回線保護制御装置は保護、測定、制御、通信を一体化した電力自動化設備であり、主に変電所、配電室などの電力施設に設置され、送電線(例えば架線、ケーブル線)の故障と運転状態に対してリアルタイム監視、故障切除及び遠隔制御を行う。
その核心的価値は:線路が短絡、過負荷、接地などの故障が発生した時、ミリ秒級の時間内に故障タイプを識別してトリップ指令を出して、故障線路を切断して、故障拡大が電力網全体に影響を与えないようにする、同時に、線路の電圧、電流、電力などの運行データを継続的に収集し、スケジューリングセンターに正確な設備状態情報を提供し、運行維持者の故障分析と設備管理を支援することができる。
回線保護制御装置の応用シーンは広く、高圧送電から低圧配網まで、ほとんどの回線を配置する必要があり、以下は3種類の典型的なシーンである:
1.高圧送電線(110 kV以上)
220 kV、500 kVなどの高圧送電線において、装置は「高速性、選択性、感度」の保護特性を備えなければならない:
「縦連差動保護」を主保護(線路の両端電流を比較し、内部故障を正確に判断する)とし、動作時間は0.05秒未満、
バックアップ保護として「距離保護」を装備し、故障点の距離に応じて動作時間を調整し、無選択に線路を切除しないようにすることができる、
IEC 61850プロトコルをサポートし、スマート変電所の一体化監視システムにアクセスし、データ共有と協同制御を実現する必要がある。
2.中圧配網ライン(10 kV-35 kV)
中圧配網は変電所とユーザーをつなぐ「橋梁」であり、線路の分岐が多く、故障の確率が高く、装置は「故障の位置決めと迅速な回復」に重点を置く必要がある:
単相接地故障に対して、「小電流接地選線機能」を配置し、故障線路を迅速に位置決めする(伝統的な「プルアップ試験停止」の盲目性を避ける)、
「重ね合わせゲート機能」をサポートする:故障切除後に自動重ね合わせ遮断器(瞬時故障の場合、電力供給を回復し、停電時間を減らすことができる)、
配網自動化システムにアクセスし、GPRS/4 G通信モジュールを通じてデータをアップロードし、遠隔地の回線の監視需要を満たす。
3.工業企業内部配線(0.4 kV-10 kV)
工業企業(例えば工場、園区)の線路負荷変動が大きく、設備タイプが多く、装置は「保護と生産連続性」を両立する必要がある:
「過負荷遅延保護」を配置する(モータ起動などの短時間過負荷による誤トリップを避ける)、
「電気エネルギー計量機能」を備え、企業内部のエネルギー消費統計とコスト分担にデータを提供する、
PLC、DCSシステムとの通信をサポートし、生産ラインと電力システムの連動制御(例えば負荷過重時に非重要設備を自動的に切除する)を実現する。