線路保護(hù)介紹

1、保護(hù)配置根本配置電壓等級(jí)配置220kV線路接地和相間距離保護(hù)、零序方 向過流保護(hù)、自動(dòng)重合閘 不一致保護(hù)、過電壓保護(hù)縱聯(lián)距離保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)110kV線路接地和相間距離保護(hù)、零序方 向過流保護(hù)、自動(dòng)重合閘根本配置縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)66kV線路相間距離保護(hù)、方向相過流保 護(hù)、自動(dòng)重合閘根本配置:縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)1035kV線路過流保護(hù)、自動(dòng)重合閘根本配置差動(dòng)保護(hù):相間距離保護(hù)方向相過流保護(hù)系統(tǒng)差異接地系統(tǒng)和不接地系統(tǒng)的差異分相保護(hù)和不分相保護(hù)的差異：不一致、單跳、單重電壓的差異：電容電流和末端過電壓、網(wǎng)架中心和重要程度功能介紹距離保護(hù):距離元件采用比相式姆歐繼電器，即由工作電壓Uop與極化電壓Up構(gòu)成比相

2、方程。900ArgU OPUp90式中：工作電壓U°PU IZset極化電壓UpUio對接地距離繼電器，工作電壓為：U °pUIK 310 Zset對相間距離繼電器，工作電壓為：U°pUIZset比相式距離繼電器的通用動(dòng)作方程為:裝置中三段式接地與相間距離繼電器，在正序極化電壓較高時(shí)由正序電壓極化否那么進(jìn)入三相低壓程序，此時(shí)采用記憶正序電壓作為極化電壓。采用非記憶的正序電壓作為極化電壓，故障期間，正序電壓主要由健全相電壓形成，正序電壓同故障前保持一致，繼電器具有很好的方向性。距離保護(hù)正方向故障動(dòng)作特性應(yīng)用于較短輸電線路時(shí)， 為了提高抗過渡電阻能力， 極化電壓中使用

3、了接地距離偏移角 如圖中所示B1,該定值可以由用戶整定為 0° , 15或30°接地距離偏移角會(huì)使動(dòng)作特性圓 向第一象限移動(dòng)。雖然這可提高測量過渡電阻的能力， 在高阻接地故障條件下保證很好的動(dòng)作性能， 但是 如果在線路對側(cè)存在助增電源的情況下，對于經(jīng)過渡電阻接地的故障可能會(huì)出現(xiàn)超越現(xiàn)象。為了防止超越，通常距離保護(hù)i、n段和零序電抗元件配合使用。零序電抗工作電壓：Uop U I K 3IoZset極化電壓：UpIo ZD，式中ZD為模擬阻抗，幅值為1，角度為78 °。0900Arg -比相方程為I K 31。 ZsetIoZd90低壓距離繼電器通過比擬極化電壓與工作

4、電壓之間的相位關(guān)系來判別保護(hù)采用記憶電壓作為極化電壓, 是否滿足動(dòng)作條件。工作電壓：UopU 1Zset極化電壓：UpUi M這里：A, B,C ； Uop為工作電壓；Up為極化電壓；Zset為整定阻抗；5 m為記憶故障前正序電壓。負(fù)荷限制jX距離保護(hù)考慮系統(tǒng)過負(fù)荷工況下正常過負(fù)荷和事故過負(fù)荷，負(fù)荷測量阻抗入侵距離元件導(dǎo)致的距離保護(hù) 特別是距離川段 誤動(dòng)作。負(fù)荷限制元件，由基于電壓平面的負(fù)荷限 制元件和基于阻抗平面的負(fù)荷限制元件組成，兩者為“與的關(guān)系，即只有兩個(gè)負(fù)荷限制元件均滿足，并結(jié)合距離繼電器動(dòng)作情況，才開放距離保護(hù)。振蕩閉鎖當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生系統(tǒng)振蕩時(shí)，測量阻抗有可能進(jìn)入距離保護(hù)的動(dòng)作區(qū)，從

