电力系统继电保护第四章输电线路的纵联保护课件.ppt

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1、第四章第四章 输电线路的纵联保护输电线路的纵联保护1ppt课件n问题的提出问题的提出 在在220kV220kV及以上系统中，为满及以上系统中，为满足稳定性要求，在线路上发生故足稳定性要求，在线路上发生故障时，要求障时，要求全线速动全线速动(即无时限即无时限切除任意一点故障切除任意一点故障)，快速切除，快速切除故障，以满足系统稳定性要求。故障，以满足系统稳定性要求。第一节第一节 输电线路纵联保护概述输电线路纵联保护概述2ppt课件反应单侧电源电气量的保护（电流、电压和距反应单侧电源电气量的保护（电流、电压和距离保护）无法实现全线速动！离保护）无法实现全线速动！无法识别线路末端和下条线路始端的故障

2、，为无法识别线路末端和下条线路始端的故障，为保证选择性，就必须延时。保证选择性，就必须延时。3ppt课件n电流保护、距离保护，电流保护、距离保护，I段只段只保护线路的保护线路的80%85%，对其，对其余的余的15%20%线路故障，只线路故障，只能靠带延时能靠带延时0.5s时间的时间的II段来段来保护，保护，对高压输电线路不能满对高压输电线路不能满足系统稳定性的要求，需要寻足系统稳定性的要求，需要寻求新的能保护线路全长的保护。求新的能保护线路全长的保护。4ppt课件如何保证瞬时切除高压输电线路故障？如何保证瞬时切除高压输电线路故障？解决办法：获取对侧的电气量信息，判断故障是获取对侧的电气量信息，

3、判断故障是否在保护区内。否在保护区内。采用线路纵联保护！采用线路纵联保护！5ppt课件分析、讨论特征的目的：分析、讨论特征的目的：寻找内部故障与其他工况（正常运行、寻找内部故障与其他工况（正常运行、外部外部故障）故障）的特征的特征区别和差异区别和差异 提取判据，构提取判据，构成继成继电保护电保护原理。原理。两侧两侧电气量的特征电气量的特征 当然，构成原理后，再分析影响因素；并当然，构成原理后，再分析影响因素；并研究消除影响因素的对策、措施（需要权衡研究消除影响因素的对策、措施（需要权衡利弊后，再确定是否采用）。利弊后，再确定是否采用）。6ppt课件归纳：归纳：正常运行正常运行或外部故障或外部故

4、障内部故障内部故障方向元件方向元件两侧均为正两侧均为正阻抗元件阻抗元件一侧为正一侧为正一侧为负一侧为负一侧动作一侧动作一侧不动作一侧不动作两侧均动作两侧均动作（希望动作）（希望动作）（希望不动）（希望不动）特征分界特征分界 如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。电流相位电流相位相位差相位差接近同相接近同相7ppt课件n纵联保护：纵联保护：用某种通信信道将输电线用某种通信信道将输电线路两端的保护装置路两端的保护装置纵向纵向联结起来，将联结起来，将一端电气量（一端电气量（电流、功率方向电流、功率方向等）传等）传到对端进行比较，到对端进行比较，判断故障在本线路判断故

5、障在本线路范围内还是范围之外范围内还是范围之外，从而决定是否，从而决定是否切除被保护线路。切除被保护线路。n可以实现本线路全长范围内任意一点可以实现本线路全长范围内任意一点故障的零秒切除的保护。故障的零秒切除的保护。n纵联保护没有后备保护功能纵联保护没有后备保护功能8ppt课件纵联保护分类：纵联保护分类：单元式保护单元式保护（输电线路作为一个被保护单元）（输电线路作为一个被保护单元）n从输电线路的每一端采集电气量从输电线路的每一端采集电气量的测量值，通过通信通道传送到其他的测量值，通过通信通道传送到其他各端。在各端将这些测量值进行直接各端。在各端将这些测量值进行直接比较，以决定保护装置是否应该

