电工技术220kV线路保护在“四统一”与“六统一” 设计规范

电工技术220kV线路保护在“四统一”与“六统一” 设计规范

内容：励磁系统、继电保护技术交流、资料共享的平台220kV线路保护在“四统一”与“六统一” 设计规范 张郭晶 （江苏省电力公司检修分公司扬州分部，江苏扬州225000）

[摘要]从保护功能、组柜原则、外部接线、压板配置、定值整定、运行注意事项和操作票等方面对“四统一”和“六统一”设计规范下的220kV线路保护进行比较和分析，重点分析了跳闸回路、失灵回路和重合闸回路，明确了220kV线路保护的跳闸方式、重合闸功能以及失灵功能在两种设计规范下的异同点，使得运行和检修人员对于应用“四统一”和“六统一”的线路保护有更加深刻的认识，为设备的运行维护、倒闸操作以及检修工作提供参考。

关键词 六统一 失灵 重合闸 跳闸方式 线路保护 压板配 置异同

1概述

20世纪70、80年代制定的继电保护“四统一”原则，在规范我国继电保护设计、制造，促进继电保护设备更新换代，提高继电保护运行水平，保障电网安全方面发挥了举足轻重的作用。所谓“四统一”，即在设计技术条件、接线回路、元件符号、端子排编号四个方面统一标准。随着微机保护的普遍应用，因各厂家微机保护配置和功能不标准、不规范而引发的一些突出问题逐渐在装置运行中暴露出来：①当前微机保护装置设计、制造、应用的非标准化问题突出；②各厂家微机保护装置的对外接口和回路配合要求各不相同；③由于缺乏统一的标准，导致同一类型的保护装置出现多个地区性版本。

2009年以来，国网公司先后发布Q／GDW161—2007《线路保护及辅助装置标准化设计规范》、Q／GDW175—2008《变压器、高压并联电抗器和母保护标准化设计规范》等标准，对保护装置功能配置、回路设计、端子排布置、接口标准、屏柜压板、保护定值（报告格式）六方面作出统一规范，简称“六统一”。但一些老的变电站设备是在“六统一”设计规范应用之前就投入运行的，为了增进运行和检修人员对“六统一”设计规范的认识，本文在保护功能、组柜原则、外部接线、压板配置、定值整定、操作方式及运行注意事项等方面对应用“六统一”和“四统一”设计规范的220kV线路保护进行对比。

2保护功能及组柜原则

1.1组柜原则

1.1.1“四统一”的保护组柜原则

每回线配置2面保护柜。

线路保护柜1：线路保护1＋分相操作箱

线路保护柜2：线路保护2＋断路器保护（失灵电流判别和过流）

示例变电站的220kV线路保护配置：

保护屏1：RCS931A+CZX-12R

保护屏2：PSL603G+PSL631A

2.1.2“六统一”的保护组柜原则

每回线配置2面保护柜。

线路保护柜1：线路保护1＋分相操作箱

线路保护柜2：线路保护2＋断路器保护（仅过流）

示例变电站的220kV线路保护配置：

保护1：RCS931G+CZX-12R

保护2：PSL603U+PSL631A

2.2保护功能

线路保护的主要功能是在线路发生事故或异常时能够正确跳闸以切除故障，并具有重合闸和失灵功能。跳闸功能在“六统一”和“四统一”中区别不大，本节主要就跳闸方式、失灵功能和重合闸的异同进行分析。

2.2.1线路保护跳闸回路分析

当线路发生单相故障时，“六统一”和“四统一”的保护都是通过跳A、跳B、跳C的单相跳闸压板出口到操作箱跳闸回路的。当发生相间故障或永久性故障时，“六统一”的保护只发3个分相跳闸命令，采用“一跳一”跳闸方式，931保护动作跳第一组跳闸回路，603保护动作跳第二组跳闸回路，通过每个屏上的跳A、跳B、跳C压板出口；而“四统

一”的保护经603保护的重合闸选相功能判别之后，发出三跳或永跳命令，再通过三跳或永跳压板出口到操作箱启动TJQ或TJR继电器来实现三相跳闸功能。

“六统一”的保护跳闸回路中，220kV第一套（第二套）母差保护动作或631的过流保护动作，会启动操作箱的11TJR（21TJR）跳圈来启动第一组（第二组）跳闸回路，实现三相跳闸并闭锁重合闸，具体回路如图1所示。 图1“六统一”的线路保护跳闸回路图

