輸電線路全線速動保護

1、輸電線路的輸電線路的全線速動保護全線速動保護 輸電線路全線速動保護輸電線路全線速動保護1 1、全線速動保護的基本概念、全線速動保護的基本概念2 2、縱聯(lián)方向保護的原理及特點（閉鎖式、允許式）、縱聯(lián)方向保護的原理及特點（閉鎖式、允許式）3 3、縱聯(lián)差動保護的基本原理、縱聯(lián)差動保護的基本原理4 4、比率制動式縱聯(lián)差動保護的原理及動作特性、比率制動式縱聯(lián)差動保護的原理及動作特性5 5、縱聯(lián)保護的通信通道種類及各自特點、縱聯(lián)保護的通信通道種類及各自特點6 6、影響縱聯(lián)差動保護正確動作的因素、影響縱聯(lián)差動保護正確動作的因素7 7、閉鎖式縱聯(lián)方向保護需考慮的一些特殊問題、閉鎖式縱聯(lián)方向保護需考慮的一些特殊

2、問題8 8、功率倒向概念、對方向保護的影響及解決措施、功率倒向概念、對方向保護的影響及解決措施9 9、工頻變化量方向元件基本原理及特點、工頻變化量方向元件基本原理及特點1010、各種縱聯(lián)保護的邏輯框圖、各種縱聯(lián)保護的邏輯框圖第一節(jié)第一節(jié) 輸電線路縱聯(lián)保護概述輸電線路縱聯(lián)保護概述一、引言（ 縱聯(lián)保護的提出 ）1. 1. 電流、距離保護的缺陷電流、距離保護的缺陷反映：一側電氣量反映：一側電氣量缺陷：二段有延時，無法實現(xiàn)全線速動，缺陷：二段有延時，無法實現(xiàn)全線速動，MN123220kV 220kV 難以滿足快速性要求。難以滿足快速性要求。k1k22.2.反映線路兩側電氣量的縱聯(lián)保護反映線路兩側電氣量

3、的縱聯(lián)保護縱聯(lián)保護：將線路一側電氣量信息傳到另一側去，兩側電氣縱聯(lián)保護：將線路一側電氣量信息傳到另一側去，兩側電氣量同時比較、聯(lián)合工作的保護。即線路兩側之間有縱向的聯(lián)量同時比較、聯(lián)合工作的保護。即線路兩側之間有縱向的聯(lián)系的保護。系的保護?？v聯(lián)保護兩端比較的電氣量可以是流過兩端的縱聯(lián)保護兩端比較的電氣量可以是流過兩端的電流、電流相電流、電流相位和兩端功率方向位和兩端功率方向等，比較兩端不同電氣量的差別構成不同等，比較兩端不同電氣量的差別構成不同原理的縱聯(lián)保護。原理的縱聯(lián)保護?？v聯(lián)保護特點：可以快速、縱聯(lián)保護特點：可以快速、可靠地區(qū)分本線路內(nèi)部任可靠地區(qū)分本線路內(nèi)部任意點短路與外部短路，達意點短路

4、與外部短路，達到有選擇、快速地切除全到有選擇、快速地切除全線路任意點短路的目的。線路任意點短路的目的。第一節(jié)第一節(jié) 輸電線路縱聯(lián)保護概述輸電線路縱聯(lián)保護概述3. 3.輸電線路的縱聯(lián)保護輸電線路的縱聯(lián)保護反映：兩側反映：兩側（M、N）電氣量電氣量12MNk1k2定義：通信通道、縱向連接、電氣量特征對傳、定義：通信通道、縱向連接、電氣量特征對傳、比較、判斷、跳閘。比較、判斷、跳閘。通信設備通信設備通道特點：絕對選擇性、無時限跳閘特點：絕對選擇性、無時限跳閘第一節(jié)第一節(jié) 輸電線路縱聯(lián)保護概述輸電線路縱聯(lián)保護概述二、輸電線路縱聯(lián)電流差動保護基本原理輸電線路縱聯(lián)電流差動保護基本原理根據(jù)基爾霍夫電流定律，

