西安交通大學(xué)《繼電保護(hù)原理(高起專)》第五章 期末考試拓展學(xué)習(xí)6

1、西交 10 春學(xué)期繼電保護(hù)原理（高起專）第五章繼電保護(hù)裝置的簡(jiǎn)介當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機(jī)、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套設(shè)備,一般通稱為繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成1.測(cè)量比較元件2.邏輯判斷元件3.執(zhí)行輸出元件繼電保護(hù)裝置的任務(wù)、監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)

2、元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生的故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全時(shí)，繼電保護(hù)裝置能最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。 （如：?jiǎn)蜗嘟拥?、變壓器輕、重瓦斯信號(hào)、變壓器溫升過高等） 。、反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號(hào)，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復(fù)正常，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。、實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和遠(yuǎn)程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制。如：自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入、遙控、遙測(cè)等

3、。1 光纖通道作為縱聯(lián)保護(hù)通道的優(yōu)勢(shì)光纖通道首先在通信技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，它是基于用光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的一種通信手段。光纖通道相對(duì)于其他傳統(tǒng)通道（如：電纜、微波等）具有如下特點(diǎn)：（1） 傳輸質(zhì)量高，誤碼率低，一般在 10-10 以下。這種特點(diǎn)使得光纖通道很容易滿足繼電保護(hù)對(duì)通道所要求的“透明度”。即發(fā)端保護(hù)裝置發(fā)送的信息，經(jīng)通道傳輸后到達(dá)收端，使收端保護(hù)裝置所看到的信息與發(fā)端原始發(fā)送信息完全一致，沒有增加或減少任何細(xì)節(jié)。（2） 光的頻率高，所以頻帶寬，傳輸?shù)男畔⒘看?。這樣可以使線路兩端保護(hù)裝置盡可能多的交換信息，從而可以大大加強(qiáng)繼電保護(hù)動(dòng)作的正確性和可靠性。（3） 抗干擾能力強(qiáng)。由于光信號(hào)

4、的特點(diǎn)，可以有效的防止雷電、系統(tǒng)故障時(shí)產(chǎn)生的電磁方面的干擾，因此，光纖通道最適合應(yīng)用于繼電保護(hù)通道。以上光纖通道的三個(gè)特點(diǎn)，是繼電保護(hù)所采用的常規(guī)通道形式所無法比擬的。在通道選擇上應(yīng)為首選。但是由于光纜的特點(diǎn)，抗外力破壞能力較差，當(dāng)采用直埋或空中架設(shè)時(shí)，易于受到外力破壞，造成機(jī)械損傷。若采用 OPGW，則可以有效的防止類似事件的發(fā)生。2 光纖通道與繼電保護(hù)配合的幾種方式目前，縱聯(lián)保護(hù)采用光纖通道的方式，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備中，主要有以下幾種方式：（1）專用光纖保護(hù)：光纖與縱聯(lián)保護(hù)（如： WXB-11C ）配合構(gòu)成專用光纖縱聯(lián)保護(hù)。采用允許式，在光纖通道上傳輸允許信號(hào)和直跳信號(hào)

5、。此種方式，需要專用光纖接口（如：FOX-40用單獨(dú)的專用光芯。優(yōu)點(diǎn)是：避免了與其他裝置的聯(lián)系（包括通信專業(yè)的設(shè)備） ，減少了信號(hào)的傳輸環(huán)節(jié)，增加了使用的可靠性。缺點(diǎn)是：光芯利用率降低（與復(fù)用比較） ，保護(hù)人員維護(hù)通道設(shè)備沒有優(yōu)勢(shì)。而且，在帶路操作時(shí)，需進(jìn)行本路保護(hù)與帶路保護(hù)光芯的切換，操作不便，而且光接頭經(jīng)多次的拔插，易造成損壞。（2）復(fù)用光纖保護(hù)：光纖與縱聯(lián)保護(hù)（如： 7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C 保護(hù)）配合構(gòu)成復(fù)用光纖縱聯(lián)保護(hù)。采用允許式，保護(hù)裝置發(fā)出的允許信號(hào)和直跳信號(hào)需要經(jīng)音頻接口傳送給復(fù)用設(shè)備，然后經(jīng)復(fù)用設(shè)備上光纖通道。優(yōu)點(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單，利于運(yùn)行維護(hù)。帶路

6、進(jìn)行電信號(hào)切換，利于實(shí)施。提高了光芯的利用率。缺點(diǎn)是：中間環(huán)節(jié)增加，而且?guī)非袚Q設(shè)備在通信室，不利于運(yùn)行人員巡視檢查，通信設(shè)備有問題要影響保護(hù)裝置的運(yùn)行。（3）光纖縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)：光纖通道的大容量、較高的抗干擾能力，為縱聯(lián)電流差動(dòng)的應(yīng)用提供了可能。首先得到應(yīng)用的是模擬式的光纖縱聯(lián)電流差動(dòng)，當(dāng)前已很少采用。隨著大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，數(shù)字式電流差動(dòng)廣泛應(yīng)用開來。 LFCB-102 7SD511（西門子）等保護(hù)裝置。采用的通道方式有復(fù)用光纖方式和專用光纖方式。因?qū)Ｓ茫ɑ驈?fù)用）光纖保護(hù)主要的區(qū)別就是通道形式不一樣，但構(gòu)成縱聯(lián)的原理與常規(guī)保護(hù)沒有區(qū)別，所以，不再進(jìn)一步分析。鑒于光纖縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)原理

