220kV线路保护技术规范
目 次前 言 I
1 范围 1
2 基本要求 1
3 纵联保护 2
4 纵联差动保护的通道 2
5 距离、零序保护 3
6 选相与跳闸 3
7 重合闸 3
8 检测与记录 4
9 与监控系统、信息子站的配合 4
10 保护配置 5
11 组屏 6
前 言
为统一全网对220kV线路保护的技术要求和使用原则，适应河北南网工程建设和保护改造的要求, 确保线路保护的安全可靠运行，结合河北南网运行管理实际，制定本标准。
本标准规定了河北南网220kV线路保护在功能设置和配置使用方面的原则。
本标准主要内容包括：
――线路保护的基本要求：包括电流、电压回路及装置基本功能等的要求。
――线路保护的功能要求：包括纵联、距离、零序保护及重合闸等的技术要求。
――线路保护的辅助要求：包括通信接口、信号记录、与监控系统及信息子站的配合等技术要求。
――线路保护的配置要求：包括不同线路保护配置、纵联通道组织等的要求。
――线路保护的组屏要求：包括保护屏、通信接口屏的组屏原则。
本标准由河北电力调度中心提出。
本标准由河北电力调度中心解释。
本标准主要起草单位：河北电力调度中心继电保护处。
本标准主要起草人：常风然、周纪录、张洪、曹树江、赵春雷、萧彦、孙利强、齐少娟。
感谢在本标准起草过程中提出宝贵意见的各位同行！
在执行本标准中如有问题或意见，请及时告知河北电力调度中心。
河北南网220kV线路保护技术规范
1 范围
本标准规定了河北南网220kV线路所配置的微机型保护装置（以下简称“装置”）在功能设置、性能指标、配置使用、组屏设计等方面的原则要求。
装置制造、设计、使用中除满足国家、行业规定的各种相关技术条件、规程、反措等的要求外，还需符合以下技术要求。
2 基本要求
2.1 线路在空载、轻载、满载等各种条件下，在保护范围内发生金属性和非金属性的各种简单故障（包括单相接地短路、两相接地短路、两相不接地短路、三相短路等）时，保护应快速正确选相动作。发生各种复合故障、发展性故障时，装置应能可靠动作。
【释义】本条是对保护可依赖性的基本要求，对双端和单端电源线路，均应做到。
2.2 保护范围外部正方向或反方向发生金属性或非金属性故障时，装置不应误动。外部故障切除、外部故障转换、故障功率突然倒向、系统操作等情况下，装置不应误动作。
【释义】本条是对保护安全性的基本要求，保证在外部系统干扰或正常操作时保护不会误动。
2.3 本线非全相运行时，若健全相又发生区内任一种类型故障，纵联保护应能正确地瞬时动作跳三相；发生本线区外故障，纵联保护不应误动，延时段保护不应误加速。
【释义】本条要求的难点可能在发生区外故障时保护不应误加速上，部分保护逻辑上存在的元件加速问题，需要妥善解决，应利用纵联保护来实现健全相的保护。
2.4 手动合闸或自动重合闸于故障线路上时，应可靠瞬时三相跳闸，不重合；手动合闸或自动重合闸于无故障线路上时，应可靠不动作。合闸于故障的保护开放时间不宜长于500毫秒。同时保护中还要考虑到重合后再故障，再故障的时间不确定。
【释义】合闸于故障保护的开放时间，有些装置可能较长，有的甚至开放至整组复归时刻。考虑保护的安全性，该时间应尽量缩短。但装置要考虑缩短后，保护功能上要考虑到重合后再故障时，纵联保护应能正确动作。
2.5 纵联距离和距离保护应具备完善的振荡闭锁功能，要能正确区分故障和振荡，并能在振荡中区内故障时可靠开放保护。当本线全相或非全相振荡时：
无故障应可靠闭锁保护装置；
发生区外故障或系统操作，装置应可靠不误动；
全相振荡时，本线发生对称故障，允许经短延时开放保护；