5、線路兩側電流參考方向如上圖所示。根據(jù)基爾霍夫電流定律，線路兩側電流參考方向如上圖所示。當線路上沒有內(nèi)部故障時，線路兩側的電流之和為零，即流入當線路上沒有內(nèi)部故障時，線路兩側的電流之和為零，即流入線路元件的電流之和為零；當線路有內(nèi)部故障時，線路兩側電線路元件的電流之和為零；當線路有內(nèi)部故障時，線路兩側電流之和不為零。流之和不為零。輸電線路縱聯(lián)電流差動保護的工作原理：輸電線路縱聯(lián)電流差動保護的工作原理：當差動電流當差動電流 時，認為是內(nèi)部故障，保護動作。時，認為是內(nèi)部故障，保護動作。0NMrIII第一節(jié)第一節(jié) 輸電線路縱聯(lián)保護概述輸電線路縱聯(lián)保護概述1. 1. 兩端電流相量和兩端電流相量和三、輸電

6、線路兩側電氣量的故障特征 1KNMIIII0NMIIIMNk1MINI區(qū)內(nèi)故障MNk2MINI區(qū)外故障（正方向：母線線路）（正方向：母線線路）2. 2. 兩端功率方向兩端功率方向MNk1MINI區(qū)內(nèi)故障區(qū)外故障MNk2MINIMSNSMSNS兩側功率方向均為正兩側功率方向均為正一側功率方向為負一側功率方向為負第一節(jié)第一節(jié) 輸電線路縱聯(lián)保護概述輸電線路縱聯(lián)保護概述3. 3. 兩端電流相位特征兩端電流相位特征假設：阻抗角、電勢角相同假設：阻抗角、電勢角相同0MNk1MINI區(qū)內(nèi)故障MNk2MINI區(qū)外故障1804. 4. 兩端測量阻抗兩端測量阻抗區(qū)內(nèi)故障：區(qū)內(nèi)故障：兩端兩端 Z ZII II （短

7、路阻抗）（短路阻抗）均啟動均啟動區(qū)外故障：區(qū)外故障：近端近端 Z ZII II （短路阻抗）（短路阻抗）不啟動不啟動。 第一節(jié)第一節(jié) 輸電線路縱聯(lián)保護概述輸電線路縱聯(lián)保護概述四、縱聯(lián)保護基本原理 1. 1. 縱聯(lián)電流差動縱聯(lián)電流差動兩端電流相量和特征兩端電流相量和特征2. 2. 方向比較式縱聯(lián)保護方向比較式縱聯(lián)保護1KNMIIII0NMIIIsetNMIII兩端功率方向兩端功率方向功率方向元件判斷本端功率方向，功率方向為負者發(fā)出功率方向元件判斷本端功率方向，功率方向為負者發(fā)出閉鎖信號，閉鎖兩端保護閉鎖信號，閉鎖兩端保護 閉鎖式方向縱聯(lián)保護閉鎖式方向縱聯(lián)保護3. 3. 電流相位比較式縱聯(lián)保護電流

8、相位比較式縱聯(lián)保護兩端電流相位特征兩端電流相位特征4. 4. 距離縱聯(lián)保護距離縱聯(lián)保護兩端測量阻抗兩端測量阻抗MNk1k2第一節(jié)第一節(jié) 輸電線路縱聯(lián)保護概述輸電線路縱聯(lián)保護概述1. 1. 按通道分類按通道分類2. 2. 按原理分類按原理分類導引線：導引線：10km10km，二次電氣量，電流差動保護，二次電氣量，電流差動保護電力線載波電力線載波：最廣泛，輸電線路，要求線路故障時能動：最廣泛，輸電線路，要求線路故障時能動微波：微波：信息量大信息量大光纖：光纖：信息量大，抗干擾，近年信息量大，抗干擾，近年 短線路保護短線路保護（1 1）方向比較式縱聯(lián)保護）方向比較式縱聯(lián)保護: : 功率方向、測量阻抗

9、判斷結果功率方向、測量阻抗判斷結果（2 2）縱聯(lián)電流差動保護）縱聯(lián)電流差動保護：電流波形：電流波形/ /相量、相位相量、相位方向縱聯(lián)保護距離縱聯(lián)保護邏輯信號五、縱聯(lián)保護基本原理的分類 第一節(jié)第一節(jié) 輸電線路縱聯(lián)保護概述輸電線路縱聯(lián)保護概述一、導引線通信保護原理：電流差動原理保護原理：電流差動原理適用于短線路導引線KDi第二節(jié)第二節(jié) 縱聯(lián)保護通道縱聯(lián)保護通道二、電力線載波通信二、電力線載波通信1. 1. 原理原理功率方向（電流相位）功率方向（電流相位）高頻信號高頻信號（50400kHz）通道：輸電線路（相相，通道：輸電線路（相相，相地相地）2. 2. 構成構成輸電線路輸電線路阻波器阻波器耦合電容

