繼電保護課件

繼電保護課件第一頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五4.2.5相差動高頻保護一、相差動高頻保護的基本原理-1.基本工作原理

·相差動高頻保護是利用高頻電流信號傳送到對側，比較輸電線路兩側電流相位，從而決定其是否動作的一種保護。

·規(guī)定電流從母線流向線路為正方向（前提：假設線路兩側的電勢同相位，系統(tǒng)中各元件阻抗角相同）

·在理想情況下，兩端電流相位相同，保護裝置應該動作。

·當保護范圍外部故障時，兩端電流相位相差180°，保護裝置不應動作。

2023/6/24第二頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五4.2.5相差動高頻保護-2.相差動高頻保護的動作原理將本側電流采集來以后，經過方波回路，讓其形成方波，再將方波接入到高頻發(fā)信機上。當輸入電流為正半軸時，方波電路為高電平，高頻發(fā)信機發(fā)出高頻信號。當其為負半軸時，對應高頻發(fā)信機不發(fā)高頻信號。2023/6/24第三頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五-理想：

·區(qū)內故障：=0°停信間隙=180°

·區(qū)外故障：=180°停信間隙=0°

可見

4.2.5相差動高頻保護2023/6/24第四頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五-實際：

·區(qū)內故障：@>0°停信間隙Y<180°（傳輸有延時，發(fā)出信號時刻對側不一定能夠接受到信號）

·區(qū)外故障：@<180°停信間隙Y>0°

·相差動高頻保護實質上找出外部故障是可能出現的最大間隙角以及內部故障是可能出現的最小間隙角，由此確定一個閉鎖角。間隙角大于閉鎖角時可以判斷為內部故障

4.2.5相差動高頻保護2023/6/24第五頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五靈敏元件I1（啟動發(fā)信機）、不靈敏元件I2（啟動保護）取相電流，反應對稱短路，三相短路I3、I4通過負序電流濾過器，輸入負序電流反應不對稱短路-3.保護裝置的構成

·（1）起動元件：故障檢測元件（區(qū)分正常運行和故障）

·（2）操作元件：綜合電流濾過器將三相工頻電流復合成單相電流，經操作互感器CH升壓后與高頻載波調制

·（3）比相元件：根據線路兩側電流的相位判斷內外故障(比相閉鎖繼電器、比相輸出變壓器)4.2.5相差動高頻保護2023/6/24第六頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五.保護裝置工作過程正常時：發(fā)信機震蕩級仍在工作，調制部分輸出的是反應唄保護線路三相正負序電流濾過器輸出的相位，由于發(fā)信機的功放級沒有電源，所以不能向高頻通道發(fā)出信號。4.2.5相差動高頻保護故障時：靈敏元件首先啟動，給發(fā)信機的功放級提供電源，發(fā)信機立刻向通道發(fā)出故障電流調制的斷續(xù)高頻波。不靈敏元件啟動后，準備好保護跳閘出口回路電源。區(qū)內故障：收信機收到斷續(xù)波、比相變壓器有輸出，比相繼電器動作，發(fā)跳閘脈沖區(qū)外故障：收信機收連續(xù)波，經檢波限幅倒相處理后，比相變壓器輸出電流為0，比相繼電器不動作，閉鎖保護2023/6/24第七頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五

·二、高頻相差動保護的相位特性和相繼動作區(qū)-1.內部故障時可能出現的最小間隙角

·（1）對稱短路時引起間隙角減小的因素

·

①由于兩側電勢相位差及阻抗角不同引起的誤差-系統(tǒng)穩(wěn)定性要求：兩側電勢相位差不大于70°-系統(tǒng)發(fā)生短路時阻抗角為：60°~90°-此時

4.2.5相差動高頻保護

2023/6/24第八頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五·②兩側電流互感器的誤差

·③保護裝置誤差·④信號傳輸的延遲角度

-最不利的情況·M側收到N側高頻信號的相位差4.2.5相差動高頻保護2023/6/24第九頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五

