差動保護課件

1、第四章第四章.輸電線路縱聯(lián)保護輸電線路縱聯(lián)保護輸電線路縱聯(lián)差動保護輸電線路縱聯(lián)差動保護輸電線路高頻保護輸電線路高頻保護微波保護微波保護問題的提出：問題的提出：前述保護存在的主要問題前述保護存在的主要問題 單側量保護只能保護本線路的一部分單側量保護只能保護本線路的一部分 受運行方式影響；長線路，重負荷受運行方式影響；長線路，重負荷Klm低低第一節(jié)第一節(jié). 輸電線縱聯(lián)差動保護（縱差保護）輸電線縱聯(lián)差動保護（縱差保護）原理原理:1. 縱聯(lián)保護：縱聯(lián)保護：就是用某種通信通道（簡稱通道）就是用某種通信通道（簡稱通道）將輸電線兩端的保護裝置縱向聯(lián)結起來，將各將輸電線兩端的保護裝置縱向聯(lián)結起來，將各端電氣量

2、（電流、功率的方向等）傳送到對端，端電氣量（電流、功率的方向等）傳送到對端，將兩端電氣量比較，以判斷故障在本線路范圍將兩端電氣量比較，以判斷故障在本線路范圍內還是在本線路保護范圍之外，從而決定是否內還是在本線路保護范圍之外，從而決定是否切除被保護線路。切除被保護線路。2. 縱聯(lián)保護按使用通道分類縱聯(lián)保護按使用通道分類為了交換信息，需要利用通道?？v聯(lián)保護按照為了交換信息，需要利用通道?？v聯(lián)保護按照所利用通道的不同類型可以分為所利用通道的不同類型可以分為4種（通?？v聯(lián)種（通?？v聯(lián)保護也按此命名）：保護也按此命名）： (1)導引線縱聯(lián)保護（簡稱導引線保護、導引線縱聯(lián)保護（簡稱導引線保護、縱聯(lián)保護縱聯(lián)

3、保護） (2)電力線載波縱聯(lián)保護（簡稱載波保護）電力線載波縱聯(lián)保護（簡稱載波保護） (3)微波縱聯(lián)保護（簡稱微波保護）微波縱聯(lián)保護（簡稱微波保護） (4)光纖縱聯(lián)保護（簡稱光纖保護）。光纖縱聯(lián)保護（簡稱光纖保護）。3.縱聯(lián)保護按保護動作原理分類縱聯(lián)保護按保護動作原理分類 （1）方向縱聯(lián)保護）方向縱聯(lián)保護 兩側保護繼電器僅反應本側的電氣量，利用通道將兩側保護繼電器僅反應本側的電氣量，利用通道將繼電器對故障方向判別的結果傳送到對側，每側保護根繼電器對故障方向判別的結果傳送到對側，每側保護根據(jù)兩側保護繼電器的動作過程邏輯判斷區(qū)分是區(qū)內還是據(jù)兩側保護繼電器的動作過程邏輯判斷區(qū)分是區(qū)內還是區(qū)外故障。區(qū)外

4、故障。（2）差動縱聯(lián)保護）差動縱聯(lián)保護 這類保護利用通道將本側電流的波形或代表電流相這類保護利用通道將本側電流的波形或代表電流相位、幅值的信號傳送到對側，每側保護根據(jù)對兩側電流位、幅值的信號傳送到對側，每側保護根據(jù)對兩側電流的幅值和相位比較的結果區(qū)分是區(qū)內還是區(qū)外故障。的幅值和相位比較的結果區(qū)分是區(qū)內還是區(qū)外故障。 4.縱聯(lián)差動保護原理縱聯(lián)差動保護原理(1)定義定義縱聯(lián)差動保護縱聯(lián)差動保護:用輔助導線或稱導引線作為通道的縱聯(lián)保護用輔助導線或稱導引線作為通道的縱聯(lián)保護(2)正常運行時正常運行時NMJIII220bPIIbP不平衡電流不平衡電流由由CT的幅值誤差和相位誤差造成的幅值誤差和相位誤差造