10、器耦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)信機接地刀閘接地刀閘第二節(jié)第二節(jié) 縱聯(lián)保護通道縱聯(lián)保護通道保護裝置保護裝置電力線載波通道又稱為高頻通道電力線載波通道又稱為高頻通道高頻通道：高頻通道：“導線導線大地大地” 構成輸電力線載波通道。構成輸電力線載波通道。優(yōu)點：優(yōu)點：最經(jīng)濟，可以只在一相線路上最經(jīng)濟，可以只在一相線路上 裝設。裝設。 缺點缺點：高頻信號的衰耗和受到的干擾都比較大。：高頻信號的衰耗和受到的干擾都比較大。 第二節(jié)第二節(jié) 縱聯(lián)保護通道縱聯(lián)保護通道阻波器阻波器高頻阻波器：高頻阻波器： v將高頻信號限制在本線路內(nèi)傳輸。將高頻信號限制在本線路內(nèi)傳輸。v它對高頻電流呈現(xiàn)很大的阻抗

11、，對它對高頻電流呈現(xiàn)很大的阻抗，對于工頻電流，阻波器呈現(xiàn)的阻抗很于工頻電流，阻波器呈現(xiàn)的阻抗很小。小。連接濾波器：連接濾波器： 帶通濾波器，帶通濾波器，使信號頻帶的使信號頻帶的高頻電流能夠高頻電流能夠順利通過。順利通過。 阻抗匹配器，阻抗匹配器，避免高頻信號避免高頻信號在傳送過程中在傳送過程中發(fā)生反射而引發(fā)生反射而引起高頻能量的起高頻能量的附加衰耗附加衰耗耦合電容器（結合電容器）：耦合電容器（結合電容器）： v與連接濾波器共同配合，將高頻信號傳遞到輸電與連接濾波器共同配合，將高頻信號傳遞到輸電線路上，同時使高頻收發(fā)信機與工頻高壓輸電線線路上，同時使高頻收發(fā)信機與工頻高壓輸電線路隔離。路隔離。v

12、高頻電纜：高頻電纜： 連接高頻收發(fā)信機與連接濾波器連接高頻收發(fā)信機與連接濾波器 一般采用同軸電纜一般采用同軸電纜v高頻收發(fā)信機：高頻收發(fā)信機： 發(fā)送和接收高頻信號的裝置發(fā)送和接收高頻信號的裝置v放電間隙（或避雷器）：放電間隙（或避雷器）： 對高頻收發(fā)信機起過電壓保護作用對高頻收發(fā)信機起過電壓保護作用v接地刀閘：接地刀閘： 在調(diào)整或檢修高頻收發(fā)信機、連接濾波器時，用它來進行在調(diào)整或檢修高頻收發(fā)信機、連接濾波器時，用它來進行安全接地。安全接地。3. 3. 通道特點及適用保護原理通道特點及適用保護原理無中繼、無中繼、經(jīng)濟、經(jīng)濟、施工簡單施工簡單干擾影響大、實時性差干擾影響大、實時性差縱聯(lián)電流差動縱聯(lián)

13、電流差動優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：信號：傳遞狀態(tài)信號（功率方向、電流相位）信號：傳遞狀態(tài)信號（功率方向、電流相位）應用：方向比較式、電流相位比較式縱聯(lián)保護應用：方向比較式、電流相位比較式縱聯(lián)保護4. 4. 通道工作方式通道工作方式1) 正常無高頻電流（故障啟動發(fā)信方式）正常無高頻電流（故障啟動發(fā)信方式）2) 正常有高頻電流（長期發(fā)信方式）正常有高頻電流（長期發(fā)信方式）3) 移頻方式（移頻方式（f1、f2）第二節(jié)第二節(jié) 縱聯(lián)保護通道縱聯(lián)保護通道5. 5.載波信號的種類載波信號的種類&保護元件允許信號跳閘脈沖1保護元件跳閘信號跳閘脈沖MNk1MINIMSNSMNk2MININSMS允許式方向

