繼保學(xué)習(xí)課件

1、第七章 電網(wǎng)的縱聯(lián)保護第一節(jié) 縱聯(lián)保護的原理與分類本章的要求：掌握電網(wǎng)縱聯(lián)保護工作原理本章的知識點：掌握全線速動保護概念與雙側(cè)測量保護原理了解各種通道組成掌握縱聯(lián)保護分類及相應(yīng)保護的工作原理了解新型方向元件判據(jù)及特點學(xué)習(xí)微機型縱聯(lián)保護原理框圖重點和難點 縱聯(lián)保護工作原理及基本原則 新型方向元件判據(jù)一、全線速動保護與雙側(cè)測量原理 一）全線速動保護與雙側(cè)測量原理 1、為什么需要全線速動保護？ 在高壓線路上，為了保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，需要配置全線速動保護，即要求保護無時限地切除線路上任何一點發(fā)生的故障。 2、為什么單側(cè)測量保護無法實現(xiàn)全線速動？ 單側(cè)測量保護是指保護僅測量線路某一側(cè)的母線電壓、線

2、路電流等電氣量。 缺點就是無法快速切除本線路上的所有故障，最長切除時間為0.5秒左右。 3、雙側(cè)測量保護原理如何實現(xiàn)全線速動 縱聯(lián)保護利用線路兩端的電氣量在故障與非故障時的特征差異來構(gòu)成保護。電流差動原理用于線路縱聯(lián)差動保護、線路光纖分相差動保護以及變壓器、發(fā)電機、母線等元件保護上。 相位差動保護以線路兩側(cè)電流相位差小于整定值作為內(nèi)部故障的判據(jù)，主要用于相差高頻保護，由于該保護對通道、收發(fā)信機等設(shè)備要求較高，技術(shù)相對復(fù)雜，微機型線路保護已不采用相差高頻保護原理。 輸電線路的縱聯(lián)保護將線路一側(cè)電氣量信息傳到另一側(cè)去，兩側(cè)的電氣量同時比較、聯(lián)合工作，也就是說在線路兩側(cè)之間發(fā)生縱向的聯(lián)系，經(jīng)這種方式

3、構(gòu)成的保護稱為輸電線路的縱聯(lián)保護。 二、縱聯(lián)保護分類一）按通道類型分 有導(dǎo)引線、載波通道、微波通道、光纖通道四種保護。 1、導(dǎo)引線保護的特點：需要鋪設(shè)導(dǎo)引線電纜傳送電氣量信息，其投資隨長度而增加；導(dǎo)引線越長，自身的運行安全性越低；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)引線的參數(shù)（電阻和分布電容）直接影響保護性能。 所以因敷設(shè)、維護困難，僅用于特殊的10km以下短線路上，實際使用較少。 2、載波通道保護的特點： 不需專門架設(shè)通信通道，而是利用電力線路構(gòu)成載波通道； 輸電線路強度大，運行安全可靠； 在線路發(fā)生故障時通道可能遭到破壞，為此載波保護應(yīng)采用在本線路故障、信號中斷的情況下仍能

4、正確動作的技術(shù)。 4、光纖通道保護的特點：與微波通道具有相同的優(yōu)點；廣泛采用PCM調(diào)制方式；保護用光纖通道一般與電力信息系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。 由于光信號不受干擾，在經(jīng)濟上也可以與導(dǎo)引線保護競爭，近年來成為短線路縱聯(lián)保護的主要形式。 二）按保護原理分類 可以分為縱聯(lián)電流差動原理和方向比較式縱聯(lián)保護兩種。 縱聯(lián)電流差動保護利用通道將本側(cè)的電流波形或代表電流相位的信號傳送到對側(cè)，每側(cè)保護根據(jù)對兩側(cè)電流的幅值和相位比較的結(jié)果區(qū)分是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障。 這類保護在每側(cè)都直接比較兩側(cè)的電氣量，信息傳輸量大，并且要求兩側(cè)信息采集的同步，實現(xiàn)技術(shù)要求比較高。 方向比較式縱聯(lián)保護兩側(cè)保護裝置將本側(cè)的功率方向、測量阻