6、动作比较，以决定保护装置是否应该动作跳闸。跳闸。n 比如：相位差动保护，电流差动保护比如：相位差动保护，电流差动保护9ppt课件非单元式保护非单元式保护n在输电线路各端对某种或几种电气在输电线路各端对某种或几种电气量进行测量，但并不将测量值直接传送量进行测量，但并不将测量值直接传送到其他各端直接进行比较，而是传送根到其他各端直接进行比较，而是传送根据这些测量值得到的对故障性质（如故据这些测量值得到的对故障性质（如故障方向、故障位置）的某种判断结果。障方向、故障位置）的某种判断结果。n比如：方向比较式纵联保护，距离纵联比如：方向比较式纵联保护，距离纵联保护（欧洲普遍应用）保护（欧洲普遍应用）纵联

7、保护分类：纵联保护分类：10ppt课件任何纵联保护都是依靠通信通道传送的某种信任何纵联保护都是依靠通信通道传送的某种信号来判断故障的位置是否在被保护线路内号来判断故障的位置是否在被保护线路内一套完整的纵联保护包括一套完整的纵联保护包括一套完整的纵联保护包括一套完整的纵联保护包括两端继电保护装置、通信设两端继电保护装置、通信设两端继电保护装置、通信设两端继电保护装置、通信设备和通信通道备和通信通道备和通信通道备和通信通道。11ppt课件信号：信号：n闭锁信号闭锁信号n收不到这种信号是保护动作跳闸的必要条件收不到这种信号是保护动作跳闸的必要条件n允许信号允许信号n收到这种信号是保护动作跳闸的必要条

8、件收到这种信号是保护动作跳闸的必要条件n跳闸信号跳闸信号n收到这种信号是保护动作于跳闸的充要条件收到这种信号是保护动作于跳闸的充要条件12ppt课件n纵联保护信号传输方式：纵联保护信号传输方式：n（1 1）以以导导引引线线作作为为通通信信通通道道：纵纵联联差差动保护动保护n（2 2）电电力力线线载载波波：高高频频保保护护（方方向向高高频频保保护护，相相差差高高频频保保护护），其其中中方方向向高高频频保保护护又又包包括括高高频频闭闭锁锁方方向向保保护护，高高频频闭锁负序方向保护，高频闭锁距离保护；闭锁负序方向保护，高频闭锁距离保护；n（3 3）微微波波：微微波波保保护护，长长线线路路，需需要要中

9、继站；中继站；纵联保护按通道类型分类纵联保护按通道类型分类13ppt课件A.按通信通道分：按通信通道分：(1)导引线通道导引线通道需要沿线铺设导引线电缆传送电气量信息，其需要沿线铺设导引线电缆传送电气量信息，其投资随线路的长度而增加。此外，导引线越长，投资随线路的长度而增加。此外，导引线越长，其自身安全性越低。用于短线路。其自身安全性越低。用于短线路。(2)电力线载波通道电力线载波通道利用输电线路本身作为通信通道，不需专门架设利用输电线路本身作为通信通道，不需专门架设通信通道，应用广泛。通信通道，应用广泛。注意：线路发生故障时通道可能遭到破坏。注意：线路发生故障时通道可能遭到破坏。纵联保护的分

10、类：纵联保护的分类：14ppt课件(3)微波通道微波通道是一种多路通信通道，频带宽，可传送交流电是一种多路通信通道，频带宽，可传送交流电的波形。是理想的通道，但保护专用微波通道的波形。是理想的通道，但保护专用微波通道是不经济的。是不经济的。(4)光纤通道光纤通道采用光纤作为通信通道，目前超高压线路在采用光纤作为通信通道，目前超高压线路在架线时已同时架设光纤通道，所以，已被越来架线时已同时架设光纤通道，所以，已被越来越多的超高压线路采用。越多的超高压线路采用。15ppt课件B.按保护动作原理分：按保护动作原理分：(1)方向比较式纵联保护方向比较式纵联保护l两侧的保护装置将本侧的功率方向、测量阻两

11、侧的保护装置将本侧的功率方向、测量阻抗是否在规定的方向、区段内的判别结果传抗是否在规定的方向、区段内的判别结果传送到对侧，每侧保护装置根据两侧的判别结送到对侧，每侧保护装置根据两侧的判别结果，区分是区内故障还是区外故障。果，区分是区内故障还是区外故障。l传送的是逻辑信号，而非电气量本身。传送的是逻辑信号，而非电气量本身。l 分为分为方向纵联保护方向纵联保护和和距离纵联保护距离纵联保护。16ppt课件(2)纵联电流差动保护纵联电流差动保护l将本侧电流的波形或代表电流相位的信号传送将本侧电流的波形或代表电流相位的信号传送到对侧，两侧同时比较后区分是区内故障还是到对侧，两侧同时比较后区分是区内故障还

