500 kV线路继电保护的应用研究
刘 贤
(华能云南滇东能源有限责任公司滇东电厂，云南曲靖655508)
[摘要] 当电力系统发生故障或异常工况时，如果不能及时排除故障，很有可能发生连锁反应，不仅对电力系统造成了损害，而且也影响了电力用户的正常用电。继电保护是电力系统发生故障后在尽可能短的时间内自动将故障从系统中隔离，以减轻或避免受损设备对相邻电力系统的影响，达到控制损失的效果。因此，探究500 kV线路继电保护的应用对于保障电网安全有重要价值。
关键词 500kV 线路 继电保护 基本原理
中图分类号 TN914.332
0引言
电力系统的发展和电网结构的日趋复杂，增加了对继电保护的需求，也迫使继电保护技术必须顺应市场需求进行完善和发展。从最早的熔断器开始，在20世纪50～90年代，继电保护在应用中先后经历了四个阶段的发展，为保护电力系统安全运行发挥了重要作用。进入21世纪后，信息技术得到了广泛应用，继电保护也逐渐向信息化、智能化方向发展。本文以500 kV线路为例，首先概述了继电保护的基本原理和发展趋势，随后就继电保护的实际应用展开了分析。
1 500 kV线路继电保护概述
1.1基本原理
当电力系统的局部谩备或线路出现故障后，继电保护装置能够及时发出报警信号，通知相关管理人员及时锁定故障源，进而通过故障分析采取有效的维修策略;或是自行切断故障区域，以达到保护系统安全的目的。具体的工作原理为：当电力系统出现故障后，继电保护装置首先收集故障信息，并对故障信息进行一个初步的判断，然后根据处理器分析结果，向距离故障源最近的断电器下达指令。断电器在收到故障处理信号后，将发生故障设备的局部电网切断，使其脱离电力系统，尽量减少对其他设备、元件、线路的损害。现阶段一些继电保护装置经过技术改造后，还能够实现对电力系统运行状况的实施监控，从而起到异常工况的及时报警，在一定程度上也发挥了保护作用。
1.2继电保护的发展趋势
早在19世纪80年代，作为继电保护装置的熔断器就已经在电力系统中得到了应用。随着技术的发展和研究工作的推进，继电保护技术也得到了快速发展。近年来，信息技术和传统产业的融合为继电保护技术的革新提供了技术支持。就目前来看，继电保护主要呈现出以下几方面的发展趋势：
一是信息化。电网结构的日趋复杂，使得信息管理代替传统的人工管理成为了可能。为了与电网运行管理相匹配，继电保栌也实现了信息化发展，例如运用通信技术收集电力系统运行上况、利用计算机控制系统完成继电保护指令的传递等。
二是网络化。加强联网控制成为新时期继电保护的发展新趋势，利用网络实现电力系统运行信息的实时共享，一方面为及时分析故障信息提供了网络基础，另一方面也实现了故障信息的存储，为今后系统故障快速处理提供了保障。
三是智能化。主要是指利用继电保护装置完成电力系统中输配电等关键设备的运行情况进行动态、智能监控，并实现故障信息的自动分析和智能处理，减轻了管理工作的压力。
2 500 kV线路继电保护的应用
根据被保护对象和保护动作原理的不同，继电保护的种类可以分为多种，例如输电线保护和主设备保护、低电压保护和过电压保护等。虽然500 kV线路继电保护的形式不同，但是所采用的技术方法具有一定的共性。总体来说，500 kV线路继电保护中常用的技术有光纤通信保护、同杆双回线路继电保护和远方跳闸保护几种。
2.1继电保护的光纤复用通信方式
光纤具有信号传输速度快、保真性好等特点，利用光纤作为信号传输媒介成为现阶段电力系统信息化管理的主要形式。除此之外，在电力系统运行过程中，由于电磁场的存在，传统的信息通信容易受到电磁于扰，丽光纤具有较强的抗干扰特性，这也为光纤复用通信方式在继电保护中的广泛应用提供了基础。现阶段国内500 kV线路所用的光纤复用通信多采用2 Mbint]s通道保护方式，其应用优势在于提高了信息传输速率，为实现继电保护的快速动作提供了支持。但是这种继电保护装置在实际应用中也存在一定的局限性，例如在系统结构复杂的情况下可能会出现一定量的监管盲区，部分故障信息无法识别等。此外，在同一个电力系统中，随着继电保护装置的增加，其运行和维护成本也会成倍提升，增加了电力系统的管理负担。
