電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理：第五章 輸電線路縱聯(lián)保護(hù)

1、2021-9-25第五章 輸電線路縱聯(lián)保護(hù)5-15-1概述概述5-25-2電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)5-35-3方向縱聯(lián)保護(hù)方向縱聯(lián)保護(hù)2021-9-255-15-1概述概述繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置TVTVTATAQF1QF2單端電氣量保護(hù)單端電氣量保護(hù)距離保護(hù)距離保護(hù)電流保護(hù)電流保護(hù)零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)具有階段式具有階段式的共同特點(diǎn)的共同特點(diǎn)2021-9-255-15-1概述概述繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置TVTVTATAQF1QF21的距離I段：(8085)%2的距離I段：(8085)%1520%1520%1 或2的距離II段：(304

2、0)%,0.5秒延時(shí)單端電氣量保護(hù)不能做到全線速動(dòng)單端電氣量保護(hù)不能做到全線速動(dòng)2021-9-255-15-1概述概述繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置TVTVTATAQF1QF2通信設(shè)備通信設(shè)備通信設(shè)備通信設(shè)備雙端電氣量保護(hù)雙端電氣量保護(hù)縱聯(lián)保護(hù)縱聯(lián)保護(hù)2021-9-25一、電力線載波通道一、電力線載波通道kHz40050傳輸信號(hào)頻率傳輸信號(hào)頻率高頻通道高頻通道1 1阻波器阻波器2021-9-25一、電力線載波通道一、電力線載波通道kHz40050傳輸信號(hào)頻率傳輸信號(hào)頻率高頻通道高頻通道2結(jié)合電容器結(jié)合電容器2021-9-25一、電力線載波通道一、電力線載波通道kHz40050

3、傳輸信號(hào)頻率傳輸信號(hào)頻率高頻通道高頻通道3連接濾波器連接濾波器2021-9-25一、電力線載波通道一、電力線載波通道kHz40050傳輸信號(hào)頻率傳輸信號(hào)頻率高頻通道高頻通道4高頻電纜高頻電纜2021-9-25一、電力線載波通道一、電力線載波通道kHz40050傳輸信號(hào)頻率傳輸信號(hào)頻率高頻通道高頻通道5高頻收發(fā)信機(jī)高頻收發(fā)信機(jī)2021-9-25一、電力線載波通道一、電力線載波通道kHz40050傳輸信號(hào)頻率傳輸信號(hào)頻率高頻通道高頻通道6接地刀閘接地刀閘2021-9-25一、電力線載波通道一、電力線載波通道kHz40050傳輸信號(hào)頻率傳輸信號(hào)頻率高頻通道高頻通道7 7電力線電力線2021-9-25

4、高頻通道的工作方式高頻通道的工作方式(1)(1)故障時(shí)發(fā)信故障時(shí)發(fā)信2021-9-25高頻通道的工作方式高頻通道的工作方式(2)(2)長(zhǎng)時(shí)發(fā)信長(zhǎng)時(shí)發(fā)信2021-9-25高頻通道的工作方式高頻通道的工作方式(2)(2)長(zhǎng)時(shí)發(fā)信（移頻方式）長(zhǎng)時(shí)發(fā)信（移頻方式）2021-9-25高頻信號(hào)高頻信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)（1） 閉鎖信號(hào)本端保護(hù)閉鎖信號(hào)&跳閘2021-9-25高頻信號(hào)高頻信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)（2） 允許信號(hào)本端保護(hù)允許信號(hào)&跳閘2021-9-25高頻信號(hào)高頻信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)信號(hào)（3） 跳閘信號(hào)本端保護(hù)跳閘信號(hào)1跳閘2021-9-25高頻通道的工作方式與高頻信號(hào)的選擇高頻

5、通道的工作方式與高頻信號(hào)的選擇故障發(fā)信方式應(yīng)選擇閉鎖信號(hào)；故障發(fā)信方式應(yīng)選擇閉鎖信號(hào)；長(zhǎng)期發(fā)信方式應(yīng)采用允許信號(hào)。長(zhǎng)期發(fā)信方式應(yīng)采用允許信號(hào)。2021-9-25二、光纖通道二、光纖通道光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光纖光纖中繼中繼器器光接收機(jī)光接收機(jī)光纖光纖信信號(hào)號(hào)調(diào)制調(diào)制光源光源光探測(cè)器光探測(cè)器解調(diào)解調(diào)信信號(hào)號(hào)單向光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成單向光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成（1 1）通信容量大。）通信容量大。（2 2）光纖的傳輸損耗小，中繼間隔長(zhǎng)，可達(dá)上）光纖的傳輸損耗小，中繼間隔長(zhǎng)，可達(dá)上百公里。百公里。（3 3）通信系統(tǒng)可靠性高。）通信系統(tǒng)可靠性高。2021-9-25保護(hù)裝置保護(hù)裝置光光纖纖接接口口接收接收發(fā)送發(fā)送保護(hù)裝