5、成即由于即由于CT的磁化特性不一致，勵磁電流不等等原因引起。的磁化特性不一致，勵磁電流不等等原因引起。穩(wěn)態(tài)負荷時穩(wěn)態(tài)負荷時IbP很小很小0短路短路鐵心飽和鐵心飽和IbP較大較大(3) 外部故障外部故障bPNMJIIII22(4)內部故障內部故障dCTNMJInIII122(5)原理接線原理接線 環(huán)流法環(huán)流法 均壓法均壓法 環(huán)流法環(huán)流法均壓法均壓法二、保護特點二、保護特點1、保護原理本身可以區(qū)分內、外部故障，、保護原理本身可以區(qū)分內、外部故障，可實現(xiàn)全線快速保護可實現(xiàn)全線快速保護2、保護范圍是兩個、保護范圍是兩個CT之間之間3、與系統(tǒng)運行方式無關、與系統(tǒng)運行方式無關4、不受系統(tǒng)振蕩的影響、不受系

6、統(tǒng)振蕩的影響5、 maxbpkdzIKI6、可作為線路主保護（配置后備保護：電、可作為線路主保護（配置后備保護：電流流or距離）距離）7、只能用于短線路（由于通道導線的限制）、只能用于短線路（由于通道導線的限制） 110kV 12km 35kV 34km 110330kV 57km三、影響輸電線縱聯(lián)差動保護的因素三、影響輸電線縱聯(lián)差動保護的因素 1、電流互感器的誤差和不平衡電流與、電流互感器的誤差和不平衡電流與 二次側負載二次側負載 一次電流一次電流磁化特性不一致，勵磁電流不等造成的磁化特性不一致，勵磁電流不等造成的2、導引線的阻抗和分布電容、導引線的阻抗和分布電容3、導引線的故障和感應過電壓

7、、導引線的故障和感應過電壓 誤差 誤差第二節(jié)第二節(jié).輸電線路的高頻保護輸電線路的高頻保護構成構成分類分類原理原理一、概念一、概念1、定義、定義高頻保護：高頻保護：是以輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護是以輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護. 廣泛應用于高壓和超高壓輸電線路廣泛應用于高壓和超高壓輸電線路 無時限快速保護無時限快速保護,無需與下一線路配合，同時比較兩端電無需與下一線路配合，同時比較兩端電流的相位或功率方向區(qū)分內、外故障流的相位或功率方向區(qū)分內、外故障 電流相位（功率方向）電流相位（功率方向）高頻信號高頻信號輸電線本身輸電線本身對端對端比較比較2、分類、分類 方向高頻保護（功率方

8、向比較）方向高頻保護（功率方向比較） 相差高頻保護（比較兩端電流的相位相差高頻保護（比較兩端電流的相位）3、原理、原理載波：載波：50KHZ300KHZ以以“導線導線大地大地”為通道為通道（1）、全線快速保護）、全線快速保護（2）、兩套裝置之間）、兩套裝置之間（3）、與系統(tǒng)運行方式無關）、與系統(tǒng)運行方式無關（4）、不受振蕩影響）、不受振蕩影響（5）、）、IdzIbpmax（6）、主保護）、主保護（7）、價格高）、價格高4、特點：、特點：二、高頻載波通道的構成二、高頻載波通道的構成阻波器阻波器結合電容器結合電容器連接濾波器連接濾波器高頻收、發(fā)信機高頻收、發(fā)信機1. 阻波器阻波器（1）構成）構成

9、由一電感線圈與可由一電感線圈與可變電容器并聯(lián)組成的回路。變電容器并聯(lián)組成的回路。（2）阻抗）阻抗 并聯(lián)后阻抗與頻率并聯(lián)后阻抗與頻率有關，當并聯(lián)諧振時阻抗有關，當并聯(lián)諧振時阻抗最大。最大。一般取載波頻率一般取載波頻率=并聯(lián)諧振并聯(lián)諧振頻率（頻率（50KHZ300KHZ） 工頻時工頻時 （主要為（主要為L的阻抗）的阻抗）（3）安裝地點）安裝地點04. 0ZL=0.1mH, C=20250uF （2）結合電容器）結合電容器（耦合電容耦合電容C電容很小電容很?。┳饔茫鹤饔茫簩⑤d波信號傳遞到輸電線路將載波信號傳遞到輸電線路(耦合信號耦合信號) 使高頻收、發(fā)信機與高壓線路絕緣使高頻收、發(fā)信機與高壓線路絕緣

