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220kv电网线路保护方案设计摘要：对220kV 电网线路的保护工作来说，距离保护具有无可替代的作用，笔者首先对距离保护的原理、构成进行了分析，同时又提出了具体的实现策略。
希望为业界人士提供一定的参考。
关键词：距离保护重合闸零序电流保护220kv电网线路中的距离保护方式是以距离测量元件为基础构成的保护装置。
该套保护方式所涉及的内容比较广阔，主要包括以下几个要素：故障启动、故障距离测量、相应的逻辑时间回路与电压回路断线闭锁。
在220kV 电网线路中，采取距离保护策略首先要做好设计工作，配合零序电流保护和重合闸的设计进行线路保护。
本文对此进行详细的分析。
一、220kV 线路保护的基本原理1、220kV电网线路中距离保护的相关原理所谓的距离保护方式其实是通过对短路时电压电流会同时发生转变这一现象的利用，计算出电压与电流的比值，反映故障点到保护安装处的距离的工作保护。
距离保护的具体实现方法是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现的，因为线路的阻抗成正比于线路长度。
距离保护的构成。
距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。
阻抗继电器及其动作特性。
在距离保护中，阻抗继电器的作用就是在系统发生短路故障时，通过测量故障环路上的测量阻抗Zm，并将它与整定阻抗Zset相比较，以确定出故障所处的区段，在保护范围内部发生故障时，给出动作信号。
阻抗继电器动作区域的形状称为动作特性。
动作区域为圆形时，称为圆特性，动作区域为四边形时，称为四边形特性。
2、自动重合闸的基本原理一般情况下，该种问题会经常出现在电线路上，而且是往往是在一瞬间发生的，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧即行熄灭，此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能够恢复正常供电。
在电力系统中，当断路器跳闸后自动重合闸能够自动地将断路器重新合闸。
这样，在线路被断开后再进行一次合闸，大大提高了供电的可靠性。
由于重合闸装置本身投资很低，工作可靠，因此，在电力系统中得到了广泛的应用。
《220kV 线路保护》一、220kV 系统保护基本配置线路保护：全部为微机双重化配置，由主保护（纵联保护）和后备保护（距离、零序）组成，同时具有自动重合闸功能。
母差及失灵保护：全部为微机保护，采用单套或双套配置，同时具有母联失灵和死区保护功能。
主变保护：全部为微机保护，电气量保护为双主双后,非电量保护按单套配置,双套差动保护一般按大差和小套来配置,侧路代送时一般小差切侧路。
安全自动装置：故障录波器、保护信息子站、小波测距终端、稳控装置。
二、保护装置的双重化配置为提高保护装置的可靠性，当一套保护拒动时，由另一套功能独立的保护装置切除故障，目前220千伏及以上线路保护全部按双重化配置，要求双重化配置的保护装置及其回路完全独立，主要包括：• 保护装置双重化 • 电流、电压输入双重化• 保护直流和操作直流双重化，每一套保护分别对应一组开关的跳闸线圈 • 纵联保护通道双重化 三、220kV 线路保护 1、纵联保护的分类及原理纵联保护是反应线路两端电气量变化的保护。
在区内故障时，保护全线速动（t ﹤30ms ），在区外故障时，保护不动作。
目前在辽宁电网中主要有使用载波通道的闭锁式纵联保护、使用光纤通道的允许式纵联保护和使用光纤通道的分相电流差动保护三种。
纵联保护信号的三种形式：① 闭锁信号：是阻止保护动作于跳闸的信号，收不到闭锁信号是保护动作跳闸的必要条件。
② 允许信号：是允许保护动作于跳闸的信号，收到允许信号是保护动作跳闸的必要条件。
保护元件允许信号③ 跳闸信号：是直接动作于跳闸的信号，此时与保护元件是否动作无关。
收到跳闸信号保护就动作于跳闸。
纵联保护的“远方跳闸信号”就是这种信号。
保护元件跳闸信号纵联保护按反应的物理量分：纵联方向保护（RCS-901、CSC-101）、纵联距离保护（RCS-902、PSL-602、WXH-802、PRS-702）、分相电流差动保护（RCS-931、PSL-603、WXH-803、PRS-753）。