6、置保護(hù)裝置光光纖纖接接口口接收接收發(fā)送發(fā)送 光纖通道光纖通道 光纖通道光纖通道保護(hù)命令保護(hù)命令傳送裝置傳送裝置光光纖纖接接口口接收接收發(fā)送發(fā)送光光纖纖接接口口接收接收發(fā)送發(fā)送 光纖通道光纖通道 光纖通道光纖通道保護(hù)命令保護(hù)命令傳送裝置傳送裝置縱聯(lián)保護(hù)裝置縱聯(lián)保護(hù)裝置縱聯(lián)保護(hù)裝置縱聯(lián)保護(hù)裝置應(yīng)用專用光纖通道的縱聯(lián)保護(hù)應(yīng)用專用光纖通道的縱聯(lián)保護(hù)2021-9-25 縱聯(lián)保護(hù)裝置縱聯(lián)保護(hù)裝置保護(hù)命令傳送裝置保護(hù)命令傳送裝置 數(shù)字復(fù)用設(shè)備數(shù)字復(fù)用設(shè)備 通信設(shè)備通信設(shè)備光纖通道光纖通道 通信設(shè)備通信設(shè)備 縱聯(lián)保護(hù)裝置縱聯(lián)保護(hù)裝置保護(hù)命令傳送裝置保護(hù)命令傳送裝置 數(shù)字復(fù)用設(shè)備數(shù)字復(fù)用設(shè)備復(fù)用光纖通道的縱聯(lián)保

7、護(hù)構(gòu)成復(fù)用光纖通道的縱聯(lián)保護(hù)構(gòu)成2021-9-251. 按通信通道類型導(dǎo)引線保護(hù)載波保護(hù)（高頻保護(hù)）微波保護(hù)光纖保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)（電流差動(dòng)和相位差動(dòng)保護(hù)）方向比較式縱聯(lián)保護(hù)（比較兩端邏輯量）距離縱聯(lián)保護(hù)（比較兩端邏輯量）2. 按工作原理3. 按所利用信號(hào)的性質(zhì)閉鎖式允許式直接跳閘式解除閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)的分類縱聯(lián)保護(hù)的分類2021-9-255-25-2電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)kQF1QF2QF3MNMINI0NMIIIQF1QF2QF3MNMINIkkNMIIII利用線路兩側(cè)電流相量和的差異 電流差動(dòng)保護(hù)2021-9-25一、光纖電流分相差動(dòng)保護(hù)一、光纖電流分相差動(dòng)保護(hù)繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)

8、裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置TVTVTATAQF1QF2MNMAIMBIMCINAINBINCI 兩側(cè)的保護(hù)裝置都能得到對(duì)側(cè)的電流，從而可兩側(cè)的保護(hù)裝置都能得到對(duì)側(cè)的電流，從而可獨(dú)立地進(jìn)行故障識(shí)別。獨(dú)立地進(jìn)行故障識(shí)別。2021-9-251 1不帶制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)不帶制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)kQF1QF2QF3MNMININMdIII定義：定義：差動(dòng)電流差動(dòng)電流正常運(yùn)行或外部短路時(shí)若正常運(yùn)行或外部短路時(shí)若0NMdIII則稱該電流為不平衡電流則稱該電流為不平衡電流unbI2021-9-251 1不帶制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)不帶制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)QF1QF2QF3MNMINI保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)：保

9、護(hù)的動(dòng)作判據(jù)：setNMdIIII1 1）躲過外部短路時(shí)的最大不平衡電流）躲過外部短路時(shí)的最大不平衡電流應(yīng)按以下原則整定：應(yīng)按以下原則整定：setIk.maxsternprelunb.maxrelsetKKIIKKKI2021-9-252 2）躲過最大負(fù)荷電流）躲過最大負(fù)荷電流1 1不帶制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)不帶制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)QF1QF2QF3MNMINIL.maxrelsetIKI靈敏系數(shù)校驗(yàn)：靈敏系數(shù)校驗(yàn)：setr.minsenIIK取二者之大值作為定值。取二者之大值作為定值。2senK要求要求2021-9-252 2比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)QF1QF2