“四统一”的保护跳闸回路中，220kV母差保护或631的过流保护动作，会启动操作箱的11TJR跳圈来启动第一组跳闸回路，实现三相跳闸并闭锁重合闸；603保护的三跳、永跳命令或631的过流保护动作，会启动操作箱的21TJR跳圈来启动第二组跳闸回路，实现三相跳闸并闭锁重合闸，具体回路如图2所示。 图2“四统一”的保护跳闸方式回路图

2.2.2失灵功能异同分析

失灵动作出口要同时满足两个条件：保护动作；故障电流依然存在。“四统一”和“六统一”的失灵动作原理相同，区别在于判别故障电流的装置不同。“四统一”是通过631断路器保护来判别故障电流，而“六统一”是通过母差保护来判别的。

“四统一”的保护失灵回路如图3所示，603和931线路保护的A、B、C相跳闸接点经过分相启动失灵压板1LP7、1LP8、1LP9输出到631断路器保护装置，631保护再通过电流判别（由微机完成）决定失灵是否出口。若失灵条件满足，则启动中间继电器1QSDL、2QSDL（其辅助接点串联在失灵启动母差回路中），通过631断路器保护屏上的失灵启动母差压板15LP13出口到母差保护屏。保护的三跳接点不直接启动失灵，而是通过操作箱

CZX-12R装置的三跳接点TJR、TJQ去启动失灵。

图3“四统一”失灵回路图

“六统一”线路保护屏配置的断路器保护中，失灵电流判别功能不用，仅使用其中的过流保护功能。当线路保护正常运行时，过流保护停用；当变电站的母线保护按“六统一”原则设计时，失灵保护功能由母线保护实现。对于分相启动失灵功能，931保护启动第一套母差保护的失灵，603保护启动第二套母差保护的失灵，线路保护提供启动失灵保护用的跳闸接点来启动母线保护的断路器失灵保护，并由母差保护对故障电流进行判别。三相跳闸启动失灵由操作箱提供TJR、TJQ接点，通过操作箱的三跳启动失灵压板开入到母差保护，满足失灵判据后，延时跳闸。其失灵回路如图4所示。

图4“六统一”失灵回路图

2.2.3重合闸功能异同分析

220kV线路的重合闸功能是由线路保护完成的，两套线路保护均配有重合闸功能。“四统一”只投入一套线路保护的重合闸，停用另一套线路保护的重合闸。目前示例变电站用的是603保护的重合闸，两套重合闸之间有相互启动和相互闭锁回路。

（1）重合闸启动回路

“四统一”的保护重合闸启动联系图如图5所示，931保护的单跳启动重合闸和三跳启动重合闸接点通过屏上的至重合闸压板开入到603保护，603保护判别满足重合闸条件后闭合CHJ1接点，通过重合闸出口压板开入到操作箱CZX-12R的ZHJ继电器，达到开

断重合闸的目的。

图5“四统一”的保护重合闸启动联系图

“六统一”的两套线路保护均具有重合闸功能，且相互独立，不存在相互启动和相互闭锁回路。931和603保护各自判别是否满足重合闸条件，若满足则通过重合闸出口压板开入到操作箱的ZHJ继电器，达到重合闸的目的。其重合闸启动原理如图6所示，两套重合闸均投入，当一套重合闸动作后，另一套重合闸可以检有电流或跳位返回而不再重合，以确保不会二次重合闸。单重方式下，一套保护单跳而另一套保护未动作时，单相跳位启动重合闸可以保证两套重合闸的一致性。对于含有重合闸功能的线路保护装置，设置“停用重合闸”压板，“停用重合闸”压板投入时，闭锁重合闸，任何故障均三相跳闸；若需一套重合闸停运，另一套重合闸投运，则将重合闸的保护控制字置“禁止重合闸”或退出重合闸出口压板，而不能将“停用重合闸”压板投入。

图6重合闸启动原理图

（2）重合闸闭锁回路

“四统一”的重合闸闭锁回路如图7所示，931保护会通过BCJ继电器将闭锁重合闸的信号开入到603保护，当931保护动作跳闸且满足设定的闭锁重合闸条件时，BCJ-1继电器动作。另外，当手动跳闸或遥控分闸时2ZJ和21STJ接点闭合，母差保护动作跳闸，断路器失灵保护动作跳闸，以及631保护永跳时TJR接点闭合，均会使得931和603保护的重合闸放电，达到闭锁重合闸的目的。

