第2單元-輸電線全線速動保護(hù)

第2單元-輸電線全線速動保護(hù)第一頁，共22頁。第3單元輸電線的全線速動保護(hù)第一節(jié)線路的差動保護(hù)1.反映一側(cè)電氣量保護(hù)的缺陷∵無法區(qū)分本線路末端d1短路與相鄰線路出口d2短路?！酂o法實(shí)現(xiàn)全線速動。

電流保護(hù)、阻抗保護(hù)都是反映一側(cè)電氣量的保護(hù)。為了保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，要求高壓線路主保護(hù)必須要實(shí)現(xiàn)全線速動，即瞬時(shí)切除全線路范圍以內(nèi)故障。第二頁，共22頁。反映線路兩側(cè)電氣量的縱聯(lián)保護(hù)縱聯(lián)保護(hù)：將線路一側(cè)電氣量信息傳到另一側(cè)去，兩側(cè)電氣量同時(shí)比較、聯(lián)合工作的保護(hù)。即線路兩側(cè)之間有縱向聯(lián)系的保護(hù)。縱聯(lián)保護(hù)特點(diǎn)：可以快速、可靠地區(qū)分本線路內(nèi)部任意點(diǎn)短路與外部短路，實(shí)現(xiàn)全線速動。線路兩側(cè)之間有通信。對于220kV及以上高壓線路，要求必須配置全線速動的縱聯(lián)保護(hù)，把它作為主保護(hù)，對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障，均能快速動作切除故障。第三頁，共22頁。輸電線路縱聯(lián)電流差動保護(hù)原理根據(jù)基爾霍夫電流定律，線路兩側(cè)電流參考方向如上圖所示。當(dāng)線路上沒有內(nèi)部故障時(shí)，線路兩側(cè)的電流之和為零，即流入線路元件的電流之和為零；當(dāng)線路有內(nèi)部故障時(shí)，線路兩側(cè)電流之和不為零。即：正常運(yùn)行或外部故障時(shí)(F2):或內(nèi)部故障時(shí)（F1）：或輸電線路縱聯(lián)電流差動保護(hù)的工作原理：當(dāng)差動電流時(shí)，認(rèn)為是內(nèi)部故障，保護(hù)動作。第四頁，共22頁。輸電線路縱聯(lián)電流差動保護(hù)原理的優(yōu)點(diǎn)1、保護(hù)范圍明確，即是線路兩側(cè)電流互感器之間的范圍。2、動作速度快，可以實(shí)現(xiàn)全線路瞬時(shí)切除區(qū)內(nèi)故障。這是由于縱聯(lián)電流差動保護(hù)不需與相鄰元件的保護(hù)配合。3、不受系統(tǒng)振蕩、系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響。第五頁，共22頁。2、輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原理的分類（1）兩端電流相量的故障特征（縱聯(lián)電流差動保護(hù)原理）正常運(yùn)行和外部故障時(shí)（F2）：內(nèi)部故障時(shí)（F1）：（2）兩端功率方向的故障特征（方向縱聯(lián)保護(hù)原理）假設(shè)正功率方向?yàn)椋耗妇€→線路正常運(yùn)行和外部故障時(shí)（F2）：一端功率為正，一端為負(fù)內(nèi)部故障時(shí)（F1）：兩端功率都為正第六頁，共22頁。2、輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原理（3）兩端電流相位的特征（相差縱聯(lián)保護(hù)原理）正常運(yùn)行和外部故障時(shí)（F2）：和的相位相差180°。內(nèi)部故障時(shí)（F1）：和的相位相同。（4）兩端測量阻抗的特征（距離縱聯(lián)保護(hù)原理）正常運(yùn)行和外部故障時(shí)（F2）：兩端的距離Ⅱ段測量阻抗一側(cè)為反方向，另一側(cè)為正方向。內(nèi)部故障時(shí)（F1）：兩端的距離Ⅱ段測量阻抗都在正方向第七頁，共22頁。從線路兩側(cè)傳輸信息量的大小進(jìn)行分類（1）電流縱聯(lián)保護(hù)。線路兩側(cè)需要傳輸電流的相量或相位，兩側(cè)傳輸信息的數(shù)據(jù)量較大。（縱聯(lián)電流差動保護(hù)、相差縱聯(lián)保護(hù)）（2）方向比較式縱聯(lián)保護(hù)。線路兩側(cè)需要傳輸短路功率方向、測量阻抗方向，兩側(cè)傳輸信息的數(shù)據(jù)量小。邏輯開關(guān)量信息（方向縱聯(lián)保護(hù)、距離縱聯(lián)保護(hù)）第八頁，共22頁。