10、對工頻呈極大阻抗對工頻呈極大阻抗極小工頻泄漏電流極小工頻泄漏電流（3）連接濾波器）連接濾波器 與結合電容器共同組成一個四端網(wǎng)絡與結合電容器共同組成一個四端網(wǎng)絡“帶通濾波器帶通濾波器” 輸電線路波阻抗為：輸電線路波阻抗為：400 同軸電纜波阻抗為：同軸電纜波阻抗為：100作用：作用：與（與（2）一起對載波進行濾波、隔離作用、阻抗匹配）一起對載波進行濾波、隔離作用、阻抗匹配作用、避免高頻信號在傳送過程中發(fā)生反射，減少損耗，作用、避免高頻信號在傳送過程中發(fā)生反射，減少損耗，增加輸出功率。增加輸出功率。 接地刀閘：接地刀閘：當連接濾波器檢修時作為接地極當連接濾波器檢修時作為接地極（4）高頻電纜）高頻電

11、纜用來連接戶內的收發(fā)信機與戶外的連接濾波器用來連接戶內的收發(fā)信機與戶外的連接濾波器為屏蔽干擾信號，減少高頻損耗，采用單芯同為屏蔽干擾信號，減少高頻損耗，采用單芯同軸電纜，波阻抗軸電纜，波阻抗100歐姆。歐姆。（5）高頻收、發(fā)信機）高頻收、發(fā)信機 發(fā)送和接收高頻信號發(fā)送和接收高頻信號三、高頻通道的工作方式和高頻信號的作用三、高頻通道的工作方式和高頻信號的作用1、工作方式、工作方式 經(jīng)常無高頻電流（即故障時經(jīng)常無高頻電流（即故障時 發(fā)信號）發(fā)信號） 經(jīng)常有高頻電流（即長期發(fā)經(jīng)常有高頻電流（即長期發(fā) 信號）信號） 高頻信號與高頻電流的區(qū)別高頻信號與高頻電流的區(qū)別2、傳輸?shù)男盘枴鬏數(shù)男盘?傳送閉鎖信

12、號傳送閉鎖信號 傳送允許信號傳送允許信號 傳送跳閘信號傳送跳閘信號3、信號的作用、信號的作用: 閉鎖信號：閉鎖信號：指收不到這種信號是保護動作指收不到這種信號是保護動作的的 必要條件必要條件 允許信號：允許信號：指收到這種信號是保護動作的指收到這種信號是保護動作的 必要條件必要條件 跳閘信號跳閘信號：指收到這種信號是保護動作的充：指收到這種信號是保護動作的充 分必要條件分必要條件四、高頻保護的分類四、高頻保護的分類 高頻閉鎖方向保護高頻閉鎖方向保護方向高頻保護方向高頻保護 高頻閉鎖負序方向保護高頻閉鎖負序方向保護 高頻閉鎖距離保護高頻閉鎖距離保護 高頻閉鎖零序方向保護高頻閉鎖零序方向保護相差高

13、頻保護相差高頻保護： 相差高頻保護相差高頻保護五、高頻閉鎖方向保護五、高頻閉鎖方向保護 1、工作原理、工作原理 經(jīng)常無電流而在外部故障時發(fā)閉鎖信號，閉鎖經(jīng)常無電流而在外部故障時發(fā)閉鎖信號，閉鎖信號由短路功率方向為負一端發(fā)出，兩端都接收，信號由短路功率方向為負一端發(fā)出，兩端都接收，把保護閉鎖。把保護閉鎖。d短路：短路： 3、4功率方向為正，不發(fā)閉鎖信號功率方向為正，不發(fā)閉鎖信號 2、5為負，發(fā)閉鎖信號為負，發(fā)閉鎖信號 則則1、2、5、6被閉鎖被閉鎖(1)動作條件動作條件 功率方向為正功率方向為正 收不到高頻載波信號收不到高頻載波信號(2)訊號由功率方向為負一端發(fā)出，兩端閉鎖訊號由功率方向為負一端