图7“四统一”的重合闸闭锁回路

对于“六统一”的保护，931和603保护之间没有相互闭锁回路，而是通过操作箱内的辅助接点来实现闭锁重合闸，如图8所示。

图8“六统一”的重合闸闭锁回路

3 外部接线

“四统一”的保护一般用母线TV电压，线路上可选配单相TV用于三相重合闸的无压或同期鉴定。而“六统一”的保护采用线路TV电压，要求线路配置三相TV。

当“六统一”线路配置TV时，母线TV的重要性就会降低，在热倒母线的过程中，TV二次并列步骤可以省略。原TV并列的原因是防止220kV母线压变的电压并列回路中继电器接点因电流过大而烧坏，而“六统一”线路的电压取自各自的线路TV，220kV母线压变的电压并列回路就仅起到同期电压切换的作用，只要保证母联开关在合位、母差为单母方式，就可以正常热倒母线了。

4.1 “四统一”压板配置

“四统一”保护屏上的压板配置如图9、图10所示。

图9 “四统一”的RCS-931A压板配置图

图10 “四统一”的PSL603G压板配置图4.2 “六统一”压板配置

“六统一”保护屏上的压板配置如图11、图12所示。

图11 “六统一”的931G压板配置图

图12 “六统一”的603U压板配置图由图9~图12可知，“六统一”的压板配置更加统一、简洁、合理。

（1）“六统一”的线路保护压板分为出口和功能两类。其中，出口类压板包括保护跳闸、启动失灵、重合闸，以1CLP、4CLP、8CLP等命名；功能类压板包括纵联保护投/退、停用重合闸投/退、保护检修状态投/退，以1LP、8LP等命名。

（2）由于单独停用距离、零序保护的可能性很小，因此取消了距离、零序保护功能压板，但距离、零序保护不能单独停用。若需停用，则采用切换定值区的方式由控制字来完成。

（3）由于取消了重合闸方式切换把手，因此线路保护重合闸方式（单重、三相一次）只能通过保护定值控制字设定。

（4）当“停用重合闸”功能压板投入时，任何故障保护三跳闭锁重合闸。若想仅停用某一套装置重合闸，则不能投入“停用重合闸”压板，而应将该装置重合闸出口压板解除，让另一套保护重合闸可以正常工作。

（5）由于取消了“至重合闸”压板、“沟通三跳”压板，因此每一套线路保护均投入重合闸功能，两套重合闸无相互启动和相互闭锁回路。

5 定值整定

对于“六统一”的保护定值整定，由于单独停用距离、零序保护的可能性很小，因此

取消了距离、零序保护功能压板，可通过修改保护定值控制字来实现距离、零序保护停用；此外，由于取消了重合闸方式切换把手，因此线路保护重合闸方式只能通过保护定值控制字设定。

6 “六统一”运行注意事项

（1）正常运行时，两套线路保护重合闸均投入，且重合闸方式一致（单相重合闸、三相一次重合闸或停用）。当调度操作发令启（停）用重合闸时，应保持原操作命令格式，发令只发到开关，而不具体指明哪套装置重合闸，例如将XXXX开关重合闸启用，现场再根据调度命令和保护定值单要求，同时启用或停用两套装置重合闸。

（2）当线路某一套纵联保护通道出现异常时，停用该套线路纵联保护，将“纵联保护投/退”功能压板退出。若线路保护装置异常（含纵联、后备距离零序、重合闸任一装置插件异常），则停用整套线路保护，且装置出口压板（保护跳闸、启动失灵、重合闸）应解除。

（3）220kV联络线重合闸随纵联保护同步运行，若有一套线路纵联保护投入，则两套线路保护重合闸均投入；若线路两套纵联保护均退出运行，则两套线路保护重合闸均停用，并投入“重合闸停用”功能压板。

（4）线路保护屏上的断路器保护失灵保护不用，当线路保护正常运行时过流保护也不用，若断路器保护装置发生异常，则停用该装置，其它保护不作调整。

7 操作票

停用重合闸时，“六统一”、“四统一”的操作票分别见表1、表2。

表1 “六统一”操作票 1 将仪临4H06线931保护屏上停用重合闸压板投入 2 将仪临4H06线931保护屏上重合闸出口压板退出 3 将仪临4H06线603保护屏上停用重合闸压板投入 4 将仪临4H06线603保护屏上重合闸出口压板退出