12、是区外故障；区外故障；l在每侧直接比较两侧的电气量；在每侧直接比较两侧的电气量；l要求两侧信息同步采集。要求两侧信息同步采集。l 分为分为纵联电流差动保护纵联电流差动保护和和纵联电流相位差动纵联电流相位差动保护保护。17ppt课件4.2输电线路纵联保护两侧信息的交换输电线路纵联保护两侧信息的交换n输电线路纵联保护需要通过输电线路纵联保护需要通过通信通信设备设备和和通信通道通信通道快速地进行信息快速地进行信息传递。传递。n 目前常用的通信方式有：目前常用的通信方式有：n 导引线通信导引线通信n 电力线载波通信电力线载波通信n 微波通信微波通信n 光纤通信光纤通信18ppt课件1 1 导引线通信导

13、引线通信利用铺设在输电线路两端变电站之间的二次电利用铺设在输电线路两端变电站之间的二次电缆传递被保护线路各侧信息的通信方式称之为缆传递被保护线路各侧信息的通信方式称之为导引线通信导引线通信，以导引线为通道的纵联保护称为，以导引线为通道的纵联保护称为导引线纵联保护。导引线纵联保护。优点：不受系统振荡的影响，不受非全相的影响，优点：不受系统振荡的影响，不受非全相的影响，简单可靠简单可靠缺点：导引线不能太长缺点：导引线不能太长保护原理：电流差动原理保护原理：电流差动原理适用于短线路适用于短线路19ppt课件2 2 电力线载波通道（高频）电力线载波通道（高频）将线路两端的电流相位（或功率方向）信息将线

14、路两端的电流相位（或功率方向）信息转变为高频信号，经过高频耦合设备将高频信转变为高频信号，经过高频耦合设备将高频信号加载到输电线路上，输电线路本身作为高频号加载到输电线路上，输电线路本身作为高频信号的通道将高频载波信号传输到对侧，对端信号的通道将高频载波信号传输到对侧，对端再经过高频耦合设备将高频信号接收，以实现再经过高频耦合设备将高频信号接收，以实现各端电流相位（或功率方向）的比较，称为各端电流相位（或功率方向）的比较，称为高高频保护频保护。20ppt课件根据通道的构成，输电线路载波通信分为：根据通道的构成，输电线路载波通信分为：l“相相-相相”式式u 连接在两相导线之间连接在两相导线之间l

15、“相相-地地”式式u 连接在输电线一相导线和大地之间连接在输电线一相导线和大地之间 21ppt课件1、输电线路载波通信的构成、输电线路载波通信的构成22ppt课件(1)(1)阻波器阻波器：阻波器是由阻波器是由一电感线圈与可变电容器一电感线圈与可变电容器并联组成的回路。当并联并联组成的回路。当并联谐振时，它所呈现的阻抗谐振时，它所呈现的阻抗最大（最大（10001000以上），利以上），利用这一特性，使其谐振频用这一特性，使其谐振频率为所用的载波频率。这率为所用的载波频率。这样的高频信号就被限制在样的高频信号就被限制在被保护输电线路的范围以被保护输电线路的范围以内，而不能穿越到相邻线内，而不能穿越

16、到相邻线路上去。但对工频电流而路上去。但对工频电流而言，阻波器仅呈现电感线言，阻波器仅呈现电感线圈的阻抗，数值很小（约圈的阻抗，数值很小（约为为0.040.04左右），并不影左右），并不影响它的传输。响它的传输。23ppt课件(2)耦合电容器（滤波、隔工频）耦合电容器（滤波、隔工频）耦合电容器与连接滤波器共同配耦合电容器与连接滤波器共同配合，将载波信号传递至输电线路，同时合，将载波信号传递至输电线路，同时使高频收发信机与工频高压线路绝缘。使高频收发信机与工频高压线路绝缘。由于耦合电容器对于工频电流呈现极大由于耦合电容器对于工频电流呈现极大的阻抗，故由它所导致的工频泄漏电流的阻抗，故由它所导致的

