電力系統(tǒng)繼電保護 ()

1、4 輸電線路縱聯(lián)保護4.1 輸電線路縱聯(lián)保護概述4.2 輸電線路縱聯(lián)保護兩側(cè)的信息交換4.3 方向比較縱聯(lián)保護4.4縱聯(lián)電流差動保護掌握了解1（重點掌握）4.1.1 輸電線路縱聯(lián)保護的基本原理和分類 4.1.2 輸電線路縱聯(lián)保護的通信通道 4.1.3 輸電線路的導(dǎo)引線縱聯(lián)差動保護 4.1.4 方向比較式縱聯(lián)保護4.1.5 相位比較式縱聯(lián)保護 4.1 輸電線路縱聯(lián)保護概述重點掌握了解24.1.1 引言（1）過電流保護：（2）距離保護：啟動條件：啟動條件：回顧3三段式配置方式：如圖：4.1.1 引言1：AB線路A處保護的I段2：AB線路A處保護的II段3：AB線路A處保護的III段4：BC線路B處

2、保護的I段44.1.1 引言電流保護、距離保護的缺點：（1）I段不能保護線路的全長（2）線路末端故障需II段延時切除在220kV及以上電壓等級的電網(wǎng)中不能滿足全線快速性的要求54.1.1 引言反應(yīng)線路兩側(cè)的電氣量可以快速、可靠地區(qū)分本線路任意點短路與外部短路，稱為縱聯(lián)保護。線路兩端的保護裝置組成一個保護單元，又稱為單元保護。電壓互感器TV、電流互感器TA：獲取電壓、電流量通信設(shè)備：傳送、接收電氣量（流過兩端的電流、電流的相位、功率的方向）6導(dǎo)引線縱聯(lián)保護電力線載波縱聯(lián)保護微波縱聯(lián)保護光纖縱聯(lián)保護4.1.1 引言縱聯(lián)保護按照信息通道的不同分為：經(jīng)濟性、安全性不好，一般用于較短的線路，采用差動保護

3、原理。利用輸電線路構(gòu)成通道，在故障時通道可能遭到破壞，要求信號中斷時保護仍能正確動作,頻率窄，容量小。多路通信通道，可以傳送交流電波形，更適合于數(shù)字式保護。不經(jīng)濟，一般與電力信息系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。不受干擾，近年來短線路縱聯(lián)保護的主要通道形式。74.1.1 引言縱聯(lián)保護按照保護原理分為：方向比較式縱聯(lián)保護傳送功率方向是否在規(guī)定的方向、測量阻抗是否在區(qū)段內(nèi)等判別結(jié)果（邏輯信號）到對側(cè)，每側(cè)保護裝置根據(jù)兩側(cè)的判別結(jié)果區(qū)分是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障。傳送的信息量較少，對信息的可靠性要求高縱聯(lián)電流差動保護傳送電流的波形或相位到對側(cè)，每側(cè)保護根據(jù)兩側(cè)電流幅值、相位的比較區(qū)分是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障信息傳輸量大，兩側(cè)

4、信息同步采集84.1.2 短路時線路兩側(cè)電氣量的故障特征分析1.兩端電流相量和的故障特征正常運行或外部故障：兩端電流相量和為零內(nèi)部故障：兩端電流相量和為流入故障點的電流縱聯(lián)保護利用兩端的電氣量在故障與非故障時的特征差異構(gòu)成保護。94.1.2 短路時線路兩側(cè)電氣量的故障特征分析2.兩端功率方向的故障特征區(qū)內(nèi)故障：兩端功率方向相同，同為正區(qū)外故障：遠故障點功率方向為正，近故障點功率方向為負(fù)，兩端相反104.1.2 短路時線路兩側(cè)電氣量的故障特征分析3.兩端電流相位特征區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)電流同相位正常運行或區(qū)外故障：兩側(cè)電流相位相差180114.1.2 短路時線路兩側(cè)電氣量的故障特征分析4.兩端測量阻抗

5、的特征區(qū)內(nèi)短路時，兩端測量阻抗都是短路阻抗，位于距離保護II段動作區(qū)內(nèi)，兩側(cè)II段同時啟動。正常運行：兩側(cè)測量阻抗都是負(fù)荷阻抗，距離II段不啟動。外部短路：兩側(cè)測量阻抗也是短路阻抗，但一側(cè)為反方向，至少有一側(cè)的距離保護II段不啟動。124.1.3 縱聯(lián)保護的基本原理1.縱聯(lián)電流差動保護利用兩端電流波形或電流相量和的特征構(gòu)成。動作判據(jù)：（4.1） Iset：動作門檻值（分布電容）2.方向比較式縱聯(lián)保護利用兩端功率方向相同或相反的特征構(gòu)成功率方向為負(fù)時發(fā)出閉鎖信號：閉鎖式方向縱聯(lián)保護功率方向為正式發(fā)出允許信號：允許式方向縱聯(lián)保護134.1.3 縱聯(lián)保護的基本原理3.電流相位比較式縱聯(lián)保護比較兩端電