5、而導(dǎo)致距離保護(hù)誤動(dòng)作。通常振蕩發(fā)生在兩個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)之間，為了保證系統(tǒng)的完整性，保護(hù)裝置在振蕩時(shí)不應(yīng)誤動(dòng)作，否那么會(huì)破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，對于受振蕩影響可能誤動(dòng)作的距離保護(hù)要增加振蕩閉鎖功能。振蕩閉鎖元件由四個(gè)元件共同完成如上任務(wù)。1啟動(dòng)開放元件啟動(dòng)元件開放瞬間，假設(shè)按躲過靜態(tài)最大負(fù)荷整定的正序過流元件不動(dòng)作或動(dòng)作時(shí)間尚不 到10ms，那么將振蕩閉鎖開放 160ms。該元件在正常運(yùn)行突然發(fā)生故障時(shí)立即開放 160ms ,當(dāng)系統(tǒng)先振蕩時(shí)，正序過流元件先 于啟動(dòng)元件動(dòng)作，振蕩閉鎖被閉鎖不開放，另外當(dāng)區(qū)外故障或操作后160 ms再有故障時(shí)也被閉鎖。2不對稱故障開放元件在系統(tǒng)先發(fā)生振蕩或裝置開放 160

6、ms后，即使系統(tǒng)在振蕩中又發(fā)生區(qū)內(nèi)不對稱故障時(shí)， 振蕩閉鎖回路還可由不對稱分量開放元件開放3對稱故障開放元件在系統(tǒng)先發(fā)生振蕩或裝置開放 160ms后，假設(shè)系統(tǒng)在振蕩中又發(fā)生區(qū)內(nèi)三相故障， 那么上述 二項(xiàng)開放措施均不能開放振蕩閉鎖， 裝置中另設(shè)置了專門的對稱故障開放元件，即測量振蕩中心電壓：Uos UcosU為正序電壓，是正序電壓和電流之間的夾角。滿足以下二局部動(dòng)作判據(jù)開放保護(hù)：0.03Jn Uos 0.08Un m斗什、"aN osN延時(shí)150ms開放。0.1UN Uos 0.25Jn 士bN OSN延時(shí)500ms開放。零序保護(hù):接地故障配合距離保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)、縱聯(lián)距離 ：1 按使用通

7、道分類為了交換信息， 需要利用通道。 縱聯(lián)保護(hù)按照所利用通道的不同類型可以分為 4 種，通 ?？v聯(lián)保護(hù)也按此命名，它們是： 1導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(hù)簡稱導(dǎo)引線保護(hù) ； 2電力線載波縱聯(lián)保護(hù)簡稱載波保護(hù) ； 3微波縱聯(lián)保護(hù)簡稱微波保護(hù) ； 4光纖縱聯(lián)保護(hù)簡稱光纖保護(hù) 。2 各種傳送信息通道的特點(diǎn)通道雖然只是傳送信息的手段， 但縱聯(lián)保護(hù)采用的原理往往受到通道的制約。 縱聯(lián)保護(hù) 在應(yīng)用以下 4 種通道時(shí)應(yīng)注意以下的特點(diǎn)： 1導(dǎo)引線通道。這種通道需要鋪設(shè)電纜，其投資隨線路長度而增加。當(dāng)線路較長超過十余公里 時(shí)就不經(jīng)濟(jì)了。導(dǎo)引線的電纜必須有足夠的絕緣水平，從而使投資增大。導(dǎo)引 線直接傳輸交流電量，故導(dǎo)引線保護(hù)廣

8、泛采用差動(dòng)保護(hù)原理，但導(dǎo)引線的參數(shù)電阻和分布電容 直接影響保護(hù)性能，從而在技術(shù)上也限制了導(dǎo)線保護(hù)用于較長的線路。2電力線載波通道。這種通道在保護(hù)中應(yīng)用最廣。載波保護(hù)是縱聯(lián)保護(hù)中應(yīng)用最廣 的一種。載波通道由高壓輸電線及其加工和連接設(shè)備阻波器、結(jié)合電容器及高頻收發(fā)信機(jī) 等組成。3微波通道。 微波通信是理想的通信系統(tǒng)， 但是保護(hù)專用微波通信設(shè)備是不經(jīng)濟(jì)的， 應(yīng)當(dāng)與通信、 遠(yuǎn)動(dòng)等共用， 這就要求在設(shè)計(jì)時(shí)把兩方面兼顧起來。 同時(shí)還要考慮信號(hào)衰落的 問題。4光纖通道。光纖通道與微波通道有相同的優(yōu)點(diǎn)。光纖通信也廣泛采用PCM調(diào)制方式。當(dāng)被保護(hù)線路很短時(shí)， 可以通過光纜直接將光信號(hào)送到對側(cè)、 在每半套保護(hù)裝置

