繼電保護精華課件第四章輸電線路縱聯(lián)保護.ppt

第四章 輸電線路縱聯(lián)保護,4.1 輸電線路縱聯(lián)保護的基本原理和分類 4.2 輸電線路縱聯(lián)保護的通信通道 4.3 輸電線路的導(dǎo)引線縱聯(lián)差動保護 4.4 方向比較式縱聯(lián)保護 4.5 相位比較式縱聯(lián)保護,4.1 輸電線路縱聯(lián)保護基本原理和分類,一、縱聯(lián)保護及其構(gòu)成 輸電線路的縱聯(lián)保護，就是用某種通信通道(簡稱通道)將輸電線兩端或各端(對于多端線路)的保護裝置縱向連接起來，將各端的電氣量(電流、功率的方向等) 傳送到對端，將各端的電氣量進行比較，以判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是在線路范圍之外，從而決定是否切斷被保護線路。 二、縱聯(lián)保護的基本原理 保護原理的本質(zhì)是甄別系統(tǒng)正常和故障狀態(tài)下電氣量或非電氣量之間的差別，縱聯(lián)保護也不例外。輸電線路的縱聯(lián)保護就是利用線路兩端的電氣量在故障與非故障時的特征差異構(gòu)成的。當線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障、區(qū)外故障時，電力線兩端電流波形、功率、電流相位以及兩端的測量阻抗都有明顯的差異，利用這些差異就可以構(gòu)成不同原理的縱聯(lián)保護。,1.兩側(cè)電流量特征,雙端電源線路區(qū)內(nèi)、外故障示意圖 (a)內(nèi)部故障；(b)外部故障,如圖所示，有 ，在故障點有較大短路電流流出;,當線路發(fā)生內(nèi)部故障時，,2兩側(cè)電流相位特征,兩端輸電線路，若全系統(tǒng)阻抗角均勻，且兩端電動勢角相等，則當線路mn發(fā)生區(qū)內(nèi)短路故障時，兩側(cè)電流同相位，即、相位差為0；而當正常運行或發(fā)生區(qū)外短路故障時，兩側(cè)電流反相，即電流、相位差為180。,3兩側(cè)功率方向特征,當線路上發(fā)生區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障時，輸電線兩端的功率方向也有很大差別。令功率正方向由母線指向線路，則線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，兩端功率方向都由母線流向線路，兩端功率方向相同，同為正方向；而發(fā)生區(qū)外故障時，遠故障點端功率由母線流向線路，功率方向為正，近故障點端功率由線路流向母線，功率方向為負，兩端功率方向相反。,4兩側(cè)測量阻抗值特征,當線路區(qū)內(nèi)短路時，輸電線路兩端的測量阻抗都是短路阻抗，一定位于距離保護段的動作區(qū)內(nèi)，兩側(cè)的段同時啟動；當正常運行時，兩側(cè)的測量阻抗是負荷阻抗，距離保護段不會啟動；當發(fā)生外部短路時，兩側(cè)測量阻抗也是短路阻抗，但一側(cè)為反方向，若采用方向特性的阻抗繼電器，則至少有一側(cè)的距離段不會啟動。,三、縱聯(lián)保護的分類 縱聯(lián)保護按照所利用信息通道的不同類型可以分為導(dǎo)引線縱聯(lián)保護、電力線載波縱聯(lián)保護、微波縱聯(lián)保護和光纖縱聯(lián)保護四種。 縱聯(lián)保護按照保護動作原理，可以分為方向比較式縱聯(lián)保護和縱聯(lián)電流差動保護兩類。,4.2 輸電線路縱聯(lián)保護的通信通道,一、通信通道的構(gòu)成和特點 1導(dǎo)引線通道 導(dǎo)引線通道是縱聯(lián)保護最早使用的通信通道，是由和被保護線路平行敷設(shè)的金屬導(dǎo)線構(gòu)成，用來傳遞被保護線路各側(cè)信息的通信通道。 2電力線載波（高頻）通道 3微波通道 4光纖通道,電力線載波通道構(gòu)成示意圖 1阻波器；2結(jié)合電容器；3連接濾波器；4電纜；5高頻收發(fā)信;6刀閘,阻波器：阻波器是由一個電感線圈與可變電容器并聯(lián)組成的回路。 結(jié)合電容器：結(jié)合電容器與連接濾過器共同配合將載波信號傳遞至輸電線路，同時使高頻收發(fā)信機與工頻高壓線路絕緣。 