第六章輸電線路縱聯(lián)保護(hù)課件

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理 第六章 輸電線路的縱聯(lián)保護(hù) 6.1 6.1 輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述 一、反應(yīng)單側(cè)電氣量保護(hù)的缺陷一、反應(yīng)單側(cè)電氣量保護(hù)的缺陷 （電流保護(hù)和距離保護(hù)）無法區(qū)分本線路末端短路與相鄰線路出口短路。無法實(shí)現(xiàn)全線速動。 二、輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的概念二、輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的概念 輸電線路縱聯(lián)保護(hù)：就是利用通信通道將線路兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)結(jié)起來，將各端的電氣量（電流、功率方向等）傳送到對端，將兩端的電氣量進(jìn)行比較，判斷故障在區(qū)內(nèi)還是在區(qū)外，從而決定是否切斷被保護(hù)線路。 三、通信通道的類型 導(dǎo)引線通道-導(dǎo)引線縱聯(lián)差動保護(hù)2. 電力線載波通道-載波（高頻）保護(hù) 3. 微波通

2、道（150MHZ20HZ）-微波保護(hù) 4. 光纖通道-光纖保護(hù) 它只適用于1000-將將高頻電流限制在被保護(hù)線路以高頻電流限制在被保護(hù)線路以內(nèi)。內(nèi)。 對工頻電流：對工頻電流：Z0.04-工頻工頻電流可暢流無阻。電流可暢流無阻。123456782346758“相相-地地”制高頻通道示意圖制高頻通道示意圖123456782346758“相相-地地”制高頻通道示意圖制高頻通道示意圖123456782346758“相相-地地”制高頻通道示意圖制高頻通道示意圖123456782346758“相相-地地”制高頻通道示意圖制高頻通道示意圖123456782346758“相相-地地”制高頻通道示意圖制高頻通道

3、示意圖123456782346758“相相-地地”制高頻通道示意圖制高頻通道示意圖六、高頻通道工作方式六、高頻通道工作方式(1) (1) 正常無高頻電流方式正常無高頻電流方式 ( (短期發(fā)信方式短期發(fā)信方式) ) 短期發(fā)信是指在正常運(yùn)行情況下，發(fā)信機(jī)短期發(fā)信是指在正常運(yùn)行情況下，發(fā)信機(jī)不發(fā)信，高頻通道中沒有高頻電流通過。只有不發(fā)信，高頻通道中沒有高頻電流通過。只有在系統(tǒng)中發(fā)生故障時，發(fā)信機(jī)才由起動元件起在系統(tǒng)中發(fā)生故障時，發(fā)信機(jī)才由起動元件起動，高頻通道中才有高頻電流通過。動，高頻通道中才有高頻電流通過。信號信號短期發(fā)信方式短期發(fā)信方式六、高頻通道工作方式六、高頻通道工作方式(2)(2)正常有

4、高頻電流方式正常有高頻電流方式( (長期發(fā)信方式長期發(fā)信方式) ) 長期發(fā)信方式是指在正常運(yùn)行情況下，收、長期發(fā)信方式是指在正常運(yùn)行情況下，收、發(fā)信機(jī)一直處于發(fā)信和收信工作狀態(tài)，高頻通發(fā)信機(jī)一直處于發(fā)信和收信工作狀態(tài)，高頻通道中始終有高頻電流通過。道中始終有高頻電流通過。信號信號長期發(fā)信方式長期發(fā)信方式六、高頻通道工作方式六、高頻通道工作方式 (3) (3)移頻方式移頻方式 移頻方式是指在正常運(yùn)行情況下，發(fā)信機(jī)移頻方式是指在正常運(yùn)行情況下，發(fā)信機(jī)長期發(fā)送一個頻率為長期發(fā)送一個頻率為 f f1 1 的高頻信號，其作用的高頻信號，其作用是閉鎖保護(hù)和對通道進(jìn)行連續(xù)檢查。在被保護(hù)是閉鎖保護(hù)和對通道進(jìn)行

5、連續(xù)檢查。在被保護(hù)線路發(fā)生故障時，保護(hù)控制發(fā)信機(jī)移頻，改為線路發(fā)生故障時，保護(hù)控制發(fā)信機(jī)移頻，改為發(fā)送頻率為發(fā)送頻率為 f f2 2 的高頻信號。的高頻信號。信號信號移頻發(fā)信方式移頻發(fā)信方式1f2f1f七、高頻信號的應(yīng)用七、高頻信號的應(yīng)用 可分為跳閘信號、允許信號和閉鎖信號。可分為跳閘信號、允許信號和閉鎖信號。(1) (1) 跳閘信號跳閘信號跳閘跳閘(或或)七、高頻信號的應(yīng)用七、高頻信號的應(yīng)用 (2) (2) 允許信號允許信號跳閘跳閘(與與)七、高頻信號的應(yīng)用七、高頻信號的應(yīng)用 (3) (3) 閉鎖信號閉鎖信號跳閘跳閘(否否)6.2 6.2 導(dǎo)引線電流縱聯(lián)差動保護(hù)導(dǎo)引線電流縱聯(lián)差動保護(hù)I 一、