10、QF3MNMINI定義：定義：NMresIII21制動(dòng)電流制動(dòng)電流保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)：保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)：resdop.0dKIIII動(dòng)作特性動(dòng)作特性0動(dòng)作區(qū)動(dòng)作區(qū)非動(dòng)作區(qū)非動(dòng)作區(qū)0 .opIdIresIK2021-9-25resdop.0dKIIII00 .opIdIresIKsternprelk.maxunb.maxrelKKKKKIIK（1 1）制動(dòng)系數(shù)的選?。┲苿?dòng)系數(shù)的選取max. kImax.unbrelIKmax.unbI（2 2）最小動(dòng)作電流的確定）最小動(dòng)作電流的確定按照躲線路合閘時(shí)的最大充電電流來整定按照躲線路合閘時(shí)的最大充電電流來整定C.maxrelop.0IKI2021-9-25對(duì)

11、側(cè)跳位對(duì)側(cè)跳位對(duì)側(cè)保護(hù)啟動(dòng)對(duì)側(cè)保護(hù)啟動(dòng)啟動(dòng)元件動(dòng)作啟動(dòng)元件動(dòng)作A相差動(dòng)相差動(dòng)B相差動(dòng)相差動(dòng)C相差動(dòng)相差動(dòng)選選跳跳通道正常通道正常 &A相相TA斷線斷線B相相TA斷線斷線C相相TA斷線斷線 &1 & & &1 &光纖電流差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成邏輯框圖光纖電流差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成邏輯框圖2021-9-253.3.影響電流差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作的因素及其對(duì)策影響電流差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作的因素及其對(duì)策故障分量的電流差動(dòng)保護(hù)故障分量的電流差動(dòng)保護(hù)零序電流差動(dòng)保護(hù)零序電流差動(dòng)保護(hù)發(fā)生經(jīng)高阻接地的短路，發(fā)生經(jīng)高阻接地的短路，可以提高保護(hù)的靈敏度可以提高保護(hù)的靈敏度 采樣時(shí)刻調(diào)整法、采樣數(shù)據(jù)修正法、采樣時(shí)刻調(diào)整法、采樣數(shù)據(jù)修正法、 GP

12、S GPS時(shí)鐘同步法時(shí)鐘同步法（3 3）分布電容電流對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)的影響）分布電容電流對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)的影響（1 1）負(fù)荷電流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響）負(fù)荷電流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響（2 2）兩側(cè)電流采樣同步）兩側(cè)電流采樣同步 電容電流補(bǔ)償電容電流補(bǔ)償2021-9-25光纖電流差動(dòng)保護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：光纖電流差動(dòng)保護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1 1） 靈敏度高靈敏度高（2 2） 能夠反應(yīng)所有故障類型，不受系統(tǒng)振蕩的影能夠反應(yīng)所有故障類型，不受系統(tǒng)振蕩的影響。響。（3 3） 能夠?qū)崿F(xiàn)全線速動(dòng)，與相鄰線路的保護(hù)沒有能夠?qū)崿F(xiàn)全線速動(dòng)，與相鄰線路的保護(hù)沒有配合關(guān)系，動(dòng)作邏輯簡(jiǎn)單。配合關(guān)系，動(dòng)作邏輯簡(jiǎn)單。（4 4） 具有良好的具有

13、良好的“天然天然”選相功能。選相功能。（5 5） 能應(yīng)用于長(zhǎng)、短線路，能夠應(yīng)用于同桿并架能應(yīng)用于長(zhǎng)、短線路，能夠應(yīng)用于同桿并架雙回線、串補(bǔ)電容線路以及雙回線、串補(bǔ)電容線路以及T T型分支線路。型分支線路。2021-9-255-35-3方向縱聯(lián)保護(hù)方向縱聯(lián)保護(hù)繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置TVTVTATAQF1QF2通信設(shè)備通信設(shè)備通信設(shè)備通信設(shè)備QF1MNkS+S+2021-9-255-35-3方向縱聯(lián)保護(hù)方向縱聯(lián)保護(hù)繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置TVTVTATAQF1QF2通信設(shè)備通信設(shè)備通信設(shè)備通信設(shè)備QF1MNkS+S-2021-9-25v縱聯(lián)方向保護(hù)

