[发明专利]高压输电线路成套保护装置及其保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压继电保护领域，具体的说，是一种高压输电线路成套保护装置及其保护方法。

背景技术

随着现代社会电力系统规模的不断扩大，大容量发电机组和超高压输电系统的相继投入运行，电力系统出现了许多新的情况，如输电距离增大、负荷加重、故障暂态过程中的暂态分量大大增加等，系统的运行方式和故障状态越来越复杂，系统运行需要更高的可靠性、安全性和稳定性。减小输电线路继电保护的动作时间是增大输电线传输容量和提高电力系统稳定性的简单有效措施之一。超高压电力系统中，在保证系统的暂态稳定性时，要求无论什么故障情况系统都不能振荡失步，高压线路保护的动作时间应为20～40ms。

因此，探索新的快速可靠的保护原理，提高输电线路保护的速动性和可靠性，是继电保护领域一个新的课题，直接影响着电力系统的安全经济运行。

继电保护按照保护原理不同，可分为电流保护、距离保护及纵联保护等。

电流保护通常由多段组成，一般是四段式，并可根据运行需要增减段数，其主要优点是简单、经济、可靠，在35kV及以下电压等级电网中得到了广泛应用。保护缺点是其保护范围与灵敏度直接受电网接线以及系统运行方式变化影响，例如整定值必须按系统最大运行方式来选择，而灵敏性则必须按系统最小方式来校验，这就使它往往不能满足灵敏系数和保护范围要求，因此难以满足更高电压等级复杂网络要求。

距离保护主要优点，能满足多电源复杂电网对保护动作选择性要求。阻抗继电器是同时反应电压降低和电流增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高灵敏性。其中Ⅰ段距离保护基本不受运行方式影响，Ⅱ、Ⅲ段受系统运行变化影响也较电流保护要小，保护区域比较稳定。主要缺点，一是不能实现全线瞬动，对双侧电网线路，将有全线30％-40％的第Ⅱ段时限跳闸，这对稳定有较高要求超高压远距离输电系统来说是不能接受的；二是阻抗继电器本身较长复杂，还增设了震荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，保护装置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。

电流保护、距离保护仅利用被保护原件(如线路)一侧的电气量构成保护判据，保护不可能快速区分本线路末端和对侧母线(或相邻线路始端)故障，因而只能采用阶段式的配合关系实现故障元件的选择性切除，导致线路末端故障需要Ⅱ段延时切除，难以满足高电压等级电力系统中稳定性对快速切除故障的要求。

纵联保护利用线路两侧的电气量进行判断，可以快速、可靠地区分本线路内部任何一点短路与外部短路，达到有选择、快速地切除全线路任何一点短路的目的。其中输电线路电流差动保护，不受系统振荡及非全相运行影响，同时也不受线路串补电容影响，本身具有选相能力，易于实现重合闸。缺点是需要通道，增加成本，而且不具备保护相邻线路功能。

在电力系统高压输电线路保护配置过程中，要结合实际电网接线方式和运行方式，综合考虑不同保护类型间的配合，制定和优化保护配置方案，充分发挥继电保护装置在电力系统稳定运行中的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压输电线路成套保护装置及其保护方法，用于解决现有技术中对电力系统中110kV电压等级输电线路中出现的各种继电保护问题，包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护、PT断线相过流和零序过流保护构成的全套后备保护。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现：

一种高压输电线路成套保护装置，其特征在于包括：中央处理器CPU、与中央处理器CPU相连的LCD显示器、LED报警灯、键盘、以太网、时钟同步器、RJ45接口和打印接口、中央处理器CPU还与起动数字信号处理器DSP连接，起动数字信号处理器DSP与保护数字信号处理器DSP连接，外部开入分别与起动数字信号处理器DSP与保护数字信号处理器DSP连接，起动数字信号处理器DSP与保护数字信号处理器DSP分别与出口继电器连接，出口继电器与起动继电器连接，保护数字信号处理器DSP与起动数字信号处理器DSP分别与电子式互感器ECVT连接，常规电流/电压互感器分别通过一个A/D转换器连接保护数字信号处理器DSP与起动数字信号处理器DSP。

一种高压输电线路成套保护方法，其特征在于，所述高压输电线路成套保护方法是以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护的方法，包括：以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护；

由三段相间和接地距离保护、四段零序方向过流保护、PT断线相过流和零序过流保护构成的全套后备保护；

配有三相一次重合闸功能、过负荷告警功能；