第四章输电线纵联保护精选文档.ppt

《第四章输电线纵联保护精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章输电线纵联保护精选文档.ppt（66页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第四章输电线纵联保护本讲稿第一页，共六十六页为防止这种非选择性动作，不得不将这种保护的为防止这种非选择性动作，不得不将这种保护的无时限保护范围缩短到小于线路全长，一般将保无时限保护范围缩短到小于线路全长，一般将保护的护的I I段整定为线路全长段整定为线路全长8080-85%-85%，其余的，其余的1515-20%20%上的故障只能带第上的故障只能带第IIII段的时限切除。段的时限切除。为保证故障切除后电力系统的稳定运行，为保证故障切除后电力系统的稳定运行，这样做对某些重要线路是不允许的，需要采用纵这样做对某些重要线路是不允许的，需要采用纵联保护，以实现线路全长范围内故障的无时限切联保护，以实现

2、线路全长范围内故障的无时限切除。除。全线速动保护全线速动保护本讲稿第二页，共六十六页二、纵联保护的定义二、纵联保护的定义输电线的纵联保护输电线的纵联保护是用某种通信通道将输电线是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率方向等）传送到对端并将两端量（电流、功率方向等）传送到对端并将两端的电气量比较以判断故障发生在本线路范围内的电气量比较以判断故障发生在本线路范围内还是在本线路范围外，从而决定是否切断被保还是在本线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。护线路。在理论上，纵联保护具有绝对的选择性。在理论上，纵联保护具有绝对的

3、选择性。本讲稿第三页，共六十六页继电保继电保护装置护装置继电保继电保护装置护装置通信通信设备设备通信通信设备设备通信介质通信介质输电线纵联保护结构输电线纵联保护结构 将电气量传送到对端将电气量传送到对端将两端的将两端的电气量比电气量比较判断故较判断故障发生的障发生的范围范围本讲稿第四页，共六十六页纵联保护分类纵联保护分类方向纵联和距离纵联保护方向纵联和距离纵联保护(比较两端逻辑量比较两端逻辑量)差动纵联保护（比较两端全量）差动纵联保护（比较两端全量）按按保保护护动动作作原原理理划划分分导引线纵联保护导引线纵联保护电力线载波纵联保护电力线载波纵联保护微波纵联保护微波纵联保护光纤纵联保护光纤纵联保

4、护按按通通信信通通道道划划分分单元保护单元保护非单元保护非单元保护方向比较纵联保护方向比较纵联保护距离纵联保护距离纵联保护按按保保护护形形式式划划分分相位比较纵联保护相位比较纵联保护纵联电流差动保护纵联电流差动保护输输电电线线路路纵纵联联保保护护本讲稿第五页，共六十六页第一节第一节 纵差保护纵差保护一、纵差动保护：一、纵差动保护：在线路在线路M M和和N N两端装设两端装设特性和变比完全相同特性和变比完全相同的电流互感器，两侧的电流互感器，两侧电流互感器一次回路的正极性均置于靠近母线的一侧。二次电流互感器一次回路的正极性均置于靠近母线的一侧。二次回路的同极性端子相连接，差动继电器则并联联接在电

5、流互回路的同极性端子相连接，差动继电器则并联联接在电流互感器的二次端子上。感器的二次端子上。MI1.I-I.JINI1.nI2.mI2.纵差动保护的单相原理接线纵差动保护的单相原理接线规定一次侧电流（规定一次侧电流（）的正方向为从母线流向被保护）的正方向为从母线流向被保护线路，则按照上述联接后，流入继电器的电流即为各互感器线路，则按照上述联接后，流入继电器的电流即为各互感器的二次电流的总和。的二次电流的总和。本讲稿第六页，共六十六页（1 1）正常运行及外部故障时）正常运行及外部故障时一次侧同一电流从一端流入，又从另一端流出，二次一次侧同一电流从一端流入，又从另一端流出，二次侧也感应相同的电流，

6、此电流在导引线中形成环流侧也感应相同的电流，此电流在导引线中形成环流 ，继电器不动作。，继电器不动作。MI1.I-INI1.nI2.mI2.正常运行及外部故障情况正常运行及外部故障情况图中箭头为图中箭头为电流的实际电流的实际流向一次电流向一次电流大小相同流大小相同相位相反二相位相反二次电流在绕次电流在绕组中相位相组中相位相反反本讲稿第七页，共六十六页（2 2）保护范围内部故障时）保护范围内部故障时对于双侧电源供电，两侧均有电流流向短路点，一次侧对于双侧电源供电，两侧均有电流流向短路点，一次侧短路点的总电流为短路点的总电流为 ，二次侧差动回路的电，二次侧差动回路的电流流 ，当，当 时，时，继电器