14、、縱聯(lián)距離保護(hù)等；縱聯(lián)方向保護(hù)、縱聯(lián)距離保護(hù)等；v超范圍式縱聯(lián)方向保護(hù)、欠范圍式縱聯(lián)方向保護(hù)；超范圍式縱聯(lián)方向保護(hù)、欠范圍式縱聯(lián)方向保護(hù)；v閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)、允許式縱聯(lián)方向保護(hù)；閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)、允許式縱聯(lián)方向保護(hù)；v高頻縱聯(lián)方向保護(hù)、光纖縱聯(lián)方向保護(hù)等。高頻縱聯(lián)方向保護(hù)、光纖縱聯(lián)方向保護(hù)等。方向縱聯(lián)保護(hù)分類方向縱聯(lián)保護(hù)分類2021-9-25一、高頻閉鎖方向縱聯(lián)保護(hù)一、高頻閉鎖方向縱聯(lián)保護(hù)QF1QF2MNQF3QF4R正方向元件正方向元件反方向元件反方向元件收到閉鎖信號(hào)收到閉鎖信號(hào)低定值起動(dòng)元件低定值起動(dòng)元件發(fā)閉鎖信號(hào)發(fā)閉鎖信號(hào)保護(hù)動(dòng)作保護(hù)動(dòng)作高定值起動(dòng)元件高定值起動(dòng)元件1t0 & & &

15、2t0 &3t0k2021-9-25方向縱聯(lián)保護(hù)常用的方向元件方向縱聯(lián)保護(hù)常用的方向元件方向縱聯(lián)保護(hù)的方向元件應(yīng)滿足如下要求：方向縱聯(lián)保護(hù)的方向元件應(yīng)滿足如下要求：（1 1） 能反應(yīng)所有的故障類型。能反應(yīng)所有的故障類型。（2 2） 在給定的動(dòng)作范圍內(nèi)，不存在保護(hù)動(dòng)作的死區(qū)。在給定的動(dòng)作范圍內(nèi)，不存在保護(hù)動(dòng)作的死區(qū)。（3 3） 在正常運(yùn)行及反方向發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)確保保護(hù)在正常運(yùn)行及反方向發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)確保保護(hù)可靠不動(dòng)作。可靠不動(dòng)作。（4 4） 不受系統(tǒng)振蕩的影響。不受系統(tǒng)振蕩的影響。（5 5） 在線路兩相運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該能夠繼續(xù)工作。在線路兩相運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該能夠繼續(xù)工作。2021-9-25工頻變化量方向

16、元件工頻變化量方向元件MQF1NmImU0-kUMZNZMmmMZIUZarg90argarg9000S+:S-:MmmMZIUZarg90argarg90002021-9-25負(fù)序方向元件負(fù)序方向元件MQF1N2I2U2kUMZNZ202220arg90argarg90MMZIUZS+:S-:202220arg90argarg90MMZIUZS+:S-:2021-9-25二、距離縱聯(lián)保護(hù) 1.閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)低定值起動(dòng)元件低定值起動(dòng)元件高定值起動(dòng)元件高定值起動(dòng)元件收到閉鎖信號(hào)收到閉鎖信號(hào)IZIIZIIIZ & & &1t0 &發(fā)閉鎖信號(hào)發(fā)閉鎖信號(hào)2t0 &3t0高頻速跳高頻速跳IIt0IIIt01距離跳閘距離跳閘2021-9-25 超范圍允許式（POTT）：兩側(cè)距離保護(hù)第II段都動(dòng)作就滿足縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作的必要和充分條件2. 允許式距離縱聯(lián)保護(hù)2021-9-25 欠范圍允許式（PUTT）：由距離保護(hù)I段發(fā)允許信號(hào)，本地距離第II段或第III段也動(dòng)作構(gòu)成跳閘的充分條件動(dòng)作條件 啟動(dòng)元件、距離I段和II段同時(shí)動(dòng)作 啟動(dòng)元件和距離II段動(dòng)作，且收到允許信號(hào)2021-9-25本章小結(jié)本章小結(jié)（1）單端電氣量保護(hù)的特點(diǎn)及存在的不足；縱聯(lián)保護(hù)）單端電氣量保護(hù)的特點(diǎn)及存在的不足；縱聯(lián)保護(hù)構(gòu)成的基本原理和特點(diǎn)。構(gòu)成的基本原理和特點(diǎn)。（2