弱饋保護原理及其應用分析

摘 要：電網線路單側有電源而對側是弱電源甚至沒有電源情況下，在線路上發生故障時弱電一側可能由于無法啟動，造成保護拒動。弱饋保護為此問題提供了解決方案。文章結合電網調度運行工作，對弱饋保護原理進行了分析，對弱饋保護實際投入情況進行了總結，有助于調度員把握事故情況，合理分析事故。

關鍵詞：弱饋；縱聯保護；動作邏輯；電網調度

縱聯保護按照保護動作原理可分為：差動縱聯保護（比較兩端全量）、縱聯方向和縱聯距離保護（比較兩端邏輯量）。在輸電線路投入縱聯保護情況下，針對線路單側有電源而對側沒有電源，或兩側一端為大電源端、一側為弱電源端的情況下，在線路上發生故障時弱電一側可能由于無法啟動，造成保護拒動。差動縱聯保護能解決弱饋線路存在的問題，即在弱饋方式下保護可以正確反映故障并快速切除，因此無所謂弱饋功能；而縱聯方向和縱聯距離保護的弱饋功能適用于特殊方式下線路的弱電源側，可確保縱聯保護達到全線速動的目的。

1 弱饋保護原理

對于環網運行的電網，正常情況下線路兩端都是強電源，如果發生故障，兩端都會提供足夠大的故障電流，從而使縱聯保護能夠快速出口切除故障。但如果有一端是弱電源甚至沒有電源，線路發生故障，強電源側保護啟動發信，而弱電源側保護不能啟動，所以只能靠對側遠方啟動本側發信。強電源側保護判為正方向故障則發信，但是由于弱電源側保護不能感受足夠的故障電流，不足以讓保護裝置明確判斷出是否該動作，無法發信，所以弱電源側無法發信，閉鎖了兩側保護出口，使得縱聯保護不能出口切除故障。

投入弱饋保護功能，當線路區內故障對側保護啟動發信，由于本側保護不能啟動，所以只能靠對側遠方啟動本側發信。對側保護判為正方向故障則對側發信，由于本側保護不能感受故障分量，正方向元件不能動作，無法實現保護發信，但是由于線路故障會造成本側母線電壓下降，滿足了弱饋保護出口條件，強迫發信，兩側保護裝置都可收信則跳閘出口，使得故障由縱聯保護切除。

2 弱饋保護動作邏輯

弱饋保護邏輯用于當保護裝置背后的電源太弱以致無法起動距離保護的情況。比較兩端邏輯量的縱聯保護按信號類型可分為閉鎖式和允許式。下面就對這兩種縱聯保護動作邏輯分別進行分析。

2.1 閉鎖式縱聯保護動作邏輯

弱饋側保護啟動時，同時滿足以下所有條件時（弱饋側保護不啟動時，滿足（1）、（2）），弱饋側保護快速停信，可以保證強電源側保護快速出口。

（1）收到閉鎖信號5-7ms；（2）至少有一相或相間電壓低于0.5Un；（3）保護正方向和反方向元件均不動作。

2.2 允許式縱聯保護動作邏輯

弱饋邏輯開放后，收到允許信號同時低電壓元件動作且反方向元件不動，則瞬時跳閘，同時將收到的允許信號回送到對側，以加速對側跳閘。

弱饋側保護啟動時，同時滿足以下所有條件時，弱饋側保護快速發允許信號，可以保證強電源側保護快速出口。

（1）收到允許信號5-7ms；（2）至少有一相或相間電壓低于0.5Un；（3）保護正方向和反方向元件均不動作。

弱饋側保護不啟動時，無論閉鎖式還是允許式，其原理相同，因保護不啟動，則根本不流轉故障判斷程序，也就不所謂正方向和反方向元件的動作情況，但正常程序中可以判斷電壓降低情況，故可以保證快速切除故障。

3 弱饋保護投入分析

3.1 正常方式下弱饋投入影響分析

（1）線路兩側不允許同時投入弱饋保護。當線路遠端區外發生故障時，兩側保護可能正反向元件都不動作，而低電壓或電流條件滿足，若雙端均投入弱饋保護，可能會導致反方向側保護誤停信而使保護誤動作。正常情況下，線路單側投入弱饋保護是沒有什么后果的。

如圖1，線路AB兩側都投入弱饋，那么若BC線路發生高阻接地或更遠電氣距離處發生故障，若電流突變均達到AB保護低啟動值，未達到高啟動值即未進入故障判斷程序，那么此時兩側均向對側發閉鎖信號，但由于判斷不出正方向和反方向，故滿足了弱饋停信的條件，使得誤動；若只B側保護投入弱饋，若發生上述故障，A側會一直發送閉鎖信號，使得兩側均不動作，即不會誤動。

（2）一般單回或雙回線路的終端站均需投入弱饋保護，雙回線投入弱饋的原因為防止其中一條線路臨時停運后，另一條線路仍可以保證有足夠的靈敏度。對于有一進一出線路的變電站，其進線投入弱饋，其出線一般不投入弱饋。

3.2 線路充電母線狀態下弱饋投入影響分析

線路正常運行，兩側開關在合閘位置，一側空充母線（即無法提供故障電流），若空充母線側未投入弱饋功能，當發生故障時，強電源側判斷為正方向故障而停信，因為流過弱電源側的故障電流不再與通常雙端電源線路故障時相同，無法提供足夠的故障電流，那么在對側遠方啟信后會一直向對側發出閉鎖信號，使主保護失去作用，只能靠后備保護實現故障切除。若空充母線側保護投入弱饋功能，那么發生故障時該弱饋功能能夠停信，從而保證故障快速切除。

4 結束語

弱饋保護的功能主要用于解決終端線路故障時，弱電源側的保護由于故障特征不明顯，正方向元件不能動作從而導致兩側縱聯保護都不動作的情況，是電力系統繼電保護中常見的問題。文章對弱饋保護的原理、動作邏輯和實際投入情況進行了總結，對于電網調度員而言，設備故障時保護動作情況是處理事故最重要的依據之一，熟悉弱饋保護的工作原理，才能在事故處理中正確地把握好處理原則，正確處理事故。

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