17、工频泄漏电流极小。极小。24ppt课件(3)连接滤波器连接滤波器 连接滤波器由一个可调节的空心变连接滤波器由一个可调节的空心变压器及连接至高频电缆一侧的电容器组压器及连接至高频电缆一侧的电容器组成。耦合电容器与连接滤波器共同组成成。耦合电容器与连接滤波器共同组成一个四端网络的一个四端网络的“带通滤波器带通滤波器”，使所，使所需频带的高频电流能够通过。空心变压需频带的高频电流能够通过。空心变压器进一步使收、发信机与输电线路高压器进一步使收、发信机与输电线路高压部分隔离，提高了安全性。部分隔离，提高了安全性。25ppt课件(4)保护间隙：保护间隙：高频通道的辅助设备，用它高频通道的辅助设备，用它保

18、护高频收发信机和高频电缆免受过电压的保护高频收发信机和高频电缆免受过电压的冲击。冲击。(5)接地开关：接地开关：也是高频通道的辅助设备，也是高频通道的辅助设备，在调整或维修高频收发信机和连接滤波器时，在调整或维修高频收发信机和连接滤波器时，将它接地，以保证人身安全。将它接地，以保证人身安全。26ppt课件(6)高频电缆：高频电缆：将位于主控室的高频收发信机与户外变电站将位于主控室的高频收发信机与户外变电站的连接滤波器连接起来。的连接滤波器连接起来。(7)高频收、发信机高频收、发信机 发信机部分系由继电保护来控制，通常都是在电力发信机部分系由继电保护来控制，通常都是在电力系统发生故障时，保护部分

19、启动之后它才发出信号。由系统发生故障时，保护部分启动之后它才发出信号。由发信机发出的信号，通过高频通道送到对端的收信机中，发信机发出的信号，通过高频通道送到对端的收信机中，也为自己的收信机所接收。高频收信机接收本端和对端也为自己的收信机所接收。高频收信机接收本端和对端所发送的高频信号，经过比较判断之后，再动作于继电所发送的高频信号，经过比较判断之后，再动作于继电保护，使之跳闸或将它闭锁。保护，使之跳闸或将它闭锁。27ppt课件2.2.电力线载波通道的特点电力线载波通道的特点通道传输的信号频率范围：通道传输的信号频率范围：50400kHz。1)无中继通信距离长（几百公里）；无中继通信距离长（几百

20、公里）；2)经济、使用方便；经济、使用方便；3)工程施工比较简单；工程施工比较简单；4)高压输电线路的电晕、短路、开关操作都会对高压输电线路的电晕、短路、开关操作都会对载波通信造成干扰。载波通信造成干扰。l 一般用于传递状态信号，常用于构成一般用于传递状态信号，常用于构成方向方向比较式纵联保护比较式纵联保护和和电流相位比较式纵联保护电流相位比较式纵联保护。28ppt课件3.电力线载波通道的工作方式电力线载波通道的工作方式三种：正常无高频、正常有高频、移频方式。三种：正常无高频、正常有高频、移频方式。（1 1）正常时无高频电流方式（短时发信）正常时无高频电流方式（短时发信）在正常条件下发信机不工

21、作，通道中没有高频电流，在正常条件下发信机不工作，通道中没有高频电流，只在电力系统发生故障期间才由起动元件起动发信。只在电力系统发生故障期间才由起动元件起动发信。需定期检查高频通需定期检查高频通道是否完好：道是否完好：手动或自动手动或自动29ppt课件（2 2）正常时有高频电流方式（长时发信）正常时有高频电流方式（长时发信）在正常工作条件下发信机始终处于发信状态，沿高频在正常工作条件下发信机始终处于发信状态，沿高频通道传送高频电流。通道传送高频电流。优点：优点：高频通道部分经常处于监视的状态，可靠性高；且无高频通道部分经常处于监视的状态，可靠性高；且无需收、发信机启动元件，简化装置。需收、发信

22、机启动元件，简化装置。缺点：缺点：经常处于发信状态，增加了对其他通信设备的干扰时经常处于发信状态，增加了对其他通信设备的干扰时间；也易受外界高频信号干扰，应具有更高的抗干扰能力。间；也易受外界高频信号干扰，应具有更高的抗干扰能力。30ppt课件（3 3）移频方式）移频方式在正常工作条件下，发信机向对侧传送频率为在正常工作条件下，发信机向对侧传送频率为f1的的高频电流；当发生故障时，继电保护装置控制发信高频电流；当发生故障时，继电保护装置控制发信机移频，停止发送频率为机移频，停止发送频率为f1的高频电流，而发出频的高频电流，而发出频率为率为f2的高频电流。的高频电流。优点：优点：能监视通道工作能

