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摘 要：随着现代电力系统的发展，系统规模越来越大，结构越来越复杂，从而对系统的继电保护提出了更高的要求。如何确保电力系统可靠安全地工作，是对系统继电保护的基本要求。尤其是220kV及以下的线路，在电网中担任十分重要的位置，担任输配电的作用，其复杂的结构，运行方式及情况的多变，使得其继电保护的可靠性有待提高。本文将介绍220kV及以下线路保护的情况，并对提高其动作可靠性的措施进行一定的探讨。
关键词：电力系统；线路保护；可靠性分析
0 引言
将发电机、变压器、母线、用电设备以及各种辅助设备联系起来，完成电能的生产、输送、分配和使用的系统，称之为电力系统。目前，我国电力系统的规模不断扩大，电网辐射不断扩展，各类电气设备的数量也随之不断增多。由于系统覆盖范围较广、运行环境复杂多变，加之一些人为因素的影响，使得电气设备的故障问题频发，使得电力系统不可能一直处于正常运行状态。因此，为电力系统建立一个安全保障系统，保证电能安全可靠地输送，对地区经济、机构运行、居民生活等有重大意义。
在现代电力系统中，220kV及以下线路担任着送配电的作用，其架构复杂，运行环境多变，如何保证220kV及以下线路安全可靠地工作关系到整个电网的运行状态。随着智能电网的建设，对于220kV及以下线路的继电保护已存在不合适的地方，对其可靠性存在一定的隐患。因此，有必要对220kV及以下线路保护的可靠性进行一定的探讨，以期可以保证电网的可靠稳定运行。
1 220kV及以下线路保护重要性
在电力系统中，220kV及以下线路担任着输送，分配电能的任务，直接影响到电力用户的体验。目前，随着电网的发展，220kV及以下线路在输电主干线的区域联合构成了一个整体，其运行状况涉及到范围变大，继电保护设置复杂，从而为线路保护可靠准确工作带来了许多困难。而在智能电网构建的进程中，220kV及以下线路是电网的重要组成部分，其保护装置的能否可靠工作，涉及到智能电网构建的基础设施能否正常工作。北美电力可靠性委员会（NERC）对 17 年的事故数据进行统计研究，发现 63%的电力系统事故和继电保护不正确动作有关[3]。
因此，线路保护的准确可靠工作对电网的稳定运行具有重大意义。线路保护的可靠性指的是线路继电保护装置在其保护范围内线路发生故障且应动作时，继电保护装置不应拒动；而当线路正常运行或线路继电保护不应该有动作时，线路继电保护装置不应误动。
2 线路保护存在的问题
在现代电网的扩展过程中，二次设备的更新换代也应随之进行。但在实际操作中，一些旧的设备还没有完成升级，加上运行情况复杂，在线路保护中依然存在了一些降低线路保护安全可靠性的问题。
（1）电网结构改变，线路保护整定考虑不全。联合电网的优势，促使着区域电网的联合，加上新网络扩展，往往会使得220kV等线路保护整定值发生变化。而在实际中，一些线路保护装置的整定值没有更新，从而影响到线路保护动作的准确性。
（2）干扰线路保护测量值的原因复杂。在新大型的负荷投入或退出电网的过程中，特别是非线性负荷的投入或退出，产生大量谐波与增量，使得基于频域或奇异量原理的线路保护装置产生误动。此外变压器励磁涌流，往往也是产生导致线路保护误动作的影响因素。
（3）运行环境复杂多变。线路保护不同于其他电力设备，其保护的设备，特别是220kV等线路，跨度长，经受的环境变化复杂，一些偶然的气候变化，例如冰灾，飓风等，往往对其产生致命的影响，挑战线路保护的可靠性。2008年冰灾导致的电网故障就是因为线路保护没有考虑到极端气候的可能性，没有健全的覆冰检测等功能，从而电网相继崩溃。
（4）设备老旧。线路保护运行时间长，经受的天气变化复杂，容易导致设备老化。对于一些超过了使用年限，或在可使用年限内已不能工作的线路保护装置，将成为线路保护的隐患。此外，线路保护装置原理老旧，无法适应电网规范的更高的可靠性要求。