9、中都將 電信號(hào)變成光信號(hào)送出， 又將所接收之光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)供保護(hù)使用。 由于光與電之間互不 干擾，所以光纖保護(hù)沒有導(dǎo)引線保護(hù)的那些問題，在經(jīng)濟(jì)上也是可以與導(dǎo)引線保護(hù)競爭的。3 按保護(hù)動(dòng)作原理分類：按照保護(hù)動(dòng)作原理縱聯(lián)保護(hù)可分為兩類： 1方向縱聯(lián)保護(hù)與距離縱聯(lián)保護(hù)。兩側(cè)保護(hù)繼電器僅反響本側(cè)的電氣量，利用通道 將繼電器對故障方向判別的結(jié)果傳送到對側(cè)。 2差動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)。每側(cè)都直接比擬兩側(cè)的電氣量。類似于差動(dòng)保護(hù)，因此稱為差動(dòng) 縱聯(lián)保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)：采樣同步采用采樣時(shí)刻調(diào)整法實(shí)現(xiàn)兩側(cè)同步采樣。 兩側(cè)裝置一側(cè)作為參考端， 另一側(cè)作為同步端。 以同步方式交換兩側(cè)信息， 參考端采樣間隔固定， 并在每一采樣間

10、隔中固定向?qū)?cè)發(fā)送一幀 信息。同步端隨時(shí)調(diào)整采樣間隔，直到滿足同步條件為止。首先，測出光纖通道延時(shí)。假定主機(jī)在TS時(shí)刻發(fā)出對時(shí)信號(hào)，從機(jī)在接收到對時(shí)信號(hào)之后，經(jīng)過Tm時(shí)間，再將對時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給主機(jī)，主機(jī)在TR時(shí)刻收到轉(zhuǎn)發(fā)回來的信號(hào)，那么，可以得到通道的通信延時(shí)：Td =( TR - TS - Tm ) 12主機(jī)再將通道延時(shí)Td發(fā)送給從機(jī)。其次，測出采樣時(shí)間誤差。如果主機(jī)和從機(jī)采樣完全同步，那么，在圖中可知，Td =TR。如果主機(jī)與從機(jī)采樣不同步，其中的采樣時(shí)間誤差為： T = TR - Td T>0,說明本側(cè)比對側(cè)提前采樣時(shí)刻AT; T<0,說明本側(cè)比對側(cè)滯后采樣時(shí)刻AT。再次，調(diào)整

11、采樣間隔。計(jì)算出AT之后，修正下次采樣的采樣間隔T,這樣即可保證從機(jī)與主機(jī)的采樣起始時(shí)刻保持一致。差動(dòng)保護(hù)：相電流差動(dòng)元件穩(wěn)態(tài)I段動(dòng)作方程：IdId0.6 IridSet其中:Id：相差動(dòng)電流,IdIr相制動(dòng)電流,IrIdset的含義同上。穩(wěn)態(tài)n段動(dòng)作方程:IdId0.6 IrMI dset其中：當(dāng)滿足動(dòng)作方程時(shí)，穩(wěn)態(tài)n段相電流差動(dòng)元件經(jīng)25ms延時(shí)動(dòng)作。差動(dòng)保護(hù)：零序電流差動(dòng)元件對于經(jīng)高阻接地故障，采用零序電流差動(dòng)元件具有較高的靈敏度。動(dòng)作方程：ld 0.15 IrI dI dsetd0Ldset其中:Id0 :零序差動(dòng)電流Id0氐0& Ir0 :零序制動(dòng)電流Ir0養(yǎng)0氏0 零序電流

12、差動(dòng)元件通過低比率制動(dòng)系數(shù)的穩(wěn)態(tài)相電流差動(dòng)元件選相，當(dāng)滿足動(dòng)作方程后,零序電流差動(dòng)元件經(jīng)短延時(shí)動(dòng)作?？v聯(lián)距離保護(hù)：閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)是由線路兩側(cè)的方向元件分別對故障的方向作出判斷，然后通過高頻信號(hào)作出綜合的判斷，即對兩側(cè)的故障方向進(jìn)行比擬以決定是否跳閘。一般規(guī)定從母線指向線路的方向?yàn)檎较颍瑥木€路指向母線的方向?yàn)榉捶较?。閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的工作方式是當(dāng)任一側(cè)方向元件判斷為反方向時(shí)，不僅本側(cè)保護(hù)不跳閘， 而且由發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻電流，對側(cè)收信機(jī)接收后就輸出脈沖閉鎖該側(cè)保護(hù)。在外部故障時(shí)是近故障側(cè)的方向元件判斷為反方向故 障，所以是近故障側(cè)閉鎖遠(yuǎn)離故障側(cè)；在內(nèi)部故障時(shí)兩側(cè)方向元件都判斷為正方向，都不發(fā)