23、监视通道工作情况，提高可靠性，抗情况，提高可靠性，抗干扰能力强。干扰能力强。缺点：缺点：占用的频带宽，占用的频带宽，通道利用率低。通道利用率低。31ppt课件电力线载波通道的工作方式电力线载波通道的工作方式我国常用正常无高频电流方式。32ppt课件高频电流频率高频电流频率分为分为单频制单频制和和双频制双频制。单频制：应用于闭锁式保护单频制：应用于闭锁式保护双频制：应用于允许式保护双频制：应用于允许式保护33ppt课件电力线载波信号的种类电力线载波信号的种类按高频载波通道在纵联保护中的作用，按高频载波通道在纵联保护中的作用，将载波信号分为将载波信号分为闭锁信号、允许信闭锁信号、允许信号、跳闸信号

24、号、跳闸信号。34ppt课件闭锁信号：收到高频信号时，阻止本端保闭锁信号：收到高频信号时，阻止本端保护动作于跳闸，即没有收到高频电流信号护动作于跳闸，即没有收到高频电流信号是保护作用于跳闸的必要条件。是保护作用于跳闸的必要条件。35ppt课件允许信号：收到高频信号时，允许本端保护允许信号：收到高频信号时，允许本端保护动作于跳闸，即收到高频电流信号是本端保动作于跳闸，即收到高频电流信号是本端保护作用于跳闸的必要条件。护作用于跳闸的必要条件。36ppt课件跳闸信号：收到高频信号时，可直接动作于跳闸信号：收到高频信号时，可直接动作于跳闸。跳闸。在不知对端信息的情况下即可跳闸，则本侧和对侧的保护在不知

25、对端信息的情况下即可跳闸，则本侧和对侧的保护元件必须具有区分区内故障和区外故障的能力，如距离元件必须具有区分区内故障和区外故障的能力，如距离I段、段、零序电流零序电流I段等。段等。只有在两端保护的只有在两端保护的I段有重叠区时才能实现全线速动。段有重叠区时才能实现全线速动。37ppt课件3 3 微波通信微波通信频段为频段为30030000MHz，超短波的无线电波，频带宽，信息传输容量大，传输，超短波的无线电波，频带宽，信息传输容量大，传输距离不超过距离不超过4060km；距离较远时，要装设微波中继站，以增强和传递微波；距离较远时，要装设微波中继站，以增强和传递微波信号。通信速率快，可用于纵联电

26、流差动原理的保护。信号。通信速率快，可用于纵联电流差动原理的保护。38ppt课件4 4 光纤通信光纤通信1.1.光纤通信的构成光纤通信的构成光发射机、光纤、中继器和光接收机。光发射机、光纤、中继器和光接收机。2.2.光纤通信的优点光纤通信的优点通信容量大、节约大量金属材料、抗干扰性能好等。通信容量大、节约大量金属材料、抗干扰性能好等。39ppt课件光信号在光导纤维内传输具有衰耗低、抗干扰能力强、通信容光信号在光导纤维内传输具有衰耗低、抗干扰能力强、通信容量大、比微波通信提高量大、比微波通信提高10 万倍以上等优点。目前光纤通信使万倍以上等优点。目前光纤通信使用的波长为用的波长为0.85 um、

27、1.31 um、1.55 um。光纤分多模光纤和光纤分多模光纤和单模光纤，后者比前者特性好，衰减小、频带宽适用于大容量单模光纤，后者比前者特性好，衰减小、频带宽适用于大容量远距离的通信系统。远距离的通信系统。光纤具有宽带、远距离传输能力强、保密性好、抗干扰能力光纤具有宽带、远距离传输能力强、保密性好、抗干扰能力强等优点强等优点,是未来通信网的主要实现技术。是未来通信网的主要实现技术。40ppt课件继电保护通信通道的选择原则继电保护通信通道的选择原则n优先考虑采用光纤通道优先考虑采用光纤通道n其他其他41ppt课件一、概念一、概念以以正正常常无无高高频频电电流流而而在在区区外外故故障障时时发发出

