220kv电网线路保护方案设计

220kv电网线路保护方案设计

摘要：对220kV 电网线路的保护工作来说，距离保护具有无可替代的作用，笔者首先对距离保护的原理、构成进行了分析，同时又提出了具体的实现策略。希望为业界人士提供一定的参考。

关键词：距离保护重合闸零序电流保护

220kv电网线路中的距离保护方式是以距离测量元件为基础构成的保护装置。该套保护方式所涉及的内容比较广阔，主要包括以下几个要素：故障启动、故障距离测量、相应的逻辑时间回路与电压回路断线闭锁。在220kV 电网线路中，采取距离保护策略首先要做好设计工作，配合零序电流保护和重合闸的设计进行线路保护。本文对此进行详细的分析。

一、220kV 线路保护的基本原理

1、220kV电网线路中距离保护的相关原理

所谓的距离保护方式其实是通过对短路时电压电流会同时发生转变这一现象的利用，计算出电压与电流的比值，反映故障点到保护安装处的距离的工作保护。距离保护的具体实现方法是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现的，因为线路的阻抗成正比于线路长度。距离保护的构成。距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。阻抗继电器及其动作特性。在距离保护中，阻抗继电器的作用就是在系统发生短路故障时，通过测量故障环路上的测量阻抗Zm，并将它与整定阻抗Zset相比较，以确定出故障所处的区段，在保护范围内部发生故障时，给出动作信号。阻抗继电器动作区域的形状称为动作特性。动作区域为圆形时，称为圆特性，动作区域为四边形时，称为四边形特性。

2、自动重合闸的基本原理

一般情况下，该种问题会经常出现在电线路上，而且是往往是在一瞬间发生的，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧即行熄灭，此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能够恢复正常供电。在电力系统中，当断路器跳闸后自动重合闸能够自动地将断路器重新合闸。这样，在线路被断开后再进行一次合闸，大大提高了供电的可靠性。由于重合闸装置本身投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中得到了广泛的应用。

二、220kV 线路距离保护方案设计

不管是什么样的电网系统，短路是最常见到的一种线路问题，在本文中配置的保护系统其实主要针对的问题也是短路。要相应地配备其三段式相间距离，三段式接地距离，而高压电网线路采用的是中性点接地，当中性点接地系统出现单

相接地故障时，会产生很大的零序电流，所以也要配备四段式零序方向电流保护。对于高压线路，一般采用单相自动重合闸的方式。

1、保护总体功能设计

220kV的电网线路是本设计方案主要的应用对象，220kV 高压线路为了快速切除全线故障以保证系统稳定都采用了纵联保护，但纵联保护不能对相邻线路故障起后备保护作用。虽然现在220kV 高压线路都采用双套纵联保护和断路器失灵保护以加强近后备保护，但并未完全摈弃远后备保护，远后备保护都由距离保护或零序电流保护来完成。本保护方案没有设计纵联保护功能，仅设计了后备保护方案。其保护功能配置如下：

（1）三段式相间距离保护；

（2）三段式接地距离保护；

（3）四段式零序电流保护；

（4）过负荷保护；

（5）过电流保护；

（6）单相自动重合闸。

在电网系统的总控保护元件的数量最好是两个，主启动元件为反映任何一相相电流突变量的启动元件，然后设置零序辅助启动元件，辅助启动元件主要为了防止经大电阻接地时突变量启动元件灵敏度不够。判据条件如下：

2、零序方向电流保护的设计

3、重合闸的设计

设计一个单相自动重合闸，并将该设计和继电保护进行加速配合。手合重合闸时，零序保护的各段加速均带100ms 的延时，以防保护误动作。零序I 段可经控制字整定为带150ms 固定延时出口或瞬时出口，以满足特殊情况要求。如下图表所示：

结语：

在经济飞速发展的当下，我们对电力的需求量也在不断地增多，在这种情况下高压电网的大量出现是一种必须，为了保障电网系统的安全运行，我们必须要提高继电保护装置的研究。本文对主要应用于高压电网保护的距离保护原理、构成、动作方式进行了简单的阐述，希望能够为同行提供一定的参考价值，共同致力于电网综合服务能力的提高。

参考文献：

[1]蒋忠江. 胜利油田220kV线路保护改造问题研究[D].山东大学，2012.

[2]蔡黎. 220-500kV线路后备保护配置及整定计算原则简化研究[D].华中科技大学，2007.

[3]汤大海，严国平. 单电源220kV多级供电线路继电保护整定策略[J]. 电力系统保护与控制，2009，20：139-144.