電網(wǎng)高壓線路線路保護配置原理培訓

1、1當前電力系統(tǒng)對高壓線路保護的要求當前電力系統(tǒng)對高壓線路保護的要求1.220kV 及以上電網(wǎng)的繼電保護的整定應滿足速動性、選擇性和靈敏及以上電網(wǎng)的繼電保護的整定應滿足速動性、選擇性和靈敏 性和可靠性的要求。性和可靠性的要求。2.220kV 及以上電網(wǎng)的繼電保護要求配置的速動保護及以上電網(wǎng)的繼電保護要求配置的速動保護(全線速動保護、全線速動保護、 相間及接地故障的速動段相間及接地故障的速動段)在正常整定情況下，應快速切除本線路的金在正常整定情況下，應快速切除本線路的金 屬性短路故障屬性短路故障;相間及接地故障的延時段后備保護主要保證選擇性及靈相間及接地故障的延時段后備保護主要保證選擇性及靈 敏性

2、的要求。敏性的要求。3.220kV 及以上電網(wǎng)的繼電保護應遵循相互獨立的原則按雙重化配置；及以上電網(wǎng)的繼電保護應遵循相互獨立的原則按雙重化配置； 兩套保護裝置應完整、獨立，安裝在各自柜中，每套保護裝置應配兩套保護裝置應完整、獨立，安裝在各自柜中，每套保護裝置應配置完整的主后備保護。置完整的主后備保護。 線路縱聯(lián)保護的通道（含光纖、微波、載波等通道設備線路縱聯(lián)保護的通道（含光纖、微波、載波等通道設備)、遠方跳閘、遠方跳閘和就地判據(jù)應按雙重化配置。和就地判據(jù)應按雙重化配置。 雙重化的保護裝置的交流電流、電壓應取自電壓互感器和電流互感器雙重化的保護裝置的交流電流、電壓應取自電壓互感器和電流互感器的相

3、互獨立的繞組。的相互獨立的繞組。 雙重化的保護裝置的直流回路應由不同的熔斷器或空氣開關控制。雙重化的保護裝置的直流回路應由不同的熔斷器或空氣開關控制。 雙重化的保護裝置并分別控制斷路器的不同線圈。雙重化的保護裝置并分別控制斷路器的不同線圈。 雙重化保護不應有任何電氣聯(lián)系。雙重化保護不應有任何電氣聯(lián)系。2 當前電力系統(tǒng)對高壓線路保護的要求當前電力系統(tǒng)對高壓線路保護的要求4. 220kV 及以上電網(wǎng)的繼電保護的靈敏性要求如下：及以上電網(wǎng)的繼電保護的靈敏性要求如下：對縱聯(lián)保護，在保護范圍內(nèi)末端發(fā)生金屬性故障時，應有足夠靈敏度。對縱聯(lián)保護，在保護范圍內(nèi)末端發(fā)生金屬性故障時，應有足夠靈敏度。 相間故障保

4、護的最末一段相間故障保護的最末一段(例如距離例如距離III段段)的靈敏度，應按躲過最大的靈敏度，應按躲過最大 負荷電流選取。負荷電流選取。 接地故障保護最后一段，應以適應下述短路點接地電阻值的接地故障為接地故障保護最后一段，應以適應下述短路點接地電阻值的接地故障為整定條件：整定條件：220kV線路，線路，100歐姆；歐姆；330kV線路，線路，150歐姆；歐姆； 500kV線路，線路，300歐姆；歐姆； 當線路末端發(fā)生高電阻接地故障時，允許由兩側線路保護縱續(xù)動作切除當線路末端發(fā)生高電阻接地故障時，允許由兩側線路保護縱續(xù)動作切除 故障。故障。5. 220kV 及以上電網(wǎng)的繼電保護及以上電網(wǎng)的繼電

5、保護,一般采取近后備方式；一般采取近后備方式； 當一套保護裝置拒動時，由相互獨立的另一套保護動作切除故障；當一套保護裝置拒動時，由相互獨立的另一套保護動作切除故障； 當斷路器拒動時，啟動斷路器失靈保護，斷開與故障元件所當斷路器拒動時，啟動斷路器失靈保護，斷開與故障元件所 接入母線相連的所有其他連接電源的斷路器。接入母線相連的所有其他連接電源的斷路器。 有條件時可采用遠后備方式，即當故障元件所對應的繼電保護裝置或斷有條件時可采用遠后備方式，即當故障元件所對應的繼電保護裝置或斷路器拒動時，由電源側最相鄰故障元件的上一級繼電保護裝置動作切路器拒動時，由電源側最相鄰故障元件的上一級繼電保護裝置動作切除