6、導(dǎo)引線縱聯(lián)電流差動保護(hù)的工作原理 M1IN1IM2IN2I正常運(yùn)行或區(qū)外故障： N1M1IIN2M2II0IIIN2M2r 不動作 rII 一、導(dǎo)引線縱聯(lián)電流差動保護(hù)的工作原理M1IN1IM2IN2I區(qū)內(nèi)故障： 動作 rILHkLHN1M1N2M2rnInIIIII/ )( dzI二、影響縱聯(lián)差動保護(hù)正確工作的因素 電流互感器的誤差和不平衡電流； 輸電線路的分布電容電流； 通道傳輸電流數(shù)據(jù)（模擬量或數(shù)字量）的誤差； 通道的工作方式和可靠性能I 不平衡電流對縱聯(lián)差動保護(hù)的影響M1IN1IM2IN2I區(qū)外故障時，由于的傳變誤差使 M2N2II rM2N2III0unbIrI為了保證縱差保護(hù)的選擇性

7、，其整定值必須躲過最大不平衡電流整定。由于不平衡電流越小，則保護(hù)的靈敏度越好。因此，為減小不平衡電流，對于縱聯(lián)差動保護(hù)應(yīng)采用型號相同、磁化特性一致、剩磁小的高精度的電流互感器，如或級，表示考慮暫態(tài)的影響，表示用于保護(hù)，和表示不同的變比誤差等級。6.3 6.3 電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)（相差高頻保護(hù)）（相差高頻保護(hù)）一、一、 基本原理基本原理 正常運(yùn)行正常運(yùn)行或區(qū)外故障或區(qū)外故障 MINI比較被保護(hù)線路兩側(cè)短路電流的相位。比較被保護(hù)線路兩側(cè)短路電流的相位。 tiMiNit連續(xù)信號連續(xù)信號 兩側(cè)電流相位兩側(cè)電流相位相差相差180 區(qū)內(nèi)故障區(qū)內(nèi)故障 MINI比較被保護(hù)線路兩側(cè)短路

8、電流的相位。比較被保護(hù)線路兩側(cè)短路電流的相位。 t間斷信號間斷信號 tiMiNi一、一、 基本原理基本原理 兩側(cè)電流相位兩側(cè)電流相位相同相同 起動元件：故障檢測元件(區(qū)分正常運(yùn)行和故障) 2個起動元件由14組成： 其中：1和3靈敏度高（定值低）-起動發(fā)信 2和4靈敏度低（定值高）-準(zhǔn)備跳閘 由1和2接相電流I ，作為三相短路的起動元件；由3和4接負(fù)序電流I2 ，作為不對稱短路的起動元件； 操作元件：由復(fù)合過濾器1+2和操作互感器構(gòu)成；復(fù)合過濾器將三相電流轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€單相電流1+2 ，能夠正確反應(yīng)各種故障；操作互感器將過濾器的輸出電流變成電壓去控制發(fā)信機(jī)，使其正半周發(fā)信，負(fù)半周不發(fā)信。21IKI

9、(一般K=6或8)發(fā)信回路的否1元件：正常運(yùn)行時，起動元件不動作，無操作電流，發(fā)信機(jī)不發(fā)信；故障時，起動元件動作，發(fā)信機(jī)是否發(fā)信，取決于本側(cè)操作電流，當(dāng)此電流為正半周時，發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻電流，若為負(fù)半周，則發(fā)信機(jī)停信。比相元件比相元件 ：根據(jù)線路兩側(cè)電流的相位判斷內(nèi)外故障：根據(jù)線路兩側(cè)電流的相位判斷內(nèi)外故障區(qū)外故障時，收到連續(xù)高頻信號，否門被閉鎖，保護(hù)區(qū)外故障時，收到連續(xù)高頻信號，否門被閉鎖，保護(hù)不動作；不動作； 區(qū)內(nèi)故障時，收到斷續(xù)的高頻信號，否門（在間斷內(nèi)）區(qū)內(nèi)故障時，收到斷續(xù)的高頻信號，否門（在間斷內(nèi)）有輸出，經(jīng)延時并展寬后使保護(hù)動作；有輸出，經(jīng)延時并展寬后使保護(hù)動作； 二、閉鎖角及相繼動

