤通道传送允许信号的方式较多。允许式纵联保护的优点是平常通道一直在交换导频信号，通道损坏后会立即告警；发生区外故障时，如果同时通道损坏了，允许式纵联保护不会因为通道中断而导致误动。但是其缺点是，如果发生区内故障，如果同时通道损坏了，纵联保护拒动。在国内使用的允许式纵联保护，“本端保护元件”的保护范围
21、超过线路全长，称之为超范围允许式。通常所说的允许式纵联保护都是指超范围允许式。欠范围允许式在我国没有应用。（3）跳闸信号 跳闸信号是直接引起跳闸的信号。跳闸的条件是本端保护元件动作，或者对端传来跳闸信号。这种方式的保护现在没有应用，主要原因是安全性不高。在我国作为跳闸信号的演变方式，将接收的跳闸信号与本地故障判别装置动作相结合，即在线路对侧保护跳闸触点动作，经过通道把跳闸信号传送到本侧，本侧再加上就地保护的一些判据组成与门去出口跳闸，这种装置称为带就地判据的远方跳闸装置（如过压远跳保护装置RCS-925A常用作500kV线路的辅助保护、高抗保护及3/2断路器接线方式中断路器失灵保护的远方跳闸装
22、置）。5、3/2断路器接线方式在二次线上的特点相对于单断路器接线（如单母线、单母线分段、双母线），3/2断路器接线方式在二次线上的特点有：（1）线路的保护电压量多取自线路电压互感器、电流量采用和电流。（2）为判别断路器拒动，需在每台断路器的电流互感器回路中，装设电流判别元件（和电流不能判别是哪台断路器拒动）。（3）断路器失灵保护需要有远方跳闸装置与之配合。（4）断路器配有独立的断路器保护（按断路器配置）。（5）重合闸顺序有先重、后重之分(先重失败闭锁后重) （重合闸按断路器配置）。（6）对一个半等非单断路器接线方式，在间隔出线或主变停运，出线隔离刀闸拉开而开关合环运行时，投入作为该间隔两个开关
23、之间短引线的保护称为短引线保护，即短引线差动保护。500kV母线保护CT配置示意图6、断路器失灵保护（1）定义及构成:母线引出线上发生故障，当故障所在线路的保护动作而断路器拒绝动作时，为了缩小事故范围，利用故障线路的动作保护，在较短的时间内跳开母线上其它有关断路器的装置称为断路器失灵保护，又称母线后备接线（失灵保护是近后备保护）。断路器失灵保护包括启动元件、时间元件和跳闸出口元件。（2）失灵保护的启动条件 由于断路器失灵保护动作切除的元件范围大，影响面广，因此，为提高其可靠性，只有在同时具备下列条件时才允许动作:1）故障设备的保护装置能瞬时复归的出口继电器动作后不返回。2）在保护范围内故障持续
24、存在，即由快速复归相电流继电器组成的检查故障电流的鉴别元件动作不返回。不允许瓦斯等非电量保护动作启动失灵保护3）动作时间整定：应在保证断路器失灵保护动作选择性的前提下尽量缩短，应大于断路器动作时间和保护返回时间之和，再考虑一定的时间裕度。双母线接线方式下，经较短时限（0.250.3S）动作于断开母联或分段断路器，以较长时间（约0.5S）动作于断开与拒动断路器连接在同一母线上的所有断路器。一个半断路器接线方式下，经较短时限0.15S再跳一次本断路器，以较长时间（约0.25S）跳相邻断路器及本断路器，包括经远方跳闸通道断开对侧的线路断路器。7、220kV系统保护及保护通道命名原则 为加强广西电网继
25、电保护的运行管理，规范变电站继电保护、保护通道命名，确保线路两侧保护及保护通道的命名一致，特别是广西电网500kV变电站的220kV出线和网省间220kV联络线保护及保护通道的命名一致，保证电网调度指令正确、统一。根据广西电网220kV系统保护及保护通道命名原则（中调继2010130号），已投运的220kV线路继电保护及保护用通道，配置两套光纤差动保护的220kV线路，要求将“XX线第一套光纤差动保护”命名改为“XX线主一保护”，将“XX线第二套光纤差动保护”命名改为“XX线主二保护”；配置两套纵联距离保护的220kV线路，要求将“XX线第一套纵联距离保护”命名改为“XX线主一保护”，将“XX
26、线第二套纵联距离保护”命名改为“XX线主二保护”；配置为“光纤差动保护 + 纵联距离保护” 的220kV线路，要求将“XX线光纤差动保护”命名改为“XX线主一保护”，将“XX线纵联距离保护”命名改为“XX线主二保护”；配置为“纵联方向保护 + 纵联距离保护” 的220kV线路，要求将“XX线纵联方向保护”命名改为“XX线主一保护”，将“XX线纵联距离保护”命名改为“XX线主二保护”。已投运的220kV母线及变压器保护设备，命名标识维持原有不变（详见中调继2010130号附件）。8、220kV系统保护压板命名编号1LP11LP21LP31LP41LP51LP61LP71LP81LP9定义2 A相
27、跳闸出口2 B相跳闸出口2 C相跳闸出口合闸出口跳闸备用1跳闸备用2跳闸备用3备用备用编号1LP101LP111LP121LP131LP141LP151LP161LP171LP18定义第一组A相起动失灵第一组B相起动失灵第一组C相起动失灵第二组A相起动失灵第二组B相起动失灵第二组C相起动失灵备用备用备用编号1LP191LP201LP211LP221LP231LP241LP251LP261LP27定义纵联保护投入距离保护投入零序保护投入线路保护检修状态投入备用备用备用备用备用编号4LP14LP24LP34LP44LP54LP64LP74LP84LP9定义第一组三相起动失灵第二组三相起动失灵备用备
28、用备用备用备用备用备用左 屏底 右图1 线路主一保护屏压板位置示意图编号1LP11LP21LP31LP41LP51LP61LP71LP81LP9定义2 A相跳闸出口2 B相跳闸出口2 C相跳闸出口合闸出口跳闸备用1跳闸备用2跳闸备用3备用备用编号1LP101LP111LP121LP131LP141LP151LP161LP171LP18定义第一组A相起动失灵第一组B相起动失灵第一组C相起动失灵第二组A相起动失灵第二组B相起动失灵第二组C相起动失灵备用备用备用编号1LP191LP201LP211LP221LP231LP241LP251LP261LP27定义纵联保护投入距离保护投入零序保护投入线路保
29、护检修状态投入备用备用备用备用备用编号8LP18LP28LP38LP48LP58LP68LP78LP88LP9定义充电过流保护跳闸1充电过流保护跳闸2三相不一致保护跳闸1三相不一致保护跳闸2备用备用备用备用备用编号8LP108LP118LP128LP138LP148LP158LP168LP178LP18定义充电过流保护投入三相不一致保护投入断路器保护检修状态投入备用备用备用备用备用备用左 屏底 右图2 线路主二保护屏压板位置示意图9、220kV线路有两套微机保护时，其重合闸应如何使用？220kV线路重合闸也实现双重化，当同一条线路有两套微机保护时，两套重合闸的选择开关应切在相同位置，且重合闸出口压板只投一套。否则，如果将两套微机保护重合闸出口压板都投入，则可能造成断路器短时间内两次重合。但是，如同一条线路都采用南瑞保护的微机保护装置，其重合闸可以同时投入，原因有二：一是两套保护中的重合闸在断