7、动作，将故障线路两侧断路器同时跳闸。继电器动作，将故障线路两侧断路器同时跳闸。MI1.I-INI1.nI2.mI2.保护范围内部故障情况保护范围内部故障情况一次电流一次电流大小可能大小可能不同但相不同但相位相同，位相同，二次电流二次电流在绕组中在绕组中相位相同相位相同本讲稿第八页，共六十六页（3 3）纵差动保护二次侧的电流在导引线中形成纵差动保护二次侧的电流在导引线中形成环流的连接方式称为环流法纵差动保护。环流的连接方式称为环流法纵差动保护。适用适用于变压器、发电机等电力设备及母线保护。不于变压器、发电机等电力设备及母线保护。不能应用于输电线路保护。（要求沿线路敷设多能应用于输电线路保护。（要

8、求沿线路敷设多根导引线，技术上不可能，经济上不合理）根导引线，技术上不可能，经济上不合理）纵差动保护主要用于比较重要的短线纵差动保护主要用于比较重要的短线路以及电力系统元件保护。路以及电力系统元件保护。本讲稿第九页，共六十六页二、输电线纵联差动：二、输电线纵联差动：为减少导引线根数，采用电流综合器（为减少导引线根数，采用电流综合器（），将），将三相电流合成一单相电流，然后传送到对端进行三相电流合成一单相电流，然后传送到对端进行比较。单相电流比较。单相电流（I1+KI0）或或（I1+KI2）J JMNJ JGBmGBnMI1.NI1.mI2.nI2.inI2.mI2.导引线环流法环流法可以把可以

9、把I I2m2m分成两分成两部分，一部分通部分，一部分通过继电器的绕组过继电器的绕组返回，一部分通返回，一部分通过过GBGB的一次绕组的一次绕组返回，通过返回，通过GBGB一次一次绕组返回的传变到绕组返回的传变到另一侧，通过另一另一侧，通过另一侧继电器的绕组形侧继电器的绕组形成回路。成回路。本讲稿第十页，共六十六页J JMNJ JGBmGBnMI1.NI1.mI2.nI2.inI2.mI2.导引线导引线均压法均压法各侧的二次电各侧的二次电流通过继电器流通过继电器绕组和绕组和GBGB的的一次绕组及一次绕组及电流综合器电流综合器形成回路，形成回路，经经GBGB的两次传的两次传变到对侧变到对侧本讲稿

10、第十一页，共六十六页三、影响输电线纵差保护正确工作的因素三、影响输电线纵差保护正确工作的因素主要因素：主要因素：（3 3）导引线的故障和感应过电压）导引线的故障和感应过电压导引线短路或断线、环流法接线断线将造成保护误动，导引线短路或断线、环流法接线断线将造成保护误动，短路电流、雷电等可在导引线中感应产生过电压，应采短路电流、雷电等可在导引线中感应产生过电压，应采取过压保护措施。取过压保护措施。（2 2）导引线的阻抗和分布电容）导引线的阻抗和分布电容用于较长输电线路时，导引线阻抗增大，用于较长输电线路时，导引线阻抗增大，GBGB的二次负载的二次负载增大，使增大，使GBGB的传变误差增大，而导引线

11、的分布电容造成的传变误差增大，而导引线的分布电容造成漏电流。漏电流。（1 1）电流互感器的误差和不平衡电流）电流互感器的误差和不平衡电流由于电流互感器传变的幅值误差和相位误差使其由于电流互感器传变的幅值误差和相位误差使其二次电流不再大小相等方向相反，二次电流之和二次电流不再大小相等方向相反，二次电流之和不等于零，此电流称为不平衡电流不等于零，此电流称为不平衡电流 。本讲稿第十二页，共六十六页第二节第二节 输电线的高频保护输电线的高频保护1.1.敷设专用电缆，不现实，投资大，维护困难。敷设专用电缆，不现实，投资大，维护困难。2.2.微波站，可靠性高，但传输距离短，需中微波站，可靠性高，但传输距离

12、短，需中 继，继，国内几乎没有。国内几乎没有。3.3.借助两个变电站之间的输电线路。借助两个变电站之间的输电线路。（220220kVkV以上做为主保护）以上做为主保护）通讯通道：通讯通道：本讲稿第十三页，共六十六页一、基本概念：一、基本概念：1 1、定义：、定义：高频保护是以输电线载波通道作为通信通道高频保护是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护。的纵联保护。（广泛应用于超高压输电线路，线路较干净）（广泛应用于超高压输电线路，线路较干净）2 2、原理：、原理：将线路两端的电流相位（或功率方向）转化将线路两端的电流相位（或功率方向）转化为高频信号，然后利用输电线路本身构成一高频（载波）为高频信

13、号，然后利用输电线路本身构成一高频（载波）电流的通道，将此信号送到对端进行比较来决定保护是电流的通道，将此信号送到对端进行比较来决定保护是否动作的继电保护。它不反应被保护线路以外的故障，否动作的继电保护。它不反应被保护线路以外的故障，在整定值上无须与下级配合，故可不带动作延时。在整定值上无须与下级配合，故可不带动作延时。本讲稿第十四页，共六十六页3 3、按原理划分、按原理划分方向高频保护：方向高频保护：比较被保护线路两端的功率方向比较被保护线路两端的功率方向相差高频保护：相差高频保护：比较被保护线路两端电流的相位比较被保护线路两端电流的相位本讲稿第十五页，共六十六页二、高频通道的构成原理二、高

