500kV線路繼電保護(hù)的應(yīng)用思考

劉 臻

（國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

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500kV線路繼電保護(hù)的應(yīng)用思考

劉 臻

（國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

摘 要：電力企業(yè)作為基礎(chǔ)能源單位，其運(yùn)行質(zhì)量關(guān)系到國計(jì)民生。隨著人民生活質(zhì)量的提高，用電需求量增大，使得輸電線路的輸電量也相應(yīng)地增加，500kV高壓線路面臨電能傳輸量不斷增加的挑戰(zhàn)，為了提高電能傳輸?shù)陌踩禂?shù)，在500kV高壓線路上安裝了繼電保護(hù)裝置，以對線路運(yùn)行起到一定的保護(hù)作用。但是，500kV輸電線路運(yùn)行中，繼電保護(hù)裝置往往會(huì)存在各種安全隱患而無法起到線路保護(hù)作用，這就需要針對相關(guān)問題進(jìn)行研究，并提出有效的應(yīng)對措施。本論文著重于探究500kV線路繼電保護(hù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：500kV線路；繼電保護(hù)；線路保護(hù)；應(yīng)用

中國電力體制改革促進(jìn)了電力企業(yè)的快速發(fā)展，隨著電網(wǎng)覆蓋面越來越大，高壓輸電線路的電能傳輸質(zhì)量受到高度重視。高壓輸電線路由于系統(tǒng)容量以及輸電參數(shù)具有特殊要求，加之輸電線路承擔(dān)著電能長距離傳輸?shù)娜蝿?wù)，給輸電線路的維護(hù)工作加大了難度。500kV輸電線路要發(fā)揮優(yōu)勢，就要確保繼電保護(hù)工作落實(shí)到位。

一、繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行原理

繼電保護(hù)裝置，是電力系統(tǒng)運(yùn)行中為了確保整個(gè)輸電線路不會(huì)因局部設(shè)備故障而受到影響而安裝的保護(hù)裝置。如果輸電線路中某一電力設(shè)備發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置就會(huì)將故障信息迅速傳輸給調(diào)動(dòng)中心，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。繼電保護(hù)裝置在故障發(fā)生時(shí)，也會(huì)啟動(dòng)應(yīng)急措施以對電力系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)。

繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行原理，就是輸電線路運(yùn)行中出現(xiàn)異常，電氣量就會(huì)有所變化，其他的物理量也會(huì)有所變化。此時(shí)，繼電保護(hù)裝置就會(huì)對電力系統(tǒng)的故障問題做出判斷，并向局里最近的斷電器發(fā)出指令，竊電輸電線路上的故障設(shè)備，確保整個(gè)的電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

繼電保護(hù)裝置的這種斷電處理方式可以降低由于故障設(shè)備影響而帶來的損失，能夠確保輸電線路正常運(yùn)行，滿足電能用戶的持續(xù)用電需求。此外，繼電保護(hù)裝置對輸電線路還起到監(jiān)督控制的作用。如果輸電線路上所連接的設(shè)備出現(xiàn)異常，繼電保護(hù)裝置會(huì)迅速做出判斷并啟動(dòng)應(yīng)急方案，根據(jù)異常情況采取相應(yīng)的措施，以減少由于設(shè)備故障而造成的損失。

二、500kV輸電線路的繼電保護(hù)

500kV輸電線路為高壓輸電線路，且優(yōu)點(diǎn)在于，不僅線路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，而且輸電可靠，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離電能傳輸。500kV輸電線路運(yùn)行的安全穩(wěn)定性關(guān)系到電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，因此，對500kV輸電線路實(shí)施必要的保護(hù)措施是非常必要的。目前的500kV輸電線路運(yùn)行中所采用的保護(hù)措施有三種，即光纖通信方式的保護(hù)、同桿雙回線路保護(hù)、遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)。

（一）光纖通信方式的保護(hù)