3 提高保护动作可靠性的措施
考虑到220kV及以下线路保护特点以及在实际应用中存在的问题，可以从以下几方面来提高其正常工作的可靠性。
（1）规范配置。随着电力系统的发展，系统中一次设备二次设备都在更新。而电力市场的逐步开放，使得用户对电能质量有了更高的要求。为了使得用户能得到更好的服务。各电网线路对系统的线路保护装置已有了新的规范和要求。在中国国家电网220kV线路典型二次设备设计规范中规定[1]：每回线路应配置双套完整的、独立的能反映各种类型故障、具有选相功能全线速动保护，终端 负荷线路也可配置一套全线速动保护，每套保护均具有完整的后备保护。中国南方电网公司的二次设备规范[2]也指出：对于双重化配置的保护装置，每一套保护的直流电源应相互独立，分别由专用的直流熔断器从不同段直流母线供电。鉴于220kV及以下线路在电网中的重要作用，为220kV线路配置双套完整速动保护以及后备保护是完全必要的。遵循规范的要求配置线路保护，必然大大提高其线路保护的可靠性。
（2）保护原理设计和保护装置质量把关。在现代电网中，新一代的微机保护在实际应用逐渐成熟完善。一些基于高性能芯片，广域网络保护原理的继电保护可以在综合整个电网的实际运行情况进行动作，确保线路保护动作的准确性。因此，在适当的条件下，为线路保护配置新一代原理的设备，会大大提高线路保护的准确性。除此之外，线路保护发生误动或拒动的情况，很多情况下是因为保护装置本身存在质量问题。因此，应对出厂保护装置的质量严格把关，购买安全可靠的线路保护设备，从源头上确保线路保护的可靠性。
（3）仔细安装整定和定时检测。线路保护动作的可靠性不仅仅是技术质量的问题，还包含着人为的因素。对于线路保护的安装，必须实行仔细的，有监督下的安装，确保整定的正确性。在线路保护工作的过程中，电网结构的变化，例如扩建，联网等都会使得线路整定值的改变。因此，必须加强对线路保护的管理工作力度，定时检测线路保护装置的运行情况，做好检查定值单是否最新，注释与实际是否符合等工作，发现有出入，应立即向签发定值单的部门核对，避免造成误整定。
（4）安裝重合闸。在发生线路短路故障中，90%以上都是瞬时性故障。在这种情况下，虽然线路保护正确动作，但无法判断是否瞬时性故障。因此，为了避免长时间停电产生的损失，每一套线路保护均应含重合闸功能，两套重合闸均应采用一对一启动和断路器控制状态与位置启动方式，不采用两套重合闸相互启动和相互闭锁方式。重合闸可实现单重、三重、禁止和停用方式。这样就可以使得线路保护正确动作的时候，对瞬时性故障有所规避，使得线路保护动作更加准确可靠，重新快速将线路投入工作。
（5）安装线路保护辅助装置。对于每套线路保护而言，其工作电源采用独立电源，可极大地提高线路保护的可靠性。在实际应用中，往往为了提供更高的可靠性，线路保护装置应采用两套独立电源。此外，应对线路保护添加反馈功能。许多情况下，保护装置因老化而不正常工作，或人为操作导致不工作，都属于偶然的无法预知的事件，运行人员不可能马上发现问题而采用措施。因此，线路保护装置应能配有显示保护装置是否正常工作的反馈信号，时刻显示着保护装置的工作状态，提高线路保护动作的可靠性。
4 总结
在现代电力系统的构建过程中，电网的规模越来越大，网络结构越来越复杂。特别是220kV及以下线路，其辐射范围广，运行环境复杂多变，导致线路保护的稳定性和可靠性一直得到很高的重视。而线路保护的可靠性涉及到生产、安装、整定、维护等各个方面因素的影响。因此，要提高220kV及以下线路保护动作的可靠性，需要综合考虑，严格要求。
参考文献
[1] 国家电网公司. Q/GDW161-2007线路保护及辅助装置标准化设计规范[S].北京：中国电力出版社，2007.
[2] 中国南方电网有限责任公司.继电保护及有关二次回路验收规范[S].北京：中国电力出版社，2008.
