電路及磁路5.縱聯(lián)差動保護(hù)課件

1、5.縱聯(lián)保護(hù)原理、構(gòu)成6.變壓器、母線故障異常及保護(hù)配置第1頁，共33頁。5.縱聯(lián)保護(hù)原理、構(gòu)成及相關(guān) 知識點(diǎn)第2頁，共33頁。 主要內(nèi)容一、輸電線路縱聯(lián)保護(hù)二、變壓器縱聯(lián)保護(hù)三、其他相關(guān)知識點(diǎn)高頻保護(hù)的基本原理 高頻通道的組成及工作方式 高頻信號類型方向高頻保護(hù)相差高頻保護(hù)第3頁，共33頁。1、縱聯(lián)保護(hù)（縱差動保護(hù)）的基本原理 縱差動保護(hù)的基本原理是基于比較被保護(hù)線路始端和末端電流的大小和相位原理構(gòu)成的。 一、輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原理、構(gòu)成第4頁，共33頁。（1）、當(dāng)線路正常運(yùn)行或外部故障時(shí)； 第5頁，共33頁。（2）當(dāng)線路內(nèi)部故障時(shí)； 第6頁，共33頁。 2、不平衡電流（1）穩(wěn)態(tài)不平衡電

2、流 不平衡電流等于兩側(cè)電流互感器的勵(lì)磁電流之差。 第7頁，共33頁。（2）暫態(tài)過程中的不平衡電流 短路電流中除含有周期分量外，還含有按指數(shù)規(guī)律衰減的非周期分量 第8頁，共33頁。3、測量元件動作電流整定原則保證外部短路保護(hù)不動作。（動作電流按照大于外部短路流過保護(hù)的最大不平衡電流整定。）返回第9頁，共33頁。二、變壓器的縱聯(lián)保護(hù)1、構(gòu)成、基本原理 2、變壓器縱聯(lián)保護(hù)特殊問題 引起不平衡電流增大的因素3、二次諧波制動的變壓器縱聯(lián)差動保護(hù) 第10頁，共33頁。返回二、變壓器縱聯(lián)保護(hù)1、構(gòu)成及工作原理: 變壓器縱聯(lián)保護(hù)通常采用環(huán)流法接線。原理與輸電線路類似，但在實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)考慮變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大

3、小和相位不同。第11頁，共33頁。圖2-1 區(qū)內(nèi)外故障時(shí)的工作情況1、構(gòu)成及工作原理:第12頁，共33頁。2、變壓器縱聯(lián)保護(hù)特殊問題引起不平衡電流增大的因素（1）變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小和相位不同（2）變壓器空載投入的勵(lì)磁涌流（3）帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器運(yùn)行中改變分接頭（4）電流互感器計(jì)算變比與標(biāo)準(zhǔn)變比不同（5）兩側(cè)電流互感器型號不同第13頁，共33頁。變壓器角形側(cè)電流互感器按星形接線（1）變壓器高、低壓兩側(cè)電流的大小和相位不同變壓器星形側(cè)電流互感器按角形接線第14頁，共33頁。 變壓器星形側(cè)電流互感器按角形接線?；ジ衅髯儽葹椋?變壓器角形側(cè)電流互感器按星形接線?；ジ衅髯儽葹椋?（1）變壓器高

4、、低壓兩側(cè)電流的大小和相位不同 采取的補(bǔ)償措施：數(shù)值補(bǔ)償和相位補(bǔ)償 第15頁，共33頁。分析勵(lì)磁涌流的特點(diǎn)勵(lì)磁涌流的影響變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)的構(gòu)成 正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電流僅為變壓器額定電流的35，所以對保護(hù)無影響。而當(dāng)變壓器空載投入或外部短路故障切除，電壓恢復(fù)時(shí)，勵(lì)磁電流可達(dá)額定電流的68倍，這稱為勵(lì)磁涌流，可引起差動保護(hù)誤動作。 含有大量的非周期分量，使波形偏于時(shí)間軸的一側(cè)； 勵(lì)磁涌流中含有大量的二次諧波電流分量； 勵(lì)磁涌流相鄰波形之間存在“間斷角”。采用具有速飽和變流器的BCH型差動繼電器構(gòu)成變壓器縱差動保護(hù)； 采用二次諧波制動原理構(gòu)成變壓器縱聯(lián)差動保護(hù)； 采用鑒別波形間斷角原理構(gòu)成變壓器縱聯(lián)

5、差動保護(hù)。（2）變壓器空載投入的勵(lì)磁涌流第16頁，共33頁。3、二次諧波制動的變壓器縱聯(lián)差動保護(hù) 比率制動部分是用于防止外部短路時(shí)，由于不平衡電流影響而造成誤動作； 二次諧波制動部分的作用，是防止變壓器空載投入時(shí)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流而造成保護(hù)誤動作； 差動電流速斷部分作用，防止變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，差動繼電器拒動和加快切除故障； （1）比率制動式差動繼電器的組成及各部分作用第17頁，共33頁。 比率制動部分： 二次諧波制動部分：總的制動電壓：差動電流速斷部分：（2）電壓形成回路及動作判據(jù) 參考書P214圖8-15分析其工作情況 正常運(yùn)行及區(qū)外短路：U1小， U4大，所以保護(hù)不動 保護(hù)區(qū)內(nèi)短路： U

