输电线路常用主保护方式
输电线路主保护是能快速、无时限切除全线故障的核心保护,是保障线路安全运行的首要保护,常用类型主要分为以下四类,适配不同电压等级线路:
一、纵联差动保护
分为光纤电流差动保护和导引线差动保护,是高压、超高压输电线路的主流主保护。
1.工作原理:通过通信通道实时比对线路两端的电流大小、相位,正常运行或区外故障时两端电流差值近似为零,线路内部发生短路故障时,两端电流差值骤增,保护立即动作跳闸。
2.特点:无时限、无动作死区,可保护线路全长,不受系统运行方式、负荷变化影响,保护精度极高。
3.适用场景:110kV 及以上高压输电线路,目前光纤差动已全面替代老旧的导引线差动。
二、高频纵联保护(载波纵联保护)
依托电力线高频载波通道传输两端保护信号,是传统高压线路经典主保护,分为高频闭锁方向保护、高频闭锁距离保护。
1.工作原理:线路两端保护元件判别故障方向,区内故障时两端均判定为正向故障,无闭锁信号,保护瞬时跳闸;区外故障时一侧判定为反向故障,发送闭锁信号,保护拒动。
2.特点:全线速动,无需延时配合,经济性优于早期差动保护,但抗干扰能力弱于光纤差动。
3.适用场景:过往 220kV、110kV 输电线路,目前逐步被光纤差动保护替代,老旧电网仍大量运行。
三、距离保护(I 段为主保护段)
距离保护分为三段式保护,距离 I 段为线路主保护,II、III 段为后备保护。
1.工作原理:通过测量故障点到保护安装处的阻抗值,判定故障距离,阻抗越小、故障越近,保护动作速度越快。
2.特点:依靠电气量判别故障,无需通信通道,独立性强、可靠性高;I 段保护线路全长的 80%~85%,剩余末端区域需依靠 II 段补充。
3.适用场景:35kV~110kV 中高压输电线路,是中小高压线路最常用的主保护方式之一。
四、电流速断保护
分为无时限电流速断和限时电流速断,是中低压输电线路基础主保护。
1.工作原理:依据故障短路电流远大于正常负荷电流的特性,设定电流定值,短路电流超过定值时瞬时动作跳闸。
2.特点:结构简单、成本低、动作迅速、无需通信;无时限速断仅保护线路前段,限时电流速断可覆盖线路全长,弥补无时限速断的保护盲区。
3.适用场景:35kV 及以下中低压输电线路、配电线路,是配网线路的核心主保护。
补充总结
1.高压线路(110kV 及以上):主流主保护为光纤纵联差动保护,部分老旧线路搭配高频纵联保护;
2.中压线路(35kV):常用距离 I 段保护、限时电流速断保护;
3.低压配电线路:以电流速断保护为核心主保护。
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