[3]戴志辉，王增平.继电保护可靠性研究综述[J].电力系统保护与控制，2008.38（15）：161-167
作者简介：林中海，1986.10，男，海南万宁人，华南理工大学电力工程及其自动化专业学士，助理工程师，单位：海南电网有限责任公司，研究方向：输电线路继电保护
关键词：电力系统；线路保护；可靠性分析
0 引言
将发电机、变压器、母线、用电设备以及各种辅助设备联系起来，完成电能的生产、输送、分配和使用的系统，称之为电力系统。目前，我国电力系统的规模不断扩大，电网辐射不断扩展，各类电气设备的数量也随之不断增多。由于系统覆盖范围较广、运行环境复杂多变，加之一些人为因素的影响，使得电气设备的故障问题频发，使得电力系统不可能一直处于正常运行状态。因此，为电力系统建立一个安全保障系统，保证电能安全可靠地输送，对地区经济、机构运行、居民生活等有重大意义。
在现代电力系统中，220kV及以下线路担任着送配电的作用，其架构复杂，运行环境多变，如何保证220kV及以下线路安全可靠地工作关系到整个电网的运行状态。随着智能电网的建设，对于220kV及以下线路的继电保护已存在不合适的地方，对其可靠性存在一定的隐患。因此，有必要对220kV及以下线路保护的可靠性进行一定的探讨，以期可以保证电网的可靠稳定运行。
1 220kV及以下线路保护重要性
在电力系统中，220kV及以下线路担任着输送，分配电能的任务，直接影响到电力用户的体验。目前，随着电网的发展，220kV及以下线路在输电主干线的区域联合构成了一个整体，其运行状况涉及到范围变大，继电保护设置复杂，从而为线路保护可靠准确工作带来了许多困难。而在智能电网构建的进程中，220kV及以下线路是电网的重要组成部分，其保护装置的能否可靠工作，涉及到智能电网构建的基础设施能否正常工作。北美电力可靠性委员会（NERC）对 17 年的事故数据进行统计研究，发现 63%的电力系统事故和继电保护不正确动作有关[3]。
因此，线路保护的准确可靠工作对电网的稳定运行具有重大意义。线路保护的可靠性指的是线路继电保护装置在其保护范围内线路发生故障且应动作时，继电保护装置不应拒动；而当线路正常运行或线路继电保护不应该有动作时，线路继电保护装置不应误动。
2 线路保护存在的问题
在现代电网的扩展过程中，二次设备的更新换代也应随之进行。但在实际操作中，一些旧的设备还没有完成升级，加上运行情况复杂，在线路保护中依然存在了一些降低线路保护安全可靠性的问题。
（1）电网结构改变，线路保护整定考虑不全。联合电网的优势，促使着区域电网的联合，加上新网络扩展，往往会使得220kV等线路保护整定值发生变化。而在实际中，一些线路保护装置的整定值没有更新，从而影响到线路保护动作的准确性。
（2）干扰线路保护测量值的原因复杂。在新大型的负荷投入或退出电网的过程中，特别是非线性负荷的投入或退出，产生大量谐波与增量，使得基于频域或奇异量原理的线路保护装置产生误动。此外变压器励磁涌流，往往也是产生导致线路保护误动作的影响因素。
（3）运行环境复杂多变。线路保护不同于其他电力设备，其保护的设备，特别是220kV等线路，跨度长，经受的环境变化复杂，一些偶然的气候变化，例如冰灾，飓风等，往往对其产生致命的影响，挑战线路保护的可靠性。2008年冰灾导致的电网故障就是因为线路保护没有考虑到极端气候的可能性，没有健全的覆冰检测等功能，从而电网相继崩溃。
（4）设备老旧。线路保护运行时间长，经受的天气变化复杂，容易导致设备老化。对于一些超过了使用年限，或在可使用年限内已不能工作的线路保护装置，将成为线路保护的隐患。此外，线路保护装置原理老旧，无法适应电网规范的更高的可靠性要求。
3 提高保护动作可靠性的措施
考虑到220kV及以下线路保护特点以及在实际应用中存在的问题，可以从以下几方面来提高其正常工作的可靠性。
