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摘要：电力系统继电保护是电网安全稳定运行的重要保证。因此，继电保护的安全、可靠运行，一直受到电网各级管理部门的高度重视。特别是当前，大容量机组的增加、电网容量的不断扩大，电网的安全稳定运行问题为重要。因此，对继电保护装置的可靠运行，提出了新的、更高的标准和要求。本文根据作者多年工作经验，对高压输电线路保护配置设计及应用进行了详细的探讨分析，并提出了一些作者自己的观点和看法，旨在为同行提供一些借鉴和参考。
关键词：高压输电线路；保护配置；设计；应用
1、高压线路保护的要求及实现
1.1高压线路保护的设计要求
高压线路保护的设计要求：满足可靠性、选择性、快速性和灵敏性。
1.2高压线路保护的配置原则
1.2.1除具备全相速动的纵联保护，还至少具有三段式相间、接地距离保护，反时限零序或定时限零序方向电流保护的后备保护；
1.2.2能适应用于弱电源系统；
1.2.3失压情况下，自动投入后备保护功能，允许失去选择性；
1.3高压线路保护的实现－保护原理
根本在于如何根据线路保护安装处的电流、电压找到故障特征，以准确区分各种状态，通过这种区分达到保护的选择性，灵敏性，也就易于达到快速性。
2、高压线路保护的主保护
2.1纵联保护的实现
按动作原理纵联保护可分为：纵联方向（801）、纵联距离（802）：两侧保护仅判别本侧电气量，利用通道将保护的方向元件的判别结果传输到对侧，每侧分别根据两侧保护的动作判别结果，以区分线路区内、外故障；按方向元件所用的原理可分为纵联方向保护、纵联距离保护。纵联差动（803）：两侧保护利用通道将本侧电流的数据或电流的相量传送到对侧，每侧保护根据两侧电流量进行判别，从而区分线路区内、外故障。
2.2纵联方向保护
2.2.1保护的构成
主要采用正序故障分量元件及零序方向元件，经通道配合构成全线速动保护的纵联方向保护.以负序分量及反映三相对称故障的判别元件（UcosФ）构成快速后备纵联保护。主保护根据故障不同时段，投入不同的方向元件，使主保护完整、独立且全过程投入。非全相运行主保护投入反映健全相的工频变化量方向元件。
2.2.2保护的功能实现
可以与载波通道、光纤通道、微波通道等连接构成闭锁式或允许式保护。
2.2.3正序故障分量方向元件
由于输电线路发生各种对称和不对称短路时都会出现正序故障分量，而在消除正常负荷状态分量后，正序故障分量就成为一个比负序、零序分量更为完善的新的故障特征；
3、对继电保护装置的基本要求
长期以来，为保证电网的安全可靠运行，对继电保护装置提出了以下几项基本要求：
3.1选择性：指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。
3.2快速性：在发生故障时，应力求保护装置能迅速切除故障。快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性、减少用户在电压降低的情况下工作的时间、缩小故障元件的损坏程度、防止大电流流过非故障设备引起损坏等。
3.3灵敏性：指对于其保护范围内发生故障或不正常的运行状态的反应能力。实质上是要求继电保护应能反应在保护范围内所发生的所有故障和不正常运行状态。
可靠性：要求保护装置在应该动作时可靠动作；在不应该动作时不应误动，即既不应该拒动也不应该误动。
4、高压输电线路保护配置设计及应用
4.1线路纵联保护
纵联保护由于能够反映被保护线路上任何一点的故障并以瞬时速度跳闸，因而被定义为超高压线路的主保护。一般用于220kV线路。根据信号的传输方式，纵联保护主要分为两大类，即：由载波通道及保护装置共同构成的线路纵联保护、由光纤通道及保护装置共同构成的线路纵联保护。根据保护的原理，可分为纵联方向、纵联距离、纵联差动、电流相位差动等保护。500kV线路目前都是光纤差动保护，220kV线路目前也有很多线路将光纤差动作为主保护，但仍有一部分线路的主保护采用以载波通道为传输方式的纵联保护。但均按双重化配置。
4.2纵联方向保护
4.2.1基本原理
纵联方向保护是比较被保护线路两端的短路功率方向。由载波通道和方向保护元件构成。载波通道分专用和复用两种。保护又分为闭锁式和允许式。
允许式：当被保护线路发生区内故障时，两侧的起动元件动作但不起动发信机发信，由方向元件判断为正方向故障后，方向元件动作起动发信（称为允许信号），对侧受到允许信号后，如对侧的方向元件动作，则收信输出信号和方向元件动作信号构成“与”门，发出跳闸脉冲。当发生区外故障时，两侧的起动元件起动，不发信。这时，远故障点一侧的方向元件动作，起动发信，由于近故障点侧的保护为反向，方向元件不动作，也就不起动发信，也不发跳闸脉冲。处于远故障点一侧的保护，虽然方向元件动作，但由于没有收到对侧的允许信号，“与”门不输出信号，因此，也不发跳闸脉冲。除上述主保护之外，纵联方向保护还配置了常规的距离和零序保护，作为主保护的后备。
4.2.2主要功能和技术要求
（1）保护装置的起动逻辑由反映突变量的零序和负序元件构成。突变量元件起动后开放保护装置的动作出口回路，正常运行和系统振荡时不会起动，受外界影响小，抗干扰能力较强。此外，反映零序和负序突变量的元件在线路故障时起动速度快，有助于缩短保护固有动作时间，达到快速切除故障的目的。
（2）对闭锁式纵联保护，要求起动元件（零序、负序或正序电流突变量元件）在故障初始须快速起动发信，故障切除后，起动元件的返回应稍带有一定的延时。原因是保证在区外故障切除后，保证方向元件首先返回，闭锁信号再返回。
（3）无论是闭锁式还是允许式纵联保护，都应设置外部保护（如母差、失灵）跳闸停信或发信回路。对闭锁式纵联保护当母差、失灵等保护动作跳开本线路开关时，应同时发出停信信号，使本侧发信机停信，以便让对侧保护跳闸。对允许式纵联保护，当母差或失灵保护动作时，应同时发出发信信号，也是为了使对侧保护动作跳闸。
（4）对纵联方向保护装置，应设置PT断线闭锁元件。对后备距离保护，还应设置振荡闭锁，系统发生振荡时，闭锁距离保护的一、二段。
5、结束语
高压输电线的继电保护也是建立在继电保护基本原理之上，是由高压和超高压输电线继电保护技术发展起来的。
参考文献
[1]林红.特高压输电线路保护配置设计及应用[J].电力勘测设计Electric Power Survey & Design，2013年01期.
论文作者:陈津涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/6
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