14、频通道的构成原理发发 收收讯讯 讯讯继电继电部分部分继电继电部分部分112233445收收 发发讯讯 讯讯566高频通道构成示意图高频通道构成示意图1 1 阻波器；阻波器；2 2 耦合电容器；耦合电容器；3 3 连接滤波器；连接滤波器；4 4 电缆；电缆；5 5 高频收发讯机；高频收发讯机；6 6 接地刀闸接地刀闸本讲稿第十六页，共六十六页1 1、阻波器（鼠笼式）、阻波器（鼠笼式）由一电感线圈与可变电容器并联组由一电感线圈与可变电容器并联组成的回路，当并联谐振时，它所呈现的阻抗最大，使其谐振成的回路，当并联谐振时，它所呈现的阻抗最大，使其谐振频率为所用的载波频率频率为所用的载波频率 。高频信号

15、就被限制在被。高频信号就被限制在被保护输电线路的范围以内，而不能穿越到相邻线路上去。对保护输电线路的范围以内，而不能穿越到相邻线路上去。对5050HzHz工频电流阻波器仅呈电感线圈的阻抗，数值很少。工频电流阻波器仅呈电感线圈的阻抗，数值很少。2 2、结合电容器（耦合电容器）、结合电容器（耦合电容器）将载波信号传递到输电线路，同时使高频收发信机与工频高将载波信号传递到输电线路，同时使高频收发信机与工频高压线路绝缘。压线路绝缘。本讲稿第十七页，共六十六页5 5、刀闸、刀闸检修连接滤波器时，作为结合电容器的下面一级接地检修连接滤波器时，作为结合电容器的下面一级接地之用。之用。4 4、高频收发信机、高

16、频收发信机由发信机发出信号，通过高频通道送到对端的收信机由发信机发出信号，通过高频通道送到对端的收信机中，也可为自己的收信机所接收，高频收信机接收由中，也可为自己的收信机所接收，高频收信机接收由本端和对端所发送的高频信号经过比较判断后，再动本端和对端所发送的高频信号经过比较判断后，再动作于继电保护装置使之跳闸或将它闭锁。作于继电保护装置使之跳闸或将它闭锁。3 3、连接滤波器、连接滤波器结合电容器与连接滤波器共同组成一个四端网络的结合电容器与连接滤波器共同组成一个四端网络的“带通滤带通滤波器波器”使所需频带的高频电流能够通过。使所需频带的高频电流能够通过。本讲稿第十八页，共六十六页三、高频通道的

17、工作方式和高频信号的作用三、高频通道的工作方式和高频信号的作用1 1、工作方式、工作方式 经常有高频电流（长期发信）经常有高频电流（长期发信）正常情况下，发信机连续发信，通道中经常有高频电流。正常情况下，发信机连续发信，通道中经常有高频电流。优点：优点：通道的工作状态可得到经常监视，可靠性通道的工作状态可得到经常监视，可靠性高。高。移频方式移频方式正常情况下，发信机发出一种频率的高频电流，用以监正常情况下，发信机发出一种频率的高频电流，用以监视通道及闭锁保护，故障时移频。视通道及闭锁保护，故障时移频。经常无高频电流（故障时发信）经常无高频电流（故障时发信）正常情况下，发信机不发信，通道中无高频

18、电流通过；故正常情况下，发信机不发信，通道中无高频电流通过；故障时发信机由起动元件起动发信，通道中有高频电流；障时发信机由起动元件起动发信，通道中有高频电流；优优点：点：对邻近通道影响少，收发信机寿命长。对邻近通道影响少，收发信机寿命长。本讲稿第十九页，共六十六页2 2、由传送信号的性质分：、由传送信号的性质分：传送跳闸信号：传送跳闸信号：线路内部故障时，直接引起线路内部故障时，直接引起 保护跳闸的信号保护跳闸的信号传送允许信号：传送允许信号：线路内部故障时，将保护线路内部故障时，将保护 开放，允许保护跳闸的信号开放，允许保护跳闸的信号传送闭锁信号：传送闭锁信号：线路外部故障时，将保护线路外部

19、故障时，将保护 闭锁的信号闭锁的信号本讲稿第二十页，共六十六页3 3、传递闭锁信号方式、传递闭锁信号方式特点：特点：a.a.不受通道破坏的影响不受通道破坏的影响b.b.不用鉴别信号源（是对侧还是本侧）不用鉴别信号源（是对侧还是本侧）收不到这种高频信号是高频保护跳闸的必要条件。收不到这种高频信号是高频保护跳闸的必要条件。当故障发生在正前方，则停信，本侧收不到高频信当故障发生在正前方，则停信，本侧收不到高频信号则跳闸。号则跳闸。本讲稿第二十一页，共六十六页4 4、传递允许信号方式、传递允许信号方式特点：特点：a.a.受通道破坏影响受通道破坏影响b.b.信号源必须要鉴别是对侧还是本侧发出信号源必须要