（1）规范配置。随着电力系统的发展，系统中一次设备二次设备都在更新。而电力市场的逐步开放，使得用户对电能质量有了更高的要求。为了使得用户能得到更好的服务。各电网线路对系统的线路保护装置已有了新的规范和要求。在中国国家电网220kV线路典型二次设备设计规范中规定[1]：每回线路应配置双套完整的、独立的能反映各种类型故障、具有选相功能全线速动保护，终端 负荷线路也可配置一套全线速动保护，每套保护均具有完整的后备保护。中国南方电网公司的二次设备规范[2]也指出：对于双重化配置的保护装置，每一套保护的直流电源应相互独立，分别由专用的直流熔断器从不同段直流母线供电。鉴于220kV及以下线路在电网中的重要作用，为220kV线路配置双套完整速动保护以及后备保护是完全必要的。遵循规范的要求配置线路保护，必然大大提高其线路保护的可靠性。
（2）保护原理设计和保护装置质量把关。在现代电网中，新一代的微机保护在实际应用逐渐成熟完善。一些基于高性能芯片，广域网络保护原理的继电保护可以在综合整个电网的实际运行情况进行动作，确保线路保护动作的准确性。因此，在适当的条件下，为线路保护配置新一代原理的设备，会大大提高线路保护的准确性。除此之外，线路保护发生误动或拒动的情况，很多情况下是因为保护装置本身存在质量问题。因此，应对出厂保护装置的质量严格把关，购买安全可靠的线路保护设备，从源头上确保线路保护的可靠性。
（3）仔细安装整定和定时检测。线路保护动作的可靠性不仅仅是技术质量的问题，还包含着人为的因素。对于线路保护的安装，必须实行仔细的，有监督下的安装，确保整定的正确性。在线路保护工作的过程中，电网结构的变化，例如扩建，联网等都会使得线路整定值的改变。因此，必须加强对线路保护的管理工作力度，定时检测线路保护装置的运行情况，做好检查定值单是否最新，注释与实际是否符合等工作，发现有出入，应立即向签发定值单的部门核对，避免造成误整定。
（4）安裝重合闸。在发生线路短路故障中，90%以上都是瞬时性故障。在这种情况下，虽然线路保护正确动作，但无法判断是否瞬时性故障。因此，为了避免长时间停电产生的损失，每一套线路保护均应含重合闸功能，两套重合闸均应采用一对一启动和断路器控制状态与位置启动方式，不采用两套重合闸相互启动和相互闭锁方式。重合闸可实现单重、三重、禁止和停用方式。这样就可以使得线路保护正确动作的时候，对瞬时性故障有所规避，使得线路保护动作更加准确可靠，重新快速将线路投入工作。
（5）安装线路保护辅助装置。对于每套线路保护而言，其工作电源采用独立电源，可极大地提高线路保护的可靠性。在实际应用中，往往为了提供更高的可靠性，线路保护装置应采用两套独立电源。此外，应对线路保护添加反馈功能。许多情况下，保护装置因老化而不正常工作，或人为操作导致不工作，都属于偶然的无法预知的事件，运行人员不可能马上发现问题而采用措施。因此，线路保护装置应能配有显示保护装置是否正常工作的反馈信号，时刻显示着保护装置的工作状态，提高线路保护动作的可靠性。
4 总结
在现代电力系统的构建过程中，电网的规模越来越大，网络结构越来越复杂。特别是220kV及以下线路，其辐射范围广，运行环境复杂多变，导致线路保护的稳定性和可靠性一直得到很高的重视。而线路保护的可靠性涉及到生产、安装、整定、维护等各个方面因素的影响。因此，要提高220kV及以下线路保护动作的可靠性，需要综合考虑，严格要求。
参考文献
[1] 国家电网公司. Q/GDW161-2007线路保护及辅助装置标准化设计规范[S].北京：中国电力出版社，2007.
[2] 中国南方电网有限责任公司.继电保护及有关二次回路验收规范[S].北京：中国电力出版社，2008.
[3]戴志辉，王增平.继电保护可靠性研究综述[J].电力系统保护与控制，2008.38（15）：161-167
作者简介：林中海，1986.10，男，海南万宁人，华南理工大学电力工程及其自动化专业学士，助理工程师，单位：海南电网有限责任公司，研究方向：输电线路继电保护