通信通道保護(hù)

輔助導(dǎo)線或?qū)б€導(dǎo)引線差動保護(hù)輸電線載波通道高頻保護(hù)微波 微波保護(hù)光纖光纖保護(hù)3、輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的按照通信通道分類輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的保護(hù)原理分類和按照通信通道的分類是不同的分類方法。兩種分類方法可以重疊應(yīng)用。目前導(dǎo)引線在線路縱聯(lián)保護(hù)中的應(yīng)用越來越少，基本上都是采用輸電線載波通道、微波和光纖作為通信通道。在后三種通信通道中，光纖的通信質(zhì)量是最好的。輸電線載波通道的通信質(zhì)量最差。第九頁，共22頁。導(dǎo)引線縱聯(lián)電流差動保護(hù)原理缺點(diǎn)：要求沿線路敷設(shè)流過CT二次電流的多根導(dǎo)引線，這在技術(shù)上是不可能的，經(jīng)濟(jì)上也是不合理的。只能用于5～7公里的短線路，更廣泛地則用于變壓器、發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備和母線，不能用于長距離線路。第十頁，共22頁。第二節(jié)高頻保護(hù)的基本原理一、高頻保護(hù)概述1.定義高頻保護(hù)是利用輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護(hù)。

工作原理：將功率方向（或距離方向、電流相位）轉(zhuǎn)化為高頻信號，利用輸電線本身構(gòu)成的高頻電流通道將信號送至對端進(jìn)行比較，判別故障是否在本線路。保護(hù)動作無需延時(shí)。2.分類（1）方向/距離高頻保護(hù)：比較被保護(hù)線路兩側(cè)功率/距離方向。（2）相差高頻保護(hù)：比較被保護(hù)線路兩側(cè)電流相位。第十一頁，共22頁。二、高頻通道的構(gòu)成高頻通道：“導(dǎo)線―大地”構(gòu)成輸電線載波通道。優(yōu)點(diǎn)：最經(jīng)濟(jì)，可以只在一相線路上裝設(shè)構(gòu)成通道的設(shè)備。缺點(diǎn)：高頻信號的衰耗和受到的干擾都比較大。

1.阻波器通工頻、阻高頻2.結(jié)合電容器3.連接濾波器通高頻、阻低頻；絕緣4．電纜5．高頻收、發(fā)信機(jī)第十二頁，共22頁。繼電保護(hù)裝置與收發(fā)信機(jī)的接口收發(fā)信機(jī)接入繼電保護(hù)裝置的發(fā)信觸點(diǎn)，繼電保護(hù)接入收發(fā)信機(jī)的收信輸出和告警觸點(diǎn)。第十三頁，共22頁。三、高頻通道的工作方式1.經(jīng)常無高頻電流（故障時(shí)發(fā)信）2.經(jīng)常有高頻電流（長期發(fā)信）四、高頻信號的分類和應(yīng)用1.閉鎖信號