14、高頻保護閉鎖式方向高頻保護允許信號允許信號跳閘信號跳閘信號要求：兩側 I 段有重疊區(qū)第二節(jié)第二節(jié) 縱聯(lián)保護通道縱聯(lián)保護通道閉鎖信號閉鎖信號&保護元件閉鎖信號跳閘脈沖三、微波通信 頻帶寬頻帶寬（30030000MHz）、）、抗干擾、抗干擾、不受線路故障影響（允許不受線路故障影響（允許/ /跳閘信號）跳閘信號）需中繼需中繼（4060km）、價格貴、價格貴優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：應用：縱聯(lián)電流分相差動保護應用：縱聯(lián)電流分相差動保護四、光纖通信 通信容量大通信容量大、抗干擾、節(jié)省金屬材料等抗干擾、節(jié)省金屬材料等需中繼需中繼優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：應用：縱聯(lián)電流分相差動保護應用：縱聯(lián)電流分相差動

15、保護電信號光信號電信號光信號光纖第二節(jié)第二節(jié) 縱聯(lián)保護通道縱聯(lián)保護通道v3.微波通道微波通道v把需要傳送的信息調(diào)制成微波信號后，把需要傳送的信息調(diào)制成微波信號后，經(jīng)過空間傳播送到對端接收。經(jīng)過空間傳播送到對端接收。v微波信號的傳送距離在微波信號的傳送距離在50KM左右，超左右，超過這個距離需要設微波中繼站來轉送。過這個距離需要設微波中繼站來轉送。v微波保護。微波保護。ABC光信號在光導纖維內(nèi)傳輸具有衰耗低、抗干擾能力強、通信容光信號在光導纖維內(nèi)傳輸具有衰耗低、抗干擾能力強、通信容量大、比微波通信提高量大、比微波通信提高10 10 萬倍以上等優(yōu)點。目前光纖通信使萬倍以上等優(yōu)點。目前光纖通信使用的

16、波長為用的波長為0.85 um0.85 um、 1.31 um1.31 um、1.55 um 1.55 um 。光纖分多模光纖。光纖分多模光纖和單模光纖，后者比前者特性好，衰減小、頻帶寬適用于大容和單模光纖，后者比前者特性好，衰減小、頻帶寬適用于大容量遠距離的通信系統(tǒng)。量遠距離的通信系統(tǒng)。 光纖通信光纖通信光纖具有寬帶、遠距離傳輸能力強、保密性好、抗干擾能力光纖具有寬帶、遠距離傳輸能力強、保密性好、抗干擾能力強等優(yōu)點強等優(yōu)點, ,是未來通信網(wǎng)的主要實現(xiàn)技術。是未來通信網(wǎng)的主要實現(xiàn)技術。第二節(jié)第二節(jié) 縱聯(lián)保護通道縱聯(lián)保護通道 輸電線路的光纖縱差保護輸電線路的光纖縱差保護v一、光纖通信的特點一、光

17、纖通信的特點v1通信容量大通信容量大v2抗干擾能力強抗干擾能力強v3原料資源豐富原料資源豐富v4線路架設方便線路架設方便二、光纖通道二、光纖通道v1調(diào)制器調(diào)制器 將要傳輸?shù)母髀沸畔ⅲ{(diào)制成適合在光纖信道中將要傳輸?shù)母髀沸畔?，調(diào)制成適合在光纖信道中傳輸?shù)拿}沖信號。傳輸?shù)拿}沖信號。v2光源光源 把調(diào)制器輸出的脈沖電信號調(diào)制成光信號。把調(diào)制器輸出的脈沖電信號調(diào)制成光信號。光源光源中繼器中繼器光檢測器光檢測器光纖光纖調(diào)制器調(diào)制器解調(diào)器解調(diào)器激光器驅動電路原理圖激光器驅動電路原理圖 UBLDUReVT2RcVT1103光纖與光纜光纖與光纜v用來傳送光信號，完成信息傳輸?shù)娜蝿?。用來傳送光信號，完成信息傳?/p>