针对上述问题，现阶段比较常用的改进手段是拓展保护设备和通信设备之间的接口数量，这样一方面能够在不额外增加继电保护装置的前提下，很好地满足了继电保护装置对于电网信息收集和指令及时传输的需求，不会造成运行和维护成本的增加;另一方面也能够显著提高电网运行的可靠性。需要注意的是，拓展的接口标准应当与原通道的速率、编码格式(2 Mbitls) 一致，以提高接口的兼容性，保证运行稳定。
2.2同杆双回线路的继电保护
通过对比可以发现，双回线路无论是在传输功率还是保护需求上，都远远高于传统的单回线路。近年来，、500 kV线路中逐渐用双回线路代替以往的单回线路，这就使得同杆双回线路的继电保护有了更加广阔的应用前景。现阶段该种继电保护技术需要重点解决的问题主要有两点：其一是如何协调好输电效率和投资回报之间的平衡性关系;其二是继电保护需求和工艺技术水乎之间的矛盾关系。
从整体上看，同杆双回线路的导线数量较多，并且运行操作方式较为复杂，如果技术人员在安装机电保护装置时没有考虑零序互感器和保护配置方案的影响，很有可能在电网运行过程中出现保护装置误动或拒动的问题，也就失去了继电保护的应有价值。解决此类问题的常见方法是在500 kV线路中连接分相电流差动保护，这样即便是电网线路、设备出现故障，继电保护装置也能够跨过故障区域，实现故障源隔离，达到保护线路安全的目的。
应用同杆双回线路的继电保护，需要注意的事项有两方面：其一是要求技术人员必须熟悉同杆双回综合重合闸的开闭保护措施，例如在故障检测和判定时要保证重合闸处于断开状态，等故障维修结束后在闭合重合闸。其二是能够利用分相电流或零序线路完成继电保护。
2.3远方跳闸线路保护
根据高压线路保护的配置原则：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;应能适用于弱电源系统;在失压情况下，应能准确自动投入后备保护功能，允许失去选择性。所以，500 kV线路继电保护的远方跳闸功能应用起来很方便可靠。正常情况下采用就地判别装置构成的远方跳闸回路，在线路保护中应用也比较广泛。当就地判别装置出现故障时或就地判别装置退出运行时，自动切换至远方跳闸回路。其主要是指线路一次故障或异常(过电压、高抗故障、开关失灵等)时，经由一定媒介(如高频通道中的慢速通道、光纤通道)传输指令切除对侧开关的一种保护功能。
其基本工作原理和方式如下：(1)二取二方式。接火就地判别装置的两路通道同时出现“跳频出现、监频消失”的现象，经过一短延时后，出口跳闸。(2)二取一方式。接入就地判别装置的两条通道中，任何一条出现“跳频出现、监频消失”的现象，就地判别逻辑动作，出口跳闸。在实际应用中，根据不同的需要选择不同的方式，在线路继电保护装置出现故障时，及时跳闸，保护线路安全可靠运行。
需要注意的是，远方跳闸增加失灵功能的意义不大，500 kV侧开关失灵后，后备动作的结果是跳开相邻开关，跳开相邻开关的回路并不考虑二次失灵;数据判断存在漏洞，主要是由于信息不准确而造成更重大的损失，而且测试不方便。
3结语
继电保护是随着电力系统的发展而形成的一门技术。为了保障电力系统安全运行，保障电力用户的正常用电需求，继电保护也必须紧跟电力行业的发展步伐，实现技术上的革新，提高技术的适用性。500 kV线路在供电系统中占据着重要地位，加强线路保护也成为电力部门工作的重要任务。通过实现信息技术和继电保护技术的融合，推动继电保护向智能化、网络化方向发展，为保障500 kV线路的安全和高效运行提供了技术保障。
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