全相或非全相振荡，本线发生不对称故障，应快速开放保护。
【释义】简单地描述对振荡闭锁功能的要求，就是要求能准确地开放保护。
2.6 线路过负荷时，保护不应误动；过负荷状态线路再故障，保护仍应正确动作。
2.7 采用装置内部软件自产零序电压，不外接零序电压。
【释义】为简化保护接线，简化向量检查，零序电压采用自产。现部分装置仍采用外接零序电流，故未对零序电流做必须的规定。
2.8 装置应尽可能利用交流量判断保护的状态，尽量减少输入开关量的数量。
【释义】为简化接线，提出尽量减少开入量，但不应当因此而损害保护的可靠性。
2.9 双断路器接线的两组TA的二次线圈宜分别接入保护装置。
【释义】为躲双断路器接线的区外故障的不平衡电流，采用双TA接入保护装置，类似于变压器差动的接线。
2.10 装置电流采样精确工作范围至少应在（0.1～30）In间，In为装置额定电流。
2.11 保护装置应能可靠分相起动失灵保护，故障切除后，起动失灵保护的接点应瞬时返回，返回时间不大于30毫秒。
【释义】要求装置提供分相起动失灵保护的接点，未对三相起动失灵做要求。对纵差保护而言，故障切除应当以本侧断路器的故障电流为判断标准，而不应以差流为准。
2.12 装置在运行状态下进行正常操作（如打印、查询、信息外传、复归信号等），不应影响保护的正常运行，也不能因此丢失保护的数据报告。特定操作影响保护运行的，必须特别标明。
【释义】运行发现某些装置在打印、信息外传等操作时，保护装置出现异常，特做此规定。某些装置规定复归信号的操作顺序，也是不当的。
3 纵联保护
3.1 纵联方向、纵联距离保护应能靠软件自动判定弱馈状态或允许任何方式下保护单端置弱馈，并正确选相动作。
【释义】纵联保护允许任何方式下保护单端置弱馈，即使在两侧强电源运行的情况下，保护应正确动作。
3.2 纵联方向、纵联距离保护装置应能完全控制专用收发信机的发停信，并采用单接点方式配合。
3.3 纵联保护在母差保护动作（仅指双母线）或失灵保护动作时，要采取使线路对侧相应纵联保护快速可靠跳闸的措施，线路对侧相应纵联保护应快速跳闸。3/2接线的失灵保护动作于加速线路对侧纵联保护跳闸的回路，应采用失灵保护出口接点并联的方式。
a. 对闭锁（允许）式纵联方向、纵联距离（零序）保护，装置要具备“其它保护停（发）信”回路，并应使用短延时（5～10毫秒）确认，外部回路应正确接入；
b. 对纵联差动保护，装置要具备远跳接入回路，并应使用短延时（5～10毫秒）确认。远跳命令跳闸时应经起动元件闭锁，装置宜提供控制字选择是否选相跳闸。对远跳命令发送端为双母线的，远跳跳闸时宜经选相，不闭锁重合闸；对远跳命令发送端为3/2接线的，远跳跳闸时永跳。
【释义】传统的加速回路，提出了对发停信控制回路延时确认的要求，用以防止干扰造成的误动。对远跳命令发送端为双母线的，远跳跳闸时宜经选相，不闭锁重合闸，意在提高事故处理效率。
3.4 纵联差动保护应充分考虑两侧TA变比不一致、暂态特性不一致的影响。
【释义】纵联差动保护要适应两侧TA变比不一致的情况，在运行中有因为两侧TA暂态特性不一致造成区外故障误动的事例，需要在保护原理、逻辑上予以考虑。
4 纵联差动保护的通道
4.1 保护装置与光纤通信网的数字通信接口应符合ITU-T G.703标准。
【释义】光纤通信电路传输线路保护装置和保护通信接口装置的模拟量数据、状态量数据和命令信号时，保护设备与通信终端设备应采用64kbit/s同向接口或2048kbit/s数字接口。64kbit/s同向接口板和2048kbit/s数字接口板属于光纤通信网的终端设备。
