縱聯(lián)保護(hù)工作原理及故障處理

1、 2、原理：線路兩端的保護(hù)都能夠測量到對端保護(hù)的動作信號，再與本側(cè)帶方向的保護(hù)動作信號比較、判定，以確定是否為區(qū)內(nèi)故障，若為區(qū)內(nèi)故障，則瞬時跳閘。這樣無論在線路的任何一處發(fā)生故障，線路兩側(cè)的保護(hù)都能瞬時動作跳閘 。3、從原理上看，縱聯(lián)保護(hù)分為兩類： 第一類是縱聯(lián)方向保護(hù)。即反映線路故障的測量原件為各種不同原理的方向元件。目前在保護(hù)中采用的方向元件主要有：方向阻抗元件、負(fù)序功率方向元件、零序功率方向元件、突變量方向元件。利用高頻通道將線路對側(cè)方向判斷的結(jié)果傳送到另一側(cè)，每側(cè)保護(hù)經(jīng)過邏輯判斷區(qū)分內(nèi)外部故障?？梢娺@類保護(hù)屬于間接比較線路兩側(cè)電量的縱聯(lián)保護(hù)。目前在電力系統(tǒng)運(yùn)行的這類保護(hù)有高頻距離(閉鎖

2、/允許)保護(hù)、高頻負(fù)序(閉鎖/允許)保護(hù)、高頻零序方向(閉鎖/允許)保護(hù)、高頻突變量方向(閉鎖/允許)保護(hù)。 第二類是差動縱聯(lián)保護(hù)。這類保護(hù)是直接將對側(cè)電流的相位信息傳送到本側(cè)，本側(cè)電流的相位信息也傳送到對側(cè)。每側(cè)保護(hù)對兩側(cè)電流的相位進(jìn)行比較，從而判斷出區(qū)內(nèi)外故障。這類屬于直接比較兩側(cè)電量的縱聯(lián)保護(hù)，目前在電力系統(tǒng)運(yùn)行的這類保護(hù)有高頻相差保護(hù)、導(dǎo)引線差動保護(hù)、光纖縱差保護(hù)、微波電流分相差動保護(hù)。4、縱聯(lián)保護(hù)按信號傳輸通道，可分為4類： （1）導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(hù) （2）電力線載波縱聯(lián)保護(hù) （3）微波縱聯(lián)保護(hù) （4）光纖縱聯(lián)保護(hù) 采用電力線載波通道傳輸，以高頻方向保護(hù)和高頻閉鎖距離保護(hù)為保護(hù)的雙微機(jī)保

3、護(hù)是220kV高壓線路保護(hù)配置的主要方式。 隨著光纖技術(shù)在電力系統(tǒng)通信中的廣泛應(yīng)用，目前已實現(xiàn)用光纖通道傳輸保護(hù)信息。光纖通道具有傳輸速率高、抗干擾性能好、安全可靠性高、能保持長期不間斷地傳輸信號的特點(diǎn)，已成為縱聯(lián)保護(hù)傳輸通道的首選方式。1、高頻通道的組成： 1）線路耦合電容器 輸電線路耦合方式 相地耦合： A相：高閉、載波； B相：方向高頻（相差高頻）； C相：遠(yuǎn)切、載波。 相相耦合： A相與B相：高閉 C相：遠(yuǎn)切、載波。 2）線路阻波器 防止高頻信號向母線方向分流的設(shè)備。L-C組成并聯(lián)諧振回路（單頻、寬頻等）。高頻信號呈很大的阻抗，使高頻信號被限制在所保護(hù)的輸電線路之內(nèi)傳輸。工頻電流呈很小

4、的阻抗，不影響工頻電力的傳輸，線路阻波器由主線圈，調(diào)諧元件和避雷器組成。阻波器故障較多的是避雷器和調(diào)諧電路故障引起的。 3）耦合電容器 工頻電流呈很大的阻抗，防止其侵入高頻收發(fā)信機(jī)；高頻信號呈很小的阻抗。與結(jié)合濾波器共同組成帶通或高通濾波器，只允許此通帶頻率之內(nèi)的高頻信號通過。當(dāng)高頻通道衰耗偏大時，如檢查阻波器與結(jié)合濾波器沒有問題，應(yīng)檢查電容式電壓互感器的接線盒中的放電間隙是否短路 4）結(jié)合濾波器 結(jié)合濾波器電路一般由排流線圈和耦合電容器以及電感、電容組成高通或帶通電路。與耦合電容器組成帶通或高通濾波器；起阻抗匹配作用，減小高頻信號的衰耗（電力架空線的特性阻抗為400、300（分裂導(dǎo)線）；高頻