28、出闭闭锁锁信信号号的的方方式式构构成成。此此闭闭锁锁信信号号由由短短路路功功率率为为负负的的一一侧侧发发出出，这这个个信信号号被被两两端端的的收收信信机机所所接接收收，而而把把保保护护闭闭锁锁，故故称称闭闭锁锁式式方方向向纵纵联联保保护护（高高频闭锁方向保护）。频闭锁方向保护）。4.3方向比较式纵联保护方向比较式纵联保护42ppt课件两侧两侧功率方向的故障特征功率方向的故障特征1 1、正常运行、正常运行2 2、外部短路、外部短路3 3、内部短路、内部短路（为正）（为正）（为负）（为负）43ppt课件对对BCBC线路：保护线路：保护3 3和保护和保护4 4的功率方向都为正，的功率方向都为正，保护

29、应动作于跳闸。保护应动作于跳闸。二、基本原理二、基本原理44ppt课件 B B侧的功率方向为负，该侧发出高频侧的功率方向为负，该侧发出高频闭锁信号，被对侧和本侧保护接收，保护闭锁信号，被对侧和本侧保护接收，保护1 1、2 2均不动。均不动。高频信号高频信号 对对ABAB线路：线路：二、基本原理二、基本原理45ppt课件 C C侧的功率方向为负，该侧发出高频侧的功率方向为负，该侧发出高频闭锁信号，被对侧和本侧保护接收，保护闭锁信号，被对侧和本侧保护接收，保护5 5、6 6均不动。均不动。对对CDCD线路：线路：高频信号高频信号 二、基本原理二、基本原理46ppt课件高频信号高频信号 高频信号高频

30、信号 区外故障时，由短路功率为负的一端发闭区外故障时，由短路功率为负的一端发闭锁信号，此信号被两端的收信机接收闭锁锁信号，此信号被两端的收信机接收闭锁保护。保护。对对于于故故障障线线路路，两两侧侧保保护护均均为为正正,不不发发闭闭锁锁信信号号，故故两两侧侧保保护护都都收收不不到到闭闭锁锁信信号号而而动作于跳闸。动作于跳闸。二、基本原理二、基本原理47ppt课件优点；由于利用非故障线路的一端优点；由于利用非故障线路的一端发闭锁信号，闭锁非故障线路不发闭锁信号，闭锁非故障线路不跳闸，而对于故障线路跳闸不需跳闸，而对于故障线路跳闸不需要闭锁信号，所以在区内故障伴要闭锁信号，所以在区内故障伴随通道破坏

31、时，保护仍能可靠跳随通道破坏时，保护仍能可靠跳闸。闸。48ppt课件二、闭锁式方向纵联保护的原理二、闭锁式方向纵联保护的原理接线图接线图1、电流起动方式、电流起动方式功率方向元件功率方向元件高定值电流启动高定值电流启动停信元件停信元件低定值电流启动低定值电流启动发信元件发信元件延时动作瞬时延时动作瞬时返回元件返回元件瞬时动作延时瞬时动作延时返回元件返回元件49ppt课件I1低定值低定值起动元件：起动元件：灵敏度较高，起动发信机发信；灵敏度较高，起动发信机发信；I2高定值起动元件：高定值起动元件：灵敏度较低，起动保护的跳闸回路；灵敏度较低，起动保护的跳闸回路；采用两个灵敏度不同的起动元件，灵敏度

32、高的起动发信机发闭采用两个灵敏度不同的起动元件，灵敏度高的起动发信机发闭锁信号，灵敏度低的起动跳闸回路，以保证在外部故障时，远离锁信号，灵敏度低的起动跳闸回路，以保证在外部故障时，远离故障点侧起动元件开放跳闸时，近故障点侧起动元件肯定能起动故障点侧起动元件开放跳闸时，近故障点侧起动元件肯定能起动发信机发闭锁信号。发信机发闭锁信号。S+功率方向元件：功率方向元件：判断短路功率的方向；判断短路功率的方向；t1延时返回元件：延时返回元件：外部故障切除后，保证近故障点侧继续发信外部故障切除后，保证近故障点侧继续发信t1时间，避免高频闭锁信号过早解除而造成远离故障点侧保护误动。时间，避免高频闭锁信号过早