10、作二、閉鎖角及相繼動作 區(qū)內(nèi)故障 區(qū)外故障 180 0 為了保證當(dāng)外部故障時保護(hù)不誤動，應(yīng)找出外部故障可能出現(xiàn)的最大間隙角 ，并按此進(jìn)行閉鎖。這個角度就叫做閉鎖角，表示為 。max.Wb TA的角度誤差： 7TA 保護(hù)裝置操作元件復(fù)合濾過器的誤差角： 15BH 高頻信號傳輸帶來的角誤差： ) s/km103(6100503605Lvlvlt 裕度角： 15y610037yLBHTAb l閉鎖角： 例：l = 300km 55610030037b1.1.閉鎖角的確定閉鎖角的確定 MENE70（）內(nèi)部故障相繼動作行為分析：（）內(nèi)部故障相繼動作行為分析： NZMZMENEMINI,70EENM超前,

11、60ZM阻抗角為90ZN阻抗角為MI60NI100(2)(2)內(nèi)部故障相繼動作行為分析：內(nèi)部故障相繼動作行為分析： NZMZMENEMINIMENE70MI60NI100M側(cè) 6100l1226100l157100M (2)(2)內(nèi)部故障相繼動作行為分析：內(nèi)部故障相繼動作行為分析： NZMZMENEMINIMENE70MI60NI100N側(cè) 6100l1226100l157100N (2)(2)內(nèi)部故障相繼動作行為分析：內(nèi)部故障相繼動作行為分析： NZMZMENEMINIMENE70MI60NI1001046100122Nl1406100122Ml5540-180MM例：l = 300km 5

12、5bM側(cè)保護(hù)不能動作 5576-180NNN側(cè)保護(hù)正確動作 為解決為解決M M端保護(hù)不能跳閘的問題，采用端保護(hù)不能跳閘的問題，采用N N側(cè)跳閘的同時，立即停止本側(cè)發(fā)信。側(cè)跳閘的同時，立即停止本側(cè)發(fā)信。N N側(cè)停信后，側(cè)停信后，M M 側(cè)收信機(jī)只能收到自己側(cè)收信機(jī)只能收到自己所發(fā)的信號，間隔角為所發(fā)的信號，間隔角為180180，M M側(cè)保側(cè)保護(hù)可立即跳閘。護(hù)可立即跳閘。 保護(hù)裝置的這種一端保護(hù)先動作，另保護(hù)裝置的這種一端保護(hù)先動作，另一端保護(hù)再動作跳閘，稱為一端保護(hù)再動作跳閘，稱為“相繼動相繼動作作”。6.46.4方向比較式縱聯(lián)保護(hù)方向比較式縱聯(lián)保護(hù)以正常無高頻電流而在區(qū)外故障時發(fā)出閉以正常無高

13、頻電流而在區(qū)外故障時發(fā)出閉鎖信號的方式構(gòu)成。此閉鎖信號由短路功鎖信號的方式構(gòu)成。此閉鎖信號由短路功率為負(fù)的一側(cè)發(fā)出，這個信號被兩端的收率為負(fù)的一側(cè)發(fā)出，這個信號被兩端的收信機(jī)所接收，而把保護(hù)閉鎖，故稱閉鎖式信機(jī)所接收，而把保護(hù)閉鎖，故稱閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)（高頻閉鎖方向保護(hù)）。方向縱聯(lián)保護(hù)（高頻閉鎖方向保護(hù)）。一、概念一、概念 S S S S S S對對BCBC線路：保護(hù)線路：保護(hù)3 3和保護(hù)和保護(hù)4 4的功率方向都為正，的功率方向都為正，保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。 二、基本原理二、基本原理 S S S S S S B B側(cè)的功率方向?yàn)樨?fù)，該側(cè)發(fā)出高頻側(cè)的功率方向?yàn)樨?fù)，該側(cè)發(fā)出高頻閉鎖

14、信號，被對側(cè)和本側(cè)保護(hù)接收，保護(hù)閉鎖信號，被對側(cè)和本側(cè)保護(hù)接收，保護(hù)1 1、2 2均不動。均不動。 高頻信號高頻信號 對對ABAB線路：線路：二、基本原理二、基本原理 S S S S S S C C側(cè)的功率方向?yàn)樨?fù)，該側(cè)發(fā)出高頻側(cè)的功率方向?yàn)樨?fù)，該側(cè)發(fā)出高頻閉鎖信號，被對側(cè)和本側(cè)保護(hù)接收，保護(hù)閉鎖信號，被對側(cè)和本側(cè)保護(hù)接收，保護(hù)5 5、6 6均不動。均不動。 對對CDCD線路：線路：高頻信號高頻信號 二、基本原理二、基本原理 S S S S S S高頻信號高頻信號 高頻信號高頻信號 區(qū)外故障時，由短路功率為負(fù)的一端發(fā)區(qū)外故障時，由短路功率為負(fù)的一端發(fā)閉鎖信號，此信號被兩端的收信機(jī)接收閉鎖信號，