5、電纜的特性阻抗為75或100）。使電力線載波機(jī)或高頻收發(fā)信機(jī)與高壓線路隔離。結(jié)合濾波器主要故障：絕緣水平下降：避雷器損壞：5）接地刀閘 在調(diào)整或檢修電力線載波機(jī)收發(fā)信機(jī)和結(jié)合濾波器時，將它接地，耦合電容器下端絕對不能懸空，否則，高壓電將危及人身安全。6）高頻電纜 電力線載波機(jī)或收發(fā)信機(jī)與結(jié)合濾波器之間連接的電纜。主要存在的問題：串?dāng)_其它通道、阻抗失配、高頻電纜接地。7）高頻收發(fā)信機(jī) 目前電力系統(tǒng)使用的收發(fā)信機(jī)廠家： 南瑞繼保-LFX-912/913、PCS-912/913 國家南自-PSF630 許繼電氣 -SF-500、600、960 揚(yáng)州電訊-YBX1、3、10 宏圖高科-GSF-1、3、

6、92、高頻通道的作用 高頻保護(hù)需要良好的高頻通道 高頻保護(hù)依靠兩側(cè)收發(fā)信機(jī)通過高壓輸電線路傳輸高頻信號。 電力系統(tǒng)無故障時，干擾相對來說較小，兩側(cè)高頻保護(hù)基本處于待命狀態(tài)； 電力系統(tǒng)突發(fā)故障時，高頻保護(hù)要在比正常時嚴(yán)重幾倍的干擾情況下，及時啟動，并完成收、發(fā)信，把保護(hù)動作信息準(zhǔn)確送至對側(cè)高頻保護(hù)裝置； 高頻保護(hù)除輸電線路結(jié)合加工設(shè)備需提供良好的通道、對二次高頻設(shè)備必須具有良好的抗干擾性能，避免高頻保護(hù)在故障持續(xù)干擾時間內(nèi)因信號的誤收、誤發(fā)而導(dǎo)致保護(hù)動作（誤動和拒動）。1、光纖保護(hù)通道設(shè)備（南瑞繼保） RCS-901/2F（M）系列光纖方向、距離保護(hù) RCS-931/943/953系列線路縱差保

7、護(hù) FOX-40/41系列光纖通信接口裝置 MUX64/2M系列光纖通信接口裝置主要應(yīng)用連接方式如下 ：2、光纖通道保護(hù)的配置 光纖通道保護(hù)的應(yīng)在用主要有兩端保護(hù)裝置間直接使用光纖連接的專用光纖通道方式和數(shù)字復(fù)用光纖通道方式兩種。 （1）專用光纖通道方式通道配置 專用光纖：一根光纖只用來傳輸一個方向的保護(hù)信息，不與其它任何信息復(fù)用。一對光纖可用來傳輸（雙向）一條線路兩側(cè)的保護(hù)信息。專用光纖通道的結(jié)構(gòu)及其時鐘設(shè)置如圖1和圖2所示。圖1 專用光纖的通道結(jié)構(gòu) 時鐘設(shè)置： 采用專用光纖通道，兩側(cè)保護(hù)裝置的時鐘方式應(yīng)設(shè)置為內(nèi)時鐘方式，即兩側(cè)的裝置發(fā)送時鐘作在“主-主”方式，數(shù)據(jù)發(fā)送采用本機(jī)的內(nèi)部時鐘，接

8、收時鐘從接受數(shù)據(jù)碼流中提取，如圖2所示。時鐘方式： 通過控制字“專用光纖”置“1”或清“0”來設(shè)置通信時鐘。 a）采用專用光纖時，“專用光纖”置“1”，時鐘方式采用“主主”方式； b）復(fù)接PCM方式時，“專用光纖”清“0”，時鐘方式采用“從從”方式； c）復(fù)接PCM時，采用“從從”方式可解決系統(tǒng)同步問題。圖3 復(fù)用PCM光纖通道結(jié)構(gòu)圖4 復(fù)用2M通道結(jié)構(gòu)（2）數(shù)字復(fù)接方式通道配置 復(fù)接PCM：保護(hù)信息按G.703同向接口形式，以64Kbit/s的速率復(fù)接到PCM交換機(jī)，和其它信息復(fù)用后一起傳輸。 （a）復(fù)用PCM通道結(jié)構(gòu)（如圖3所示） （b）復(fù)用2M通道結(jié)構(gòu)（如圖4所示） （c）主要參數(shù)設(shè)備設(shè)