18、的任務。 由玻璃纖芯、玻璃包層和護套組成。由玻璃纖芯、玻璃包層和護套組成。v當當n2n1，且光束的入射角度，且光束的入射角度大于入射臨界大于入射臨界角時，光波在芯線和包層交界面發(fā)生全反射，角時，光波在芯線和包層交界面發(fā)生全反射，光束在光纖線中沿光束在光纖線中沿Z字形路線前進，不會穿出字形路線前進，不會穿出包層而受到損失。包層而受到損失。 圖611 光纖結構示意圖包層n1護套纖芯n2光纜結構示意圖光纜結構示意圖v電力特種光纜：電力特種光纜：v全介質(zhì)自承式光全介質(zhì)自承式光纜纜ADSS、架空、架空地線復合光纜地線復合光纜OPGW、纏繞式、纏繞式光纜光纜GWWOP、捆綁式光纜捆綁式光纜ALLash、相

19、線、相線復合光纜復合光纜OPPC等。等。加強芯加強芯塑料包皮塑料包皮纜芯纜芯填充物填充物護套護套4光檢測器光檢測器v光檢測器用來接收光信號，并將其轉換成脈光檢測器用來接收光信號，并將其轉換成脈沖電信號。沖電信號。v光檢測器的主要元件為光電二極管。光電二光檢測器的主要元件為光電二極管。光電二極管由極管由P型區(qū)、型區(qū)、N型區(qū)、本征區(qū)三部分構成。型區(qū)、本征區(qū)三部分構成。 本征區(qū)本征區(qū)PNv5解調(diào)器解調(diào)器v對接收信號進行解碼和分路處理。對接收信號進行解碼和分路處理。v同步電路通過檢測對側發(fā)送的同步碼，同步電路通過檢測對側發(fā)送的同步碼，使發(fā)送與接收側的信號時鐘保持同步。使發(fā)送與接收側的信號時鐘保持同步。

20、v6光中繼器光中繼器v對衰減的光波信號進行放大，并對失真對衰減的光波信號進行放大，并對失真的信號波形進行矯正，使光波信號得到的信號波形進行矯正，使光波信號得到再生。再生。三、光纖縱聯(lián)電流差動保護的原理三、光纖縱聯(lián)電流差動保護的原理MNM側電流側電流差動保護差動保護N 側 電 流側 電 流差動保護差動保護光纖通道光纖通道 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護一、縱聯(lián)電流差動保護原理MNk1k2KDMINImInIrI0NMIIKNMIII正常、外部故障：內(nèi)部故障：1. 1. 工作原理工作原理基爾霍夫定律2. 2. 保護特性保護特性1 1）無制動作用）無制動作用NNTAnMMTAmIIn

21、IIInI11NMTAnmunbIInIII1setnmrIIIImax. kerssaperrelsetIKKKKImax.LrelsetIKI2min.setksetrsenIIIIK不平衡電流：躲過外部短路最大不平衡電流:躲過最大負荷電流（一側CT斷線）: 整定：校驗：（單側電源最小方式最小短路電流（單側電源最小方式最小短路電流）MNk1k2KDMINImInIrI 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護MNk1k2KDMINImInIrI2 2）有制動作用）有制動作用nmII動作線圈：制動線圈：nmII正常、外部故障：正常、外部故障：內(nèi)部故障：內(nèi)部故障：動作作用強，制動作用弱動

22、作作用強，制動作用弱制動作用強，動作作用弱制動作用強，動作作用弱制動特性：制動特性： 動作電流不是定值，而是隨制動電流變化的特性。動作電流不是定值，而是隨制動電流變化的特性。動作方程：動作方程：0opnmnmIIIkII動作區(qū)I dI brkI op0mInImInInmII特點：特點：內(nèi)部短路時提高了靈敏性；外部短路時提高了可靠性。內(nèi)部短路時提高了靈敏性；外部短路時提高了可靠性。 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護 光纖分相差動保護運用電流差動原理，采用光光纖分相差動保護運用電流差動原理，采用光纖通信作為通信手段構成的保護，性能優(yōu)越，應纖通信作為通信手段構成的保護，性能優(yōu)越，應用