13、送高頻電流，兩側(cè)收信機(jī)接收不到高頻電流，也就沒有輸出脈沖去閉鎖保護(hù)，于是兩側(cè)方向元件均作用于跳閘。這就是故障時(shí)發(fā)信閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)功率倒方向在環(huán)網(wǎng)中發(fā)生外部故障時(shí)，短路功率的方向可能發(fā)生轉(zhuǎn)換簡稱功率倒向，在倒向過程中不應(yīng)失去閉鎖信號(hào)。假設(shè)故障發(fā)生在線路L n上靠近M側(cè)的F點(diǎn)，斷路器3Q先于斷路器4Q跳閘。在斷路器 3Q跳閘前，線路L I中的短路功率由 N側(cè)流向M側(cè)，線路LI, M 側(cè)的方向元件不動(dòng)作，向 N側(cè)發(fā)閉鎖信號(hào)，在斷路器 3Q跳閘后，線路LI中的短路功率倒 向，M側(cè)的方向元件動(dòng)作，停止發(fā)信并準(zhǔn)備跳閘，此時(shí)N側(cè)的方向元件將返回向 M側(cè)發(fā)閉鎖信號(hào)。但是可能 M側(cè)的方向元件動(dòng)作快，N側(cè)的方

14、向元件返回慢，于是有一段時(shí)間兩側(cè)方向元件均處于動(dòng)作狀態(tài)，造成線路LI的保護(hù)誤動(dòng)。解決的方法是啟動(dòng)元件動(dòng)作或收信機(jī) 收信后經(jīng)過一段時(shí)間大于本保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，小于相鄰線斷路器的跳閘時(shí)間后尚未判為內(nèi)部故障，就認(rèn)為是外部故障， 于是將保護(hù)閉鎖一段時(shí)間，以避開兩側(cè)方向元件可能都處于動(dòng)作狀態(tài)的時(shí)間。此方法的缺點(diǎn)是如果緊接著發(fā)生內(nèi)部故障那么保護(hù)的動(dòng)作稍有延遲，不過延時(shí)很短，是可容忍的?？v聯(lián)距離保護(hù)：允許式在功率方向?yàn)檎囊欢讼驅(qū)Χ税l(fā)送允許信號(hào)，此時(shí)每端的收信機(jī)只能接收對端的信號(hào)而不能接收自身的信號(hào)。 每端的保護(hù)必須在方向元件動(dòng)作，同時(shí)收到對端的允許信號(hào)之后，才能動(dòng)作于跳閘，顯然只有故障線路的保護(hù)符合這個(gè)條件

15、。對非故障線路而言，一端是方向元件動(dòng)作，收不到允許信號(hào)，而另一端是收到了允許信號(hào)但方向元件不動(dòng)作，因此都不能跳閘?？v聯(lián)距離保護(hù)：載波通道利用電力線作為傳輸媒介：具有高平安性和可靠性。對繼電保護(hù)來說分專用和復(fù)用通道 兩種，其根本結(jié)構(gòu)如下，專用通道用相一地耦合，復(fù)用一般為允許式，采用相一相耦合。(1) 阻波器一一阻止載波信號(hào)向母線分流，使載波信號(hào)電流沿高壓線路向?qū)Χ藗魉停?特別是防止當(dāng)母線或其他出線發(fā)生故障時(shí)，將信息短路。對工頻電流為低阻抗，暢通無阻。(2) 結(jié)合電容器一一與阻波器相反，對載波信號(hào)為低阻抗，暢通無阻，對工頻電流為 高阻抗，阻止分流，防止高電壓對通信設(shè)備的危害。(3) 結(jié)合濾波器它的