6、除故障。故障。 3 當前電力系統(tǒng)對高壓線路保護的要求當前電力系統(tǒng)對高壓線路保護的要求6. 220kV 6. 220kV 及以上電網(wǎng)的繼電保護的在系統(tǒng)振蕩時要求如下及以上電網(wǎng)的繼電保護的在系統(tǒng)振蕩時要求如下: : 除了預定的解列點外，不允許保護在系統(tǒng)振蕩時誤動作跳閘；除大除了預定的解列點外，不允許保護在系統(tǒng)振蕩時誤動作跳閘；除大 系統(tǒng)之間的弱聯(lián)絡線外，系統(tǒng)最長振蕩周期可按系統(tǒng)之間的弱聯(lián)絡線外，系統(tǒng)最長振蕩周期可按1.51.5s s考慮。考慮。 在系統(tǒng)振蕩過程發(fā)生接地故障時，應有選擇的可靠切除故障；若發(fā)在系統(tǒng)振蕩過程發(fā)生接地故障時，應有選擇的可靠切除故障；若發(fā) 生不接地的多相故障短路時，應保征可靠

7、的切除故障，但允許個別生不接地的多相故障短路時，應保征可靠的切除故障，但允許個別 相鄰線路相間距離保護無選擇性跳閘。相鄰線路相間距離保護無選擇性跳閘。 在系統(tǒng)振蕩過程中發(fā)生短路故障，可適當?shù)慕档蛯^電保護裝置速在系統(tǒng)振蕩過程中發(fā)生短路故障，可適當?shù)慕档蛯^電保護裝置速 動性要求，但保證可靠切除故障。動性要求，但保證可靠切除故障。 4 當前高壓線路繼電保護總體配置當前高壓線路繼電保護總體配置 目前，微機保護在我國電力系統(tǒng)已得到廣泛應用，應用于高壓線路的微目前，微機保護在我國電力系統(tǒng)已得到廣泛應用，應用于高壓線路的微機線路保護裝置年平均正確動作率高達機線路保護裝置年平均正確動作率高達98%98%以

8、上；高壓線路繼電保護的應用以上；高壓線路繼電保護的應用日趨成熟。日趨成熟。 當前高壓線路繼電保護裝置的基本配置如下：當前高壓線路繼電保護裝置的基本配置如下： 分類名稱 具體說明主保護主保護(全線速動保護全線速動保護)縱聯(lián)縱聯(lián)保護保護包括縱聯(lián)方向保護、縱聯(lián)距離保護、縱包括縱聯(lián)方向保護、縱聯(lián)距離保護、縱聯(lián)差動保護聯(lián)差動保護后備后備保護保護距離保護距離保護工頻變化量距離、三段式相間及接地距工頻變化量距離、三段式相間及接地距離保護離保護零序保護零序保護四段式零序方向過流、或零序反時限過四段式零序方向過流、或零序反時限過流保護流保護 其它其它重合閘重合閘3/23/2接線時線路保護不配置本功能接線時線路保

9、護不配置本功能5 繼電保護原理繼電保護原理 僅反應線路一側的電氣量不可能區(qū)分本線路末端和對側母線僅反應線路一側的電氣量不可能區(qū)分本線路末端和對側母線或相鄰線始端的故障，主保護要實現(xiàn)全線速動或相鄰線始端的故障，主保護要實現(xiàn)全線速動，只有反映線路只有反映線路兩側的電氣量即需要將線路一側的電氣量信息傳送到對側。兩側的電氣量即需要將線路一側的電氣量信息傳送到對側。 縱聯(lián)保護，是用某種通信通道將輸電線路兩端的保護裝置縱聯(lián)保護，是用某種通信通道將輸電線路兩端的保護裝置縱向聯(lián)結起來，將本端的電氣量信息狀態(tài)傳送到對端進行比較，縱向聯(lián)結起來，將本端的電氣量信息狀態(tài)傳送到對端進行比較，以判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是

10、在線路范圍之外，從而實現(xiàn)全以判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是在線路范圍之外，從而實現(xiàn)全線速動切除區(qū)內(nèi)故障。線速動切除區(qū)內(nèi)故障。 6按保護動作原理進行分類按保護動作原理進行分類2.縱聯(lián)分相差動保護縱聯(lián)分相差動保護(許繼產(chǎn)品許繼產(chǎn)品WXH-803, 南瑞產(chǎn)品南瑞產(chǎn)品rcs-931等等)繼電保護原理繼電保護原理1.縱聯(lián)方向保護縱聯(lián)方向保護(許繼產(chǎn)品許繼產(chǎn)品WXH-801,南瑞產(chǎn)品南瑞產(chǎn)品rcs-901等等) 縱聯(lián)距離保護縱聯(lián)距離保護(許繼產(chǎn)品許繼產(chǎn)品WXH-802, 南瑞產(chǎn)品南瑞產(chǎn)品rcs-902等等)7繼電保護原理繼電保護原理1.縱聯(lián)方向保護、縱聯(lián)距離保護基本原理為比較線路兩端的功率方向，可采用載波通道

11、、微波通道、光纖通道道；2. 縱聯(lián)方向保護通常采用的方向元件的有工頻變化量方向、正序故障分量元件、零序方向元件等；3.縱聯(lián)距離保護采用的元件有接地方向阻抗元件、相間方向阻抗元件等。4.縱聯(lián)差動保護基本原理為比較線路兩端各端電流的幅值及相位 ；采用光纖通道或微波通道。 8縱聯(lián)保護高頻保護或載波保護微波保護光纖保護導引線保護按保護通道形式進行分類繼電保護原理繼電保護原理9各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p 高頻保護是以輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)保高頻保護是以輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護；通道連接方式分為護；通道連接方式分為“相