·N側收到M側高頻信號的相位差

·（2）內部故障時的最小間隙角

4.2.5相差動高頻保護2023/6/24第十頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五

·（2）不對稱短路時引起間隙角減小的因素

·此時一負序電流為主導，而兩側的負序電流是由同一負序電壓產生

·①由于兩側阻抗角不同引起的誤差

·②兩側電流互感器的誤差

·③保護裝置誤差

·④信號傳輸的延遲角度-最不利的情況

·M側收到N側高頻信號的相位差4.2.5相差動高頻保護2023/6/24第十一頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五

·N側收到M側高頻信號的相位差

·（2）內部故障時的最小間隙角可見，此時間隙角相對于對稱短路大多了

4.2.5相差動高頻保護2023/6/24第十二頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五

·2、外部故障可能出現的最大間隙角

·（1）影響間隙角的因素

·①兩側電流互感器的誤差

·②保護裝置誤差

·③信號傳輸的延遲角度-外部故障可能出現的最大間隙角4.2.5相差動高頻保護2023/6/24第十三頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五4.2.5相差動高頻保護-3.閉鎖角的確定

閉鎖角度可取為15°（實際上式為了保證外部故障的時候不誤動）-4.保護的相繼動作區(qū)

·保護裝置在一端的保護先動作以后，另一端的保護才能再動作跳閘的情況，稱為“相繼動作”。

·主要影響因素：故障類型、兩側電源電動勢間相角差以及線路長度。

2023/6/24第十四頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五4.2.5相差動高頻保護

·對相差高頻保護的評價-優(yōu)點：

·能反映各種短路

·不反映系統(tǒng)振蕩

·不反映系統(tǒng)非全相運行

·不受電壓回路短線影響-缺點：

·對于重負荷線路不利于保護動作

·不能作為相鄰線路的后備保護

·輸電線過長時，保護可能出現相繼動作2023/6/24第十五頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五輸電線路保護回顧第一章-電力系統(tǒng)繼電保護的作用及基本任務-繼電保護裝置的構成-對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求第二章-電磁型電流繼電器-動作電流、返回電流、返回系數-電流速斷保護、限時電流速斷保護、定時限過電流保護的整定計算原則-電流保護的接線方式2023/6/24第十六頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五輸電線路保護回顧第二章-方向性電流保護的工作原理-功率方向繼電器的工作原理-集成電路型功率方向繼電器-相間短路功率方向繼電器的接線方式及動作特性分析-雙側電源網絡中電流保護整定的特定-雙向元件加裝的原則-零序電流、電壓濾過器-零序電流I、II、III段保護的整定原則-零序功率方向繼電器的接線方式-零序電流保護與相間電流保護的比較2023/6/24第十七頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五輸電線路保護回顧第二章-中性點不接地電網中單相接地故障的特點-中性點經消弧線圈接地電網中單相接地故障的特點及補償方式-中性點不接地電網中單相接地故障的保護第三章-距離保護的基本概念-距離保護的主要組成元件-利用復平面分析圓特性的阻抗繼電器（各種阻抗繼電器的動作方程式）-測量阻抗、動作阻抗、整定阻抗、極化電壓、補償電壓的含義2023/6/24第十八頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五輸電線路保護回顧第三章-阻抗繼電器交流回路的原理接線-阻抗繼電器的幅值比較回路及相位比較回路-阻抗繼電器的接線方式-方向阻抗繼電器的死區(qū)及消除死區(qū)的方法-極化回路記憶作用對繼電器動作特性的影響-距離保護的整定計算原則及對距離保護的評價-過渡電阻對距離保護的影響-電力系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響及振蕩閉鎖回路2023/6/24第十九頁，共二十頁，編輯于2023年，星期五輸電線路保護回顧第四章-縱聯(lián)保護的基本概念及分類-輸