23、十分廣泛。用十分廣泛。1、光纖差動的原理（1）電流差動元件 差動電流 制動電流nmbrkIIInmdIIIMNMIk1k2NImInI保護保護M保護保護N光纖通道二、光纖分相差動保護二、光纖分相差動保護 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護動作方程動作方程其中：其中：I Isetset必須躲過正常運行時的最大不平衡電流必須躲過正常運行時的最大不平衡電流（1 1）式為電流差動判據(jù)，（）式為電流差動判據(jù)，（2 2）為比率差動判據(jù)）為比率差動判據(jù)采用制動特性的原因？采用制動特性的原因？動作特性（兩段式動作特性（兩段式）（ 2,0.brkbrkbrkbrkdIIIKI）（1,0.0.brkb

24、rksetdIIIIdI0 .setIbrkIbrksetKI0 .O 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護分析內(nèi)外部故障時保護的動作情況分析內(nèi)外部故障時保護的動作情況1 1）內(nèi)部故障）內(nèi)部故障能可靠動作，有絕對的選擇性能可靠動作，有絕對的選擇性kIMNMINIknmdIIIIKnmbrkIIII）（10dI0 .setIbrkIbrksetKIO 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護分析內(nèi)外部故障時保護的動作情況分析內(nèi)外部故障時保護的動作情況2 2）外部故障外部故障可靠的不動作可靠的不動作unbnmdIIIIKnmbrkIIII2kIMNMINIdI0 .setIbrkI

25、brksetKIO 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護（2 2）電容電流對光纖差動的影響）電容電流對光纖差動的影響線路電容電流屬不平衡電流，整定時應躲過其實測值。線路電容電流屬不平衡電流，整定時應躲過其實測值。電容電流較大時可以進行補償，方法如下：電容電流較大時可以進行補償，方法如下：（3 3）保護的總啟動元件）保護的總啟動元件電流變化量啟動元件電流變化量啟動元件零序過流啟動元件零序過流啟動元件cIMNMINIcdCdIII 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護（4 4） 兩側電流的同步測量兩側電流的同步測量“同步數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù)”： 同步采樣、同步采樣、同時刻采樣點計算同時

26、刻采樣點計算1）基于數(shù)據(jù)通道的同步方法）基于數(shù)據(jù)通道的同步方法2）基于）基于GPS的同步方法的同步方法光纖分相差動保護主要用在110KV及以上的電壓等級上作主保護使用。MNk1k2 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護2 2、光纖分相差動的邏輯框圖、光纖分相差動的邏輯框圖 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護（1 1）內(nèi)部故障情況）內(nèi)部故障情況（2 2）外部故障情況）外部故障情況（3 3）TATA斷線情況斷線情況（4 4）通道異常情況）通道異常情況（5 5）本側三跳情況）本側三跳情況 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護二、縱聯(lián)電流相位差動保護原理二、縱聯(lián)電流相位

27、差動保護原理區(qū)內(nèi)短路：兩側電流幾乎同相；區(qū)內(nèi)短路：兩側電流幾乎同相；措施：正半周發(fā)信，負半周停發(fā)。措施：正半周發(fā)信，負半周停發(fā)。區(qū)內(nèi)區(qū)內(nèi): : 高頻電流是間斷的；高頻電流是間斷的；wt0iminwt0imin區(qū)外短路：兩側電流相位幾乎反相。區(qū)外短路：兩側電流相位幾乎反相。區(qū)外區(qū)外: : 高頻電流是連續(xù)的。高頻電流是連續(xù)的。MNk1k2wt0180360wt0180360理想情況 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護區(qū)內(nèi)短路間斷角大，區(qū)內(nèi)短路間斷角大，區(qū)外短路間斷角小。區(qū)外短路間斷角小。間斷角間斷角整定閉鎖角整定閉鎖角 ：b確定區(qū)外短路的最大間斷角。確定區(qū)外短路的最大間斷角。wtwty

28、lbhTAbbb180180yl6100157yl61002201800bb動 作區(qū)時保護不動。時保護不動。整定： 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護校驗：線路長度的增加，使得閉鎖角整定值增大，動作角減小。線路長度的增加，使得閉鎖角整定值增大，動作角減小。ybl610022區(qū)內(nèi)短路最不利情況下保護可能拒動。區(qū)內(nèi)短路最不利情況下保護可能拒動。01800bb動 作區(qū)7060MINEMEMNk2MININI610022100lIINMN N端保護先動作跳閘端保護先動作跳閘, ,停止本側發(fā)信，停止本側發(fā)信， MM端保護再動作跳閘。端保護再動作跳閘。相繼動作M M 端保護可能不動端保護可能不