9、置 時鐘設(shè)置：通過64k同向接口復(fù)接PCM通信設(shè)備或復(fù)用2M通道，則兩側(cè)保護(hù)裝置的時鐘方式應(yīng)選用外部時鐘方式，即兩側(cè)裝置的發(fā)送時鐘工作在“從-從”方式，據(jù)發(fā)送時鐘和接收時鐘為同一時鐘源，均是從接收數(shù)據(jù)碼流中提取，數(shù)據(jù)發(fā)送64kbit/s從SCC來碼型變換光纖發(fā)送（主）光纖數(shù)據(jù)，接收64kbit/s去SCC碼型變換光纖接收（主）光纖時鐘，提取DPLL發(fā)時鐘內(nèi)部時鐘64kHz晶振，如圖5所示。圖5 外部時鐘“從-從”方式1、RCS-931輸電線路光纖電流縱差保護(hù)（1）保護(hù)配置主保護(hù) 光纖電流縱差保護(hù)、工頻變化量接地、相間距離段后備保護(hù) 以正序電壓為極化量的阻抗繼電器構(gòu)成的三段式接地、相間距離保護(hù)

10、A型：零序電流段(帶方向)、段(方向可選擇) B型：零序電流、段(帶方向)、段(方向可選擇) D型：零序電流段(帶方向)、零序反時限方向電流保護(hù)(方向可選擇) 重合閘 單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘、重合閘停用（2）光纖電流縱差保護(hù)原理NMCDIIIMNMINI以母線流向被保護(hù)線路方向為正方向動作電流(差動電流)為制動電流為 動作電流與制動電流對應(yīng)的工作點(diǎn)位于比率制動特性曲線上方，繼電器動作。 CDIRI75. 0cdqdINMRIIIMINIKIMN線路內(nèi)部短路動作電流制動電流因為 繼電器動作。 凡是在線路內(nèi)部有流出的電流，都成為動作電流。 KNMCDIIIINMRIIIRCDIIMIN

11、IKIMN線路外部短路 動作電流制動電流因為 繼電器不動。凡是穿越性的電流不產(chǎn)生動作電流，只產(chǎn)生制動電流。0KKNMCDIIIIIKKKNMRIIIIII2RCDII2、RCS-902數(shù)字式超高壓線路成套快速保護(hù)裝置（1）保護(hù)配置主保護(hù) 縱聯(lián)距離、零序方向、工頻變化量距離后備保護(hù) A型：三段式接地距離、三段式相間距離、二個延時段零序方向過 流 B型：三段式接地距離、三段式相間距離、四個延時段零序方向過流 C型：有分相命令，縱聯(lián)保護(hù)的方向按相比較，適用于同桿并架雙回 線，后備保護(hù)配置同RCS-902A； D型：以 RCS-902A 為基礎(chǔ)，僅將零序段方向過流保護(hù)改為零序 反時限方向過流保護(hù) 重合

12、閘 單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘、重合閘停用（2）縱聯(lián)距離保護(hù)原理距離方向繼電器 RCS_902A（B、C、D）由距離方向和零序方向繼電器，經(jīng)通道交換信號構(gòu)成全線路快速跳閘的方向保護(hù)，即裝置的縱聯(lián)保護(hù)。 將按超范圍整定的距離繼電器構(gòu)成方向比較元件，其動作特性與距離保護(hù)基本一致，由低壓距離繼電器、接地距離繼電器、相間距離繼電器組成。 (a)低壓距離繼電器 工作電壓： 極化電壓： 正方向故障時，動作特性如圖1，反方向故障時動作特性如圖 2。 ZDOPZIUUMPUU1 (b) 接地距離繼電器 工作電壓： 極化電壓： 動作特性如圖2 ZDOPZIKIUU)3(01UUP圖1 正方向故障時動作特

13、性圖2 反方向故障時動作特性 (C) 相間距離繼電器 工作電壓： 極化電壓： 動作特性如圖3.7.5。 (d)反方向距離繼電器 該繼電器僅在保護(hù)投退控制字 弱電 側(cè)1 時才投入，它由三個接 地距離繼電器和三個相間距離繼電器 組成。 在弱電側(cè)，當(dāng)距離方向和零 序正反方向元件均不動作時，若反方 向距離繼電器動作，則判為反方向故 障，若反方向距離繼電器不動作，則 不認(rèn)為是反方向故障。 ZDOPZIUU1UUP圖3 三相短路穩(wěn)態(tài)特性零序方向繼電器 零序正反方向元件（F0+ ，F(xiàn)0-）由零序功率P0決定，P0由3U0和3I0*ZD的乘積獲得(3 U0、3 I0為自產(chǎn)零序電壓電流，ZD是幅值為 1 相角為