7、簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景廣泛，對(duì)通道依賴性強(qiáng)，下面主要對(duì)縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用進(jìn)行分析、討論。3 光纖縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)問題電流差動(dòng)原理的保護(hù)是較為簡(jiǎn)單的，也是最為有效的保護(hù)方式。通過線路兩側(cè)電流的差值的有無，從而判別區(qū)內(nèi)或區(qū)外故障。區(qū)外故障時(shí)：故障電流為穿越性電流，兩側(cè)電流的差值為零。區(qū)內(nèi)故障時(shí)：故障電流由線路兩側(cè)向故障點(diǎn)流，兩側(cè)電流差值為兩側(cè)故障電流的和。在實(shí)際應(yīng)用中， 220KV 以上系統(tǒng)保護(hù)多要求采用分相電流差動(dòng)保護(hù)方式， ，它是把本側(cè)的三相電流采樣值傳送到對(duì)側(cè)，進(jìn)行同步比較，從而計(jì)算出電流差值， ，經(jīng)一定邏輯后，做出跳閘與否的選擇。在動(dòng)作特性上，均采用比例制動(dòng)原理，只是各家的制

8、動(dòng)特性不一樣，有兩段式，也有三段式。各廠家在內(nèi)部算法上也各有千秋，在此不做詳細(xì)的分析，本文從運(yùn)行角度對(duì)實(shí)際運(yùn)行中存在的一些問題進(jìn)行分析。1、保護(hù)之間的連接問題：縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)與通信設(shè)備的連接有自身的特點(diǎn)，與常規(guī)保護(hù)不一樣。常規(guī)保護(hù)傳輸?shù)脑试S信號(hào)、直跳信號(hào)可以說是傳輸?shù)氖敲?，是開關(guān)量（或0 或 保護(hù)傳輸?shù)闹饕菙?shù)字量（也含開關(guān)量） ，它是把本側(cè)的三相電流采樣值（分相式差動(dòng)）傳送到對(duì)側(cè)，進(jìn)行同步比較，從而計(jì)算出電流差值，經(jīng)一定邏輯后，做出跳閘與否的選擇。針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)，縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)必須采用特殊的連接方式與設(shè)備，才能達(dá)到目的。通常，有以下幾種連接方式：（1）直接相連方式：A：保護(hù)裝置具有光接口

9、，保護(hù)與保護(hù)之間通過光纖直接相連。此種方式可靠性高。當(dāng)采用 850nm 波長(zhǎng)的光纖設(shè)備與多模光纖配合使用時(shí)，具有性好，且易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。但由于光纖衰耗偏大（相對(duì) 1300nm 10KM，所以在幾公里的短線路上經(jīng)常采用。B： 在保護(hù)裝置之間，通過雙絞線或同軸電纜，依照 G703 同向接口協(xié)議，進(jìn)行電接口直接相連的方式。要求保護(hù)具有電接口，但這種方式抗干擾能力差，而且數(shù)字量不宜進(jìn)行長(zhǎng)距離的傳輸。所以，一般不使用這種方式。（2）復(fù)用方式：A：保護(hù)裝置電接口通過雙絞線或同軸電纜，與通信PCM 設(shè)備 64kbps 接口直接相連，然后上通道進(jìn)行傳輸。在現(xiàn)場(chǎng)，通常保護(hù)室與通信室較遠(yuǎn)，而且數(shù)字信號(hào)直接在電纜中

10、傳輸極易受干擾，所以，這種方式很少采用。B：保護(hù)裝置光接口通過光纖與光電轉(zhuǎn)換設(shè)備相連，然后光電轉(zhuǎn)換設(shè)備與通信設(shè)備 64kbps 接口依照 G703 協(xié)議，進(jìn)行連接。由于光信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，可以用于變電站內(nèi)保護(hù)室和通信室之間的連接。而且?guī)窌r(shí)可以很方便的進(jìn)行電信號(hào)的切換。所以，這種方式被廣泛的采用。PCM 復(fù)用2：同步問題：在復(fù)用接口與通信設(shè)備連接時(shí)，大部分接口均支持 64kbps 數(shù)據(jù)通道收發(fā)數(shù)據(jù)同步復(fù)接的要求，必須采用主從時(shí)鐘方式。否則，將因時(shí)鐘不同步，造成滑碼的出現(xiàn)，保護(hù)裝置反映出的就是 CRC 校驗(yàn)碼告警。G703 同向方式（也有些設(shè)備要求提在某些保護(hù)裝置中，對(duì)接口沒有做出要求，但時(shí)鐘必須設(shè)為主從方式，因?yàn)閮啥吮Ｗo(hù)裝置在計(jì)算差流時(shí)，必須保證同步，否則，對(duì)差流的計(jì)算就會(huì)造成誤差。有一