500KV变电站保护配置

500KV变电站继电保护

的配置

一、500KV变电站的特点：

1）容量大、一般装750MV A主变1-2台，容量为220KV变电站5-8倍。2）出线回路数多一般500KV出线4-10回

220KV出线6-14回

3）低压侧装大容量的无功补偿装置（2×120MAR）

4）在电力系统中一般都是电力输送的枢纽变电站。其地位重要，变电站的事故或故障将直接影响主网的安全稳定运行。

5）500KV系统容量大，一次系统时常数增大（50-200ms）。保护必须工作在暂态过程中，需用暂态CT。

6）500KV变电站，电压高、电磁场强、电磁干扰严重，包括对一些仪器仪表工作的干扰。

二、500KV变电站主设备继电保护的要求

1）500KV主变、线路、220KV线路，500KV‘220KV母线均采用双重化配置。

2）近后备原则

3)复用通道（包用复用截波通道，微波通道，光纤通道）。

三、500KV线路保护的配置

1、500KV线路的特点

a)长距离200-300km ，重负荷可达100万千瓦。

使短路电流接近负荷电流，甚至可能小于负荷电流

例：平式初期：双线在双河侧做人工短路试验。

侧故障相电流仅1200多A。送100万瓦千负荷电流=1300A

b)500KV线路有许多同杆并架双回线，因其输送容易大，发生区异名相跨线故障时，不允许将两回线同时切除。否则将影响系统的安全运行,线路末端跨线故障时，首端距离保护，会看成相间故障。

c)500KV一般采用1个半开关接线，线路停电时，开关要合环，需加短线保护。

d)线路输送功率大，稳定储备系数小，要保证系统稳定，要求保护动作速度快，整个故障切除时间小于100ms。保护动作时间一般要≤50ms。（全线故障）

e)线路分布电容大

500KV线路、相间距离为13m、线分裂距离45cm、正四角分裂、相对地距离12m。

线路空投时，未端电压高。要加并联电抗器,并联电抗器保护需跳对侧开关,需加远方跳闸保护。

f)500KV线路一般采用单相重合闸，为限制潜供电流，中性点要加小电抗器

2、配置原则：

1）500KV线路保护配置原则：

设置两套完整、独立的全线速动保护，其功能满足：

每一套保护对全线路部发生的各种故障（单相接地、相间短路，两相接地、三相短路、非全相再故障及转移故障）应能正确反映每套保护具有独立的选相相功能，实现分相和三相跳闸，当一套停用时，不影响另一套运行。

两套保护的交流电流、电压、直流电源彼此独立

断路器有2组挑圈时，每套保护分别起动一组跳闸线圈

每套主保护分别使用独立的通道信号传输设备，若一套采用专用收发信机，另一套可与通讯复用通道。

2) 500KV线路后备保护的配置原则

线路保护采用近后备方式

每条线路均应配置反映系统D1、D1-1、D2、D3 各种类型故障的后备保护，当双重化的主保护均有完善后备保护时可不另配。

对相间短路，配三段式距离、对接地故障，配三段接地距离和反时限零序保护，过度电阻>300欧

配过电压和远方跳闸保护。

3. 500KV线路保护的配置

1、主保护：

1.1纵联保护：由继电保护和通讯两部分组成

1.1.1纵联方向保护：由线路两侧方向元件分别对故障方向作出判断，

并将判断结果通过通道传送给对侧，两侧保护根据方向元

件和通道信号进行综合判断，决定区、区外故障。根据通道信

号在综合判断中的作用，纵联方向保护可分为允许式和闭锁式。

1.1.1.1纵联闭锁式方向保护500KV线路用得较少（仅行波）

1.1.1.2纵联允许式方向保护：

纵联方向保护中的方向元件：

a)另序方向元件

b)负序方向元件

c)相电压补偿式方向元件

d)工频变化量方向元件

e)行波方向元件

g)阻抗方向元件，

1.1.2纵联距离保护

1.1.

2.1纵联闭锁式距离保护

1.1.

2.2纵联允许式距离保护

1.1.

2.2.1纵联超围允许式距离保护

1.1.

2.2.2纵联欠围允许式距离保护

当方向元件由距离元件构成时，其构成方式有两种，由距离

I段发讯的为欠围允许式，POTT

II III 段发讯的叫超围允许式，PUTT

POTT K1-3通

PUTT K2-3通

T1 1-8ms 抗干扰延时记忆50ms保证对侧可跳闸。

纵联保护的通道：

1.专用通道：

1.1专用载波通道：保护装置自配高频收发机，直接利用电力线载波通道的一相或经分频器与其他保护和稳定装置复用（一般用220KV系统，常用单频制）

1.2专用光纤通道：保护装置与光、接点转换装置如POX-40E，JSJ-900配合，直接利用OPGW的光纤芯传送保护信息（小于60KM的线路）500KV 线路保护、远跳公用光、接点转换装置。

2.复用通道：

2.1复用载波通道：一般载波机提供保护装置2个快速命令（A、B）2

个慢速命令（C、D）主保护利用A或B命令，远跳利用C命令，稳定装置利用D命令

2.2复用光纤通道：保护装置与光、接点转换装置如POX-40E，JSJ-900配合，利用64K/S经PCM复用SDH或PDH，或利用2M/S复用SDH或PDH，保护、远跳公用光、接点转换装置POX-40E，JSJ-900

1.2相差高频保护：一般500KV线路不用。

1.3导引线差动保护：短线路用。

1.4光纤电流差动保护：比较被保护线路两侧电流的幅值和相位，而

两侧电流的幅值、相位、需用光纤通道传输。

工作原理：

1.1│I m+In│－K│Im-In│≥Io

K制动系数IO最小启动电流

正常运行或外部故障时Im In 相差1800Im+In=0 Im-In=2Im或2In

部故障Im In 相差00 Im+In较大Im-In较小且乘＜1的K值。

1.2│I m+In│－K{│Im│+│In│}≥Io

PCM脉码调制数字电流差动保护：

模拟量电流经隔离，强弱电转换，滤波（低通）采样-摸数复换

经P/S转换为串行码。一送IF接口-64K/S的电信号-PCM-2M/S。

电流采样同步的概念：

线路各侧保护装置受各自晶振的控制，以相同的频率采样。两侧开始采样的时刻不相同。按差动保护算法要求，参加差动运算的两侧电流