110kV及以下线路保护措施详解

线路保护装置适用于35～110kV输（配）电线路的保护装置。

输配电线路保护装置在不同的线路电压等级时，保护配置是不同的。

输配电线路保护装置的硬件配置一般应有交流变换插件（AC）、模-数转换插件（VFC或A-D）、保护功能插件（CPU）、通信接口插件（COM）、电源插件、信号插件、人机对话插件（MMI）及继电器插件。根据不同的保护还可以配置重合闸插件及故障录波插件。

1.检验线路图及检验准备工作

1）检验线路图。采用微机继电保护试验装置，其检验接线如图8-10所示。

图8-10 微机线路保护装置检验接线图

2）在检验前，应根据检验内容整定相关整定值并投入有关压板。

一般应将压板整定值控制字中“闭锁重合闸”设置为“0”，其他内部保护压板投退控制字设置为“1”，以使内部压板有效。检验时，可通过外部硬压板投、退所需要检验的保护。

2.检验内容及检验程序

（1）纵联距离保护

1）合上保护装置中的收发信机电源，收发信机自发自收。

2）投主保护压板，“重合闸”控制字设置为“1”，“重合闸不检”控制字设置为“1”。

3）整定各保护整定值控制字，投入纵联距离保护，距离保护采用闭锁式纵联保护；投入重合闸，实现在不检同期及无压的条件下，直接重合方式。

4）当保护装置充电至重合闸的充电信号灯亮时，开始检验。

5）设置试验装置输出电流回路电流为额定值，试验装置应分别模拟三种单相接地故障和三种两相相间短路故障。

6）检验前，试验装置输出的电压信号的幅值为额定电压；检验过程中，试验装置输出的电压信号的幅值从额定电压突降到故障电压。

试验装置输出的故障电压的大小应根据故障方式进行计算。

①模拟单相接地故障的故障电压信号的幅值为

U=m（1+k）IZ_set

式中，m为系数，根据产品标准规定平均误差Δ来取值；Z_set为接地阻抗Ⅱ段整定值；k为零序电流补偿系数；I为额定电流。U应小于57.7V，相位角为最大灵敏角。

检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5%时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，距离保护可靠动作；当m取1.05时，距离保护可靠不动作。

检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如0.7倍动作整定值的动作时间检验时，m取0.7。

注意：对于距离保护装置的整定值，有的还有采用距离保护电抗分量X_D和零序补偿系数电抗分量KX来进行整定。在检验时，电流信号与电压信号间的相位差应为90°。

②模拟相间故障：U=2mIZ_set，整定阻抗为Ⅱ段整定值。U应小于100V，电流为额定电流，相位角为最大灵敏角。m为系数，根据产品标准规定平均误差Δ来取值。

检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5%时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，距离保护可靠动作；当m值取1.05时，距离保护可靠不动作。

检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如0.7倍动作整定值的动作时间检验时，m取0.7。

7）设置试验装置的故障时间取为100～150ms。

（2）零序方向保护

1）合上保护装置中的收发信机电源，收发信机自发自收。

2）投主保护压板，重合闸控制字设置为“1”，重合闸不检控制字设置为“1”。

3）整定保护整定值控制字，投入零序保护，零序保护采用闭锁式纵联保护；投入重合闸，实现在不检同期及无压的条件下，直接重合闸的方式。

4）当保护装置充电至重合闸的充电灯亮时，开始检验。

5）设置试验装置输出的模拟故障相电压信号的幅值U=50V（或30V）；检验时，试验装置分别模拟A相、B相、C相单相接地瞬时故障。

试验装置输出电流信号与电压信号间的相位角为最大灵敏角，设置试验装置故障时间为100～150ms。设置试验装置输出的模拟故障电流信号的幅值为

I=m×3I₀

式中，m为系数，根据产品标准规定平均误差Δ来取值；3I₀为零序方向电流整定值。

①检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5％时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，零序保护应可靠不动作；当m值取1.05时，零序保护应可靠动作。