14、 78的相量)，P0 0 時F0-動作；P0-1 伏安（IN=5A）或P0-0.2 伏安（IN =1A）時F0+動作?？v聯(lián)零序保護(hù)的正方向元件由零序方向比較過流元件和F0+的與門輸出，而縱聯(lián)零序保護(hù)的反方向元件由零序啟動過流元件和F0-的與門輸出。 RCS-931裝置的正面面板布置圖RCS-902裝置的正面面板布置圖指示燈名稱顏色說 明正常異常運(yùn)行綠色不亮在裝置正常運(yùn)行時亮，裝置故障或進(jìn)入調(diào)試菜單時熄滅TV斷線不亮紅色裝置判斷母線TV斷線時亮充電黃色不亮線路重合閘裝置完成充電時亮通道異常不亮黃色光纖通道異常時亮跳A不亮紅色開關(guān)A相跳閘時亮跳B不亮紅色開關(guān)B相跳閘時亮跳C不亮紅色開關(guān)C相跳閘時亮

15、重合閘不亮紅色重合閘動作時亮“運(yùn)行”燈不亮的處理步驟: 1）檢查并記錄后臺監(jiān)控計算機(jī)和保護(hù)裝置上出現(xiàn)的信號燈及顯示信息； 2）檢查直流饋線柜上通往線路保護(hù)柜的空氣開關(guān)是否跳閘，如果跳閘，則試 合一次。如不成功則不應(yīng)再試。 3）檢查線路保護(hù)屏上對應(yīng)裝置的電源空氣開關(guān)是否跳開，如跳開應(yīng)退出該保 護(hù)裝置所控制的所有出口壓板后立即試合一次，如試合成功則馬上恢復(fù)退 出的出口壓板； 4）合上后該信號仍沒有消失，應(yīng)檢查線路保護(hù)屏屏背端子接觸是否良好； 5）故障不能排除時將以上情況匯報運(yùn)行調(diào)度、變電管理所，并做記錄“TV斷線”燈亮?xí)r的處理步驟： 1）檢查后臺機(jī)母線電壓指示是否正常； 2）若母線電壓指示不正常，

16、檢查PT二次保護(hù)電壓空氣開關(guān)是否跳開； 3）檢查該裝置交流電壓輸入空氣開關(guān)是否跳開； 4）檢查該線路刀閘的輔助接點(diǎn)是否接觸良好； 5）檢查電壓二次回路接頭有無松動、斷線；“充電”燈不亮的處理步驟: 1）檢查開關(guān)是否在分閘位置； 2）檢查重合閘方式把手是否置于停用位置； 3）檢查重合閘出口壓板是否在退出位置，溝三閉重壓板是否在投入位 置； 4）打印定值，檢查定值中重合閘投入控制字是否置“0”； 5）檢查開關(guān)SF6壓力是否達(dá)到閉鎖值； 6）檢查線路PT是否斷線； 7）檢查是否有其它閉重信號輸入。 8）若信號不能復(fù)歸則匯報調(diào)度?！巴ǖ喇惓！睙袅恋奶幚聿襟E: 檢查記錄時間和該裝置上出現(xiàn)的顯示信息，并復(fù)

17、歸裝置信號，如果無法復(fù)歸則匯報中調(diào)，等待中調(diào)命令退出縱聯(lián)保護(hù)?！疤鳤、跳B、跳C”燈亮?xí)r的處理步驟: 1）檢查并記錄監(jiān)控后臺機(jī)所發(fā)出的信號情況，檢查開關(guān)的位置，有無電流、 有功功率、無功功率指示； 2）檢查并記錄保護(hù)裝置的信號發(fā)出情況； 3）復(fù)歸保護(hù)動作信號； 4）將以上情況匯報調(diào)度； 5）在保護(hù)裝置和故障錄波器屏上打印保護(hù)動作信息及故障錄波信息； 6）按開關(guān)的日常巡視檢查項目現(xiàn)場檢查開關(guān)跳閘后情況； 7）將上述檢查的保護(hù)動作情況和開關(guān)間隔情況匯報調(diào)度及變電管理所； 8）按照調(diào)度的命令進(jìn)行處理。嚴(yán)禁不經(jīng)調(diào)度命令即行對開關(guān)試送電操作；“重合閘”燈亮?xí)r的處理步驟: 1）檢查并記錄時間和保護(hù)裝置上出現(xiàn)的信號燈及顯示信息，打印跳閘報告及 錄波圖，并復(fù)歸裝置信號。 2）檢查開關(guān)的動作情況，重合閘是否動作成功； 3）檢查開關(guān)三相有無異常等； 4）匯報調(diào)度及變電管理所。序號序號顯示報文顯示報文報文含義報文含義可能原因及處理措施可能原因及處理措施1*存儲器出錯RAM芯片可能損壞通知廠家處理2*程序區(qū)出錯FLASH內(nèi)容可能被破壞通知廠家處理3*定值出錯定值區(qū)內(nèi)容可能被破壞通知廠家處理4*定值區(qū)無效二次額定電流更改后保護(hù)定值未重新整定將保護(hù)定值重新整定5*光耦