29、動 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護三、影響縱聯(lián)電流差動保護正確動作的因素1. 1. 電流互感器的誤差和不平衡電流電流互感器的誤差和不平衡電流2. 2. 輸電線路分布電容的影響輸電線路分布電容的影響3. 3. 過渡電阻的影響過渡電阻的影響故障分量電流與負荷電流相差不大，故障分量電流與負荷電流相差不大，負荷電流為穿越性質(zhì)，降低保護動作靈敏度。負荷電流為穿越性質(zhì)，降低保護動作靈敏度。線路兩端電流之和不為零，為線路電容電流。線路兩端電流之和不為零，為線路電容電流。MNk2MINI 第三節(jié)第三節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護1. 1. 閉鎖式工作原理閉鎖式工作原理kBCAD12345

30、6閉鎖信號閉鎖信號故障線路：兩端功率方向均為正，無閉鎖信號，保護動作。故障線路：兩端功率方向均為正，無閉鎖信號，保護動作。非故障線路：功率方向為負的一側發(fā)閉鎖信號，將保護閉鎖。非故障線路：功率方向為負的一側發(fā)閉鎖信號，將保護閉鎖。區(qū)內(nèi)故障伴有通道損壞時，保護能否正確動作？區(qū)內(nèi)故障伴有通道損壞時，保護能否正確動作？Y工作方式：正常時無高頻電流，區(qū)外故障時發(fā)閉鎖信號。工作方式：正常時無高頻電流，區(qū)外故障時發(fā)閉鎖信號。一、縱聯(lián)方向保護的基本原理一、縱聯(lián)方向保護的基本原理 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護2.2.允許式方向高頻保護基本原理允許式方向高頻保護基本原理&保護元件允許信號跳閘脈

31、沖允許式方向高頻保護允許信號允許信號允許式特點：通道破壞時內(nèi)部故障保護會拒動，而外部故障不會誤動允許式特點：通道破壞時內(nèi)部故障保護會拒動，而外部故障不會誤動MNk2MININSMSMNk1MINIMSNS 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護MNk1MINIMSNSNMLINLINLUMLSNLSMLUMNk1MINIMSNSMENE00二、工頻故障分量的方向元件 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護正常運行和外部故障時：兩側的突變量功率方向一側是線路正常運行和外部故障時：兩側的突變量功率方向一側是線路母線（母線（N側），另外一側是母線側），另外一側是母線線路（線路（M側）。側）。內(nèi)部故障

32、時：兩側的突變量功率方向為線路內(nèi)部故障時：兩側的突變量功率方向為線路母線。母線。 內(nèi)部故障內(nèi)部故障外部故障外部故障工頻故障分量的方向元件的工作原理工頻故障分量的方向元件的工作原理 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護故障分量（工頻變化量）的方向繼電器故障分量（工頻變化量）的方向繼電器內(nèi)部故障以以M側保護為例來分析：側保護為例來分析：（1）正向短路（線路）正向短路（線路MN內(nèi)部故障）內(nèi)部故障） 有：有： 上式中的上式中的 、 也可以為故障分量中的序分量。也可以為故障分量中的序分量。 所以：所以：mSmIZUmUmI100)arg(argSmmZIU 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護外部故

33、障（2）反向短路（線路）反向短路（線路MN外部故障）外部故障） 有：有： 上式中的上式中的 、 也可以為故障分量中的序分量。也可以為故障分量中的序分量。 所以：所以：mNmIZUmUmI80)arg(argNmmZIU 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護則可推出，正方向元件的動作方程為則可推出，正方向元件的動作方程為10arg190IU反方向元件的動作方程為反方向元件的動作方程為170arg10IU引入模擬阻抗引入模擬阻抗Z ZD D, ,模值為模值為1 1，角度為系統(tǒng)阻抗角，則有，角度為系統(tǒng)阻抗角，則有180)arg(argDSDmmZZZIU正向短路時正向短路時 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向

34、保護縱聯(lián)方向保護反方向短路時反方向短路時0)arg(argDNDmmZZZIU90arg270IZUr引入模擬阻抗引入模擬阻抗Z ZD D, ,動作方程可改寫為動作方程可改寫為正向元件動作方程正向元件動作方程90arg90IZUr反向元件動作方程反向元件動作方程 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護k1IUsZIk2UsZsZIUsZIU90arg270IZUr22IZUs000IZUs90arg270222IZUr90arg270000IZUr90arg90222IZUr90arg90000IZUr90arg90IZUr22IZUs000IZUs區(qū)內(nèi)故障區(qū)外故障1）不受負荷狀態(tài)影響；）不受