12、相- -相相”制通道制通道 、“相相- -地地”制通道制通道 ；專用收發(fā)訊機采用；專用收發(fā)訊機采用“相相- -地地”制通道；復用制通道；復用載波設備采用載波設備采用“相相- -相相”制通道。制通道。p 2. 微波保護是以微波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護。微波保護是以微波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護。3. 光纖保護是以光纖通道為通信通道的縱聯(lián)保護。光纖保護是以光纖通道為通信通道的縱聯(lián)保護。4. 導引線保護是以輔助導線或?qū)б€為通信通道的導引線保護是以輔助導線或?qū)б€為通信通道的縱聯(lián)縱聯(lián)保護，目前已基本停止使用。保護，目前已基本停止使用。 10各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.

13、各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護 專用閉鎖式-“相地”式高頻通道的構成原理 斷路器斷路器高頻阻波器高頻阻波器收發(fā)訊機收發(fā)訊機接地刀閘接地刀閘避雷器避雷器結合電容器結合電容器連接過濾器連接過濾器通道方式1“相地”式高頻通道11各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護線路保護收發(fā)訊機啟信收信停信 保護與收發(fā)訊機“雙接點方式”連線圖保護與收發(fā)訊連線-“雙接點”12各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護 保護與收發(fā)訊機“單接點方式”連線圖線路保護收發(fā)訊機收信啟停信控制保護與收發(fā)訊連線保護與收發(fā)訊連線-

14、“-“單接點單接點”13各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護 專用閉鎖式工作原理專用閉鎖式工作原理如上圖所示，當線路發(fā)生區(qū)內(nèi)如上圖所示，當線路發(fā)生區(qū)內(nèi)k2點故障時，兩側縱聯(lián)保護均啟動，點故障時，兩側縱聯(lián)保護均啟動，通過收發(fā)訊機向?qū)劝l(fā)閉鎖信號；兩側縱聯(lián)保護在收到閉鎖信號通過收發(fā)訊機向?qū)劝l(fā)閉鎖信號；兩側縱聯(lián)保護在收到閉鎖信號（確認時間為（確認時間為58ms）后，兩側縱聯(lián)保護的正方向停信后，兩側縱聯(lián)保護的正方向停信元件均動作，立即停止向?qū)Ψ桨l(fā)送閉鎖信號；各側縱聯(lián)保護在收元件均動作，立即停止向?qū)Ψ桨l(fā)送閉鎖信號；各側縱聯(lián)保護在收不到閉鎖信號不到閉

15、鎖信號(確認時間為確認時間為58ms）后，出口跳閘切除區(qū)內(nèi)故障。后，出口跳閘切除區(qū)內(nèi)故障。MNk214各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護 專用閉鎖式工作原理專用閉鎖式工作原理如上圖所示，當線路發(fā)生區(qū)內(nèi)如上圖所示，當線路發(fā)生區(qū)內(nèi)k1點故障時，兩側縱聯(lián)保護均啟動，點故障時，兩側縱聯(lián)保護均啟動，通過收發(fā)訊機向?qū)劝l(fā)閉鎖信號；兩側縱聯(lián)保護在收到閉鎖信號通過收發(fā)訊機向?qū)劝l(fā)閉鎖信號；兩側縱聯(lián)保護在收到閉鎖信號（確認時間為（確認時間為58ms）后，后，M側縱聯(lián)保護的正方向停信元件動作，側縱聯(lián)保護的正方向停信元件動作，立即停止向?qū)Ψ桨l(fā)送閉鎖信號，但立即

16、停止向?qū)Ψ桨l(fā)送閉鎖信號，但N側縱聯(lián)保護的正方向停信元件側縱聯(lián)保護的正方向停信元件不會動作不會動作,繼續(xù)向?qū)劝l(fā)送閉鎖信號；因此區(qū)外故障縱聯(lián)保護不會繼續(xù)向?qū)劝l(fā)送閉鎖信號；因此區(qū)外故障縱聯(lián)保護不會動作動作。MNk115各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護 專用閉鎖式工作原理專用閉鎖式工作原理遠方啟信邏輯遠方啟信邏輯保護未起動時，收到對側閉鎖信號保護未起動時，收到對側閉鎖信號, , 開關合位則立即發(fā)信開關合位則立即發(fā)信1010s;s; 位置停信位置停信: :開關處于跳位，收信后停信開關處于跳位，收信后停信160160ms;ms; 其它保護三跳停

17、信其它保護三跳停信: :保護啟動，收到開入，停信保護啟動，收到開入，停信200200ms;ms; 定時通道自檢定時通道自檢 本側保護啟信，本側保護啟信，200200msms后停信。對側保護在收到高頻信號后由后停信。對側保護在收到高頻信號后由遠方啟信邏輯立即發(fā)信遠方啟信邏輯立即發(fā)信1010s s，本側保護在收到對側高頻信號本側保護在收到對側高頻信號5 5s s后再次發(fā)信后再次發(fā)信1010s s，通道試驗結束。通道試驗結束。 MNk116各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護 專用閉鎖式工作原理總結：專用閉鎖式工作原理總結：專用閉鎖式通道上傳輸?shù)?/p>

