高压输电线路保护探讨安哲

高压输电线路保护探讨安哲

安哲

（齐齐哈尔供电公司161000）

摘要：根据对高压输电线路的保护配置设计以及相关的应用进行详细的分析和阐述，从实际的角度出发，针对具体的设计原则、设计的基本方案等，进行了探析，力求更进一步的加强此项工作和技术的发展，为高压输电线路工作的前进做出积极的贡献。

关键词：高压输电线路；保护；探讨

高压输电线路，具有输送的功率比较大、输送的线路较长、电压高、阻抗较小、波阻较小、电容分布大一级线路的充电电容电流比较大等特征，而这些特征就使得电气的特点容易发生比较大的变化，进而为高压输电线路的继电保护一级相关的工作带来了一些不利的影响，深入的针对这些影响因素进行分析和探究，是保证输电线路正常稳定运行以及工作的重中之重。

1高压输电线路保护工作当中的主要问题

在目前的高压输电线路保护工作当中，面临的主要问题和难点有以下几个方面。

1.1受到电容以及电流等的影响。在高压输电线路当中，由于自然的功率比较大，并且单位长度之内的电容较大，进而就造成阻抗较大，所以在输电线路当中相关的电容将会超过额定的数值，这样的情况就给此项工作带来极大的不便，同时也会给差动保护带来较大的困难。另外一个方面，由于存在有分布电容的影响，所以在发生故障之时会使得距离继电保护器和故障点之间不会呈现出线性的关系，反而是呈现出一种双曲正切的函数关系，这样的情况也会给实际的工作带来较大的不便。

1.2受到电压的影响。高压输电线路在发生故障之时，由于其中的非故障线路之上的静电感应电压会比较高，所以，相应的，电弧熄灭的时间也会延长，严重之时甚至会出现电弧不消弧现象的发生，而这一情况就将直接的影响到重合闸动作的成功与否。在实践操作当中，也需要针对这一方面的问题引起足够程度的重视。

1.3受到电磁暂态过程的影响。在高压输电线路当中，由于其电线比较的长，所以，在发生相应的故障之时，操作过程之中的生产高频量的分值会比较的大，较为接近于工频，而这一点也会给实际的工作带来极大的不便。高频的分量，其不仅仅会使得暂态元件受到一定程度的影响，还会导致稳态的电气测量结果出现较大的误差，为继电保护工作带来非常大的困难，所以，需要针对这一情况进行合理的改善。

2光纤保护原理

光纤保护目前已在国内部分地区得到较为广泛的使用，对已投入运行的光纤保护，按原理划分，主要有光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联保护两种。

2.1光纤电流差动保护。光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点，是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道，保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。时间同步和误码校验问题，是光纤电流差动保护面临的主要技术问题。在复用通道的光纤保护上，保护与复用装置时间同步的问题，对于光纤电流差动保护的正确运行起到关键的作用，因此目前光纤差动电流保护都采用主从方式，以保证时钟的同步；由于目前光纤均采用64Kbit／s数字通道，电流差动保护通道中既要传送电流的幅值，又要传送时间同步信号，通道资源紧张，要求数据的误码校验位不能过长，这样就影响了误码校验的精度。目前部分厂家推出的2Mbit／s数字接口的光纤电流差动保护，能很好地解决误码校验精度的问题。

2.2光纤闲锁式、允许式纵联保护。光纤闭锁式、允许式纵联保护是在目前高频闭锁式、允许式纵联保护的基础上演化而来，以稳定可靠的光纤通道代替高频通道，从而提高保护动作的可靠性。光纤闭锁保护的鉴频信号能很好地对光纤保护通道起到监视作用，这比目前高频闭锁保护需要值班人员定时交换信号，以鉴定通道正常可靠与否灵敏了许多，提高了闭锁式保护的动作可靠性。此外，由于光纤闭锁式、允许式纵联保护在原理上与目前大量运行的高频保护类似，在完成光纤通道的敷设后，只需更换光收发讯号机即可接入目前使用的高频保护上，因此具有改造方便的特点。与光纤电流纵差保护比较，光纤闭锁式、允许式纵联保护不受负荷电流的影响，不受线路分布电容电流的影响，不受两端TA特性是否一致的影响。如光纤网络能有效解决双重化的问题，光纤闭锁式、允许式纵联保护就将逐步代替高频保护，在超高压电网中得到广泛应用。