5、抗是否在規(guī)定的方向、區(qū)段內(nèi)的判別結(jié)果傳送到對側(cè)，每側(cè)保護裝置根據(jù)兩側(cè)的判別結(jié)果區(qū)分是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障。 “閉鎖式”縱聯(lián)保護兩端保護各安裝功率方向元件，當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生故障時，兩端功率方向元件判別流過本端的功率方向，功率方向為負者發(fā)閉鎖信號，閉鎖兩端保護?！霸试S式”方向縱聯(lián)保護功率方向為正者發(fā)允許信號，允許兩端保護跳閘。 三、高頻信號的作用 按高頻信號的作用可分為閉鎖信號、允許信號和跳閘信號三種。外部故障閉鎖信號自近故障端發(fā)出 另一端接收閉鎖信號保護元件雖動作，但不作用于跳閘內(nèi)部故障任一端都不發(fā)閉鎖信號 兩端都收不到閉鎖信號保護元件動作后即作用于跳閘 即收不到高頻信號是跳閘的必要條件。否外部故障

6、近故障端不發(fā)允許信號 近故障端保護不動作也不跳閘遠故障端保護雖動作但不跳閘內(nèi)部故障線路兩端互送允許信號 兩端都收到對端允許信號保護元件動作后即作用于跳閘 即高頻信號是跳閘的必要條件，但不是充分條件。與 線路兩側(cè)的段保護動作后跳開本側(cè)斷路器，同時向?qū)?cè)保護發(fā)出”跳閘信號“，對側(cè)保護收到跳閘信號后立即跳閘。只要線路兩側(cè)的段保護的保護區(qū)有重疊，就可以構(gòu)成全線速動保護。 注意：采用”跳閘信號“方式的主要問題是通道干擾問題，因為收到對側(cè)信號后不加判斷立即跳閘，一旦此信號為干擾信號，保護將誤動，必須采取措施校驗跳閘信號的有效性。實際工作中”跳閘信號“方式一般不用于縱聯(lián)保護而在一些”遠方跳閘裝置“中采用。

7、或高頻信號是跳閘的充分條件第七章 電網(wǎng)的縱聯(lián)保護第二節(jié) 縱聯(lián)保護通道一、載波通道 載波通道是利用電力線路、結(jié)合加工設(shè)備、收發(fā)信機構(gòu)成的一種有線通信通道，以載波通道構(gòu)成的線路縱聯(lián)保護也稱為高頻保護。載波信號（又稱高頻信號）頻率為50400kHz。 載波信號經(jīng)調(diào)制后送入輸電線路，線路除了傳送50Hz的工頻電流同時還傳輸高頻電流。傳送高頻信號可以用電力線路之一相與大地作為回路，稱為“相地制”；也可用兩相電力線路作為回路，稱為“相相制”。相地制高頻衰耗大，但簡單、經(jīng)濟，目前國內(nèi)多數(shù)高頻保護采用“相地制”載波通道。二、高頻通道的工作方式 高頻通道的工作方式有“短時發(fā)信”、“長期發(fā)信” 與移頻方式三種。1

8、、短時發(fā)信方式在電力系統(tǒng)正常工作下發(fā)信機不發(fā)信，沿通道不傳送高頻信號，發(fā)信機只在電力系統(tǒng)發(fā)生故障期間才由保護的起動元件起動發(fā)信，因此又稱為故障起動發(fā)信的方式即正常時無高頻電流方式。 特點：由于功放僅短時工作，相對降低對功放的要求、有利于延長發(fā)信機壽命、減少對其他載波設(shè)備的干擾，但必須定期手動或自動發(fā)信以檢查通道及收發(fā)信機是否完好。 手動檢查：值班人員手動起動發(fā)信后，并檢查高頻信號是否合格，通常每班一次，該方式在我國電力系統(tǒng)中得到了廣泛的采用。 自動檢查：利用專門的時間元件按規(guī)定時間自動起動，檢查通道，并向值班員發(fā)出信號。2、長期發(fā)信方式在電力系統(tǒng)正常工作條件下發(fā)信機處于發(fā)信狀態(tài)，沿高頻通道傳送

