莫宏毅
广东电网清远连山供电局 广东清远 513200
摘要：电力系统继电保护技术，是随着电力系统的发展而发展起来的一门专门技术。电力系统的发展，致使系统容易不断增加，电压不断升高，系统接线越来越复杂，为满足电力系统对继电保护提出的四项基本要求，继电保护也由简单的过电流保护开始，相继出现了方向电流保护、距离保护、差动保护、高频保护、微波保护和行波保护。
关键词：电力系统；继电保护；变压器
本次设计对110KV电网进行继电保护的配置，110KV电网有两处电源，Ⅰ厂和Ⅱ厂，Ⅰ厂由六台发电机和五台变压器组成，Ⅱ厂由四台发电机和四台变压器组成，它们给A、B两个变电所提供电力。根据故障类型设置两套保护：相间距离保护和零序接地保护
1、距离保护的基本工作原理
距离保护时通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值而动作的一种保护，这个比值被称为测量阻抗，用来完成这一测量任务的元件称为阻抗继电器。在线路正常运行时的测量阻抗称为负荷阻抗，其值较大；当系统发生短路时，测量阻抗等于保护安装处到短路点之间的线路阻抗，其值较小，而且故障点越靠近保护安装处，其值越小。当测量阻抗小于预先规定的整定阻抗时，保护动作。因为在短路时的测量阻抗反应了短路点到安装点之间距离的长短，所以称这种原理的保护为距离保护，有时也称之为阻抗保护。
正常运行时保护安装处测量到的线路阻抗为负荷阻抗 ，即
距离保护是反应故障点至保护安装处的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。保护动作时间的长短，因短路故障点距保护安装处远近，即测量阻抗大小而异，它一般用于35KV及以上线路的主保护。
距离保护相较电流保护，有其自身的优越性。电流保护中的无时限电流速断保护的保护范围和限时电流速断保护的灵敏度受系统运行方式的影响较大，而且在长距离重负荷线路上，也往往满足不了灵敏度的要求，而距离保护可同时反应电压和电流两个参量的变化，而且具有以下两个特点：
1）灵敏度高
2）保护范围不受运行方式和故障类型的影响。（此特点针对于第Ⅰ段，Ⅱ、Ⅲ段仍受系统运行方式影响）
以上两个特点，弥补了电流保护的不足，所以说距离保护它一般用作高压系统的主保护。
此相间距离保护用于两相短路、三相短路的主保护，它的灵敏度高，Ⅰ段不受运行方式的影响。
在设计时，主要选择了阻抗继电器的类型以及其接线方式，保护动作值的整定，动作时限的配置，以及设置了振荡闭锁装置。
本设计阻抗继电器选择整流型方向阻抗继电器，既有方向性，又削除了“死区”。
接线方式采用 接线方式，从而满足在同一点测量阻抗不受短路形式的影响。
振荡闭锁装置的起动方式采取复合气动方式，开放时间采取Ⅰ段和Ⅱ段的切换方式，从而保证Ⅱ段的可靠动作。
2、零序接地保护
零序接地保护是根据系统中有无零序分量，来构成零序保护。
本次设计的是110KV电网的保护，所以它采用中性点直接接地方式，属于大接地电流系统。统计数字表明，大接地电流系统单相接地故障占故障总次数的70%～80%，接地故障占总故障次数的90%以上，因此，接地短路的保护是高压电网中的重要保护之一。
接地保护也可采用距离保护，但因其造价高，所以接地保护首选零序保护。
2.1零序分量的特点
当发生接地故障时：
1）故障点处的零序电压最高，变压器中点处的零序电压为零；
2）零序电流的大小和分布决定于中性点接地变压器的数目和分布；
3）零序或负序功率方向与正序功率方向相反，即正序功率方向为由母线指向故障点，而零序功率方向却由故障点指向母线。
根据零序分量的以上特点，我们来用以构成零序保护。
2.2变压器中性接地点的选择原则
为了给零序分量提供通路，我们必须选择变压器的中性点接地方式。其选择原则如下：
1）对单电源系统，线路末端变电站的变压器一般不应接地，这样，可以提高线路首段零序电流保护的灵敏度。
2）对多电源的系统，要求每个电源点都有一个中性点接地，以防接地短路的过电压对变压器产生危害。
3）对一个变电站有多台变压器运行时，应将一部分变压器中性点接地，另一部分不接地，这样，当接地运行的变压器检修停用时，不接地变压器可以接地运行，从而使接地点的数目和位置相对不变。
4）对有三台以上变压器的220KV或110KV双母线运行的发电厂，一般按两台变压器中性点直接接地运行，并把它们分别接于两组不同母线上。当其中一台中性点接地变压器停用时，将另一台不接地的变压器的中性点直接接地。
由上我们可知一条母线上至少选择一台变压器中性点接地运行，则我们选择Ⅰ厂的 ， 变压器中性点接地Ⅱ厂的 ， 变压器中性点接地运行，其它变压器中性点备用接地。
2.3短路电流计算
计算最大、最小运行方式下的正、负、零序阻抗，从而用来选择最大，最小的零序电流。
最大零序电流就是在最小运行方式下，当正序阻抗大于 阻抗时，应采用两相短路接地故障下的零序电流，当零序阻抗大于正序阻抗时，应采用单相接地故障下的零序电流。
最小零序电流就是在最小运行方式下，当正序阻抗大于零序阻抗时，应采用单相接地故障下的零序电流，反之，采用两相短路接地故障下的零序电流。
当发生接地短路时，我们设置零序电流保护来保护线路，将其有选择性地断开，之前，选择了中性点的运行方式，选择了变压器的接地数目，对其动作值进行了整定计算。
在动作值和时限的整定过程中，其保护4的Ⅲ段不满足要求，而靠接地距离保护来实现保护4的Ⅲ段保护范围动作时限的整定，由于是环网，所以开环运行来实现对其时限的整定。
但是零序接地保护仍有电流保护的某些弱点，即它受系统运行方式变化的影响较大，灵敏度将因此降低，特别是在短距离的线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。当电力系统振荡时，本保护不受影响。
从电力系统的全局出发，统筹考虑继电保护装置的适应性，保证系统的安全、可靠运行，是整定计算的基本要求。实践证明，零序电流保护是简单、可靠、经济的保护方案，在许多情况下，它比距离保护和高频保护更灵敏更可靠，正确动作率很高，在中性点直接接地的高压和超高压系统中获得普遍应用。
3、结束语
本人设计的是110KV电网继电保护，此110KV电网属于环网，四条线路，两个电源Ⅰ厂和Ⅱ厂，它共有七个保护，都属于线路上的保护，供给两个变电站A站和B站。因此我们初设定了两套保护：相间距离保护和零序接地保护，他们分别用于相间短路与接地短路时，正确选择断路器的断开。
论文作者:莫宏毅
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/4
标签：阻抗论文; 电流论文; 变压器论文; 故障论文; 距离论文; 方式论文; 线路论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;