64kbit/s同向接口的技术条件应符合中华人民共和国现行国家标准《数字网系列比特率电接口特性》（GB/T 7611-2001）。2048kbit/s数字接口的技术条件应符合中华人民共和国现行国家标准《同步数字体系（SDH）复用设备技术要求》（GB/T 16712-1996）。
4.2 保护装置通信接收时钟从接收码流中提取，时钟工作不正常时，应输出告警信息。
【释义】保护装置通信接收时钟从接收码流中提取，时钟来自发送侧保护装置或通信设备。保护装置应针对通信网络不同的同步方式，给出如何设置相应通信发送时钟的具体说明。
4.3 保护装置及光电转换接口装置的光收发连接器端口宜下倾出线，不宜垂直出线。保护屏、光电转换接口屏内宜设置专用的尾纤、跳线走线槽，连接器、适配器接口应牢固。尾纤、跳线应走向规范，无明显受力，曲率半径不小于10厘米。
【释义】光收发连接器下倾出线，设置走线槽，都是为防止尾纤、跳线在运行中受力折断。
4.4 保护装置应对通道断线、通道环回、通道交叉等异常情况予以判别。通道故障时，保护应可瞬时退出，并能延时报警。保护启动后，装置应能记录通道异常及恢复时刻。
【释义】保护装置应采取措施正确识别对侧装置，及时发现通道环回或交叉，防止通道错接线。
4.5 保护装置应能实时输出通道时延、通道误码等通道状态参数，并在时延有较大变化、误码突增等异常状态时给出告警信息。对运行中出现的频繁失步、滑码等，也应及时给出提示信息。
【释义】保护可方便地对这些数据进行实时测试，体现保护实际运行状态。
5 距离、零序保护
5.1 配置三段相间距离、三段接地距离、四段零序方向过流保护。
5.2 距离保护、零序方向元件要充分考虑CVT暂态过程的影响。
【释义】CVT暂态过程对快速动作的距离、零序保护有影响，在目前的系统运行要求下，不必为追求速动性而牺牲选择性。
5.3 距离、零序保护的各段之间应相互独立，不应有逻辑闭锁关系。
【释义】为方便使用，要求各段之间相互独立。
5.4 TV断线时，除增加的TV断线零序和过流段外，现有各段零序方向过流保护可选择为退出或变为零序过流保护（零序方向元件退出）。
【释义】TV断线时阻抗元件退出，距离保护被闭锁，零序方向过流保护可选择变为零序过流保护，也可选择该保护被闭锁，装置出厂可固定，不需要提供选择用的控制字。
6 选相与跳闸
6.1 保护应具备独立的选相功能，选相元件应保证在各种条件下正确选择故障相，非故障相选相元件不应误动。
【释义】装置应努力提高选相元件的准确性、可靠性，要避免故障发展、故障转换、故障切除等情况下选相元件的误动，同时还要注意负荷电流对选相元件的影响。
6.2 对同杆并架线路的跨线故障，保护应能选相跳闸。
【释义】对纵联差动保护，本要求易实现；对纵联距离、纵联方向保护，需要提供分相通道，保护装置也需要支持；对后备距离、零序保护，需要保护选相、跳闸逻辑做判断。
6.3 装置应具有单相和三相跳闸逻辑回路，并通过外部压板（或把手）控制是否选相跳闸。
【释义】装置的跳闸方式需要与重合方式自动适应，但在某些接线和运行方式下，需要保护直接三跳时，保护应能适应。注意，保护可能未配置重合功能。
7 重合闸
7.1 重合方式应控制跳闸方式。
【释义】重合方式确定后，跳闸方式应与之自动适应。
7.2 三重方式且要求相间故障不重合时，在保护范围内发生发展性故障，保护应三跳不重合。
【释义】区内发展性故障，指断路器尚未跳开时发展的故障。断路器三相跳开后再发展的故障，不做要求。
7.3 无论何原因、何保护造成的断路器重合于本线故障，本保护应能瞬时跳闸，且不再重合。
