电力系统线路临时保护装置研发与应用

吕树明、李英锋、曹俊林、陈翔宇、武 鑫

(1.国网铁岭供电公司，辽宁 铁岭 112000；2.国网盘锦供电公司，辽宁 盘锦 124010)

电力系统线路在新建过程中，如果二次电缆敷设过程出现断线或错接线，则会出现实际带负荷后相序错误，一旦此时线路保护处于投入状态，则方向判断元件启动保护跳闸出口，造成保护的误动作，故而，《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》规定新投运设备在大负荷测相位正确后才能投入自身保护装置[1]。若投运过程中对投运线路无保护，一旦线路出现故障，将无法及时切除，严重者将发生越级跳闸，扩大事故面积。现阶段，国家电网系统内均采用母联断路器过流保护作为待投运线路的临时保护，但这需要通过倒闸操作将一条母线腾空，以这条空母线带待投运线路，由此产生的线路投运时长平均在8 h左右。

1 问题的提出

某220 kV变电站通过倒闸，以母联保护作为待投运线路临时保护的方式，虽然可以最终解决线路带负荷测相位正确前无保护的问题，但存在倒闸操作过程需要多岗位配合，操作过程繁琐易出错，操作时间过长等缺点。如何能够缩短线路投运时间，避免倒闸操作过程误操作，是电力工作应正视的问题。

以母联保护作为待投运线路临时保护的方式，是为了保护待投运线路带负荷测相位正确前的无保护过度状态。能够研发一种专门的线路临时保护装置即可取消一系列繁杂的倒闸操作过程，避免误操作的可能性。

2 线路临时保护装置的研发

2.1 装置原理

a.纵联方向保护。包括启动元件、方向元件、测量元件等构成，其中方向元件以电压量为参考量[2]。

b.距离保护。该距离是阻抗继电器反映故障点至保护安装处的距离，又叫阻抗保护[3]。

c.过流保护。包括一段过流保护、二段过流保护、三段过流保护。故而又称为三段式过流保护，三段以动作时限Tk、电流定值Ik为分界划分。

二段、三段过流保护作为后备保护，一段保护又称速断保护，零时限切除故障。过流保护原理见图1，其中：IⅠ为Ⅰ母端电流；IⅡ为Ⅱ母端电流；IⅠ。2为Ⅰ母端电流互感器二次电流。

图1 过流保护原理

2.2 装置选择

通过上述3种保护原理，比较可知，纵联方向保护、距离保护均以电压量为方向参考量，若作为临时保护原理，需要引接电压信号，且因电压逆相序引起保护误动作将极大影响线路投运时长。而过流保护，因其参考量仅为线路电流，一旦达到定值即跳开线路断路器，快速、安全，且接线方便，故而过流保护成为线路临时保护最佳选择方案。

2.3 装置设计

a.电源设计。线路临时保护应具备现场交直流两用功能、保护功能、跳闸功能等功能。一般的保护装置均是采用直流电源作为装置的工作电源，考虑到现场实际，直流电源难以引取，线路临时保护装置应具备交直流两用功能，即交流电源进入整流装置后输出稳定的12 V直流电压供保护装置使用。

b.保护设计。以三段式过流保护为基本原理，通过比对，最终选择ISA-351G型号的保护装置。

c.接线位置设计。按照过流保护逻辑要求，回路中，开关位置作为逻辑判断条件之一，因此，必须设置位置接点，此外，还需设置电源接点、电流信号接点、跳闸出口接点等。

d.功能设计。线路临时保护装置以一段过流保护(速断保护)为主保护，以二、三段过流保护为后备保护，对待投运线路进行保护，可依据现场要求，投入相应保护功能，因此，装置本身设置三种功能压板及跳闸出口压板以实现相应保护投退。线路临时保护装置成品见图2。

图2 线路临时保护装置

3 线路临时保护装置调试

线路临时保护装置，经电气试验，绝缘性能良好，经保护试验测试，各项功能合格，达到预期目标。

经国网铁岭供电公司有关部门批准，择取某条线路投运过程中，进行现场试验，经测试，各项性能指标合格，能够有效保障线路安全，送电时长控制在2 h内，大大提升了送电效率，节约了人力物力成本，提高了供电的可靠性。

4 操作流程

由线路临时保护装置操作流程可知，位置接线、电流线、电源线、跳闸出口线连接正确无误后，需依据定值整定通知单要求，对临时保护装置设置定值，并对该临时保护进行带开关传动试验，合格后，该装置方可为线路提供临时保护功能，操作流程见图3。

图3 操作流程图

5 结论

线路临时保护装置的研发与应用，为电力系统输电线路的投运过程提供了可靠的临时保护，经验证，符合现场实际要求，节约了以往倒闸操作过程时间，缩短了线路投运时间，避免了道闸操作误操作可能，增加了线路供电时间，提高了供电可靠性。目前该成果已取得国家专利并投入生产[4]。

参考文献：

[1] 国家电网公司运维检修.国家电网公司十八项电网重大反事故措施[M]．北京:中国电力出版社，2012.

[2] 支叶青．继电保护[M]．北京:中国电力出版社,2011.

[3] 熊为群、陶然.继电保护自动装置及二次回路(第二版)[M]．北京:中国电力出版社，2006.

[4] 李英锋，牛春娇，薛晓丰,等.便携式220kV线路临时保护装置：中国，2014203192297[P]．2014-06-16.