20、鉴别是对侧还是本侧发出 的高的高频信号频信号 收到这种高频信号是高频保护动作跳闸的收到这种高频信号是高频保护动作跳闸的必要条件。必要条件。本侧功率方向继电器判断故障发生在正前方时本侧功率方向继电器判断故障发生在正前方时发信，保护继电器要动作。发信，保护继电器要动作。收到对侧的高频信号则跳闸。收到对侧的高频信号则跳闸。本讲稿第二十二页，共六十六页5 5、传递跳闸信号方式、传递跳闸信号方式特点：特点：a.a.受通道破坏影响受通道破坏影响b.b.信号源不要鉴别信号源不要鉴别例如线路两侧均装设距离保护，例如线路两侧均装设距离保护，I I段采用方向阻抗继电器，段采用方向阻抗继电器，I I段动段动作既跳开

21、本侧断路器，同时发信让对侧跳开断路器。作既跳开本侧断路器，同时发信让对侧跳开断路器。收到这种信号是保护动作收到这种信号是保护动作于跳闸的充要条件。于跳闸的充要条件。当保护范围内部故障而继电器动作时，发信、收当保护范围内部故障而继电器动作时，发信、收信后则跳闸。信后则跳闸。本讲稿第二十三页，共六十六页四、方向高频保护四、方向高频保护1 1、高频闭锁方向保护、高频闭锁方向保护定义：定义：以高频通道经常无电流而外部故障时以高频通道经常无电流而外部故障时发出闭锁信号的方式构成的保护。此闭锁信号发出闭锁信号的方式构成的保护。此闭锁信号由短路功率方向为负的一端发出，这个信号被由短路功率方向为负的一端发出，

22、这个信号被两端的收信机所接收而把保护闭锁，称为高频两端的收信机所接收而把保护闭锁，称为高频闭锁方向保护。闭锁方向保护。本讲稿第二十四页，共六十六页设故障发生于线路设故障发生于线路BCBC的范围内，则短路功率的范围内，则短路功率S Sd d的的方向如图所示。此时，方向如图所示。此时，BCBC两端的方向高频保护两端的方向高频保护3 3和和4 4的功率为正，保护应动作于跳闸，故保护的功率为正，保护应动作于跳闸，故保护3 3、4 4均不发出高频闭锁信号，故在保护起动后，即均不发出高频闭锁信号，故在保护起动后，即可瞬时可瞬时动作，跳开两端的断路器。动作，跳开两端的断路器。dABCD123456 基本原理

23、：基本原理：SdSdSdSd（+）（+）（+）（+）（-）（-）本讲稿第二十五页，共六十六页对非故障线路对非故障线路ABAB和和CDCD，其靠近故障点一端的保，其靠近故障点一端的保护护2 2和保护和保护5 5的功率方向为负，则该端的保护发的功率方向为负，则该端的保护发出高频闭锁信号，此信号一方面被自己的接收出高频闭锁信号，此信号一方面被自己的接收机接收，同时经高频通道把信号送到对端的保机接收，同时经高频通道把信号送到对端的保护，保护装置护，保护装置1 1、2 2和和5 5、6 6都被高频信号闭锁。都被高频信号闭锁。保护不会将线路保护不会将线路ABAB和和CDCD错误的切除。错误的切除。ABCD

24、12d3456SdSdSdSd高频信号高频信号高频信号高频信号（+）（+）（-）（+）（+）（-）闭锁闭锁闭锁闭锁本讲稿第二十六页，共六十六页 保护装置组成：保护装置组成：起动元件起动元件I I1 1和和I I2 2，其灵敏度选择的不同，灵敏，其灵敏度选择的不同，灵敏度较高的起动元件度较高的起动元件I I1 1只用来起动高频发信机以发出闭锁信号，只用来起动高频发信机以发出闭锁信号，而灵敏度较低的起动元件而灵敏度较低的起动元件I I2 2则准备好跳闸回路。功率方向元则准备好跳闸回路。功率方向元件件3 3用以判别短路的方向，用以判别短路的方向，4 4ZJZJ用在内部故障时，停止发出高频信用在内部故

25、障时，停止发出高频信号，号，5 5ZJZJ用以控制保护的跳闸回路。（用以控制保护的跳闸回路。（5 5ZJZJ有动作线圈和制动线圈）有动作线圈和制动线圈）I2+I1+4ZJ5ZJ+-收收 发发信信 信信机机 机机跳闸跳闸UJ本讲稿第二十七页，共六十六页a.a.外部故障（假设故障发生在线路右侧保护之外）外部故障（假设故障发生在线路右侧保护之外）线路左侧保护功率方向为正，右侧保护功率方向为负，此时，两侧的启动元件线路左侧保护功率方向为正，右侧保护功率方向为负，此时，两侧的启动元件I I1 1均动作，经过均动作，经过4 4ZJZJ的常闭触点启动发信机，发信机发出的闭锁信号一方面为自己的收信机所接收，的