連接濾波器：連接濾波器由一個可調(diào)節(jié)的空心變壓器及連接至高頻電纜一側(cè)的電容器組成。 高頻收、發(fā)信機：發(fā)信機部分系由繼電保護裝置控制，通常都是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護起動之后它才發(fā)出信號。,二、高頻信號的分類,按照信號的性質(zhì)或作用，可以將其分為閉鎖信號、允許信號和跳閘信號。這三種信號可用以上任一中種通信通道產(chǎn)生和傳送。 1閉鎖信號。即無閉鎖信號是保護作用于跳閘的必要條件，或者說閉鎖信號是阻止保護動作于跳閘的信號。 2允許信號。允許信號是允許保護作用于跳閘的信號，或者說有允許信號是保護動作于跳閘的必要條件。 3跳閘信號。跳閘信號是直接引起跳閘的信號，或者說收到跳閘信號是跳閘的充要條件。,高頻保護信號邏輯圖 (a)閉鎖信號；(b)允許信號；(c)跳閘信號,4.3輸電線路的導(dǎo)引線縱聯(lián)差動保護,4.4方向比較式縱聯(lián)保護,一、閉鎖式方向縱聯(lián)保護,1閉鎖式方向縱聯(lián)保護的基本原理,閉鎖式方向縱聯(lián)保護作原理,2閉鎖式方向縱聯(lián)保護的基本構(gòu)成,縱聯(lián)距離保護 （1）基本原理 縱聯(lián)距離保護與縱聯(lián)方向保護相同，作為220kv線路的主保護。一般由專用載波通道和三（四）段式相間和接地距離保護構(gòu)成，而且采用閉鎖式的形式較多。 當被保護線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，線路兩側(cè)保護中的起動元件（由負序、零序或正序電流突變量元件構(gòu)成）立即起動本側(cè)發(fā)信機發(fā)信（稱為閉鎖信號），然后由主保護中帶方向的阻抗元件（一般按大于1.3倍線路阻抗整定）動作后立即停信，兩側(cè)都停信后收信回路即有輸出，與帶方向的距離阻抗元件構(gòu)成“與”門，發(fā)出跳閘脈沖。,當發(fā)生區(qū)外故障時，雖然遠故障點側(cè)方向阻抗能夠停信，但近故障點側(cè)處于反向，阻抗元件不動作、不停信，始終發(fā)閉鎖信號，兩側(cè)保護均不跳閘。,（2）主要功能和技術(shù)要求 a. 保護裝置的起動邏輯由反映突變量的零序和負序元件構(gòu)成。突變量元件起動后開放保護裝置的動作出口回路，正常運行和系統(tǒng)振蕩時不會起動，受外界影響小，抗干擾能力較強。此外，反映零序和負序突變量的元件在線路故障時起動速度快，有助于縮短保護固有動作時間，達到快速切除故障的目的。 b. 相間距離和接地距離保護中的阻抗元件整定阻抗應(yīng)大于被保護線路全長的50%，一般情況下相間距離的一段阻抗整定在85%左右。接地距離因考慮接地電阻的影響，可適當縮小范圍。 c. 在縱聯(lián)距離保護裝置中，應(yīng)設(shè)置pt斷線閉鎖和振蕩閉鎖元件。當發(fā)生pt斷線或系統(tǒng)振蕩時閉鎖保護。振蕩閉鎖應(yīng)閉鎖距離保護的一、二段阻抗。 d. 對載波通道的技術(shù)要求與縱聯(lián)方向保護相同。線路正常運行時，應(yīng)有對載波通道進行長期監(jiān)視的手段，對專用載波通道，每天均應(yīng)進行通道對試，以保證通道的完好。 5. 對線路縱聯(lián)保護的評價 (1)無論是縱聯(lián)方向還是縱聯(lián)距離保護，均能滿足繼電保護選擇性、靈敏性、快速性、可靠性的要求。因此，兩種保護目前仍然得到廣泛的使用。 (2)設(shè)備質(zhì)量良好，性能穩(wěn)定。因裝置原因造成誤動的情況雖有，但不是很多。 (3)由于使用高頻載波作為信號的傳輸工具，所以，載波通道受環(huán)境影響較大，因天氣不好，會造成通道的衰耗增大，甚至有可能使保護短時退出運行。 (4)高頻通道設(shè)備應(yīng)定期檢驗。增加了繼電保護專業(yè)人員的維護工作量。,4.5相位比較式縱聯(lián)保護,一、工作原理,相差高頻保護工作原理 (a)網(wǎng)絡(luò)圖 (b)內(nèi)部故障時兩端電流波形 (c)外部故障時兩端電流波形,五、對相差高頻保護的評價 相差高頻保護有一系列重要優(yōu)點，在輸電線路縱聯(lián)保護發(fā)展過程中起了重要作用，目前在國外仍有應(yīng)用