35、負荷狀態(tài)影響；2）不受振蕩影響；）不受振蕩影響；3）不受過渡電阻影響；）不受過渡電阻影響；4）無電壓死區(qū)；）無電壓死區(qū)；5）有明確的方向性。）有明確的方向性。采用工頻故障分量的方向元件有如下特點：采用工頻故障分量的方向元件有如下特點： 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護跳閘發(fā)信收信&t20t10Y2&Y1KA2KA1KW+TVTA結合電容器1 1、啟動元件的設置、啟動元件的設置微機保護中，啟動元件如下：微機保護中，啟動元件如下：setTMAXIII25. 1高定值setTMAXIII5 . 0125. 1低定值思考：思考：1 1、設置兩個啟動元件的原因？、設置兩個啟動元件的

36、原因？ 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護三、縱聯(lián)方向保護中的特殊問題三、縱聯(lián)方向保護中的特殊問題2 2、先收訊后停訊的原則（延時保護停信）、先收訊后停訊的原則（延時保護停信）作用：區(qū)外故障時，防止啟動元件（發(fā)訊）與正方向元件作用：區(qū)外故障時，防止啟動元件（發(fā)訊）與正方向元件動作時間的不配合而造成誤動。動作時間的不配合而造成誤動。措施：先收訊措施：先收訊10ms10ms才允許正方向停訊才允許正方向停訊邏輯：參見下圖邏輯：參見下圖 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護啟動元件動作首先發(fā)信，此時門啟動元件動作首先發(fā)信，此時門7 7未動作，可經(jīng)門未動作，可經(jīng)門9 9發(fā)訊。發(fā)訊。停訊必須滿足停訊

37、必須滿足2 2個條件：個條件：nD-D-不動，不動，D+D+動作，與門動作，與門3 3有輸出，表示正向故障。有輸出，表示正向故障。n收訊收訊10ms10ms后，與門后，與門4 4有輸出有輸出n兩個條件滿足，兩個條件滿足，與門與門7 7有輸出，經(jīng)反向器閉鎖門有輸出，經(jīng)反向器閉鎖門9 9，停止，停止發(fā)訊發(fā)訊n區(qū)內(nèi)故障區(qū)內(nèi)故障na a、D-D-不動，不動，D+D+動作，與門動作，與門3 3有輸出，表示正向故障。有輸出，表示正向故障。b b、先收訊、先收訊10ms10ms后，無閉鎖信號，與門后，無閉鎖信號，與門5 5有輸出。有輸出。滿足這滿足這2 2個條件：個條件：判為內(nèi)部故障，與門判為內(nèi)部故障，與門

38、8 8有輸出，可以跳閘。有輸出，可以跳閘。 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護3 3、遠方啟動、遠方啟動作用：防止靠近故障側的啟動元件由于某種原因拒動而使作用：防止靠近故障側的啟動元件由于某種原因拒動而使正方向保護誤動；方便手動檢查通信通道正方向保護誤動；方便手動檢查通信通道措施：發(fā)信機既可以由啟動元件啟動，也可以由接受到的措施：發(fā)信機既可以由啟動元件啟動，也可以由接受到的運方信號啟動運方信號啟動參見上圖（參見上圖（T1,T1,與與1 1）4 4、其它保護停信、其它保護停信5 5、開關位置停信和弱饋線路、開關位置停信和弱饋線路6 6、功率倒方向、功率倒方向基本概念：基本概念：環(huán)網(wǎng)外部故障時，短路功率的方向可能發(fā)生環(huán)網(wǎng)外部故障時，短路功率的方向可能發(fā)生轉換（簡稱功率倒向），參見下圖說明：轉換（簡稱功率倒向），參見下圖說明： 第四節(jié)第四節(jié) 縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護收信收信對保護影響：可能誤動對保護影響：可能誤動要求：倒向過程中不應失去閉鎖信號要求：倒向過程中不應失去閉鎖信號措施：增設功率倒向判別回路，如下圖：措施：增設功率倒向判別回