3光纤保护应用存在的问题

光纤保护原理简单，特别是光纤电流纵差保护在原理上不受系统振荡、线路串补电容、平行互感、系统非全相运行等诸多因素影响。另外，保护本身具有选相能力，动作速度快。虽然光纤保护具有以上诸多优点，但在其应用中还是存在许多实际问题。

3.1光纤施工工艺问题。光纤保护是超高压线路的主保护，通道的安全可靠对电力系统的安全、稳定运行起到重要的作用。由于光缆传输需要经过光纤接口盒、光缆机、电缆层和高压线路等连接环节，并且光纤的施II艺复杂、施工质量要求高。如果在保护装置投入运行前的施工、测试中存在误差，则会导致保护装置的拒动或误动，进而影响电网的安全稳定运行。

3.2通道双重化问题。光纤保护用于220kv及以上电网时，按照220kV及以上线路主保护双重化原则的要求，光纤保护的通道也要求双重化。同一光缆的不同纤芯能否构成通道的双重化需要根据光缆的型式来确定。对于普通光缆和ADSS光缆，由于其可靠性较差，同一光缆内的光芯不同不能视为通道双重化，只能通过光缆的双重化达到通道双重化的要求。对于OPGW光缆，由于其具有较高的可靠性，在目前光纤网络未能形成环网的现状下，同一光缆纤芯不同可视为通道双重化：当形成了光纤环网后，OPGW光缆也应实现两条路由的双重化，能在一条光缆损坏后通过另一个路由正常运行。

3.3旁路代路上的问题。线路光纤保护在旁路代路时操作不方便。由于光纤活接头不能随便拔插，每次拔插都需要重新做衰耗测试，而且经常性拔插也容易造成活接头的损坏，因此不宜使用拔插活接头的办法实现光纤通道的切换。目前，普遍采取单独增设一套旁路光纤差动保护的方法解决；利用光开关实现光纤通道自动切换，也是一种切实可行的方法。

3.4电流互感器的饱和与断线问题。电流互感器饱和断线对电流差动保护的影响必须考虑。通常线路发生区外故障时，TA可能会暂态饱和。一般采用比例差动保护并且设置较高的制动系数和自适应浮动制动门槛，可以保证在较严重的饱和情况下不会误动。TA断线瞬间，断线侧的起动元件和差动继电器可能动作，但对侧的起动元件不动作，不会向本侧发差动保护动作信号，从而保证纵联差动不会误动。

4光纤保护的检修与维护

为了更好地实现光纤保护功能，针对上述问题，通常在检修与维护中应该特别注意以下事项：

4.1光纤质量检测。光纤保护在新投产时，应对通信通道中各个环节的装置(如光端机、通道衰耗、复用设备、时钟设置等)提供的各项技术指标进行检查，如检查光收发功率、接收灵敏度、光收发模块的稳定性是否满足要求：检查其屏蔽、装置接地、各接触点接触是否良好。

4.2时钟设置。差动保护的关键是线路两侧装置之间的数据交换，装置的时钟设置就显得非常重要。两侧装置的时钟设置可以有三种方式：1.两侧装置均采用从时钟方式：2.两侧装置均采用主时钟方式；3.一侧装置采用主时钟方式，另一侧装置采用从时钟方式。具体采用什么方式，应根据不同厂家的保护装置具体设定。

4.3电流差保护定检。光纤电流差动保护定检都是基于通道完好情况下，采用尾纤连接定检试验，误码率低。实际应用中往往由于前期设计、安装施工质量不高，随着装置的运行，元器件的老化等原因，通道通过率耗增大，误码率增大，应考虑在正常误码及许可误码的情况下保护装置的动作行为及通道的延时、间断对保护的影响。因此，做光纤保护的检修试验，除准备常规继电保护测试设备及工具外，还需准各光功率计、光衰耗仪、光误码仪、光纤跳线等。

5结语

尽管光纤保护在高压输电线路上的应用还有一定的局限性。还会有许多新问题有待于我们去解决。但从长远看，随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保护技术的不断提高，光纤保护将占据线路保护的主导地位。

参考文献

[1]光纤电流差动保护与通道试验技术，中国电力出版社，2016.

[2]RCS-931系列超高压线路成套保护装置说明书，南瑞继保电气有限公司.