15、此信號被兩端的收信機(jī)接收閉鎖保護(hù)。閉鎖保護(hù)。對于故障線路，兩側(cè)保護(hù)均為正對于故障線路，兩側(cè)保護(hù)均為正, ,不發(fā)不發(fā)閉鎖信號，故兩側(cè)保護(hù)都收不到閉鎖信閉鎖信號，故兩側(cè)保護(hù)都收不到閉鎖信號而動作于跳閘。號而動作于跳閘。二、基本原理二、基本原理優(yōu)點(diǎn) 由于利用非故障線路的一端發(fā)閉鎖信號，閉鎖非故障線路不跳閘，而對于故障線路跳閘不需要閉鎖信號，所以在區(qū)內(nèi)故障伴隨通道破壞時，保護(hù)仍能可靠跳閘。三、三、閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成I1低定值起動元件：低定值起動元件：靈敏度較高，起動發(fā)信機(jī)靈敏度較高，起動發(fā)信機(jī)發(fā)信；發(fā)信；I2高定值起動元件：高定值起動元件：靈敏度較低，起動保護(hù)的靈敏度較低

16、，起動保護(hù)的跳閘回路；跳閘回路；采用兩個靈敏度不同的起動元件，靈敏度高采用兩個靈敏度不同的起動元件，靈敏度高的起動發(fā)信機(jī)發(fā)閉鎖信號，靈敏度低的起動跳的起動發(fā)信機(jī)發(fā)閉鎖信號，靈敏度低的起動跳閘回路，以保證在外部故障時，遠(yuǎn)離故障點(diǎn)側(cè)閘回路，以保證在外部故障時，遠(yuǎn)離故障點(diǎn)側(cè)起動元件開放跳閘時，近故障點(diǎn)側(cè)起動元件肯起動元件開放跳閘時，近故障點(diǎn)側(cè)起動元件肯定能起動發(fā)信機(jī)發(fā)閉鎖信號。定能起動發(fā)信機(jī)發(fā)閉鎖信號。三、三、閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成S+ S+ 功率方向元件：功率方向元件：判斷短路功率的方向；判斷短路功率的方向；t1t1延時返回元件：延時返回元件：外部故障切除后，保證近故外部

17、故障切除后，保證近故障點(diǎn)側(cè)繼續(xù)發(fā)信障點(diǎn)側(cè)繼續(xù)發(fā)信t1t1時間，避免高頻閉鎖信號過時間，避免高頻閉鎖信號過早解除而造成遠(yuǎn)離故障點(diǎn)側(cè)保護(hù)誤動。早解除而造成遠(yuǎn)離故障點(diǎn)側(cè)保護(hù)誤動。三、三、閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成t3t3延時動作元件：延時動作元件：防止外部故障時，遠(yuǎn)離故障防止外部故障時，遠(yuǎn)離故障側(cè)的保護(hù)在未收到近故障點(diǎn)側(cè)發(fā)送的高頻閉鎖側(cè)的保護(hù)在未收到近故障點(diǎn)側(cè)發(fā)送的高頻閉鎖信號而誤動，要求延時信號而誤動，要求延時t2t2大于高頻信號在保護(hù)大于高頻信號在保護(hù)線路上的傳輸時間。線路上的傳輸時間。三、三、閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成6.56.5距離縱聯(lián)保護(hù)距離縱聯(lián)

18、保護(hù)一、閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)一、閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù) 閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)是距離保護(hù)與電力閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)是距離保護(hù)與電力線載波通道相結(jié)合，利用收發(fā)信機(jī)的高頻信線載波通道相結(jié)合，利用收發(fā)信機(jī)的高頻信號傳送對側(cè)保護(hù)的測量結(jié)果，兩端同時比較號傳送對側(cè)保護(hù)的測量結(jié)果，兩端同時比較兩側(cè)距離保護(hù)的測量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部故障瞬兩側(cè)距離保護(hù)的測量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部故障瞬時切除，區(qū)外故障不動作。時切除，區(qū)外故障不動作。 一、閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)一、閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)通道通道跳閘跳閘以兩端距離以兩端距離III段作為故障起動元件，以兩端段作為故障起動元件，以兩端距離距離II段作為方向判別元件和停信元件，若兩段作為方向判別元件和停信元件