9、高頻信號即正常時有高頻電流方式。 特點：對功放、電源等電路要求較高，但通道監(jiān)視方便、能迅速發(fā)現(xiàn)通道缺陷。（3）“單頻制”與“雙頻制” 單頻制是指兩側(cè)發(fā)信機和收信機均使用同一個頻率，收信機收到的信號為兩側(cè)發(fā)信機信號的疊加，見圖7-9（a）。 雙頻制則是一側(cè)的發(fā)信機與收信機使用不同的頻率，收信機只能收到對側(cè)發(fā)信機的信號而收不到本側(cè)發(fā)信機的信號，如圖7-9（b）所示。用于“閉鎖式”保護用于允許式保護（4）調(diào)制方式 收發(fā)信機調(diào)制方式有調(diào)幅與移頻鍵控（FSK）兩種。 調(diào)幅方式以高頻電流的“有“、”無“傳送信息；FSK方式則以不同的頻率傳送信息，即正常運行式發(fā)出功率較小的監(jiān)頻fG信號監(jiān)視通道，系統(tǒng)故障時改

10、發(fā)功率較大的跳頻fT信號。（5）專用方式與復(fù)用方式 高頻保護單獨使用一臺收發(fā)信機為專用方式。高頻保護也可以采用音頻接口接至通信載波機，與遠動通信復(fù)用收發(fā)信機，稱復(fù)用方式。3、高頻通道衰耗與通道裕度（1）電平基本概念 電平是高頻信號傳輸中廣泛使用的一種衡量信號強度的計量單位。（a）絕對電平功率絕對電平 （dB） 基準(zhǔn)功率：1mW電壓絕對電平 電流絕對電平 （dB） （dB） 為0.775V為0.00129A（b）相對電平 衡量功放的增益、通道的衰耗時常使用相對電平。例如發(fā)信功率為Pw1，對側(cè)收信功率為Pw2，相對電平b為：（dB） (2)通道衰耗 載波通道衰耗主要由電力線上的衰耗、加工設(shè)備衰耗、

11、高頻電纜衰耗等構(gòu)成。經(jīng)驗公式：（dB） 35kV線路取1.2210-2，110kV線路取8.710-3，220kV線路取6.510-3，500kV線路取7.210-3；B取1.3-3.9dB/km；（3）通道裕度 為了防止干擾，收信機觸發(fā)回路設(shè)有門檻電平（4-5dBm），必須保證發(fā)信功率減去總衰耗后收信電平高于門檻電平，同時留有裕度，裕度考慮為8.686dB。通道裕度試驗時在收發(fā)信機中串入8.686dB衰耗，如果通道、收發(fā)信機工作正常，則退出衰耗正常運行時就保證有了8.686dB以上的通道裕度。三、微波通道 微波通道為無線通信方式，采用頻率為2000MHz、60008000MHz，主要用于電力系統(tǒng)通信，由定向天線、連接電纜、收發(fā)信機組成。 微波通道容量大，不存在通道擁擠問題，沒有載波通道當(dāng)線路故障時衰耗加大的問題，但設(shè)備昂貴，每隔4060km需加設(shè)微波中繼站，維護困難，因此微波通道僅在個別載波通道應(yīng)用確實困難的線路上用于縱聯(lián)保護。四、光纖通道 光纖通道通信容量大，不受電磁干擾。 光纖通信一般采用脈沖編碼