14、發(fā)出，兩端閉鎖(3)閉鎖信號的優(yōu)點閉鎖信號的優(yōu)點： 當內部故障并伴隨通道破壞時當內部故障并伴隨通道破壞時(如接地如接地or斷斷線線)保護仍能正確動作保護仍能正確動作2、工作過程、工作過程（1）原理接線圖）原理接線圖 組成：組成：起動元件起動元件I1 I2 Klm1Klm2I1起動發(fā)信機發(fā)閉鎖信號起動發(fā)信機發(fā)閉鎖信號I2準備好跳閘回路準備好跳閘回路功率方向元件功率方向元件3判別功率方向判別功率方向4ZJ用于內部故障時停止發(fā)信號用于內部故障時停止發(fā)信號5ZJ用于控制保護的跳閘回路（極化繼電器），只有工用于控制保護的跳閘回路（極化繼電器），只有工 作線作線圈有電流時才動作，當其他情況不動作，（即同時

15、有時圈有電流時才動作，當其他情況不動作，（即同時有時不動作）不動作）（2）工作過程）工作過程 外部故障外部故障(討論保護討論保護1和保護和保護2的各部件的動作情況：的各部件的動作情況：)1LJ動作動作經(jīng)經(jīng)4ZJ常閉常閉發(fā)信機發(fā)閉鎖發(fā)信機發(fā)閉鎖 2LJ動作動作3GJ動作動作4ZJ動作動作停止發(fā)停止發(fā)信信5ZJ工作電流工作電流 內部故障（雙側電源）內部故障（雙側電源）保護保護1：1LJ、2LJ均起動，均起動，3GJ、4ZJ動作動作 發(fā)信機停止發(fā)信號，發(fā)信機停止發(fā)信號，5ZJ中只有工中只有工 作線圈中有電流，立即動作跳閘。作線圈中有電流，立即動作跳閘。保護保護2：同保護同保護1單側供電線路內部故障單

16、側供電線路內部故障 受電端半套保護不動作，也不發(fā)送高信號，受電端半套保護不動作，也不發(fā)送高信號，此時立即動作使電源端的斷路器跳閘。此時立即動作使電源端的斷路器跳閘。系統(tǒng)振蕩系統(tǒng)振蕩 對接于相電流和相電壓（對接于相電流和相電壓（or線電壓）的線電壓）的GJ，當振蕩，當振蕩中心位于保護內時，兩端功率均為正中心位于保護內時，兩端功率均為正誤動誤動 克服方法克服方法 ： 發(fā)展為反應負序或零序功率方向元件發(fā)展為反應負序或零序功率方向元件（3）設置）設置2個電流繼電器的原因個電流繼電器的原因假設只有假設只有1個起動元件個起動元件： %5 100一般誤差范圍為：器存在的誤差因為電流互感器和繼電AIdZAId

17、z951AIdz10521226 . 1JdZJdzII因此設置因此設置2個起動繼電器，并且要滿足：個起動繼電器，并且要滿足：誤動。保護端不發(fā)閉鎖信號，造成不起動。端保護起動，端保護則當外部故障時：12110595BBAAIAd缺點：缺點：起動元件起動元件I2的應用降低了的應用降低了Klm；并且使接線復雜；并且使接線復雜 為防誤動要求為防誤動要求I2的起動時間的起動時間I1降低保護速度降低保護速度六六.高頻閉鎖負序方向保護的構成原理高頻閉鎖負序方向保護的構成原理1.原理原理 利用利用不對稱短路時的負序功率不對稱短路時的負序功率和和三相短路開三相短路開始瞬間產(chǎn)生的負序功率始瞬間產(chǎn)生的負序功率實現(xiàn)

18、閉鎖。實現(xiàn)閉鎖。2.原理接線原理接線3.組成組成4.工作過程工作過程七七.高頻閉鎖距離保護的原理高頻閉鎖距離保護的原理1.目的目的 作為變電所母線和下一條線路的后備保護；與距離作為變電所母線和下一條線路的后備保護；與距離保護配合。保護配合。2.原理接線原理接線3.組成組成4.工作過程工作過程5。缺點。缺點 主保護與主保護與后備保護接線互相后備保護接線互相連在一起，不便于連在一起，不便于檢修和調試檢修和調試八八.高頻閉鎖零序方向保護的原理高頻閉鎖零序方向保護的原理1.原理與構成原理與構成 基本上與高頻閉鎖負序方向保護的原理一樣，只需用三基本上與高頻閉鎖負序方向保護的原理一樣，只需用三段式零序電流