220kV 线路保护配置及运转方式大要220kV 踏九线线路保护装置由两套独立的、配置相同保护功能的保护装置构成。
两套装置配置了光纤差动保护、零序保护、距离保护。
两套装置都带有重合闸功能，此中 2 号保护装置单相重合闸启用。
光纤差动保护输电线路保护采纳光纤通道后因为通讯容量很大所过去往做成分相式的电流纵差保护。
输电线路分相电流纵差保护自己有选相功能，哪一相纵差保护动作那一相就是故障相。
输电线路双侧的电流信号经过编码成码流形式而后变换成光的信号经光纤输出。
传递的信号可以是包含了幅值和相位信息在内的该侧电流的刹时价，保护装置收到输入的光信号后先变换成电信号再与本侧的电流信号构成纵差保护。
纵联电流差动继电器的原理I CD31 2I 0dzI dzI许继差动特征四方差动特性本装置差动保护由故障重量差动、稳态量差动及零序差动保护构成。
差动保护采纳每周波 96 点采样，因为高采样率，差动保护可以进行短窗相量算法实现迅速动作，使典型动作时间小于 20ms。
故障重量差动保护敏捷度高，不受负荷电流的影响，拥有很强的耐过渡电阻能力，对于大多数故障都能迅速出口；稳态量差动及零序差动则作为故障重量差动保护的增补。
比率制动特征动作方程以下：..I M I N I CDset....I M I N KI M I N （3）（4）************************************************************** ***************讲解例子I dMI M I N NE S E RTA TA K r(a)系统图IqdI r(b) 动作特征E S MI M I NNE R E SMI M I N NTA TA TA I K TAI K(c) 内部短路(d) 外面短路图2-29 纵联电流差动保护原理设流过双侧保护的电流I M、I N以母线流向被保护的线路方向规定为其正方向，如图中箭头方向所示。
纵联保护原理一、纵联保护：高频保护是利用某种通信设备将输电线路两端或各端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率方向等）传送到对端，将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是范围外，从而决定是否切除被保护线路。
二、相差高频保护原理：（已经退出主流，不做解释）相差高频保护作为过去四统一保护来说，占据了很长一段时间的主导地位，随着微机保护的发展，相差高频保护已经退出实际运行。
相差高频保护是直接比较被保护线路两侧电流的相位的一种保护。
如果规定每一侧电流的正方向都是从母线流向线路，则在正常和外部短路故障时，两侧电流的相位差为180°。
在内部故障时，如果忽略两端电动势相量之间的相位差，则两端电流的相位差为零，所以应用高频信号将工频电流的相位关系传送到对侧，装在线路两侧的保护装置，根据所接收到的代表两侧电流相位的高频信号，当相位角为零时，保护装置动作，使两侧断路器同时跳闸，从而达到快速切除故障的目的。
侧电流侧电流侧电流侧电流启动元件：判断系统是否发生故障，发生故障才启动发信并开放比相。
操作元件：将被保护线路工频三相电流变换为单相操作电压，控制收发信机正半波发信，负半波停信。
作为相差高频保护，其启动定值有两个，一个低定值启动发信，另一个高定值启动比相，采取两次比相，延长了保护动作时间。
对高频收发信机调制的操作方波要求较高，区外故障时怕出现比相缺口引起误跳闸，因此被现有的方向高频所取代。
二、闭锁式高频保护原理方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然后通过高频信号作出综合的判断，即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸。
一般规定从母线指向线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反方向。
闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧正方向元件判断为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机发出高频信号，对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。
