继电保护限制方案探析

日本使用高性能金属氧化物避雷器配合继电保护的方案，来限制短时高幅值工频过电压。金属氧化物避雷器性能的提高使此方法成为可能。

以日本特高压线路为例，其已建成的线路单段长度（不经过开关站或变电站）均不超过150km。而且线路未换位，线路三相参数不完全对称。采用电抗器限制工频过电压的效果并不明显，且工频过电压也不如长线严重，故未采用高压电抗器，而是提出了用避雷器配合继电保护的工频过电压限制方案。采用该方案时，由于MOA的作用，过电压波形不再是正弦波，严格讲应称为暂时过电压，也可以称工频暂时过电压（TOV）。

为了使避雷器不因吸收TOV的能量导致热崩溃，一般情况下以TOV作为选择避雷器额定电压的依据。避雷器吸收能量与过电压幅值和持续时间紧密相关，如果不限制工频过电压的幅值而去限制TOV持续时间，也能减小避雷器的热负荷，保证避雷器的安全运行。

日本采用继电保护方案来限制工频过电压持续时间，其原理见图4-41。考虑双回特高压线路同时甩负荷（左侧开关开断），分闸侧的线路端部（左侧）出现较高TOV（由于未装高抗，线路由甩负荷效应及空载电容效应产生的工频过电压较高，幅值可达1.5p.u.）。此时避雷器接地引线上流过电流的幅值和持续时间均超过整定值，避雷器电流信号和断路器开断信号同时送至主继电器，判断为甩负荷引起高幅值TOV，向对侧的故障保护继电器发出让对侧断路器跳闸的命令，使对侧断路器快速跳闸切除故障，将高幅值的工频过电压最大持续时间限制在0.2s以内。在工频过电压的持续时间内，主要依靠MOA对其进行限制（日本特高压线路MOA额定电压选为826kV，相当于1.3p.u.）。(www.xing528.com)

图4-41　工频过电压的继电保护限制方案

此方案的思想是限制工频过电压持续时间，使流过MOA的能量降下来。故对MOA的最大流通能量有较高要求，同时也使其继电保护系统更加复杂。对于长线路，由于其工频过电压较高，即使持续时间很短，也有可能对避雷器构成威胁，故此方案仅适用于线路较短、工频过电压问题不严重的线路上，应用范围较小。