18、為閉鎖信號；專用閉鎖式通道上傳輸?shù)臑殚]鎖信號；“雙接點雙接點”方式保護由兩副接點控制發(fā)信、停信，其它保護方式保護由兩副接點控制發(fā)信、停信，其它保護 三跳停信回路、遠方信回路、定時通道自檢功能由收發(fā)訊三跳停信回路、遠方信回路、定時通道自檢功能由收發(fā)訊 機完成；機完成； “ “單接點單接點”方式保護由一副接點控制發(fā)信、停信方式保護由一副接點控制發(fā)信、停信, ,其其 它保護三跳停信回路、它保護三跳停信回路、 遠方信回路、定時通道自檢功能遠方信回路、定時通道自檢功能 由由 收發(fā)訊機完成；收發(fā)訊機完成； 縱聯(lián)保護的停信元件為正方向元件，每側保護必須在收到縱聯(lián)保護的停信元件為正方向元件，每側保護必須在收到

19、 閉鎖信號（確認時間為閉鎖信號（確認時間為5858msms）后才允許停信后才允許停信, ,本側停信本側停信 后要求持續(xù)一段時間后要求持續(xù)一段時間(58(58ms)ms)收不到閉鎖信號才發(fā)跳閘命令收不到閉鎖信號才發(fā)跳閘命令。17各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護 專用閉鎖式優(yōu)點：專用閉鎖式優(yōu)點： 可靠性高；即使內(nèi)部故障使高頻通道中斷，保護也會正確動可靠性高；即使內(nèi)部故障使高頻通道中斷，保護也會正確動 作跳閘。作跳閘。專用閉鎖式缺點：專用閉鎖式缺點： 本方式只在故障時發(fā)信，正常時不發(fā)信；如通道中斷可能會本方式只在故障時發(fā)信，正常時不發(fā)信；如通

20、道中斷可能會造成區(qū)外故障誤動；因此，必須每天進行通道檢查。造成區(qū)外故障誤動；因此，必須每天進行通道檢查。18 載波通道，專用收發(fā)信機閉鎖式模式19各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護 斷路器斷路器高頻阻波器高頻阻波器復用載波設備結合電容器結合電容器復用載波設備通道方式1“相-相”式載波通道 “相相”式載波通道的構成原理20各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護 專用閉鎖式- 光纖通道的構成原理通道方式2專用光纖通道 線路保護光纖收發(fā)訊機 線路保護光纖收發(fā)訊機光纜21 線路保護光纖接口 線路

21、保護光纖接口光纜 光電轉換(FOX-800B)光纖接口 光電轉換(FOX-800B)光纖接口光纜數(shù)字通道各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護通道方式3其它數(shù)字通道 光纖通道的構成原理22各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護線路保護通訊接口收信發(fā)信控制 保護與復用通訊設備連線示意圖保護與通訊設備接線23各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護復用閉鎖式工作原理如上圖所示如上圖所示, ,當線路發(fā)生區(qū)外當線路發(fā)生區(qū)外k1k1點故障時，點故障時，

22、N N側縱聯(lián)保護反方向動作向?qū)瓤v聯(lián)保護反方向動作向?qū)劝l(fā)閉鎖信號；側發(fā)閉鎖信號；M M側保護正方向元件動作，但收到對側的閉鎖信號側保護正方向元件動作，但收到對側的閉鎖信號, ,故區(qū)故區(qū)外故障保護不會誤動作；當線路發(fā)生區(qū)內(nèi)外故障保護不會誤動作；當線路發(fā)生區(qū)內(nèi)k2k2點故障時，兩側保護正方向點故障時，兩側保護正方向元件均動作且未收到閉鎖信號，因此區(qū)內(nèi)故障可靠切除。元件均動作且未收到閉鎖信號，因此區(qū)內(nèi)故障可靠切除。 MNk1k2復用閉鎖式采用反方向元件作為發(fā)信元件復用閉鎖式采用反方向元件作為發(fā)信元件; ;24各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護

23、復用閉鎖式工作原理總結：復用閉鎖式工作原理總結：復用閉鎖式采用反方向元件作為發(fā)信元件復用閉鎖式采用反方向元件作為發(fā)信元件; 縱聯(lián)保護在本側正方向元件動作后確認收不到對側的閉鎖信號則出縱聯(lián)保護在本側正方向元件動作后確認收不到對側的閉鎖信號則出 口跳閘；通道確認時間約口跳閘；通道確認時間約18ms左右。左右。25各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護通道方式同復用閉鎖式通道方式同復用閉鎖式保護與通訊設備接線同復用閉鎖式保護與通訊設備接線同復用閉鎖式26 各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護復用允