26、常闭触点启动发信机，发信机发出的闭锁信号一方面为自己的收信机所接收，一方面经高频通道，被对端的收信机接收。当收到信号后，一方面经高频通道，被对端的收信机接收。当收到信号后，5 5ZJZJ的制动线圈中有电的制动线圈中有电流，即把保护闭锁，起动元件流，即把保护闭锁，起动元件I I2 2也同时动作闭合其触点，准备了跳闸回路，在也同时动作闭合其触点，准备了跳闸回路，在S Sd d为正的一为正的一端，方向元件端，方向元件3 3动作使动作使4 4ZJZJ起动，触点断开停止发信，同时给起动，触点断开停止发信，同时给5 5ZJZJ的工作线圈加入电流，在的工作线圈加入电流，在S Sd d为负的一端，方向元件不启

27、动，为负的一端，方向元件不启动，4 4ZJZJ不动作，故发信机继续发送闭锁信号，不动作，故发信机继续发送闭锁信号，I2+I1+4ZJ5ZJ+-收收 发发信信 信信机机 机机跳闸跳闸UJ左侧左侧S Sd d为正方向元件动为正方向元件动作作4 4ZJZJ起动起动触点断开触点断开停止发信停止发信右侧右侧S Sd d为负为负,方向元件不动作方向元件不动作 4 4ZJZJ不动作不动作触点闭合继续发信触点闭合继续发信I I2 2动作准备好跳闸回路动作准备好跳闸回路故障时故障时I I1 1先动作先动作本讲稿第二十八页，共六十六页线路左侧保护的线路左侧保护的5 5ZJZJ中两个线圈均有电流，保护被闭锁。中两个

28、线圈均有电流，保护被闭锁。线路右侧保护的线路右侧保护的5 5ZJZJ中只有制动线圈有电流，中只有制动线圈有电流，5 5ZJZJ不能动作，保护不能动作，保护被闭锁。被闭锁。I2+I1+4ZJ5ZJ+-收收 发发信信 信信机机 机机跳闸跳闸UJ本讲稿第二十九页，共六十六页I2+I1+4ZJ5ZJ+-收收 发发信信 信信机机 机机驱动断路器跳闸驱动断路器跳闸UJb.b.两端供电线路内部故障两端供电线路内部故障两端保护的两端保护的I I1 1和和I I2 2均动作，其后两端方向元件均动作，其后两端方向元件3 3和和4 4ZJZJ也动作，也动作，两端发信机均停信，这时两端发信机均停信，这时5 5ZJZJ

29、中就只有工作线圈中有电流，中就只有工作线圈中有电流，故能立即动作使两端的断路器跳闸。故能立即动作使两端的断路器跳闸。发发信信机机停停信信5ZJ5ZJ中就只有工作线中就只有工作线圈中有电流圈中有电流,5ZJ5ZJ动动作作本讲稿第三十页，共六十六页c.c.单端供电线路内部故障单端供电线路内部故障当只从一端供电的线路内部故障时，在受电端的半套保护不启当只从一端供电的线路内部故障时，在受电端的半套保护不启动，也不发高频信号，而在电源端的保护则能够立即动作使电动，也不发高频信号，而在电源端的保护则能够立即动作使电源端的断路器跳闸。源端的断路器跳闸。I2+I1+4ZJ5ZJ+-收收 发发信信 信信机机 机

30、机跳闸跳闸UJ电电源源端端受受电电端端本讲稿第三十一页，共六十六页I2+I1+4ZJ5ZJ+-收收 发发信信 信信机机 机机跳闸跳闸UJd.d.系统振荡系统振荡对接于相电流和相电压（或线电压）上的功率方向元对接于相电流和相电压（或线电压）上的功率方向元件，当系统发生振荡且振荡中心位于保护范围以内时，件，当系统发生振荡且振荡中心位于保护范围以内时，由于两端的功率方向均为正，保护将要误动，而对于由于两端的功率方向均为正，保护将要误动，而对于反应负序或零序的功率方向元件，则不受振荡的影响。反应负序或零序的功率方向元件，则不受振荡的影响。（振荡时三相对称）（振荡时三相对称）当振荡中心位于保护范围以外时

31、，保护不会误动当振荡中心位于保护范围以外时，保护不会误动!本讲稿第三十二页，共六十六页 整定计算：整定计算：起动发信机电流继电器起动发信机电流继电器I I1 1（灵敏元件）的动（灵敏元件）的动作电流：作电流：起动保护继电器起动保护继电器I I2 2（不灵敏元件）的动作电流：（不灵敏元件）的动作电流：灵敏度校验：灵敏度校验：本讲稿第三十三页，共六十六页2 2、高频闭锁负序方向保护、高频闭锁负序方向保护+收收 发发信信 信信机机 机机2ZJ-跳闸跳闸U U2 2过滤器过滤器过滤器过滤器GJ21ZJ+3ZJ-UaUbUc由于当系统发生振荡且振荡中心位于保护范围以内时，两端的由于当系统发生振荡且振荡中

32、心位于保护范围以内时，两端的功率方向均为正，高频闭锁方向保护可能误动，广泛采用高频功率方向均为正，高频闭锁方向保护可能误动，广泛采用高频闭锁负序方向保护。闭锁负序方向保护。本讲稿第三十四页，共六十六页主要组成元件：主要组成元件：I I2 2、U U2 2过滤器，双向动作的负序功率方向元件过滤器，双向动作的负序功率方向元件GJGJ2 2，具有工作线圈和制动线圈的极化继电器，具有工作线圈和制动线圈的极化继电器2 2ZJZJ，串接于起，串接于起动发信机回路中带延时返回的中间继电器动发信机回路中带延时返回的中间继电器1 1ZJZJ及出口跳闸继及出口跳闸继电器电器3 3ZJZJ。+收收 发发信信 信信机