16、作用，主要是阻抗匹配，防止反射，以減少衰耗。(4 )高頻電纜高頻電纜采用同軸電纜，按通信標(biāo)準(zhǔn)采用75 Q, 是減少衰耗，二是減少干擾?？v聯(lián)距離保護(hù)：專用收發(fā)訊機(jī)專用發(fā)訊機(jī)一般為閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)用(1) 輸入接口：接收發(fā)訊，不發(fā)訊為停訊。輸出控制頻率合成器及前置放大的控制門 關(guān)閉或開放，以及控制收信濾波器的門控電路。(2) 頻率合成器。(3) 前置放大：放大f0信號(hào)，以推動(dòng)功放。(4) 功放：將f0的功率放大到額定值，例如10W/40dBm。(5) 輸出濾波器：使占用帶寬 B=4KHz ;使允許并機(jī)間隔同相? 3B,鄰相?OB，分流 衰耗不大于1dB ;滿功率發(fā)信時(shí)，外線諧波電平：w -26d

17、Bm ;外線輸出阻抗75 Q,使回波 衰耗?10dB。(6) 收訊濾波器：一般使用收信通頻帶2KHz(fO ± 1KHz)，帶外衰耗滿足 35dB。7高頻解調(diào)：將收訊頻率fO與載供信號(hào)頻率fO+12KHz，混頻后解調(diào)出12KHZ。同 時(shí)輸出通道監(jiān)視。 8輸出接口：將收訊情況傳給保護(hù)裝置送到通道衰減增大3dB 告警電路和收信輸入電平指示電路 。縱聯(lián)距離保護(hù)：音頻接口當(dāng)采用允許式縱聯(lián)保護(hù)時(shí)，收發(fā)信機(jī)要采用移頻制 FSK 。為了節(jié)約通道，一般與調(diào)度 載波機(jī)復(fù)用。 保護(hù)通過音頻接口裝置與載波機(jī)聯(lián)系， 在同一音頻通道內(nèi)， 有話音通道和保護(hù) 信號(hào)。正常作話音通道，當(dāng)保護(hù)工作時(shí)，話音被閉鎖，稱為交

18、替復(fù)用。在一個(gè)4KHz 音頻通道上，也可與遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)共享，但同一時(shí)間只傳送一個(gè)命令正常保護(hù)不動(dòng)作時(shí)，通道發(fā)送監(jiān)視頻率fG,通道為保護(hù)專用時(shí)，監(jiān)視頻率由音頻接口裝置產(chǎn)生，通道交替復(fù)用時(shí)，由載波機(jī)產(chǎn)生。此時(shí)音頻接口裝置收到fG,此信號(hào)也作為收信監(jiān)視通道是否正常之用。重合閘：單重、三重不一致：三相不一致保護(hù)采用三個(gè)跳位 TWJA 、TWJB、TWJC 以及各相有流條件綜合判別結(jié)果 來啟動(dòng)。當(dāng)有TWJ開入且對應(yīng)相有流時(shí)保護(hù)裝置經(jīng) 1s延時(shí)報(bào)跳閘位置異常，并作為不一致 保護(hù)的閉鎖條件。當(dāng)有一相或兩相 TWJ時(shí)，經(jīng)10s延時(shí)報(bào)跳閘位置異常，但不閉鎖不一致 保護(hù)。當(dāng)不一致保護(hù)投入,任一相 TWJ 動(dòng)作, 且無電流時(shí) , 確認(rèn)為該相開關(guān)在跳閘位置 , 當(dāng)任 一相在跳閘位置而三相不全在跳閘位置, 那么確認(rèn)為不一致。 不一致可經(jīng)零序電流或負(fù)序電流 開放, 由控制字 三相不一致經(jīng)零負(fù)序 控制其投退。 不一致動(dòng)作條件滿足后經(jīng)邏輯定值 三相 不一致時(shí)間 出口跳開本斷路器三相。過電壓：當(dāng)線路本端過電壓,保護(hù)經(jīng) 過電壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 定值延時(shí)跳本端斷路器。過電壓保護(hù) 可反響任一相過電壓動(dòng)作邏輯定值過電壓三取一方式 為“1,也可反響三相均過電壓邏輯定值 過電壓三取一方式 為“0。過電壓跳閘命令發(fā)出后,假設(shè)三相均無流時(shí)收回跳閘命令。過電壓啟動(dòng)遠(yuǎn)跳 當(dāng)線路本側(cè)過電壓保護(hù)元件動(dòng)作, 固定啟動(dòng)遠(yuǎn)跳。 如