淺議一起閉鎖式高頻主保護的“拒動”

林錦燦 楊絢

摘 要：本人通過對高頻保護使用通道分類、保護動作原理分類、工作方式分類的原理研究，結合110kV華高線線路保護縱聯保護未動作的保護波形和高車變保護裝置自檢信息，分析110kV華高線縱聯保護“拒動”的原因，并針對時間和保護裝置“拒動”提出具體改進措施。

關鍵詞：線路保護 高頻 光纖

[FL（K2] 一、事故簡介

12月9日110kV華高線線路在凌晨3時18分、7時19分兩次發生故障。第一次故障時兩側（華安水電廠、高車變）縱聯保護均動作跳閘，高車變重合閘成功，華水側重合不成功；第二次故障時高車變側135開關在熱備用狀態，華水側121、122開關充電運行，華水側距離Ⅱ段動作，縱聯保護未動作。

二、高頻保護原理介紹

反應線路單側的電氣量如零序電流、零序電壓稱為零序保護，反應單側的阻抗的保護稱為距離。為保證保護可靠性，在相鄰線始端、本線的末端及對側母線故障時保護無法區別，因此無法可靠選擇動作。同時反應線路兩端的各種電氣量保護可以區分不同點故障，從此有選擇性地快速切除全線范圍故障。通過將線路一端電氣量信息傳送到對側端發生縱向聯系的保護稱為輸電線的縱聯保護。

（一）高頻保護分類

（二）高頻保護動作原理介紹

1.方向縱聯保護與距離縱聯保護。利用通道將本側保護的動作信息傳送到對側，利用對側保護動作信息結合本側保護動作信息綜合判斷區分是范圍內還是范圍外故障。這類通過通道中傳送的邏輯信號，間接比較線路兩側的電氣量，稱為高頻保護。方向縱聯、距離縱聯利用保護判別方向所用的繼電器作為區分。

2.差動縱聯保護。通道傳送對端電流的有效波形或代表電流大小、相位的信號，任何一端保護根據上述信息進行兩端電流的相位判別和幅值大小比較，以便判別是范圍外還是范圍內故障。這種類型的保護直接比較兩端的電流，類似于主變差動保護，因此稱為差動縱聯保護。

（三）高頻保護工作方式介紹

1.閉鎖式縱聯保護的基本原理

目前我們定義正方向為從母線指向線路，反方向為從線路指向母線，縱聯保護是通過線路兩端的方向元件對故障點作出區內與區外判別，然后比較兩端方向元件動作邏輯，進行綜合判斷，確定是否區內故障保護動作跳閘。當本端方向判別元件判斷為反方向時，本側保護不跳閘，同時啟動收發信機發出高頻電流，對端收信機收到高頻電流就輸出信號閉鎖該端保護，稱為閉鎖式方向縱聯保護。區外故障時近故障側的方向判別元件判定為反方向故障，發高頻電流閉鎖遠故障側；在區內故障時兩端方向判別元件都判定為正方向，停止發送高頻信號，兩端收信機接收不到高頻信號，即不輸出信號閉鎖保護，于是兩端方向判別元件均作用于跳閘。這種故障時兩端不發高頻信號的稱為閉鎖式方向縱聯保護。

2.允許式縱聯保護的基本原理

每端的保護在方向判別元件動作，同時又收到對端的高頻允許信號后，才能出口于跳閘，這種稱為允許式保護。在區內故障時兩端方向判別元件都判為正方向，兩端均向對端發送高頻允許電力，此時每端的收信機接收對端的信號同時本端方向判別元件動作，符合跳閘邏輯。對區外故障，遠故障側方向判別元件動作，但由于收不到近端側保護高頻允許電流，近故障側收到高頻允許電流但方向判別元件不動作，因此都不能出口跳閘。

三、保護動作情況分析

第一次故障時線路兩側正常運行，高車側起動時間為03：18：39：950圖一，華水側起動時間為03：18：24：574圖二，華水側時間滯后15秒376毫秒。

高車側：

第二次故障發生時由于高車側開關在熱備用保護不啟動，收信時間記錄為07：19：37：495圖三，由于兩側時差15秒376毫秒，換算為華水側時間為07：19：22：119，而從華水側第二次故障報告上看出起動時間為07：19：26：528圖四

說明華水側在起動前4秒409毫秒由于系統的擾動已向高車側發信，高車側開關熱備用在收信后停信100毫秒再向華水側連續發信10秒，華水側的起動時間是在高車側連續發信的10秒內，從錄波圖中也可清晰看出。由于華水側保護起動時收到高車側的閉鎖信號，高頻保護無法動作。

四、改進措施

1.通過對保護行為的分析，確定這次高頻保護未動作是正確保護[LL]邏輯的動作行為，但是兩側保護時間不一致給現場分析增加困難，要求保護兩側加裝GPS對時，并日常進行巡視，確保兩側時間一致。

2.高頻允許式、閉鎖式存在延長保護動作時間、區外故障造成功率倒向時易誤動、同時容易受氣候影響、系統故障時抗干擾能力差等缺點，光纖差動保護采用判電流差流，在區內故障可以快速動作，區外故障有效制動，特別是重載線路故障和高阻接地均能準確、快速動作，同時光纖差動保護在一側分位時能可靠允許動作，建議結合技改改為光纖差動保護。

參考文獻：

[1]RCS-9000分散式保護測控裝置技術說明書，南京南瑞繼保電氣有限公司.

[2]水利電力部西北電力設計院，《電力工程電氣設計手冊》，中國電力出版社；1989-12-1.

[3]《靜態繼電保護及安全自動裝置通用技術條件》（DL/T478-2001）；中國電力出版社，200201.

[4]馮匡一，王中元，邱宇峰，章耀耀等.《電力系統微機繼電保護技術導則》（DL/T769-2001）。中國電力出版社 2002-02-01.