有关220kV电网继电保护的探讨

赵永昱

【摘要】随着我国电力技术的发展及对电网继电保护的不断研究，电网继电保护技术有了新的发展，并逐步走向成熟，作为电网安全稳定运行的第一道防线，继电保护无时无刻都发挥着至关重要的作用。本文在认识电网继电保护重要性的基础上，针对220kV以上电网继电保护进行着重分析，主要从自动重合闸保护、纵联保护及零序电流保护三个方面对其进行了阐述，以期为保障电网的安全性、稳定性及正常运行提供借鉴。

【关键词】220kV电网继电保护自动重合闸纵联保护零序电流保护

继电保护是电力系统在发生故障或出现威胁安全运行状况时，利用继电器来保护发电机、变压器、输电线路等电力系统元件免受损坏的措施。利用继电保护措施可以在最短的时间内，自动从系统中切除故障设备，或者发出信号让工作人员及时排除故障，从而将损失减少到最小。在本文中，所确定的220kV及以上电网继电保护研究范围主要指220kV、330kV、及500kV电网。这三个等级的电网继电保护可以通过线路、母线以及与电网保护配合有关的变压器等电力设备继电保护运行整定。但本文以自动重合闸保护、纵联保护和零序电流保护策略为研究对象，主要是由于这些策略的运用可以保证220kV及以上电网继电保护实施的快速性、正确性及有效性。

一 220kV及以上电网继电保护原则

由于220kV及以上电网继电保护方式较多，所以在确定使用何种继电保护策略的同时必须遵守一定的原则，只有在统一的规范要求下，才能更有效地体现电网继电保护效果。220kV及以上电网的继电保护，必须满足可靠性、速动性、选择性及灵敏性的基本要求。可靠性由继电保护装置的合理配置、本身的技术性能和质量以及正常的运行维护来保证；速动性由配置的全线速动保护、相间和接地故障的速断段保护以及电流速断保护取得保证；通过继电保护运行整定，实现选择性和灵敏性的要求，并处理运行中对快速切除故障的特殊要求。对于300kV、500kV电网和联系不强的220kV电网，在保证继电保护可靠动作的前提下，重点应防止继电保护装置的非选择性动作；而对于联系紧密的220kV电网，重点应保证继电保护装置的可靠快速动作。

二 220kV及以上电网继电保护方式浅析

1．自动重合闸继电保护

自动重合闸装置是当断路器跳开后按需要自动投入的一种自动装置。其正确动作率可达到了99.75%，采用自动重合闸的继电保护可以在提高供电可靠性的基础上，保证电网系统并列运行的稳定性，并纠正断路器的误跳闸。其常用方式有单相自动重合闸和综合重合闸两种。

第一，单相自动重合闸，要求在保证选择性的基础上同时拥有足够的灵敏性。在动作时限的选择方面，除应满足三相重合闸时所提出的要求外，还应考虑两侧选相元件与继电保护以不同时限切除故障的可能性和潜供电流对灭弧所产生的影响。时刻注意：线路电压越高，线路越长，潜供电流就越大，潜供电流持续时间与其大小有关，而且与故障电流的大小、故障切除的时间、弧光的长度以及故障点的风速等因素有关。单相自动重合闸在绝大多数情况下保证对用户的供电，并提高系统并列运行的动态稳定性，但在具体实践中需要有按相操作的断路器。重合闸回路的接线比较复杂，促使了保护的接线、整定计算和调试工作复杂化。为了弥补以上缺点，可以通过综合重合闸方式来解决。

第二，综合重合闸是指当发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式；而当发生相间短路时，采用三相重合闸方式。实现综合重合闸回路接线时应考虑的以下一些不足：一是单相接地故障时只跳故障相断路器，然后进行单相重合。二是相间故障时跳三相断路器，然后进行三相重合。三是选相元件拒动时，应能跳开三相并进行三相重合。

2．纵联保护

随着电力技术的发展，目前220kV及以上电网纵联保护采用反应两侧电量的输电线路纵联保护方式。通过利用通信通道将两端的保护装置纵向联结起来，将两端的电气量比较，以判断故障在区内还是区外，保证继电保护的选择性。

纵联保护一般分为方向比较式纵联保护和纵联电流差动保护两种，从具体方式上来看，主要有纵联差动保护、高频保护、微波保护、光纤差动保护等，在这些方式之中，灵敏度整定要不得小于2.0。

3．零序电流保护

零序电流保护一般为四段式。在复杂环网中为简化整定配合，零序电流保护I、II、III、Ⅳ各段均可分别经零序功率方向元件制约。如实际选用的定值，不经过方向元件也能保证选择性时，则经方向元件制约。为了不影响各保护段动作性能，零序方向元件要有足够的灵敏度，在被制约保护段末端故障时，零序电压应不小于方向元件最低动作电压的1.5倍，零序功率应不小于方向元件实际动作功率的2倍。方向零序电流I段定值和无方向零序电流I段定值，按躲过本线路区外故障最大零序电流整定。若本线路采用单相重合闸方式，尚应按躲过本线路非全相运行最大零序电流整定。零序电流II段定值，若相邻线路配置的纵联保护能保证经常投入运行，可按与相邻线路纵联保护配合整定，躲过相邻线路末端故障。否则，按与相邻线路在非全相运行中不退出运行的零序电流II段配合整定；若无法满足配合关系，则可与相邻线路在非全相运行过程中不退出工作的零序段配合整定。

三 结语

继电保护设计是电力系统安全正常运行的重要保障，目前已经得到了广泛的应用。