阻止保護(hù)動作于跳閘的信號

同時(shí)滿足以下條件時(shí)才跳閘：a）本端保護(hù)元件動作；

b）無閉鎖信號。2.允許信號允許保護(hù)動作于跳閘的信號

同時(shí)滿足以下條件時(shí)才跳閘：a）本端保護(hù)元件動作；

b）有允許信號。3.跳閘信號

直接引起跳閘的信號跳閘的條件是本端保護(hù)動作，或?qū)Χ藗鱽硖l信號。第十四頁，共22頁。高頻信號的分類和應(yīng)用

（1）閉鎖信號，不易拒動外部故障：一側(cè)保護(hù)發(fā)閉鎖信號，將兩側(cè)的保護(hù)都閉鎖。內(nèi)部故障：兩端保護(hù)都不發(fā)出閉鎖信號，保護(hù)可動作于跳閘。（2）允許信號，不易誤動外部故障：近故障點(diǎn)側(cè)不發(fā)允許信號，故對端保護(hù)不能跳閘；內(nèi)部故障：兩端高頻保護(hù)同時(shí)向?qū)?cè)發(fā)出允許信號，使保護(hù)動作于跳閘。（3）跳閘信號利用裝設(shè)在每一端的電流速斷、距離一段、零序電流速斷等保護(hù)，當(dāng)其保護(hù)范圍內(nèi)部故障而動作于跳閘的同時(shí)，還向?qū)Χ税l(fā)出跳閘信號，不經(jīng)其它控制元件而直接使對端的斷路器跳閘。第十五頁，共22頁。1.高頻閉鎖方向保護(hù)的基本原理高頻通道經(jīng)常無電流，而在外部故障時(shí)由短路功率為負(fù)的一端發(fā)出閉鎖信號，兩側(cè)收信機(jī)接受到此信號將兩側(cè)保護(hù)閉鎖。

第三節(jié)高頻閉鎖方向保護(hù)1、區(qū)內(nèi)故障（F1），線路兩側(cè)（M側(cè)、N側(cè)）流過的短路功率方向都為正方向，即為母線→線路。兩側(cè)高頻閉鎖方向保護(hù)不發(fā)閉鎖信號，兩側(cè)保護(hù)動作跳閘。2、區(qū)外故障（F2），線路兩側(cè)（M側(cè)、N側(cè)）流過的短路功率方向一側(cè)為正方向（M側(cè)），另一側(cè)為反方向（N側(cè)）。功率方向?yàn)樨?fù)方向的保護(hù)發(fā)閉鎖信號，閉鎖兩側(cè)保護(hù)。第十六頁，共22頁。光信號在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳輸具有衰耗低、抗干擾能力強(qiáng)、通信容量大、比微波通信提高10萬倍以上等優(yōu)點(diǎn)。目前光纖通信使用的波長為0.85um、1.31um、1.55um。光纖分多模光纖和單模光纖，后者比前者特性好，衰減小、頻帶寬適用于大容量遠(yuǎn)距離的通信系統(tǒng)。

光纖保護(hù)光纖具有寬帶、遠(yuǎn)距離傳輸能力強(qiáng)、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是未來通信網(wǎng)的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)。第十七頁，共22頁。光纖保護(hù)的基本原理光纖保護(hù)目前已在國內(nèi)部分地區(qū)得到較為廣泛的使用,對已投入運(yùn)行的光纖保護(hù),按原理劃分主要有2大類。（1）光纖電流差動保護(hù)；（2）光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)，包括方向縱聯(lián)和距離縱聯(lián)保護(hù)原理。光纖電流差動保護(hù)是在電流差動保護(hù)的基礎(chǔ)上演化而來的,比較線路兩側(cè)電流的幅值和相位實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)電流差動保護(hù)原理。它能夠理想地使保護(hù)實(shí)現(xiàn)單元化,原理簡單,不受運(yùn)行方式變化的影響,而且由于兩側(cè)的保護(hù)裝置沒有電聯(lián)系,提高了運(yùn)行的可靠性。時(shí)間同步和誤碼校驗(yàn)問題是光纖電流差動保護(hù)面臨的主要技術(shù)問題。光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)是在目前高頻閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)的基礎(chǔ)上演化而來,以穩(wěn)定可靠的光纖通道代替高頻通道從而提高保護(hù)動作的可靠性。第十八頁，共22頁。光纖繼電保護(hù)裝置與遠(yuǎn)方信號傳輸裝置之間的接口第十九頁，共22頁。分相式電流差動保護(hù)原理光纖分相式電流差動保護(hù)利用光纖通道可以實(shí)現(xiàn)線路兩側(cè)電流相量數(shù)據(jù)的互傳，實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)電流差動保護(hù)原理。其中：是差動電流。其中：