6、流的相位關(guān)系構(gòu)成。區(qū)內(nèi)短路：兩端電流相角差為0，保護動作正常運行或區(qū)外短路：兩端電流相角差180，保護不動作考慮電流、電壓互感器的誤差及線路分布電容的影響，動作區(qū)如圖所示144.1.3 縱聯(lián)保護的基本原理4.距離縱聯(lián)保護與方向比較式縱聯(lián)保護相似，只是用相應(yīng)的方向阻抗元件替代功率方向元件優(yōu)點：故障發(fā)生在保護II段范圍內(nèi)，相應(yīng)的方向阻抗元件才啟動減少了啟動次數(shù)，提高了可靠性高壓線路配備距離保護作為后備保護，距離II段作為方向元件4.2 輸電線路縱聯(lián)保護兩側(cè)信息的交換4.2 輸電線路縱聯(lián)保護兩側(cè)信息的交換常用的通信方式：導(dǎo)引線通信電力線載波通信微波通信光纖通信4.2.1 導(dǎo)引線通信導(dǎo)引線保護常采用電

7、流差動原理：環(huán)流式和均壓式。環(huán)流式：動作線圈：和電流 制動線圈：循環(huán)電流均壓式：動作線圈：差電流 制動線圈：和電流4.2.1 導(dǎo)引線通信缺點：環(huán)流式：受導(dǎo)引線線芯電容影響小，容易實現(xiàn)兩側(cè)保護同時跳閘導(dǎo)引線開路故障時，誤動；短路時，拒動均壓式：受導(dǎo)引線線芯電容影響大導(dǎo)引線開路故障時，拒動；短路時，誤動優(yōu)點：不受振蕩及非全相運行的影響，簡單可靠，維護工作量少4.2.2 電力線載波通信將線路兩端的電流相位（或功率方向）信息轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號，經(jīng)高頻耦合設(shè)備加載到輸電線路上，傳輸?shù)綄?cè)后經(jīng)高頻耦合器將高頻信號接收，實現(xiàn)電流相位或功率方向的比較，即高頻保護或載波保護。按照通道的構(gòu)成：“相相”式：使用兩相線路

8、“相地”式：使用一相一地4.2.2 電力線載波通信輸電線路：傳輸信號阻波器：并聯(lián)諧振回路，使載波信號不穿越到相鄰線路耦合電容器：阻隔工頻信號連接濾波器：與耦合電容器構(gòu)成帶通濾波器高頻收發(fā)信機：發(fā)送信號到對端，接受本側(cè)和對側(cè)的信號接地開關(guān)：檢修時用4.2.2 電力線載波通信電力線載波的信號頻率范圍：50400kHz電力線載波的優(yōu)點：無中繼通信距離長經(jīng)濟、使用方便工程施工簡單缺點：高壓輸電線路上的干擾直接進入載波通道通訊速率低，一般傳遞狀態(tài)信號4.2.2 電力線載波通信電力線載波通道的工作方式正常無高頻電流方式：故障啟動發(fā)信的方式 需 高頻通道正常有高頻電流方式：長期發(fā)信方式 通道經(jīng)常處于監(jiān)視的狀

9、態(tài)，可靠性較高 無需收、發(fā)信機啟動元件，使裝置簡化 干擾及抗干擾要求高移頻方式 正常時發(fā)出頻率為f1的高頻電流，故障時改發(fā)頻率為f2的高頻電流 可靠性高，抗干擾能力強，但占用的頻帶寬，通道利用率低4.2.2 電力線載波通信閉鎖信號：阻止保護動作于跳閘的信號同時滿足以下兩個條件保護作用于跳閘：本端保護元件動作無閉鎖信號外部故障時，近故障端發(fā)出閉鎖信號，另一端收到閉鎖信號，盡管保護元件動作，但不作用于跳閘內(nèi)部故障時，任一端都不發(fā)送閉鎖信號，兩端保護元件動作后即作用于跳閘電力載波信號的種類4.2.2 電力線載波通信允許信號：允許保護動作于跳閘的信號同時滿足以下兩個條件保護作用于跳閘：本端保護元件動作

10、有允許信號內(nèi)部故障時，兩端都互送允許信號，保護元件動作后即作用于跳閘外部故障時，近故障端不發(fā)允許信號，保護元件也不動作，不能跳閘遠故障端收不到允許信號，也不能動作于跳閘電力載波信號的種類4.2.2 電力線載波通信跳閘信號：直接引起跳閘的信號跳閘的條件（或）本端保護元件動作有跳閘信號本端保護元件動作即作用于跳閘，與有無跳閘信號無關(guān)收到跳閘信號即作用于跳閘，與本端保護元件動作與否無關(guān)本側(cè)和對側(cè)保護元件都具有直接區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障的能力電力載波信號的種類4.2.3 微波通信構(gòu)成：保護裝置部分和微波通信部分，發(fā)送端口、接收端口4.2.3 微波通信特點有獨立于輸電線路的通信通道，不受輸電線路的干擾擴展了通信頻段，可以傳遞的信息容量增加、速率加快，可以實現(xiàn)縱聯(lián)電流分相差動原理受外界干擾小，誤碼率低，可靠性高輸電線路故障不會使通道工作被破壞，可以傳送內(nèi)部故障時的允許信號和跳閘信號傳輸距離超過4060km，需裝設(shè)微波中繼站4.2.4 光纖通信以光纖作為信號傳遞媒介的通信稱為光纖通信。構(gòu)成：光發(fā)射機、光纖、中繼器、光接收機。光發(fā)射機：電調(diào)制器和光調(diào)制器