33、机 机机2ZJ2ZJ-跳闸跳闸U U2 2过滤器过滤器过滤器过滤器GJGJ2 21ZJ1ZJ+3ZJ3ZJ-UaUbUc负序功率负序功率方向元件方向元件带延时返回的中间带延时返回的中间继电器继电器极化继电极化继电器器出口跳闸继出口跳闸继电器电器本讲稿第三十五页，共六十六页a.a.当内部故障时，当内部故障时，两侧两侧GJGJ2 2的触点均向下闭合，使的触点均向下闭合，使2 2ZJZJ工作线圈带工作线圈带电，两端的发信机均不能起动，由于两侧均不发信，收信机收电，两端的发信机均不能起动，由于两侧均不发信，收信机收不到闭锁信号没有制动信号，故不到闭锁信号没有制动信号，故2 2ZJZJ触点闭合，通过触点

34、闭合，通过3 3ZJZJ动作于动作于跳闸。跳闸。+收收 发发信信 信信机机 机机2ZJ2ZJ-跳闸跳闸U U2 2过滤器过滤器过滤器过滤器GJGJ2 21ZJ1ZJ+3ZJ3ZJ-UaUbUcS Sd d为正，为正，GJGJ2 2向下闭合触点向下闭合触点S Sd d为负，为负，GJGJ2 2向上闭合触点向上闭合触点2ZJ2ZJ动作绕组动作绕组有电流有电流2ZJ2ZJ制动绕组制动绕组无电流无电流本讲稿第三十六页，共六十六页b.b.当外部故障时，当外部故障时，靠近故障点一侧的靠近故障点一侧的GJGJ2 2触点向上闭合，经触点向上闭合，经1 1ZJZJ的电流线圈而起动发信机，的电流线圈而起动发信机，

35、1 1ZJZJ触点闭合以后，又经电阻触点闭合以后，又经电阻R R实实现对发信机的附加起动发出闭锁信号从而把两端的保护闭现对发信机的附加起动发出闭锁信号从而把两端的保护闭锁。锁。+收收 发发信信 信信机机 机机2ZJ2ZJ-跳闸跳闸U U2 2过滤器过滤器过滤器过滤器GJGJ2 21ZJ1ZJ+3ZJ3ZJ-UaUbUc2ZJ2ZJ制动绕组有制动绕组有电流电流附加起动附加起动追加发信追加发信本讲稿第三十七页，共六十六页c.c.当三相对称短路时，当三相对称短路时，由于三相短路的初瞬总有一个不对称由于三相短路的初瞬总有一个不对称的过程。的过程。若为内部三相短路则在短路初瞬，若为内部三相短路则在短路初

36、瞬，GJGJ2 2触点向下闭合，两侧发触点向下闭合，两侧发信机均不发信，通过信机均不发信，通过2 2ZJZJ和和3 3ZJZJ瞬时跳开两侧的断路器。瞬时跳开两侧的断路器。若为外部故障，则在其初瞬，若为外部故障，则在其初瞬，GJGJ2 2触点向上闭合给触点向上闭合给1 1ZJZJ线圈线圈供电，同时起动发信机发信，并通过供电，同时起动发信机发信，并通过R R实现附加起动，实现附加起动，（通过（通过1 1ZJZJ的线圈直接起动发信机主要是提高发信速度）。的线圈直接起动发信机主要是提高发信速度）。当负序消失后，由于当负序消失后，由于1 1ZJZJ采用采用带延时返回的中间继电器带延时返回的中间继电器（绕

37、（绕组中接有大容量电容），所以此时，发信机仍然发出闭锁信号，组中接有大容量电容），所以此时，发信机仍然发出闭锁信号，直到故障线路的高频保护将故障切除后短路电流消失，同时，直到故障线路的高频保护将故障切除后短路电流消失，同时，负序也消失，故保护均不动作。负序也消失，故保护均不动作。本讲稿第三十八页，共六十六页整定计算：整定计算：高频闭锁负序方向保护高频闭锁负序方向保护本讲稿第三十九页，共六十六页3 3、高频闭锁距离保护、高频闭锁距离保护 高频闭锁方向保护高频闭锁方向保护只能用作本线路的全线快速保只能用作本线路的全线快速保护，不能作为变电所母线和相邻线路的后备。护，不能作为变电所母线和相邻线路的后

38、备。由于在距离保护中所用的主要继电器（如起动元件、方由于在距离保护中所用的主要继电器（如起动元件、方向阻抗元件等）均可用于高频保护中，故可把两者结合向阻抗元件等）均可用于高频保护中，故可把两者结合起来，做成高频闭锁距离保护，使得内部故障时能够瞬起来，做成高频闭锁距离保护，使得内部故障时能够瞬时动作而在外部故障时具有不同的时限特性，起到后备时动作而在外部故障时具有不同的时限特性，起到后备保护的作用。保护的作用。距离保护距离保护只能在线路中间只能在线路中间60%60%-70%-70%长度的范围内瞬时切长度的范围内瞬时切除故障，而其余除故障，而其余30%30%-40%-40%要以一端带有要以一端带有