②检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如1.2倍动作整定值的动作时间检验时，m取1.2。

（3）光纤纵联差动保护

1）将光端机的接收“PX”和发送“TX”用尾纤短接，构成自发自收方式。

2）投主保护压板，重合闸控制字设置为“1”，重合闸不检控制字设置为“1”。

3）整定保护整定值控制字，投入纵联差动保护，纵联差动保护采用专用光纤通道，通道应为自环检验方式；投入重合闸，实现在不检同期及无压的条件下，直接重合闸的方式。

4）设置试验装置输出的故障电流信号的幅值为I＞1.05×0.5I_M（I_M为差动电流高整定值或中的较大值的电流）。

5）设置试验装置的故障时间为100～150ms。

6）试验装置分别模拟单相或多相区内故障，保护应可靠动作，发出相应的跳闸信号。

7）设置试验装置输出的故障电流信号的幅值为I＜0.95×0.5I_M（I_M为差动电流高整定值或中的较大值的电流）。

8）设置试验装置的故障时间为100～150ms。

9）试验装置分别模拟单相或多相区内故障时，保护应可靠不动作。

（4）距离保护（相间或接地距离Ⅰ段）

1）投距离保护压板，重合闸控制字设置为“1”，重合闸不检控制字设置为“1”。

2）整定保护整定值控制字，以实现保护投入接地距离Ⅰ段、相间距离Ⅰ段；投入重合闸，实现在不检同期及无压的条件下直接重合闸的方式。

3）当保护装置充电至重合闸的充电灯亮，开始检验。

4）设置试验装置输出的故障电流信号的幅值为I=I_n；检验中，试验装置分别模拟A相、B相、C相单相接地瞬时故障及AB、BC、CA两相瞬时故障。

5）由于不同型号保护所采用阻抗整定值的方式不同，模拟检验时的故障电流与电压间的相位角也不相同。当阻抗元件的整定值为Z_ZD时，故障时的相位角为最大灵敏角；当阻抗元件在单相接地故障时为X_D（接地电抗分量整定值）时，故障时的相位角为90°，当阻抗元件在相间故障时的阻抗定值为Z_Z（相间阻抗整定值），故障时的相位角为整定的正序阻抗角。

6）实验装置输出的故障电压信号的幅值应根据模拟故障的方式来计算。

①当整定阻抗为Z_ZD时：单相接地及两相接地故障时故障电压信号的幅值为

U=m（1+k）IZ_ZD1

式中，k为零序补偿系数。

三相故障时故障电压信号的幅值为

U=mIZ_ZD1

式中，m为系数，根据产品标准规定平均误差Δ来取值；Z_ZD1为距离Ⅰ段阻抗整定值。

检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5％时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，距离保护应可靠动作；当m值取1.05时，距离保护应可靠不动作。

检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如0.7倍动作整定值的动作时间检验时，m取0.7。

②当阻抗整定值为X_D或Z_Z时：

单相接地及两相接地故障时故障电压信号的幅值为

U=m（1+kX）IX_D1

式中，m为系数，根据产品标准规定平均值误差Δ来取值；kX为零序补偿电抗分量；X_D1为距离Ⅰ段接地电抗分量整定值。(www.xing528.com)

两相相间故障时故障电压信号的幅值为

U=2mIZ_Z1

式中，Z_Z1为距离Ⅰ段相间阻抗整定值。

检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5％时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，距离保护应可靠动作；当m取1.05时，距离保护应可靠不动作。

检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如0.7倍动作整定值的动作时间检验时，m取0.7。

（5）距离Ⅱ段、Ⅲ段保护（相间或接地距离Ⅱ段、Ⅲ段保护）

1）投距离保护压板，重合闸控制字设置为“1”，重合闸不检控制字设置为“1”。

2）整定保护整定值控制字，以实现保护投入接地距离Ⅱ段、Ⅲ段，相间距离Ⅱ段、Ⅲ段；投入重合闸，实现在不检同期及无压的条件下，直接重合闸的方式。

3）当保护装置充电至重合闸的充电灯亮时，开始检验。

4）设置试验装置输出的故障电流信号的幅值为I=I_n；检验中，试验装置分别模拟A相、B相、C相单相接地瞬时故障及AB、BC、CA两相瞬时故障。

5）由于不同型号保护所采用阻抗整定值的方式不同，模拟检验时的故障电流与电压间的相位角也不相同。当阻抗元件的整定值为Z_ZD时，故障时的相位角为最大灵敏角；当阻抗元件在单相接地故障时为X_D（接地电抗分量整定值）时，故障时的相位角为90°，当阻抗元件在相间故障时的阻抗定值为Z_Z（相间阻抗整定值），故障时的相位角为整定的正序阻抗角。

6）实验装置输出的故障电压信号的幅值。

①当整定阻抗为Z_ZD时，单相接地及两相接地故障时故障电压信号的幅值为

U=m（1+k）IZ_ZD2（或Z_ZD3）

式中，k为零序补偿系数。

三相故障时故障电压信号的幅值为

U=mIZ_ZD2（或Z_ZD3）

检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5％时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，距离保护应可靠动作；当m取1.05时，距离保护应可靠不动作。

检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如0.7倍动作整定值的动作时间检验时，m取0.7。

②当阻抗整定值为X_D或Z_Z时，单相接地故障时的电压信号幅值为

U=m（1+kX）IX_D2（或X_D3）

式中，m为系数，根据产品标准规定的平均值误差Δ来取值；kX为零序补偿电抗分量；X_D2为距离Ⅱ段接地电抗分量整定值。

两相相间故障时故障电压信号的幅值为

U=2mIZ_Z2（或Z_Z3）

式中，m为系数，根据产品标准规定平均误差Δ来取值；Z_Z2为距离Ⅱ段相间阻抗整定值；Z_Z3为距离Ⅲ段相间阻抗整定值。

检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5%时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，距离保护应可靠动作；当m取1.05时，距离保护应可靠不动作。

