330—500Kv中性点直接接地电网线路保护的配置及整定计算

330—500Kv中性点直接接地电网线路保护的配置及整定计算

[摘要]本文主要对330-500kv中性点直接接地电网线路保护装置及整定计算进行分析。

【关键词】中性点直接接地；电网线路保护；配置；整定计算 一、330-500kv电网的特点

选择330-500kv中性点直接接地电网中线路保护方式时，应慎重考虑超高压电力系统的特点：（1）输送功率大，稳定问题严重，要求保护可靠性高，动作要快；（2）线路负荷电流大，故障电流相对较小，有时甚至还可能出现故障，电流比负荷电流小的情况。这将使保护装置的某些启动元件或测量元件不能满足灵敏性的要求；（3）由于线路长，电压高，导线中的分布电容将明显增大，将对保护产生下列影响：1）线路空载合闸时，由于断路器三相触头不同时合闸出现的零、负序电流，可能使保护误动作；2）外部短路时，被保护线路两端电流不相等，在双回线路或环形网络中非故障线路上可能出现两端电位相同的情况（相当于内部短路）保护可能误动作；3）系统故障的暂态过程中，分布电容会通过线路电感放电，产生同频分量电流；4）在正常运行情况下，线路两端的电流不是相差180°；（4）在线路上常常装有串联补偿电容，它对保护会产生下述影响：1）阻抗继电器的测量阻抗不能与线路长度成正比例；2）故障时，串联补偿电容的保护间隙可能不同时击穿产生附加零、负序分量；3）在系统故障的暂态道程中，会出现低频分量；（5）由于超高压线路的L/R大，因而非周期分量的衰减时间常数大，有时可达200-300ms以上，当线路上装有并联电抗器时，会产牛附加的直流分量；（6）非全相运行带来的影响；（7）高频信号在长线路L的传输衰耗大，通道干扰电平较高；（8）超高压系统多采用电容式电压互感器，其二次电压个能快速准确地反映一次电压的变化。

二、330-500kv线路继电保护的配置方式 主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护；后备保护是主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。后备保护可分为远后备保护和近后备保护两种。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。近后备保护是当主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现后备的保护，当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护；辅助保护是为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；异常运行保护是反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。

1.主保护配置原则

为提高供电的可靠性，主保护采用双重化，按下列原则配置：

（1）设置两套完整的全线速动的主保护（由不同工作原理构成）装置，实现主保护双重化；（2）两套保护的交流电流，电压回路和直流电源彼此；（3）每套主保护对全线路发生的各种类型故障（包括单相接地、相间短路、两相接地、三相短路、非全相运行故障及转移故障等），均能无时限动作切除故障；（4）每套主保护应有的选相功能，能实现分相跳闸和三相跳闸；（5）断路器有两组跳闸绕组，每套主保护分别启动一组跳闸绕组；（6）两套主保护分别使用的远方信号传输设备。

2.后备保护的配置原则

330一500kv线路的后备保护采用近后备方式。每条线路都应配置能反应线路各种类型故障的后备保护。当双重主保护每套都有完善的后备保护时，可不再另设后备保护。只要其中一套主保护无后备保护，则应再设一套完整的的后备保护。对相间短路，后备保护应采用阶段式距离保护，对接地短路，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，也可以有选择性地切除故障。

正常运行方式时，保护安装处短路.电流速断保护的灵敏系数在l，2以上时，电流速断保护作为辅助保护。同时，可根据一次系统过电压的要求装设过电压保护。

3.500kv输电线路继电保护配置举例

下面举一个500kv输电线路保护配置的例子。某电力系统通过500kv单回线路与电厂相连，线路采用截面3×400mm2的三导线，长350km，输送负荷为700一800Mw，线路两端有并联电抗器，变电所母线采用一个半断路器接线。该500kv线路采用保护方案如下。

（1）主保护的配置。主保护采用两套的，不同原理的，能保护线路全长的保护装置，第一套采用相差高频保护。相差保护原理适用于非全相运行的线路，在具有串联电容的线路上，保护的性能也比较完善。但由于本线路较长，高频信号传输的相位移较大，因而必须考虑闭锁角问题，同时.由于高压电晕的干扰较严重，在装置上也必须加以考虑。第—套采用高频闭锁距离保护。相差原理的高频保护虽有很多优点，但也有不少缺点，例如线路分布电容电流将校正常和外部故障时，线路两端电流幅值不等，相位差增大，这对相差高频保护有很大影响而丛负荷电流也对比较电流相位的相差保护有较大的影响。因此，第二套主保护采用高频闭锁原理的保护，至于采用高频闭锁距离保护还是采用高频闭锁负序方向保护好，必须经过比较才能确定。高频闭锁负序方向电流保护的优点是简单。可反映不对称分量，但其缺点是非全相运行过程中再发生故障时，保护可能拒动，三相短路时也可能拒动，而高频闭锁距离保护也有缺点，它躲过过渡电阻的能力差，躲系统振荡能力也较差等。经过多方面比较，认为选用高频闭锁距离保护较合适。

高频闭锁距离保护采用三个接地方向阻抗元件和三个相间方向阻抗元件作为测量元件。

（2）后备保护的配置。除主保护外，为了安今可靠地供电，装设后备保护是必要的。基于超高压线路发生相间故障的概率比接地故障少，而民主保护双重化。为简化起见，相间接地短路的后备保护可以只装设一套，因发生接地故障的机会较多，从加强接地保护的原则出发，宜装设两套接地后备保护。

本线路装设的后备保护有反应相间短路的相司距离保护、反应接地短路的接地距离保护，以及二段式零序电流方向保护。