39、IIII段的时限来切段的时限来切除。除。本讲稿第四十页，共六十六页 G 距离保护各段动作区域示意图距离保护各段动作区域示意图 G 2134CABD1.距离距离段段2.2.距离距离段段距离距离段段60%70%本讲稿第四十一页，共六十六页Z ZIIIIII+1ZJ1ZJ收收 发发信信 信信机机 机机跳闸跳闸tIIIIZ ZI II ItIIIIIIZ ZI I2ZJ2ZJ工作原理：工作原理：灵敏元件灵敏元件Z ZIIIIII首先起动通过首先起动通过1 1ZJZJ常闭触点启动发信。常闭触点启动发信。若故障在若故障在A A侧侧I I段段范围内，则范围内，则Z ZI I，Z ZIIII，Z ZIIIII

40、I均动作，均动作，Z ZI I动作，不管有动作，不管有无闭锁信号，无闭锁信号，A A侧保护均立即跳闸，侧保护均立即跳闸，同时同时Z ZIIII动作使动作使1 1ZJZJ动作动作，触点断开，触点断开，停止发信。对于停止发信。对于B B侧，故障在侧，故障在I I段段范围时，保护动作同范围时，保护动作同A A侧，故障在侧，故障在IIII段段范围时，范围时，Z ZIIII。Z ZIIIIII均动作，其均动作，其Z ZIIII动作使动作使1 1ZJZJ动作，停止发信。两侧均动作，停止发信。两侧均停信，收信机无输出，停信，收信机无输出，2 2ZJZJ不动作，保护通过不动作，保护通过2 2ZJZJ常闭触点瞬

41、时跳闸。常闭触点瞬时跳闸。三段启动元件可以采用方向阻抗继电器吗？启动发启动发信机发信机发信信瞬时动作瞬时动作跳闸跳闸1ZJ1ZJ触点触点断开停断开停信信收信机收信机无输出无输出经经2ZJ2ZJ直直接跳闸接跳闸A A侧侧I I段段范范围内故障围内故障A A侧侧IIII段段范围范围内故障内故障本讲稿第四十二页，共六十六页Z ZIIIII I+1ZJ1ZJ收收 发发信信 信信机机 机机跳闸跳闸t tIIIIZ ZIIIIt tIIIIIIZ ZI I2ZJ2ZJ 若若A侧侧II段段范围内故障，范围内故障，A侧侧ZII，ZIII动作，动作，ZII动作使动作使1ZJ动作触点断开，停动作触点断开，停信，若

42、对侧也没发信（信，若对侧也没发信（第一种情况第一种情况），则），则2ZJ不动作，触点闭合，通过不动作，触点闭合，通过2ZJ触点触点而瞬时跳闸，若故障发生在相邻下条线路，则对侧的而瞬时跳闸，若故障发生在相邻下条线路，则对侧的ZIII动作，动作，ZI、ZII不动作，不动作，ZIII动作后，通过动作后，通过1ZJ的常闭触点而起动发信，高频信号传到本侧，收信机有输出，的常闭触点而起动发信，高频信号传到本侧，收信机有输出，2ZJ的常闭触点断开，闭锁本侧的保护。若在的常闭触点断开，闭锁本侧的保护。若在tII时间内时间内ZII一直动作，说明高频保一直动作，说明高频保护失灵，以护失灵，以tII时间动作跳闸。时

43、间动作跳闸。故障在本线路范围内且在对侧保护的故障在本线路范围内且在对侧保护的I段范围内段范围内故障在相邻下一条线路故障在相邻下一条线路I段范围内段范围内两种情况两种情况本讲稿第四十三页，共六十六页Z ZIIIII I+1ZJ1ZJ收收 发发信信 信信机机 机机跳闸跳闸t tIIIIZ ZIIIIt tIIIIIIZ ZI I2ZJ2ZJ在高频闭锁距离保护中，距离在高频闭锁距离保护中，距离、段阻抗元件需采用何种阻段阻抗元件需采用何种阻抗继电器？距离抗继电器？距离段的阻抗元件可采用何种阻抗继电器？距段的阻抗元件可采用何种阻抗继电器？距离离段可否采用偏移阻抗继电器？若可以的话，需满足段可否采用偏移阻

44、抗继电器？若可以的话，需满足什么条件？什么条件？在高频闭锁距离保护中，距离在高频闭锁距离保护中，距离、段的阻抗元件需采用方向阻抗继电器，距离段的阻抗元件需采用方向阻抗继电器，距离段的测量元件可段的测量元件可采用全阻抗继电器和偏移阻抗继电器。为实现在外部故障时，高频保护能可靠闭锁，偏移阻抗采用全阻抗继电器和偏移阻抗继电器。为实现在外部故障时，高频保护能可靠闭锁，偏移阻抗继电器反方向的偏移度应大于线路对侧距离保护继电器反方向的偏移度应大于线路对侧距离保护段的保护范围。段的保护范围。本讲稿第四十四页，共六十六页五、相差动高频保护五、相差动高频保护利用高频电流信号，比较线路两端电流的相位，进而利用高频