24、許式工作原理復用允許式工作原理MNk1k2復用允許式采用正方向元件作為發(fā)信元件復用允許式采用正方向元件作為發(fā)信元件;如上圖所示如上圖所示, ,當線路發(fā)生區(qū)外當線路發(fā)生區(qū)外k1k1點故障時，點故障時， M M側保護正方向元動作并向?qū)缺Ｗo正方向元動作并向?qū)劝l(fā)運信號，側發(fā)運信號，N N側保護正方向元件不會動作側保護正方向元件不會動作, ,因此區(qū)外故障不會誤動；因此區(qū)外故障不會誤動；當線路發(fā)生區(qū)內(nèi)當線路發(fā)生區(qū)內(nèi)k2k2點故障時，兩側保護正方向元件均動作且均向?qū)劝l(fā)點故障時，兩側保護正方向元件均動作且均向?qū)劝l(fā)允許信號允許信號, ,兩側保護在本側正方向元件動作后收到允許信號（兩側保護在本側正方向元件

25、動作后收到允許信號（5 5msms左右）左右）, , 保護動作切除區(qū)內(nèi)故障。保護動作切除區(qū)內(nèi)故障。27 各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護復用允許式工作原理復用允許式工作原理 解除閉鎖功能解除閉鎖功能 當載波通道所在線路發(fā)生相間故障時，可能會導致載波信號中斷當載波通道所在線路發(fā)生相間故障時，可能會導致載波信號中斷或衰耗過大?；蛩ズ倪^大。 如果保護信號傳輸裝置既收不到監(jiān)頻信號，又收不到跳頻信號，如果保護信號傳輸裝置既收不到監(jiān)頻信號，又收不到跳頻信號，則認為電力線載波通道可能中斷，信號傳輸裝置的解除閉鎖接點會在則認為電力線載波通道可能中斷，信號

26、傳輸裝置的解除閉鎖接點會在200200msms時間窗內(nèi)延時時間窗內(nèi)延時3030msms閉合。閉合。 縱聯(lián)保護在允許式下，如果保護啟動后判為發(fā)生正向相間故障縱聯(lián)保護在允許式下，如果保護啟動后判為發(fā)生正向相間故障, ,收收不到對側允許信號，但收到導頻消失開入，開放縱聯(lián)保護不到對側允許信號，但收到導頻消失開入，開放縱聯(lián)保護100100msms。28各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護復用允許式工作原理總結：復用允許式工作原理總結：復用允許式采用正方向元件作為發(fā)信元件復用允許式采用正方向元件作為發(fā)信元件; 縱聯(lián)保護在本側正方向元件動作后確認收到對側

27、的允許信號則出縱聯(lián)保護在本側正方向元件動作后確認收到對側的允許信號則出 口跳閘；通道確認時間約口跳閘；通道確認時間約5ms左右。左右。29各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護復用載波通道方式優(yōu)點：復用載波通道方式優(yōu)點： 繼電保護信號和電話交替使用，正常時有監(jiān)頻信號；投資少繼電保護信號和電話交替使用，正常時有監(jiān)頻信號；投資少, 可靠性高?？煽啃愿摺?復用通道通道方式缺點：復用通道通道方式缺點：復用允許式在區(qū)內(nèi)故障時收不到對側的允許信號會保護引起拒復用允許式在區(qū)內(nèi)故障時收不到對側的允許信號會保護引起拒 動動;如區(qū)內(nèi)相間故障可能導致載波通道中斷；

28、目前改善的辦法如區(qū)內(nèi)相間故障可能導致載波通道中斷；目前改善的辦法 為增加為增加“ “解除閉鎖解除閉鎖” ”功能。功能。復用閉鎖式在區(qū)外故障時如收不到對側的閉鎖信號會引起保護復用閉鎖式在區(qū)外故障時如收不到對側的閉鎖信號會引起保護 誤動。誤動。30載波通道，復用載波機允許式、閉鎖式專用光纖（光纖距離）（復用允許式、閉鎖式）復用PCM（光纖距離）（復用允許式、閉鎖式）31典型典型220kV的保護配置的保護配置許繼許繼WXH-802、WXH-803、WDLK-864或南瑞的或南瑞的RCS-902、 RCS-931 、 RCS-923 或配置雙套的光線差動保護或配置雙套的光線差動保護主保護：縱聯(lián)距離、縱

29、聯(lián)方向、縱聯(lián)差動，選擇其中兩種主保護：縱聯(lián)距離、縱聯(lián)方向、縱聯(lián)差動，選擇其中兩種后備保護：三段接地距離和相間保護后備保護：三段接地距離和相間保護 四段式零序方向保護四段式零序方向保護 綜合重合閘功能綜合重合閘功能線路輔助保護：三相不一致保護線路輔助保護：三相不一致保護 線路充電保護線路充電保護 失靈啟動裝置失靈啟動裝置 過流保護過流保護32故障分量方向元件o正序故障分量方向元件o負序方向元件o零序方向元件o工頻變化量方向元件各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護穩(wěn)態(tài)量方向元件o距離元件33故障狀態(tài)故障狀態(tài)=負荷狀態(tài)負荷狀態(tài)+故障附加故障附加 故