6、1大、 U4小、 U2也較小，所以保護(hù)動作；若區(qū)內(nèi)嚴(yán)重故障，滿足差動速斷動作條件時(shí)，則差動速斷保護(hù)動作。 變壓器空載投入：U2較大， U1和U4相等，所以保護(hù)不會誤動作。第18頁，共33頁。Ioper（ Inub ）Ibrk （ Ik ）Ioper.0Ibrk.0Ik.maxInub.max動作區(qū)（3） LCD-15型差動繼電器的制動特性曲線第19頁，共33頁。動作值整定原則返回第20頁，共33頁。1、高頻保護(hù)的基本原理 將線路兩端的電流相位或功率方向轉(zhuǎn)化為高頻信號，然后，利用輸電線路本身構(gòu)成的高頻電流通道，將此信號送至對端，以比較兩端電流的相位或功率方向的一種保護(hù)。三、其他相關(guān)知識點(diǎn)第21頁

7、，共33頁。2、高頻通道的組成及工作方式第22頁，共33頁。 （1）故障起動發(fā)信方式：在正常條件下發(fā)信機(jī)不工作，通道中沒有高頻電流，只在電力系統(tǒng)發(fā)生故障期間才由起動元件起動發(fā)信。 2、高頻通道的組成及工作方式（2）長期發(fā)信方式：在正常工作條件下發(fā)信機(jī)始終處于發(fā)信狀態(tài)，沿高頻通道傳送高頻電流。 （3）移頻方式：在正常工作條件下，發(fā)信機(jī)向?qū)?cè)傳送頻率為f1的高頻電流；當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置控制發(fā)信機(jī)移頻，停止發(fā)送頻率為f1的高頻電流，而發(fā)出頻率為f2的高頻電流。 第23頁，共33頁。閉鎖信號：允許信號：跳閘信號：3、高頻信號的類型 第24頁，共33頁。 高頻閉鎖方向保護(hù)是通過高頻通道間接比較被

8、保護(hù)線路兩側(cè)的功率方向，以判別是被保護(hù)范圍內(nèi)部故障還是外部故障。 4、方向高頻保護(hù) 第25頁，共33頁。1KW為反方向元件，反向短路故障時(shí)動作，起動發(fā)信機(jī)；2KW為正方向元件，正向短路故障時(shí)動作，準(zhǔn)備跳閘。 T1 T2 時(shí)間元件T1 延時(shí)t1動作，瞬時(shí)返回；時(shí)間元件T2瞬時(shí)t2動作，延時(shí)返回。二者的作用是防止區(qū)外故障誤動；高頻收發(fā)信機(jī)4、方向高頻保護(hù)框圖 第26頁，共33頁。 反方向元件1KW動作后立即起動發(fā)信，發(fā)出閉瑣信號;正方向元件2KW動作后，準(zhǔn)備作用于跳閘。 1KW的靈敏度必須高于2KW的靈度。 時(shí)間元件T1的作用是防止外部短路故障時(shí)，遠(yuǎn)離故障點(diǎn)側(cè)保護(hù)誤動。 時(shí)間元件T2作用是防止高頻

9、閉鎖信號過早解除而造成遠(yuǎn)離故障點(diǎn)側(cè)保護(hù)的誤動。 4、方向高頻保護(hù)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn) 第27頁，共33頁。5、相差高頻保護(hù) 比較被保護(hù)線路兩側(cè)電流的相位即利用高頻信號將電流的相位傳送到對側(cè)去進(jìn)行比較，這種保護(hù)稱為相差高頻保護(hù)。（1）區(qū)內(nèi)故障時(shí)： （2）區(qū)外故障時(shí)： 第28頁，共33頁。（3）相差高頻保護(hù)的構(gòu)成 起動元件的作用是故障時(shí)起動發(fā)信機(jī)和開放比相回路，并且要求起動發(fā)信機(jī)要比開放比相回路更靈敏，動作更快。 操作元件的作用是將輸電線路上的50Hz電流轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)50Hz的方波電流，然后以此工頻方波電流對發(fā)信機(jī)中的高頻電流進(jìn)行調(diào)制。 比相元件的作用是比較被保護(hù)線路兩側(cè)操作電流的相位。 第29頁，共33頁。上頁下頁返回1、保護(hù)范圍內(nèi)部發(fā)生故障，M側(cè)和N側(cè)高頻信號間的相位差最大為：在最嚴(yán)重情況下，高頻信號間斷角是： （4）相差高頻保護(hù)的相位特性第30頁，共33頁。上頁下頁返回2、保護(hù)范圍外部發(fā)生故障時(shí)，可能出現(xiàn)的最大間斷角為：3、