19、元件代替上述三段式距離元件和高頻部分段式零序電流元件代替上述三段式距離元件和高頻部分配合即可。配合即可。2.特點特點 同高頻閉鎖距離保護同高頻閉鎖距離保護 九九.相差動高頻方向相差動高頻方向（自學）（自學）1.相差動高頻保護的工作原理相差動高頻保護的工作原理 基本工作原理：基本工作原理： 是比較被保護線路兩側電流的是比較被保護線路兩側電流的相位相位，即利用高頻信號，即利用高頻信號將電流的相位傳送到對側去進行比較而決定跳閘與否，將電流的相位傳送到對側去進行比較而決定跳閘與否，這種保護稱為相差高頻保護。這種保護稱為相差高頻保護。2.原理接線原理接線3.工作過程工作過程（1）內部故障）內部故障（2）

20、外部故障）外部故障4-3 微波保護簡介微波保護簡介4-4 輸電線縱聯(lián)保護的發(fā)展趨勢輸電線縱聯(lián)保護的發(fā)展趨勢繼電保護通訊通道的選擇原則繼電保護通訊通道的選擇原則 1.在下列條件下宜選用導引線通道在下列條件下宜選用導引線通道（1）有現(xiàn)成的金屬通訊通道可用）有現(xiàn)成的金屬通訊通道可用（2）所需的金屬導引線在）所需的金屬導引線在15km以下以下（3）被保護線路為兩端線路，或者每邊長度不超過）被保護線路為兩端線路，或者每邊長度不超過3.7km，總長度不超過總長度不超過11km的三端線路。的三端線路。 2.在下列條件下宜選用高頻通道在下列條件下宜選用高頻通道（1）輸電線太長，不宜用導引線通道）輸電線太長，不

21、宜用導引線通道（2）專用于繼電保護時光纖通道投資太大）專用于繼電保護時光纖通道投資太大（3）除了保護信號外，不需其他的數(shù)據(jù)傳輸）除了保護信號外，不需其他的數(shù)據(jù)傳輸 3.在下列條件下宜選用微波通道在下列條件下宜選用微波通道（1）輸電線載波頻段不夠分配，不能用于保護）輸電線載波頻段不夠分配，不能用于保護（2）通道需要連續(xù)監(jiān)視）通道需要連續(xù)監(jiān)視（3）除了保護信號外需要傳送其他數(shù)據(jù)和語言）除了保護信號外需要傳送其他數(shù)據(jù)和語言 4. 在下列條件下宜選用光纖通道在下列條件下宜選用光纖通道（1）被保護線路較短，小于）被保護線路較短，小于50100km，不需要設立中繼站，不需要設立中繼站（2）載波通道頻率不敷

22、應用）載波通道頻率不敷應用（3）通道需要連續(xù)監(jiān)視）通道需要連續(xù)監(jiān)視（4）需要傳輸數(shù)據(jù)和語音）需要傳輸數(shù)據(jù)和語音（5）有可遇其他部門共用的光纖通道）有可遇其他部門共用的光纖通道（6）兩端接地網(wǎng)的電位差很大，不能用導引線通道）兩端接地網(wǎng)的電位差很大，不能用導引線通道（7）應用光纖通道經(jīng)濟上有利。例如與通訊或其他部門合作，）應用光纖通道經(jīng)濟上有利。例如與通訊或其他部門合作，利用輸電線的架空地線中的光纖通道；投資小而且可靠性利用輸電線的架空地線中的光纖通道；投資小而且可靠性高高第五章第五章. 自動重合閘自動重合閘內容：內容：1、自動重合閘在電力系統(tǒng)中的作用、自動重合閘在電力系統(tǒng)中的作用2、對自動重合閘的基本要求、對自動重合閘的基本要求3、自動重合閘的工作原理、自動重合閘的工作原理4、線路重合閘的方式和選擇原則（雙側電源）、線路重合閘的方式和選擇原則（雙側電源）5、重合閘動作時限的選擇、重合閘動作時限的選擇6、重合閘與繼電保護的配合、重合閘與繼電保護的配合7、單相自動重合閘、單相自動重合閘8、綜合單相重合閘、綜合單相重合閘一、重合閘與繼電保護的配合一、重合閘與繼電保護的配合1.配合的目的：配合的目的： 加速切除故障加速切除故障2 .重合閘前加速保