中國在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)將光纖技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，主要是用于傳輸各種數(shù)據(jù)。500kV電力輸電線路所連接的繼電保護(hù)裝置運(yùn)用光纖技術(shù)，可以確保數(shù)據(jù)信號(hào)安全可靠地傳輸，以提高抗干擾能力。500kV電力輸電線路的繼電保護(hù)裝置采用光纖復(fù)用通信方式實(shí)施保護(hù)，就是采用復(fù)用通道實(shí)施保護(hù)。同步數(shù)字系列光傳輸網(wǎng)承擔(dān)提供復(fù)用通道的責(zé)任，使得繼電保護(hù)裝置的保護(hù)能力增強(qiáng)。但是，在具體應(yīng)用中依然會(huì)存在一些問題亟待解決。比如，光纖通信方式的保護(hù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上較為復(fù)雜，使得施工困難，而且不利于性能的維護(hù)。采用光纖通信方式的保護(hù)技術(shù)尚處于初期階段，技術(shù)還沒有完全成熟，就必然會(huì)存在產(chǎn)品質(zhì)量問題，當(dāng)保護(hù)裝置在運(yùn)行中，就難免存在安全隱患問題。光纖通信方式的保護(hù)，一個(gè)接口連接一條保護(hù)通道，成本相對較高。這就意味著，要對光纖通信方式的保護(hù)以完善，就要對接口連接技術(shù)以改進(jìn)，使得接口能夠連接多個(gè)裝置，圖1為光纖通信保護(hù)器。

（二）同桿雙回線路保護(hù)

500kV電力輸電線路以雙回線路取締單回線路，雖然輸送電能的效率提高了，但是，傳輸功率也相應(yīng)地增加了，這就需要對500kV電力輸電線路生死更好的保護(hù)措施才能夠確保線路安全穩(wěn)定地運(yùn)行。當(dāng)500kV電力輸電線路所連接的電力設(shè)備產(chǎn)生故障，就要在最短的時(shí)間內(nèi)將故障線路切斷，以降故障給輸電線路所造成的損失降到最低。從長遠(yuǎn)的角度而言，500kV電力輸電線路在輸送電能的容量、電能傳輸效率以及所能夠獲得的經(jīng)濟(jì)效益方面，都具有一定的優(yōu)越性。但是，由于同桿雙回線路的導(dǎo)線數(shù)量較多，且導(dǎo)線之間的距離比較近，加之輸電線路運(yùn)行中可以采取多種運(yùn)行方式，就容易在輸電線路運(yùn)行中造成操控困難。這就需要輸電線路以及繼電保護(hù)裝置的操作人員具有較高的操作技術(shù)，以避免由于操作上出現(xiàn)失誤而造成估量后果。為了避免類似的問題發(fā)生，可以采取跨線操作的方式，通過分相電流差動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)提高繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確率。在同桿雙回線路保護(hù)裝置的應(yīng)用中，要求操作人員能夠不僅技術(shù)熟練，而且還要能夠充分利用重合閘，以在故障發(fā)生的時(shí)候，能夠快速找到故障源并采取有效的維修措施。

（三）遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)

500kV電力輸電線路的保護(hù)，除了要采取縱聯(lián)保護(hù)措施之外，還要實(shí)施必要的接地保護(hù)?？v聯(lián)保護(hù)為全相速動(dòng)保護(hù)，接地保護(hù)為三段式保護(hù)，此外，還要根據(jù)輸電線路運(yùn)行需要，采取相應(yīng)的后備保護(hù)措施，反時(shí)限零序保護(hù)或者定時(shí)限零序方向電流保護(hù)都可以發(fā)揮有效的保護(hù)功能。如果500kV電力輸電線路處于失壓狀態(tài)，就要確保后備保護(hù)功能能夠自動(dòng)啟動(dòng)，且具有選擇性。因此，500kV電力輸電線路的繼電保護(hù)中，應(yīng)用遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)裝置是非常必要的，不僅在應(yīng)用中安全可靠，而且還可以充分發(fā)揮判別功能，以對遠(yuǎn)方跳閘回路發(fā)出正確指令，就地判別故障點(diǎn)，并通過遠(yuǎn)方跳閘回路的自動(dòng)切換，使得故障裝置能夠停止運(yùn)行。