【释义】对一次重合及合闸加速跳闸的要求。
8 检测与记录
8.1 保护装置应对输入的电压、电流量进行全面检测，包括三相对称性、三相平衡度、相序、各相相角等，并能查询、打印。
8.2 保护装置在电压互感器次级断线或短路时，不应误动作，并发出告警信号。装置应设置TV断线辅助保护功能。
【释义】TV回路异常检测应能适应一相、二相或三相的断线或短路。保护装置应能可靠处理此类异常，应有可投入的断线辅助保护，一般可采用相过流、零序过流等。
8.3 保护装置在电流互感器次级断线或短路时，不应误动作，并发出告警信号。
【释义】TA回路异常检测应能适应一相、二相的断线和短路。纵联差动保护还应能检测三相断线和短路。保护装置应能可靠处理此类异常。
8.4 保护装置在采样数据异常时，不应误动作，并在异常数据达到一定数量时给出告警信号。
【释义】采样数据异常时，保护应能检测并记录，在一定时段内频繁出现断续的异常数据时，也应当告警。
8.5 装置应对输入的开关量信号进行智能检测，变位（如投退保护功能）时，要有相应报文和事件记录，必要时给出告警信号。
8.6 所有装置异常、装置故障告警信号应能起动中央信号，并可通过信息接口外送报文。
【释义】目前有些异常信号仅给出报文，不利于现场人员及时发现、处理。
8.7 装置应记录保护起动前（至少20毫秒）及起动后交流采样数据、开关量（输入和输出）状态及事件、定值、内部元件动作过程等，并可通过后台软件下载所有相关数据进行离线分析、重演。装置至少应能保存10次动作和10次仅起动未出口的全部数据。
【释义】对装置内部动作行为的录波要求。要求至少10次动作录波，是为防止频繁起动对数据的清空，另要求10次起动数据一般可满足对故障分析的要求。
8.8 采用故障起动后发送信号的纵联保护应具备手动和定时自动检测通道功能，并在通道异常时给出告警信息。
8.9 纵联差动保护装置应记录通道延时、通信异常时间、误帧数、丢帧数等通道信息，供日常巡视检测。
9 与监控系统、信息子站的配合
9.1 装置除打印、调试接口外，至少还应设立两个通信接口，用于监控系统和保护信息管理系统的组网，用户可选择使用RS-485或以太网络接口。
【释义】两个通信接口应是可独立配置的，也即可选择一个RS-485口加一个以太网络接口。
9.2 装置应支持“软”压板功能、远方切换定值区功能、远方修改定值功能、远方复归功能以及远方查看定值、交流采样、开入量状态、动作报告、保护状态功能。
“软”压板功能、远方切换定值区功能、远方修改定值功能应能在保护装置上分别设置为是否可用。
监控系统可使用“软”压板功能、远方切换定值区功能、远方修改定值功能、远方复归功能、远方通道测试功能及远方查询定值、交流采样数据、开入量状态、动作报告、保护状态等功能。
保护信息子站仅允许远方查询，如查看定值、采样数据、开入量状态、动作报告、保护状态等。
【释义】按照变电站自动化系统和保护信息子站的要求，远方功能必须配置。但“软”压板功能、远方切换定值区功能、远方修改定值功能属于能改变保护运行状态的操作信息，必须强调其可靠性，此外远方复归功能、远方通道测试功能也都属于下行的操作信息，应由监控系统实现。其它属于上行信息，两系统可均接入。
9.3 装置无论是否与监控系统、信息子站进行连接或信息交换，均不得影响保护的安全性和可依赖性。用户必须对监控系统、信息子站提出相关要求。
【释义】信息接口是否连接，是否进行信息传输，包括对信息进行处理的过程中，均不能牺牲保护的可靠性。
9.4 高频通道测试功能应通过保护装置进行。无人值班变电站，应具备就地和远方测试手段，远方测试由监控系统输出接点实现，不要求由串口实现。收发信机的所有告警信息应接入监控系统。