30、障分量分為突變量和穩(wěn)態(tài)量;故障分量的特點： 1.故障分量僅在故障時出現(xiàn)。 2.故障分量 與負荷電流無關。 3.故障分量僅由施加于故障點的 一個電動勢產(chǎn)生，所以故障點 電壓 最大，系統(tǒng)中性點處為零。各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護MN0ME0NEUFUF1K34p 正序故障分量方向元件p 特點:正序分量=正常分量+正序故障分量各種故障時都會出現(xiàn)正序分量不受系統(tǒng)振蕩影響不受過渡電阻影響 不受串補電容影響 正序故障分量方向元件的方向判斷不受故障相別的影響不受零序序網(wǎng)的影響 各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理

31、的分析-縱聯(lián)保護35各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p 正序故障分量方向元件正向動作判據(jù)：反向動作判據(jù)：1U1I為正序電壓、電流的故障分量；LX*5 . 0COMZ線路全線為被保護電抗；LX補償阻抗，正向方向元件引入補償電壓，在大系統(tǒng)長線路較小的情況下，可以改善該元件的靈敏度，保護根據(jù)系統(tǒng)故障情況采用自動加入電壓補償?shù)姆椒ā?COMZ20arg160111IZIUCOM170arg1011IU36各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p 正序故障分量方向元件反方向元件的靈敏度是正方向元件靈

32、敏度的1.25倍，反方向動作角度范圍約為1.25倍正方向動作角度范圍。-20正向動作區(qū)I1U110170反向動作區(qū)37各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p 正序故障分量方向元件 內(nèi)部故障正序故障分量等效網(wǎng)圖RRRSSSIZUIZU1.11.1.11.38各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p 正序故障分量方向元件RLISRSSSIZZUIZU1.111.1.11.)( 外部故障正序故障分量等效網(wǎng)圖39各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p

33、 正序故障分量方向元件 正反方向故障時方向元件檢測到電壓和電流的關系有明顯的區(qū)別。假定系統(tǒng)阻抗角和線路阻抗角為90，當正方向故障時，正序電流故障分量超前正序電壓故障分量90，而反方向故障時則有截然相反的關系。由此可見，結論：正序故障分量方向元件具有明確的方向性。 40各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p 負序方向元件負序分量的等效網(wǎng)絡圖同正序故障分量的網(wǎng)絡圖近似，只需把其中的對應阻抗換成負序阻抗。具體判據(jù)：正向動作判據(jù)： 2033arg16022IU17033arg1022IU反向動作判據(jù) 縱聯(lián)負序正方向元件由負序過流元件和與門輸出，縱聯(lián)負

34、序反方向元件由負序過流元件和與門輸出；另由于負序分量可能受暫態(tài)分量影響，負序過流元件附加I20.125*I1制動; 41各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p 負序方向元件反方向元件的靈敏度是正方向元件靈敏度的1.25倍，反方向動作角度范圍約為1.25倍正方向動作角度范圍。-160-20正向動作區(qū)I2U210170反向動作區(qū)42各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p 零序方向元件零序分量的等效網(wǎng)絡圖同正序故障分量的網(wǎng)絡圖近似，只需把其中的對應阻抗換成零序阻抗。具體判據(jù)：正向動作判據(jù)： 反向動

35、作判據(jù) 縱聯(lián)零序正方向元件由零序過流元件和與門輸出，縱聯(lián)零序反方向元件由零序過流元件和與門輸出；3033arg19000IU14033arg000IU43各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護p 零序方向元件反方向元件的靈敏度是正方向元件靈敏度的1.25倍，反方向動作角度范圍約為1.25倍正方向動作角度范圍。-30反向動作區(qū)正向動作區(qū)I0-190U0140044各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護o相間工頻變化量方向元件本方向元件利用保護安裝處相間工頻電流、電壓的故障變化量的極性來判別故障的方

36、向。正向故障時，U/I=-ZSR，區(qū)內(nèi)故障等效網(wǎng)絡圖45各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護o相間工頻變化量方向元件反向故障時，則 區(qū)外故障時等效網(wǎng)絡圖SSLZZIU46各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護o相間工頻變化量方向元件 為提高正方向元件電壓靈敏度不足，裝置采用帶補償?shù)墓ゎl變化量方向元件，即： ZCOM為補償阻抗，ZCOM =0.5 XL，XL為被保護線路全線電抗。正向元件引入補償電壓是為了在大系統(tǒng)長線路Zs較小的情況下，可以改善方向元件的靈敏度，保護根據(jù)系統(tǒng)故障情況自適應采用電壓

37、補償。COMZIUU47各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-縱聯(lián)保護o工頻變化量方向元件反方向元件的靈敏度是正方向元件靈敏度的1.25倍，反方向動作角度范圍約為1.25倍正方向動作角度范圍。正向動作判據(jù)：反向動作判據(jù)：20arg160IZIUCOM170arg10IU48各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護 距離保護是反應故障點至保護安裝點之間的距離（阻抗）,并根據(jù)距離保護的遠近而確定動作時間的一種保護。主要元件為距離（阻抗）繼電器，根據(jù)電壓、電流測知保護至短路點之間的阻抗值。如上圖所示，距離保護的