三、500kV線路繼電保護(hù)措施

（一）500kV線路的光纖技術(shù)保護(hù)措施

通常500kV電力輸電線路的繼電保護(hù)都會(huì)采用光纖技術(shù)。光纖技術(shù)具有快速傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，而且不會(huì)受到電磁波干擾，光纖接口具有兼容性。從電網(wǎng)運(yùn)行情況來看，光纖技術(shù)具有很強(qiáng)的電網(wǎng)管理能力，不僅可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，而且具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)自愈功能。光纖技術(shù)的兼容形式其他材料所無法比擬的，特別是處于變電站附近，強(qiáng)大的磁場并不會(huì)對光纖材料造成干擾。即便是光纖設(shè)備處于短時(shí)間停止工作狀態(tài)，對快速瞬變脈沖群也具有很高的抵抗性［5］。當(dāng)電力系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，射頻發(fā)射機(jī)會(huì)產(chǎn)生傳到干擾，頻率范圍在10千赫之80兆赫之間，此時(shí)，很多的電子設(shè)備都會(huì)不同程度地受到干擾，而光纖設(shè)備卻具有很高的抗干擾能力。光纖設(shè)備還具有很強(qiáng)的抗脈沖磁場干擾的能力。當(dāng)電力設(shè)備運(yùn)行中而遭受雷擊，就會(huì)引發(fā)暫態(tài)脈沖磁場，光纖設(shè)備對這種脈沖磁場具有很高的抗干擾度，使得光纖設(shè)備的運(yùn)行不會(huì)受到影響。

（二）500kV線路的同桿雙回線路保護(hù)措施

如果500kV電力輸電線路產(chǎn)生跨線永久性故障，為了避免永久性相間故障產(chǎn)生，就要確保兩回線路重合閘能夠配合得當(dāng)，以避免對電力系統(tǒng)產(chǎn)生二次沖擊。

（三）500kV線路的遠(yuǎn)方跳閘線路保護(hù)措施

500kV電力輸電線路產(chǎn)生遠(yuǎn)方跳閘，需要關(guān)注側(cè)開關(guān)是否已經(jīng)失靈。如果是跳開相鄰的開關(guān)，就是后備動(dòng)作沒有安全啟動(dòng)。跳開相鄰的開關(guān)后，并不會(huì)出現(xiàn)二次失靈問題。如果是由于數(shù)據(jù)判斷錯(cuò)誤而導(dǎo)致的遠(yuǎn)方跳閘，則是由于所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息不準(zhǔn)確而造成的。

結(jié)語

綜上所述，由于500kV輸電線路運(yùn)行的過程中，會(huì)由于惡劣的電磁環(huán)境問題存在而使得繼電保護(hù)裝置難以發(fā)揮作用，嚴(yán)重影響了輸電線路的維護(hù)工作。要確保500kV輸電線路安全穩(wěn)定地運(yùn)行，就要針對500kV輸電線路的繼電保護(hù)問題進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

［1］覃廣斌.關(guān)于500kV線路繼電保護(hù)的應(yīng)用及分析［J］.廣東科技，2013（2）：30-31.

［2］李君宏，陳海軍.750kV輸電線路系統(tǒng)特性對線路保護(hù)的影響［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2011，19（14）：82-85.

［3］高金鍇，董紅，程文英.繼電保護(hù)二次回路隱患排查及防范［J］.吉林電力，2011，9（2）：89-90.

［4］童潔，陳曉剛，侯偉宏.智能變電站不停電電力系統(tǒng)繼電保護(hù)校驗(yàn)技術(shù)［J］.水電能源科學(xué)，2012，30（7）：218-121.

［5］申蕓.淺析500kV線路保護(hù)的遠(yuǎn)方跳閘功能［J］.科技風(fēng)，2010（23）：277-278.

中圖分類號(hào)：TM77

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