9.5 保护应能设置为“检修状态”。“检修状态”时，装置不通过信息接口向监控系统发送相关信息，但装置本地功能，包括出口、显示、打印等不受影响。
10 保护配置
10.1 双电源线路应配置双重化的主后一体的微机型线路保护。
10.2 同杆并架线路，应配置双重化的纵差保护。
10.3 对单电源辐射线路，按下述原则配置：
10.3.1 单电源单回辐射线，如暂无成环可能，系统稳定无特别要求，不考虑采用单相重合闸时，可暂不上纵联保护，但应在电源侧配置两套完整、独立的阶段式保护，并预留完善为双套纵联保护的安装位置；非电源侧可不配置线路保护。
10.3.2 发电厂出线的单电源单回辐射线路以及其它非2.3.1所述情况的单电源单回辐射线，按双电源线路配置保护。
10.3.3 单电源双回辐射线、单电源环网线路，按双电源线路配置保护。
【释义】对于单电源单回辐射线路，肯定较长时期内辐射运行的（实际并不多），可考虑仅在电源侧配置阶段式保护，在整定上对快速性予以考虑。由于电厂出线一般不允许三重（大机组的要求），考虑供电可靠性，需要投单重，两端保护必须能选相跳闸，综合考虑按双电源线路配置保护。
10.4 旁路开关可仅配置一套主后一体的微机型线路保护，其主保护一般采用切换通道的工作方式，并尽可能与大多数线路的保护型号保持一致。
【释义】原有旁路保护多配置一套主后一体的微机型线路保护，实际在转带时存在保护不健全的问题，考虑到新工程一般不再上旁路母线，对旁路保护的配置放松要求。
10.5 双重化的主保护一般应采用不同的工作原理，但可均采用纵差保护。两套保护宜采用不同厂家的产品。对具备光纤通信通道的线路，主保护应优先采用光纤分相纵差保护。
【释义】无法配置双重化的纵差保护时，两套纵联保护的原理应不同，但不强求配置纵联距离保护。如果通道情况允许，优先使用纵差保护，这主要是考虑纵差保护涉及环节少，受外界因素干扰少，可靠性较高。
10.6 纵联保护通道的组织
10.6.1 双重化配置的两套主保护应采用相互独立的高可靠性通道，至少其一应采用光纤通道，优先采用专用光芯传输保护信号。
10.6.2 对只有一个光纤通道的线路，另一套主保护应优先采用电力线专用载波通道传输保护信号。当没有载波通道时，另一套主保护可采用微波通道传输保护信号。载波、微波通道设备及电源应与光纤通道相互独立。
10.6.3 当采用复用数字通道传输保护信号时，采用2Mbit/s数字接口，1+0通道方式。
10.6.4 远方跳闸保护的信号传输通道，应采用两个相互独立的高可靠性通道，可与双重化配置的纵联保护共用。
【释义】保护的独立性要求通道的独立性，传输两套保护信号的通信设备及电源应相互独立，同时要注意通信电源负载的分配。无论专用光芯或数字复用，同一路径的光缆只能视为一条通道。
11 组屏
11.1 线路保护按两面或三面屏方式合理布置，两套主保护及相应的电压切换箱各上一面屏。采用三面屏方式布置，将操作箱与测控装置组成控制屏；采用两面屏方式布置，测控装置另外独立组屏。直流电源的设计和取用要符合保护双重化配置及反措的要求。
11.2 保护与通信设备不在同一小室时，复用数字通道的通信接口装置应单独组屏，与通信传输设备邻近安装，同一线路的两套通信接口装置不宜安装在同一接口屏上。保护与通信设备布置在同一小室，且电缆长度小于50m、电磁干扰水平较弱时，通信接口装置可安装在对应的保护屏上。
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