[發明專利]高壓輸電線路成套保護裝置及其保護方法

在審

• 申請號: 201710606399.1
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107276054A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 任善榮;儲海兵
• 申請（專利權）人: 江蘇易立電氣股份有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙)32273
• 代理人: 蔣真

技術領域

本發明涉及高壓繼電保護領域，具體的說，是一種高壓輸電線路成套保護裝置及其保護方法。

背景技術

隨著現代社會電力系統規模的不斷擴大，大容量發電機組和超高壓輸電系統的相繼投入運行，電力系統出現了許多新的情況，如輸電距離增大、負荷加重、故障暫態過程中的暫態分量大大增加等，系統的運行方式和故障狀態越來越復雜，系統運行需要更高的可靠性、安全性和穩定性。減小輸電線路繼電保護的動作時間是增大輸電線傳輸容量和提高電力系統穩定性的簡單有效措施之一。超高壓電力系統中，在保證系統的暫態穩定性時，要求無論什么故障情況系統都不能振蕩失步，高壓線路保護的動作時間應為20～40ms。

因此，探索新的快速可靠的保護原理，提高輸電線路保護的速動性和可靠性，是繼電保護領域一個新的課題，直接影響著電力系統的安全經濟運行。

繼電保護按照保護原理不同，可分為電流保護、距離保護及縱聯保護等。

電流保護通常由多段組成，一般是四段式，并可根據運行需要增減段數，其主要優點是簡單、經濟、可靠，在35kV及以下電壓等級電網中得到了廣泛應用。保護缺點是其保護范圍與靈敏度直接受電網接線以及系統運行方式變化影響，例如整定值必須按系統最大運行方式來選擇，而靈敏性則必須按系統最小方式來校驗，這就使它往往不能滿足靈敏系數和保護范圍要求，因此難以滿足更高電壓等級復雜網絡要求。

距離保護主要優點，能滿足多電源復雜電網對保護動作選擇性要求。阻抗繼電器是同時反應電壓降低和電流增大而動作的，因此距離保護較電流保護有較高靈敏性。其中Ⅰ段距離保護基本不受運行方式影響，Ⅱ、Ⅲ段受系統運行變化影響也較電流保護要小，保護區域比較穩定。主要缺點，一是不能實現全線瞬動，對雙側電網線路，將有全線30％-40％的第Ⅱ段時限跳閘，這對穩定有較高要求超高壓遠距離輸電系統來說是不能接受的；二是阻抗繼電器本身較長復雜，還增設了震蕩閉鎖裝置，電壓斷線閉鎖裝置，保護裝置調試比較麻煩，可靠性也相對低些。

電流保護、距離保護僅利用被保護原件(如線路)一側的電氣量構成保護判據，保護不可能快速區分本線路末端和對側母線(或相鄰線路始端)故障，因而只能采用階段式的配合關系實現故障元件的選擇性切除，導致線路末端故障需要Ⅱ段延時切除，難以滿足高電壓等級電力系統中穩定性對快速切除故障的要求。

縱聯保護利用線路兩側的電氣量進行判斷，可以快速、可靠地區分本線路內部任何一點短路與外部短路，達到有選擇、快速地切除全線路任何一點短路的目的。其中輸電線路電流差動保護，不受系統振蕩及非全相運行影響，同時也不受線路串補電容影響，本身具有選相能力，易于實現重合閘。缺點是需要通道，增加成本，而且不具備保護相鄰線路功能。

在電力系統高壓輸電線路保護配置過程中，要結合實際電網接線方式和運行方式，綜合考慮不同保護類型間的配合，制定和優化保護配置方案，充分發揮繼電保護裝置在電力系統穩定運行中的作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓輸電線路成套保護裝置及其保護方法，用于解決現有技術中對電力系統中110kV電壓等級輸電線路中出現的各種繼電保護問題，包括以分相電流差動和零序電流差動為主體的快速主保護，由三段相間和接地距離保護、四段零序方向過流保護、PT斷線相過流和零序過流保護構成的全套后備保護。

為了達到上述目的，本發明通過下述技術方案實現：

一種高壓輸電線路成套保護裝置，其特征在于包括：中央處理器CPU、與中央處理器CPU相連的LCD顯示器、LED報警燈、鍵盤、以太網、時鐘同步器、RJ45接口和打印接口、中央處理器CPU還與起動數字信號處理器DSP連接，起動數字信號處理器DSP與保護數字信號處理器DSP連接，外部開入分別與起動數字信號處理器DSP與保護數字信號處理器DSP連接，起動數字信號處理器DSP與保護數字信號處理器DSP分別與出口繼電器連接，出口繼電器與起動繼電器連接，保護數字信號處理器DSP與起動數字信號處理器DSP分別與電子式互感器ECVT連接，常規電流/電壓互感器分別通過一個A/D轉換器連接保護數字信號處理器DSP與起動數字信號處理器DSP。

一種高壓輸電線路成套保護方法，其特征在于，所述高壓輸電線路成套保護方法是以分相電流差動和零序電流差動為主體的快速主保護的方法，包括：以分相電流差動和零序電流差動為主體的快速主保護；

由三段相間和接地距離保護、四段零序方向過流保護、PT斷線相過流和零序過流保護構成的全套后備保護；

配有三相一次重合閘功能、過負荷告警功能；