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电力系统输电线路距离保护装置浅析

[摘要]随着现代化电网系统的不断升级和扩建，具有超大容量、

超高电压、超远传输距离特性的输电线路已成为电力系统电网覆盖

的主要发展趋势。这种情况下，无疑对现阶段电力系统的安全性及

稳定性指标提出了更高的标准和要求。作为电网线路最为基础、最

为重要的保护设施，距离保护器的性能对电力系统整体运行品质起

到至关重要的作用。因而，为了适应现代电网的稳定、可靠的运行

标准，对于电力系统输电线路距离保护装置的研究则显得尤为重

要。本文从对距离保护器发展史的介绍入手，详细分析了电路距离

保护装置的构成原则及性能特点，希望对以后的电力系统输电线路

距离保护装置的研究工作提供一定的借鉴和参考。

[关键词]距离保护装置；发展史；构成原则；特点

1.前言

原理和装置是电力系统继电保护研究领域的两个主要方向，也

是其研究过程的两大主要目标。继电器从有到无，再到质性的飞跃

是不断发展和变革的继电器原理作用的的结果，而其原理的进化程

度也是随着电力系统技术的不断提高而提高的。随着电网规模的日

益扩充，电压等级的大幅提升是一个必然的结果和趋势，为了确保

现代电网的稳定及安全性指标够满足终端用户的需求，具有高响应

速率、高灵敏度、高适应性的继电保护装置呼之欲出。而由于保护

装置的出现是以相关原理为基础的，因此，加强对实现继电保护的

各种原理的分析和研究具有非常重要的现实意义。现阶段，继电保

护原理已由最初的电流保护发展到了复杂的距离保护和高频保护，

这一趋势也使得能够反映突变量原理的距离保护装置得以大范围

的推广和应用。

2.我国电路距离保护装置的发展史

我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期，

尽管起步晚，但是由于我国继电保护工作者的努力，进展却很快。

经过10年左右的奋斗，到了80年代末，计算机继电保护，特别是

输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。我国对计算机继电保

护的研究过程中，高等院校和科研院所起着先导的作用。从70年

代开始，华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大力

自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。

1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴

定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上的新一页，

为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华

中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机一变压器

组保护也相继于1989年、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力

自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天

津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方

向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分

量方向高频保护也相继于1993年、1996年通过鉴定。至此，不同

原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提

供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。

因此到了90年代，我国继电保护进入了微机时代。随着微机保护

装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，

并且应用于实际之中。

3.电路距离保护装置的构成原则及性能特点分析：

目前在我国220kv以上电压电网中，使用了多种国产和国外引

进的集成电路距离保护装置。虽然它们的工作原理和距离元件的动

作特性不尽相同，但对一些共性的基本问题均做了考虑，并在装置

中采取措施予以解决。现简要说明如下：

1）保护装置由三段式相间距离保护和三段式接地距离保护组

成，大多采用三段完全独立工作，不切换定值的方式，也有少数保

护采用i、ii段之间利用无触点切换定值。

2）在相间距离保护中，i、ii段多采用方向性圆特性或四边形

特性的距离元件，iii段采用偏移特性的圆特性或四边形特性继电

器。在接地距离保护中，则广泛采用了以点抗型继电器为基础而构

成的各种距离元件，其主要目的在于提高反应接地点过渡电阻的能

力。

3）保护装置具有选相功能。在单相接地短路时由接地距离保护

选相跳闸并启动重合闸，在相间短路时由相间距离保护动作跳开三

相后，一般是闭锁重合闸或启动具有同步和无电压检定的三相重合

闸。在保护安装处正向出口附近单相接地短路时，相间距离保护可

能动作误跳三相，此时可采用增加极化量、制动量或闭锁回路等措

施予以防止