检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如0.7倍动作整定值的动作时间检验时，m取0.7。

设置试验装置的故障时间应大于保护动作时间整定值。

设置试验装置输出故障电压信号的幅值U=0V、故障电流信号的幅值I=20A，分别模拟单相接地、两相接地、两相短路、三相短路的反方向故障，距离保护应不动作。

（6）零序Ⅰ段保护

1）投零序Ⅰ段保护压板，重合闸控制字设置为“1”，重合闸不检控制字设置为“1”。

2）整定保护整定值控制字，以实现保护投入接地距离Ⅱ段、Ⅲ段，相间距离Ⅱ段、Ⅲ段；投入重合闸，实现在不检同期及无压的条件下直接重合闸的方式。

3）当保护装置充电至重合闸的充电灯亮，开始检验。

4）设置试验装置输出模拟故障相电压信号的幅值为U=50V（或30V）；检验时，试验装置分别模拟A相、B相、C相单相接地瞬时故障。设置试验装置的故障时间为100～150ms。设置试验装置输出的电压信号与电流信号的相位角为最大灵敏角。

5）设置试验装置输出故障电流信号的幅值为

I=mI_01set

式中，m为系数，根据产品标准规定平均误差Δ来取值；I_01set为零序Ⅰ段电流整定值。

①检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5%时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，零序保护应可靠不动作；当m取1.05时，零序保护应可靠动作。

②检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如1.2倍动作整定值的动作时间检验时，m取1.2。

（7）零序Ⅱ、Ⅲ段保护

1）分别整定保护整定值控制字，投入零序Ⅱ段、Ⅲ段；投入重合闸，实现在不检同期及无压的条件下，直接重合闸的方式。

2）设置试验装置输出模拟故障相电压信号的幅值为U=50V（或30V）；检验时，试验装置分别模拟A相、B相、C相单相接地瞬时故障。设置试验装置输出的电压信号与电流信号的相位角为最大灵敏角。故障时间应大于零序保护各段整定值时间。

3）设置试验装置输出故障电流信号的幅值为

I=mI_0nset

式中，m为系数，根据产品标准规定平均误差Δ来取值；I_0nset为零序各段电流整定值（n可取2、3）。

①检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5%时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，零序保护应可靠不动作；当m取1.05时，零序保护应可靠动作。

②检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如1.2倍动作整定值的动作时间检验时，m取1.2。

4）模拟反方向故障。设置试验装置输出的故障电压信号的幅值U=30V（或50V）；故障电流信号的幅值I＞1.2I_0nset。设置试验装置输出的电流信号与电压信号间的相位角为180°+φ_sen（φ_sen为最大灵敏角）；模拟单相反方向故障，零序保护应不动作。

（8）过电流Ⅰ段保护

1）投过电流Ⅰ段保护压板，重合闸控制字设置为“1”，重合闸不检控制字设置为“1”。

2）整定保护整定值控制字，投入过电流Ⅰ段；投入重合闸，实现在不检同期及无压的条件下直接重合闸的方式。

3）当保护装置充电至重合闸的充电灯亮，开始检验。

4）设置试验装置输出模拟故障相电压信号的幅值为U=0V（或由100V突降至0）；检验时，试验装置分别模拟A相、B相、C相单相接地瞬时故障。设置试验装置输出的电压信号与电流信号的相位角为最大灵敏角。设置试验装置的故障时间为100～150ms。

5）设置试验装置输出故障电流信号的幅值为

I=mI_1set

式中，m为系数，根据产品标准规定平均误差Δ来取值；I_1set为过电流Ⅰ段电流整定值。

①检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5%时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，零序保护应可靠不动作；当m取1.05时，零序保护应可靠动作。

②检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如1.2倍动作整定值的动作时间检验时，m取1.2。

（9）过电流Ⅱ、Ⅲ段保护

1）分别整定保护整定值控制字，投入过电流Ⅱ段、Ⅲ段；投入重合闸，实现在不检同期及无压的条件下直接重合闸的方式。

2）设置试验装置输出模拟故障相电压信号的幅值为U=0V（或由100V突降至0）；检验时，试验装置分别模拟A相、B相、C相单相接地瞬时故障。设置试验装置输出的电压信号与电流信号的相位角为最大灵敏角。故障时间应大于零序保护各段整定值时间。

3）设置试验装置输出故障电流信号的幅值为

I=mI_nset

式中，m为系数，根据产品标准规定平均误差Δ来取值；I_nset为零序各段电流整定值（n可取2、3）。

①检验动作值准确度时，m一般取1-Δ和1+Δ。当平均误差Δ=±5%时，m可取0.95、1.05；当m取0.95时，零序保护应可靠不动作；当m取1.05时，零序保护应可靠动作。

②检验动作时间时，根据检验动作时间规定的动作整定值的倍数取值，如1.2倍动作整定值的动作时间检验时，m取1.2。

4）模拟反方向故障。设置试验装置输出的故障电压信号的幅值为U=0V（或由100V突降至0）；故障电流信号的幅值为I＞1.2I_nset。设置试验装置输出的电流信号与电压信号间的相位角为180°+φ_sen（φ_sen为最大灵敏角）；模拟单相反方向故障，零序保护应不动作。