在外部故障时是近故障侧的正方向元件判断为反方向故障，所以是近故障侧闭锁远离故障侧；在内部故障时两侧正方向元件都判断为正方向，都不发送高频信号，两侧收信机接收不到高频信号，也就没有输出脉冲去闭锁保护，于是两侧方向元件均作用于跳闸。
这就是故障时发信闭锁式方向纵联保护，其基本逻辑图如图所示。
关键点：1、闭锁式高频保护动作的四个条件：①启动元件动作、②正方向元件动作、③反方向元件不动作、④没有收到闭锁信号四个条件同时满足，动作跳闸。
2、收发信机既收本侧信号又收对侧信号，即接受高频通道上的所有信号。
高闭保护动作情况分析充电运行M侧开关在合位，N侧开关在跳位，线路充电运行。
若发生A相接地故障，故障总电流为IK对于N 侧：①启动元件不动作、不发信。
断路器在跳位（TWJ 停信）。
N 侧TWJ 在跳闸状态，则延时100ms 发讯。
②正方向元件不动作 ③反方向元件不动作条件①+②N 侧保护不动作。
对于M 侧：①启动元件动作、发信。
②正方向元件动作 ③反方向元件不动作④M 侧停信，N 侧100ms 内也不发信 M 侧没有收到闭锁信号 条件①+②+③+④ M 侧出口跳闸 区内故障正常运行时，区内A 相接地故障，故障总电流为IK对于N 侧：①启动元件动作、发信。
②正方向元件动作 ③反方向元件不动作④N 侧停信，同样，M 侧也停信没有收到闭锁信号 条件①+②+③+④ 对于M 侧：①启动元件动作、发信。
②正方向元件动作 ③反方向元件不动作④M 侧停信，同样，N 侧也停信没有收到闭锁信号条件①+②+③+④ 出口跳闸 区外故障对于N 侧：①启动元件动作、发信。
②正方向元件不动作③反方向元件动作④本侧发信 收到闭锁信号条件①+②+③+④ 保护不动作。
对于M 侧：①启动元件动作、发信。
②正方向元件动作 ③反方向元件不动作④M 侧停信，但N 侧不停信 收到闭锁信号 条件①+②+③+④ 保护不动作。
馈线运行两侧开关在合位，线路正常运行，N 侧为负荷侧。
若发生A 相接地故障，故障总电流为IK对于N 侧：①因为INA 较小，电流启动元件可能不动作，但由于收到M 侧发送的远方启动信号，远方启动可能不能停信，保护会拒动。
当用于单端电源的受电侧且“RD ”控制字投入时，判断任一相电压低于0.6U N ，延时100ms 发讯，给出对侧跳闸窗口。
保证在线路轻负荷下发生故障，起动元件包括零序负荷M 侧停信起动元件不能起动时，由对侧快速切除故障。
①启动元件不动作 ②正方向元件不动作③反方向元件不动作④“RD ”控制字投入时，M 侧的远方启动命令，也不能使使本侧在100ms 发信 条件①+ 保护不动作。
对于M 侧：①启动元件动作、发信。
②正方向元件动作 ③反方向元件不动作④M 侧停信，同样，N 侧也没有发信 没有收到闭锁信号 条件①+②+③+④ 出口跳闸 母线故障N 侧母线故障 对于N 侧：①启动元件动作、发信。
②正方向元件不动作 ③反方向元件动作④当N 侧母线保护动作后，启动N 侧线路保护装置内的STJ 继电器，向N 侧开关发跳闸命令，同时，STJ 的接点接通保护停信启动回路， N 侧停信。
条件①+②+③+④ 本侧高频保护不动作。
对于M 侧：①启动元件动作、发信。
②正方向元件动作 ③反方向元件不动作④M 侧停信，N 侧母线保护动作前，N 侧不停信，M 侧收到闭锁信号，N 侧不停信M 侧停信条件①+②+③+④保护不动作N 侧母线保护动作后，M 侧停信，N 侧也停信，M 侧收不到闭锁信号，条件①+②+③+④ 出口跳闸我厂220KV 线路保护的配置说明南自所高压线路保护装置的主要功能及配置：我厂保护型号为602G型一、PSL-602G主要功能及配置以纵联距离和纵联零序作为全线速动主保护，以距离保护和零序方向电流保护作为后备保护。
保护配有分相出口继电器，完成高压线路的分相操作功能，配置三个CPU ,各CPU功能如下：CPU1模件高频距离保护高频零序保护复用64K载波通道CPU2模件快速的距离保护三段相间距离三段接地距离四段零序电流CPU3实现重合闸功能，可以实现单相、三相、和综重功能；二、保护的原理1、主程序的主要完成的功能：硬件自检，交流电压断线检查、定值校验、开关位置判断、人机对话模件和CPU模件运行是否正常。