45、电流信号，比较线路两端电流的相位，进而决定其是否动作的保护。决定其是否动作的保护。1 1、基本原理、基本原理比较被保护线路两端短路电流的相位。比较被保护线路两端短路电流的相位。（采用电流给定正方向为由母线流向线路）（采用电流给定正方向为由母线流向线路）保护保护保护保护本讲稿第四十五页，共六十六页AId1.保护保护保护保护BId1.d1tiAId1.BId1.AId1.BId1.当当d d1 1点故障时，两侧电源提供的短路电流点故障时，两侧电源提供的短路电流I Id1.Ad1.A和和I Id1.Bd1.B都都是从母线流向线路，两端电流相位相同，保护应动作。是从母线流向线路，两端电流相位相同，保护

46、应动作。本讲稿第四十六页，共六十六页保护保护保护保护d2AId2.BId2.AId2.BId2.AId2.BId2.ti当当d d2 2点故障时，两侧保护感受的短路电流是由点故障时，两侧保护感受的短路电流是由A A侧侧电源提供的，电源提供的，A A侧侧I Id2.Ad2.A从母线流向线路，从母线流向线路，B B侧侧I Id2.Bd2.B从从线路流向母线，两端电流相位相差线路流向母线，两端电流相位相差180180，保护不，保护不应动作。应动作。本讲稿第四十七页，共六十六页当采用高频通道经常无电流，当采用高频通道经常无电流，而在外部故障时发出高频电流而在外部故障时发出高频电流的方式构成高频闭锁保护

47、时，的方式构成高频闭锁保护时，当短路电流为正半周，使它操当短路电流为正半周，使它操作高频发信机发信，而在负半作高频发信机发信，而在负半周则停止发信。周则停止发信。工作方式：高频通道经常无电流（故障时发信）工作方式：高频通道经常无电流（故障时发信）传递信号性质：闭锁信号传递信号性质：闭锁信号本讲稿第四十八页，共六十六页 当内部故障时，当内部故障时，由于两端的电流同相位，它们将由于两端的电流同相位，它们将同时发出闭锁信号也同时停止闭锁信号，故从两端收同时发出闭锁信号也同时停止闭锁信号，故从两端收信机所收到的高频电流就是间断的高频电流信号。信机所收到的高频电流就是间断的高频电流信号。tiAId1.B

48、Id1.两个电流相位相同两个电流相位相同但幅值可能不同但幅值可能不同本讲稿第四十九页，共六十六页 当外部故障时，当外部故障时，由于两端电流的相位相反，两由于两端电流的相位相反，两个高频电流发出的时间就相差个高频电流发出的时间就相差180180。从两端收信。从两端收信机中所收到的总信号就是一个连续不断的高频电流，机中所收到的总信号就是一个连续不断的高频电流，使保护闭锁。所以使保护闭锁。所以在外部故障时，由对端送来的在外部故障时，由对端送来的高频脉冲电流正好填满本端高频脉冲的空隙而高频脉冲电流正好填满本端高频脉冲的空隙而使本端的保护闭锁。使本端的保护闭锁。tiAId1.BId1.本讲稿第五十页，共

49、六十六页2 2、比相回路、比相回路 在发生故障时，灵敏度不同的两套起动元件都应动在发生故障时，灵敏度不同的两套起动元件都应动作，作，灵敏度高的低定值起动元件动作后，启动高频发信机发灵敏度高的低定值起动元件动作后，启动高频发信机发信，灵敏度低的高定值起动元件动作后，使比相和出口回路信，灵敏度低的高定值起动元件动作后，使比相和出口回路开放，开放，当收信机收到高频电流，输出为正时当收信机收到高频电流，输出为正时,与门被封锁与门被封锁,出口无跳闸输出。出口无跳闸输出。t1 00 t2与与门门收信机输出收信机输出高定值启动元件高定值启动元件出口出口跳闸跳闸鉴宽鉴宽 间隔大于间隔大于t1t1展宽到展宽到t

50、2t2a.a.定义：定义：鉴别高频电流是连续的还是有间断的以及鉴别高频电流是连续的还是有间断的以及 间断角度大小的回路称为相位比较回路。间断角度大小的回路称为相位比较回路。在外部故障时，收信机收到连续的高频电流，比相在外部故障时，收信机收到连续的高频电流，比相回路无输出，保护被闭锁。回路无输出，保护被闭锁。本讲稿第五十一页，共六十六页 在内部故障时，收信机收到间断的高频电流，在在内部故障时，收信机收到间断的高频电流，在高频电流间断期间，收信机输出为高频电流间断期间，收信机输出为“负负”，“否否”元件元件有输出，有输出，当间断时间大于一定的角度（由各种误差使保当间断时间大于一定的角度（由各种误差