38、三段時限特性三段時限特性。ABk2C12t1t2t3t1t2 49各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護距離保護的優(yōu)點： 1.既反應電壓的降低又反應動作電流的增大，靈敏度高。 2.保護范圍不受運行方式的影響。 3.可以在多電源的復雜網(wǎng)絡中保證動作的選擇性。距離保護的缺點： 1.不能實現(xiàn)全線速動。（一般保護線路的60%80%） 并且在超短線路（3公里以下）必須退出運行，否則將會產(chǎn)生超越50各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護常用保護元件常用保護元件o阻抗計算o工頻變化量阻抗o方向阻抗元件o比相式

39、園特性阻抗元件o不對稱故障開放元件o對應故障開放元件51各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護 接地阻抗高阻計算:o阻抗計算元件 單相接地經(jīng)過渡電阻模型U=X*j (I+KX*3I0)+K1(I+KR*3I0)+I0*R 零序電抗分量補償系數(shù) 零序電阻分量補償系數(shù) 線路正序電阻與正序電抗之比 1103)(XXXKX1103)(RRRKR111XRK采用微分方程算法，耐過渡電阻能力強。52各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護 接地阻抗低阻計算:o阻抗計算元件 單相接地經(jīng)過渡電阻模型1103)(z

40、zzKz耐過渡電阻能力差。Z = U /(I +Kz*3I0) 53各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o阻抗計算元件Z = U /I 相間阻抗計算不考慮相間弧光電阻 相間短路模型54各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護工頻變化量阻抗元件工頻變化量阻抗元件 主要特點：主要特點： 適用于全相及非全相 強過渡電阻能力 不受系統(tǒng)振蕩影響 動作速度極快 具有明確的方向性 55各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護保護區(qū)內(nèi)外各點金屬性短路時電壓分布圖動

41、作方程為：|UOP| UZ 對相間故障：UOP= U- IZzd =AB、BC、CA對接地故障：UOP=U-(I+K*3I0)Zzd =A，B，CZzd為整定阻抗 ,UZ為整定門檻，取故障前工作電壓的記憶量56各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o工頻變化量阻抗元件正方向短路阻抗元件動作特性 |KSzdSZZZZ 正方向故障計算用圖57各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o工頻變化量阻抗元件反方向故障計算用圖| |KSzdSZZZZ阻抗平面的動作方程:反方向短路阻抗元件動作特性58各種繼電保

42、護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o多邊形特性方向阻抗元件基本原理：首先計算故障相阻抗，然后進行動作區(qū)比較，由于正向故障阻抗與反向故障阻抗有明顯差別，具有明確方向性。缺點：當門口短路時，故障相電壓接地于零，此時，故障相阻抗方向不明確，需另加方向元件把關；通常有記憶阻抗方向、第三相電壓極化的阻抗方向、變化量方向等。59各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護多邊形特性說明： 1.小偏四邊形主要保征門口短路可靠動作。 2.電抗線是為了防止接地距離超越，計算X后下傾 。 3.電阻線傾斜，與R軸夾角為60, 主

43、要是躲負荷阻抗用。 o多邊形特性方向阻抗元件優(yōu)點：躲負荷能力強60各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護相間園特性阻抗元件介紹阻抗繼電器暫態(tài)特性 阻抗繼電器穩(wěn)態(tài)特性 1| 0 |1127090IZUUArgYm11127090IZUUArgYm暫態(tài)園特性阻抗繼電器暫態(tài)園特性阻抗繼電器| 0 |1mU記憶正序電壓| 0 |1mU當前正序電壓o園特性阻抗元件61各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護接地園特性阻抗元件介紹阻抗繼電器暫態(tài)特性 阻抗繼電器穩(wěn)態(tài)特性 270)*3(900| 0 |1zYmk

44、IIZUUArg暫態(tài)園特性阻抗繼電器暫態(tài)園特性阻抗繼電器| 0 |1mU記憶正序電壓| 0 |1mU當前正序電壓o園特性阻抗元件270)*3(900|1zYmkIIZUUArg62各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o園特性阻抗元件優(yōu)點：1.耐過渡電阻能力較強。當用于短線路時，動 作特性可向第一相限偏移，進一步增加耐過 渡電阻能力。2.明確的方向性。缺點：1.躲負荷能力較差。63各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o不對稱故障開放元件不對稱故障開放元件 不對稱故障判別元件的基本出發(fā)點就是檢測

45、三相不對稱度。 阻抗元件在系統(tǒng)振蕩時會誤動作，為了保證系統(tǒng)振蕩時距離保護不誤動，振蕩中故障可靠動作，必須增加故障開放元件。|I2|+|I0|m|I1| m通常取0.50.7I1為制動量，m為制動系數(shù)，可以確保在振蕩時不會動作。64各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護行為分析：行為分析：o不對稱故障開放元件不對稱故障開放元件振蕩與區(qū)內(nèi)短路同時存在滿足上述條件。 單相故障： I2F+I0F=2I1F 兩相短路： I2F=I1F 兩相短路接地：|I2F+I0F|=I1F單純振蕩或振蕩與區(qū)外短路同時不滿足上述條件。1.單純振蕩時正序電流很大，負序、零