硬件自检主要包括ROM、RAM、EEPROM、和开出光耦的检查等。
2、采样中断程序主要的功能模拟量采集和相量计算、开关量的采集、交流电压断线判断、重合闸充电、通道逻辑、合闸加速判断和启动元件的计算等。
3、故障处理程序中进行各种保护的算法计算、跳合闸判断和执行、事件记录、故障录波、保护所有元件的动作过程记录、最后进行故障报告的整理和记录所用的定值。
三、启动元件的作用和方式1、启动元件用于启动故障处理程序及开放保护跳闸出口继电器的负电源。
2、启动元件的方式●相电流突变量启动△iΦ＞IQD+1.25△I TΦ为A、B、C相别，T为20ms周期，IQD为整定的启动电流。
△iΦ=| iΦ（t）–2* iΦ（t-T）+ iΦ（t-2T）|T为一个周期20ms，用波形图表示理解任一相电流突变量连续三次大于启动门槛是时，保护启动。
●零序电流辅助启动元件主要是防止远处故障或大阻抗接地时，相电流突变小，灵敏度不够而导致不能启动。
启动条件，零序电流大于设定的启动门槛并持续30ms后动作。
●静稳破坏检测元件判断条件：a、测量ZBC阻抗，如果进入设定的全阻抗辅助元件内，持续30msb、IA＞1.2IN持续30ms，且U1 COSΦ<0.5UN时以上两个条件满足其中一个条件，保护启动，进入震荡闭锁逻辑。
如果有PT断线或震荡闭锁功能退出时，静稳检测元件自动退出。
四、选相元件1、作用：主要是区分故障性质和相别，以满足保护分相跳闸的要求。
2、选相方式：●电压电流复合突变量方式●复合序分量方式选相在故障的初期采用电压、电流复合突变量的方式选相，在故障稳态时采用序分量选相方式。
保证在转换性质的故障时能正确选相。
两种选相原理介绍：电压电流复合突变量选相元件△ΦΦ=|△UΦΦ-△IΦΦ*Z|△UΦΦ△IΦΦ为相间电压、电流的突变量，Z为阻抗系数，可整定，根据阻抗元件的整定值自动调整。
设定△max、△min分别为△ab、△bc、△ca中的最大值和最小值。
选相过程，1、首先判△min<0.25△max，判断为单相接地故障，2、单相故障时，若△bc=△min判为a相故障。
若△ca=△min判为b相故障。
若△ab=△min判为c相故障。
3、若为多相故障时，比较△a b≥△Uab △bc≥△Ubc △ca≥△Uca判定位区内相间故障，否则为转换性故障，采用相电流方向元件选择正向的故障相别。
最终需要相电流方向元件选择出故障相。
4、相电压电流复合判据（△a b≥△Uab △bc≥△Ubc △ca≥△Uca）实际上就是一个幅值比较方式的突变量方向继电器。
与传统的相电流差突变量的选相原理相比，主要解决了弱电源系统和间隔时间很短的的转换性故障选相问题。
也是南自保护与四方101保护及南瑞901保护选相元件的一点差别之处。
电压电流序分量选相：通过判据零序电压和负序电压的相角φ来选择故障相别和类型。
将φ角分成三个区，每个区都包含两种故障类型。
A区－30°＜φ≤90°判为A相接地或BC两相接地；B区 90°＜φ≤210° B相接地或CA两相接地；C区 210°＜φ≤330° C相接地或AB两相接地。
在判断好动作区后，在根据动作的阻抗和零序电流与正序电流的大小判断故障是单相接地还是两相接地类型。
以A区说明a、但|Zbc|＞ZzdⅢ ZzdⅢ为第三段整定整定阻抗值，判为A相接地；b、I0＜0.5I1或I2＜0.5I1时，判断为BC两相接地。
c、B、C相方向元件都动作。
判断为BC两相接地；d、B相方向元件动作，判为B接地，C相方向元件动作判为C接地。
五、PSL602G保护的主要性能和特征1、以纵联距离保护和纵联零序作为全线速动主保护，可以实现全线范围内的各种类型故障瞬间跳闸。
2、动作速度快，近区故障动作时间小于10ms，线路70%处的故障典型动作时间在12ms，典型动作就是动作时间的概率90%的时间是在12ms。
线路远处故障小于25ms3、完善的震荡闭锁功能，快速的区分系统震荡与故障，震荡闭锁期间，再发生故障可以快速的跳闸。
4、选相元件采用电流、电压复合选相方式，在复杂的故障和弱电源系统故障时，能正确的选相。
5、接口方式灵活。
可以与载波通道、微波光纤、专用或者复用通道。
通道实验、位置停信均由保护实现。
发停信控制采用单接点方式，接点闭合发信、接点断开为停信。
6、纵联保护功率倒向逻辑，反方向元件动作延时停信闭锁信号。
