线路及断路器保护

一、线路及断路器保护

1.线路保护

为了防止线路在发生各种类型故障和异常运行时造成不应有的损失，220kV及以上线路一般应设以下保护:

(1)主保护

输电线路纵联保护

(2)后备保护

1)相间短路后备保护:宜采用阶段式距离保护;

2)接地短路后备保护:应装设接地距离保护并辅以阶段式或反时限零序电流保护;对中长线路，若零序电流保护能满足要求时，也可只装设阶段式零序电流保护。

(3)自动重合闸

即当架空线路出现故障时，继电保护使断路器跳闸后，自动重合闸装置经短时间间隔后使断路器重新合上。重合闸由两种方式起动，一是由线路保护跳闸起动重合闸;二是由跳闸位置起动重合闸。

1)单重方式:单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸不重合闸。

2)三重方式:任何故障三相跳闸三相重合闸。

3)综重方式:单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸三相重合闸。

4)停用方式:重合闸退出。任何故障三相跳闸不重合。

2.断路器保护

(1)断路器失灵保护

220kV及以上的系统，输电线路、变压器、母线发生故障，保护动作切除故障时，故障元件的断路器拒动，为此安装的保护即为断路器失灵保护。

1)220kV断路器失灵保护

①如果T1变压器内部故障，3断路器失灵，假如没有断路器失灵保护，2、9线路保护Ⅱ段或Ⅲ段跳闸，T2变压器后备保护动作跳变压器。加长了故障切除时间并造成变电站全停。

②用断路器失灵保护切除5、8断路器可保留Ⅰ母继续运行又加快了故障切除时间。

③断路器失灵保护判据为:有保护对该断路器发过跳闸命令，但该断路器依然有电流，经延时跳母联及该断路器所在母线。

220kV断路器失灵保护见图4－5－1。

图4－5－1　220kV断路器失灵保护示意图

2)母联失灵保护

Ⅰ母故障，Ⅰ母的差动保护跳母联及Ⅰ母上的所有断路器。如果母联断路器失灵希望母联失灵保护跳Ⅱ母上的所有断路器，见图4－5－2。

图4－5－2　母联失灵保护示意图

母联失灵保护由下述几部分构成:

①保护动作跳母联开关同时起动失灵保护。

②母联任一相仍一直有电流(大于母联失灵电流定值)。

③同时满足上述两条件的时间大于整定的时间(母联失灵延时时间)。

④再经两个母线电压闭锁(与)后切除两母线上的所有连接元件。

3)500kV断路器失灵保护

500kV断路器失灵保护按照如下几种情况来考虑，即故障相失灵、非故障相失灵和发、变三跳起动失灵，另外，充电保护动作时也起动失灵保护。

①故障相失灵:按相对应的线路保护跳闸接点和失灵过流高定值都动作后，先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。

②非故障相失灵:由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件，并且失灵过流低定值动作元件连续动作，此时输出的动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。

③发、变三跳起动失灵:由发、变三跳起动的失灵保护可分别经低功率因素、负序过流和零序过流三个辅助判据开放。三个辅助判据均可由整定控制字投退。输出的动作逻辑先经“失灵跳本开关时间”延时发三相跳闸命令跳本断路器，再经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。

④充电保护起动失灵:当充电保护动作时，如果失灵保护投入，则经“失灵动作时间”延时跳开相邻断路器。

(2)死区保护

1)母联死区保护

死区内故障Ⅱ母各断路器跳闸后故障并未切除，Ⅰ母各断路器由母联失灵保护动作时间又太长，希望由母联死区保护去切除，见图4－5－3。

图4－5－3　母联死区保护示意图

母联死区保护在满足下述条件(与)时发另一母线的跳闸命令:

①母线差动保护发过II母线的跳令。

②母联开关已跳开(TWJ由0→1)。

③母联TA任一相仍有电流。

④大差差动元件及II母小差差动元件动作后一直不返回。

⑤达到死区动作延时。

2)死区保护

在断路器和电流互感器之间发生短路时，在很多情况下往往保护动作跳开断路器后故障并未切除。此时虽然可通过失灵保护动作跳开有关断路器，但考虑到这种站内故障，故障电流大，对系统影响也较大，而失灵保护动作一般要经较长的延时，所以断路器中考虑了动作时间比失灵保护快的死区保护。

(3)三相不一致保护

断路器只有一相或是两相跳开，三相跳位开入位置不一致，此种状态即为非全相状态或称作三相不一致。

(4)充电保护

充电保护用两段电流和时间定值均可设置的带延时的过流保护实现。电流取自本断路器TA，与断路器失灵保护共用。充电保护可经充电保护投入压板及整定值中相应段充电保护投入控制字投退。充电保护动作后，启动失灵保护，失灵保护经延时出口。

(5)自动重合闸

重合闸由两种方式起动，一是由线路保护跳闸起动重合闸;二是由跳闸位置起动重合闸。

跳闸位置启动重合闸分为跳闸位置起动单重与跳闸位置起动三重，可由控制字分别控制投退。