46、序接近零。 2.振蕩和區(qū)外故障同時存在，本線路正序電流很大，零序、負序電流小。65各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o對稱故障開放元件對稱故障開放元件振蕩判別元件:原理：判別測量振蕩中心的電壓 為正序電壓， 是正序電壓和電流之間的夾角 cosUUOSUMENEIUOSU系統(tǒng)電壓向量圖如圖所示：1.在在系統(tǒng)正常運行或系統(tǒng)振蕩時，恰好反應振蕩中心的正序電壓；2.在三相短路時，為弧光電阻上的壓降，三相短路時過渡電阻是弧光 電阻，弧光電阻上壓降小于5 66各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o對稱

47、故障開放元件對稱故障開放元件振蕩判別元件:cosUUOS短路電流電壓向量圖 分析：1.實際系統(tǒng)線路阻抗角不為90，因而 需進行角度補償。 如圖： OB反應當線路阻抗角為90時弧光 電阻壓降，實際的弧光壓降為OA。 2.實際應用公式： 1DUOABCILOBUcos1cos UUOS1L09067各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o對稱故障開放元件對稱故障開放元件 依據(jù) 在系統(tǒng)振蕩時的變化曲線可以測量振蕩周期。1cos U68各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護o對稱故障開放元件對稱故障開放

48、元件對稱開放元件判據(jù)：NOSNUmUUm*2*1當上述門檻滿足后，延時一段時間后開放三相對稱故障；延時可取固定門檻，也可根據(jù)振蕩周期實現(xiàn)自適應。M1通常0.1，m2通常0.2569各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護回線相繼速動:對于雙回線如本線末端發(fā)生故障時如要實現(xiàn)相繼速動，需利用相鄰線的邏輯來加速距離段。裝置設有一個允許鄰線加速距離段的相繼速動繼電器和一個鄰線允許本線加速距離段開入端子，用作雙回線加速配合。NKL1L270各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-距離保護相繼速動繼電器動作條件開出繼電

49、器動作條件為：（1）本線保護測出故障在距離段范圍內(nèi)；驅(qū)動后保護滿足以下任一條件收相繼速動繼電器開出：（1）故障先在距離段范圍內(nèi)后又不在距離段范圍內(nèi)。雙回線相繼速動動作判據(jù)為:(1)本線路保護測出故障在距離段范圍內(nèi);(2)裝置啟動后收到鄰線閉鎖信號，其后又沒收到閉鎖信號；(3)在滿足上述條件后經(jīng)10 ms仍不返回，則本線雙回線相繼速動動作71各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-零序保護各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用 零序保護是根據(jù)大接地電流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時出現(xiàn)較大的零序電流且故障線路的零序功率方向由線路流向母線的原理構成的一種保

50、護。 MN0ME0NEU0KU072各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-零序保護常用保護元件常用保護元件o零序方向過流零序方向過流o零序反時限過流零序反時限過流零序保護的優(yōu)點零序保護的優(yōu)點o對高阻接地故障有較高的靈敏度對高阻接地故障有較高的靈敏度零序保護的缺點零序保護的缺點o保護范圍受系統(tǒng)運行方式影響較大。保護范圍受系統(tǒng)運行方式影響較大。o不能實現(xiàn)全線速動。不能實現(xiàn)全線速動。73各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-零序保護零序方向過流零序方向過流3033arg19000IU零序功率方向判據(jù)零序功率方向判據(jù)零

51、序過流判據(jù)零序過流判據(jù)DZII|3|0零序功率正方向元件零序功率正方向元件零序過流元件零序過流元件& &零序方向過流動作零序方向過流動作零序方向過流元件零序方向過流元件的動作邏輯的動作邏輯74各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-零序保護零序方向過流零序方向保護的四段時限特性四段時限特性零序功率正方向元件零序過流I段& &零序零序I段出口段出口零序功率正方向元件零序過流N段& &零序延時段出口零序延時段出口N段延時元件零序方向保護的動作邏輯動作邏輯75各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2

52、.各種繼電保護原理的分析-零序保護零序反時限方向過流零序功率方向判據(jù)零序反時限過流判據(jù)3033arg19000IU1)I/Ip(14.0*02.0 Tpt一般反時限曲線特性非常反時限曲線特性 基本原理：零序電流越大，動作時間越快基本原理：零序電流越大，動作時間越快1)I/Ip(5 .13* Tpt極端反時限曲線特性 1)I/Ip(80*2 Tpt長的反時限曲線特性： 1)I/Ip(120* Tpt76各種繼電保護原理及具體應用各種繼電保護原理及具體應用2.各種繼電保護原理的分析-零序保護零序反時限方向過流反時限曲線反時限曲線 2 01 0I / I pt / s0 . 20 . 10 . 0 5861240 . 0 50 . 10 . 20 . 30 . 40 . 5123451 02 01 0 03 04 05 00 . 40 . 81 . 63 . 2T p / sLSA2-066e eps 2 01 0I / I pt / s0 . 20 . 10 . 0 5861240 . 0 50 . 10 . 20 . 30 . 40 . 5123451 02 01 0 03 04 05 00 . 40 . 81 . 63 . 2