浅谈GEL30与F650保护装置的保护功能

熊鑫

【摘要】保护装置在供电系统中处于核心位置，其主要作用是1.实时采集系统的电流、电压、功率等参数;2.实时监控断路器、隔离开关的状态;3.在系统发生故障时发出报警信号，或发出指令使断路器跳闸，以实现快速、灵敏、可靠、有选择的切除故障点，避免故障范围扩大。随着电力电子技术与通讯技术的快速发展，如今的保护装置均能实现电流选跳功能，即通过保护装置之间的信息传递、比较和逻辑编程判断故障点，不需时间配合，实现快速切除故障点的新型保护。本文主要介绍了GE的L30和F650两种保护装置的保护功能。

【关键词】保护装置：电流选跳;L30;F650;保护校验

引言

L30和F650是GE.美国通用电气公司（General ElectricCompany）研发的两款保护装置。L30主要用于电缆线路的差动保护，F650主要作为L30的后备保护或作为馈线或母联的主保护。

一、L30保护功能

（一）差动保护

差动保护是比较输入两个电流互感器的电流矢量差，当达到设定的动作值时启动动作元件。在地铁供电系统中主要用于保护区间环网电缆;主变至所内的电缆和主变压器的主保护。是供电系统的主保护。

由图1可知，根据基尔霍夫定律，当系统正常运行时或故障出现在102B和101B间之外的电缆上时，101B和102B的流互采集的电流大小相等，方向相同，两者电流比较没有差异，所以差动保护不动作。当环网区间A处出现短路故障时，102B可以检测到电流变大，方向不变，101B相对于102B是负荷侧，A点短路时，其电流大小、方向均为零，那么两者电流会出现明显差异，并超出设定值，差动保护动作跳开断路器。

（二）差动后备保护

差动后备保护即为差动保护的后备保护。如图2，当环网电缆A点发生短路时，102B和其对侧101B差动保护动作，跳开101B和102B。但由于某些原因，本站的102B差动动作后，断路器并未跳开，仍处于合闸位。那么此时，本站的101B将会检测到故障电流，此时正好满足;本柜零流、过流启动;出线差动动作两个条件，所以本站101B的差动后备会动作，实现故障点的切除。

（三）光纤通讯中断保护

光纤中断后备保护光纤后备保护也可看做一种差动保护的后备保护。电缆两端的保护装置是通过光纤来传递各自电流信息，再进行比较，实现差動做东，但当光纤通讯中断时，两个保护装置之间无法进行信息交换，差动保护也就不起作用。若此时区间环网发生短路故障，本站的出线光纤通讯中断保护会动作，切除故障点。

（四）母主保护

如图3所示，母主保护主要是保护进出线、馈线、母联等流互的母线侧母排，其通过馈线过流、零流不启动;出线线过流、零流不启动;母联过流、零流不启动;进线过流、零流不启动。将故障点限制在母排上。即当系统正常时，母排上出现故障时，只有母主保护会动作。

（五）母主后备保护

母主后备保护即：母主保护的后备保护。由图4可知，当本站母排出现短路时，本站的101A断路器母主保护会动作，并向上一站的出现发送此信号，但由于某些原因101A断路器并未跳开，那么母排上的故障点并未切除。此时上一站的102B接收到光纤对侧（即101A）母主动作，又因101A断路器未跳开，上一站的102B能够检测到零流、过流信号，所以两者综合102B的母后备保护会动作并跳开102B断路器，实现故障点的切除。

如图5所示，当A点发生短路时，104A检测到故障电流，其过流、零流或速断保护会动作，保护发出指令，断路器跳开，故障切除，同时给101A、102A、103发送保护启动信号。若104A保护动作后，断路器并未跳开，那么故障点一直无法切除，此时101A会检测到故障电流，且接收到馈线保护装置传来的保护启动信号，那么101A的馈线后备保护动作，跳开101A断路器，切除故障点。

二、F650保护功能

（一）差动装置异常后备保护

L30差动装置发生异常保护无法正常运行的情况由F650保护装置作为后备保护进行保护跳闸。当短路故障发生时，F650通过检测过流信号或者零序电流信号判断故障电流并延时动作。

（二）母联过流一段、零序一段保护

如图6所示，在一段母线支援二段供电的情况下，母联过流一段、零序一段作为二段母线的母线主保护进行保护动作，当二段母线A点发生短路时，母联柜103检测到故障电流，其过流、零流保护启动，同时馈线柜104A、104B没有检测到过流信号和零序信号，一段环网开关101A检测到过流信号和零序电流信号，二段环网开关101B没有检测到过流信号和零序电流信号，103保护装置判断为二段母线短路故障同时跳开母联断路器进行保护动作，保证了继电保护的选择性。

（三）反时限过电流保护、电流速断保护、过电流保护、零序电流保护

1.反时限过电流保护的曲线特征是动作电流越大时间越小，动作电流越小时间越大。动作电流及动作时间可以有若干个数据。

2.电流速断保护和过电流保护是二段式保护按照线路负荷和线路最大短路电流进行动作电流和动作时间的整定。

3.零序电流保护是保护装置检测到零序分量进行动作电流和动作时间整定，主要是由于在电力系统正常运行情况下是没有零序电流分量的。

结语

综上所述，L30、F650保护装置是作为线路、设备的主保护或者后备保护来动作的，其保护的原理和逻辑是需要判断其他相关设备的电流或电压启动信号的，在进行保护校验时，对保护原理和逻辑的掌握就显得尤为重要了。本文总结了L30与F650保护装置的保护原理，以便和大家共同探讨学习。