33、解除而造成远离故障点侧保护误动。t3延时动作元件：延时动作元件：防止外部故障时，远离故障侧的保护在未收到防止外部故障时，远离故障侧的保护在未收到近故障点侧发送的高频闭锁信号而误动，要求延时近故障点侧发送的高频闭锁信号而误动，要求延时t2大于高频信大于高频信号在保护线路上的传输时间。号在保护线路上的传输时间。50ppt课件内部故障内部故障延时延时t2收收信信发发信信51ppt课件外部故障（近故障点）外部故障（近故障点）收收信信发发信信52ppt课件延时延时t2收收信信发发信信外部故障（远故障点）外部故障（远故障点）53ppt课件时间的说明时间的说明：若若闭闭锁锁信信号号是是对对端端发发出出的的，

34、该该信信号号需需经经发发收收信信机机和和高高频频通通道道等等环环节节才才能能传传送送到到本本端端，会会有有一一定定的的延延时时，而而本本端端反反向向元元件件的的判判定定是是独独立立完完成成的的，因因此此两两者者之之间间有有时间上的配合问题；时间上的配合问题；需经需经需经需经t t t t2 2 2 2延时动作于跳闸延时动作于跳闸延时动作于跳闸延时动作于跳闸。近近故故障障点点（功功率率方方向向为为反反方方向向）一一端端的的保保护护要要及及时时发发出出信信号号并并保保持持发发信信状状态态；故故障障切切除除后后，需需需需经经经经t t t t1 1 1 1延延延延时时时时后后后后再再再再停停停停止止

35、止止发发发发信信信信，即即：使使远远故故障障点点（正正方方向向）一一端端的的方方向向元元件返回慢，也能靠闭锁，防止误动作。件返回慢，也能靠闭锁，防止误动作。54ppt课件55ppt课件 方向比较式纵联保护全线速动，但不能作为变电站母线和下级线路的后备。距离保护可以作为变电站母线和下级线路的后备，而且其中的主要元件(启动元件、方向阻抗元件等)也可作为实现闭锁式纵联保护的元件，但距离保护无法实现全线速动。能不能把两者结合起来，取两者的优点？可以。做成闭锁式距离纵联保护可以。做成闭锁式距离纵联保护(又称为高频闭锁距离保又称为高频闭锁距离保护护)，使得内部故障时能够瞬时动作，而在外部故障时具，使得内部

36、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，起到后备保护的作用。有不同的时限特性，起到后备保护的作用。4.3.3闭锁式距离纵联保护闭锁式距离纵联保护56ppt课件方向方向判别：判别：1 1）超范围的方向阻抗）超范围的方向阻抗元件。元件。称为：闭锁式纵联距离。称为：闭锁式纵联距离。2 2）超范围的功率方向元件。）超范围的功率方向元件。称为：闭锁式纵联方向。称为：闭锁式纵联方向。重点介绍常用的闭锁式纵联距离。重点介绍常用的闭锁式纵联距离。57ppt课件两侧两侧测量阻抗的故障特征测量阻抗的故障特征1 1、正常和、正常和区外故障区外故障一侧阻抗可能动作，另一侧阻抗不动作。一侧阻抗可能动作，另

37、一侧阻抗不动作。2 2、区内故障、区内故障两侧阻抗均动作。两侧阻抗均动作。58ppt课件一、闭锁式距离纵联保护一、闭锁式距离纵联保护 闭锁式距离纵联保护是距离保护与电力线闭锁式距离纵联保护是距离保护与电力线载波通道相结合，利用收发信机的高频信号传载波通道相结合，利用收发信机的高频信号传送对侧保护的测量结果，两端同时比较两侧距送对侧保护的测量结果，两端同时比较两侧距离保护的测量结果，实现内部故障瞬时切除，离保护的测量结果，实现内部故障瞬时切除，区外故障不动作。区外故障不动作。以两端距离以两端距离III段作为故障起动元件，以两端距离段作为故障起动元件，以两端距离II段作为方向判别元件和停信元件，若

38、两端距离段作为方向判别元件和停信元件，若两端距离II动作且收不到闭锁信号，表明线路内部故障，立动作且收不到闭锁信号，表明线路内部故障，立即跳闸。距离段作为两端各自独立跳闸段。即跳闸。距离段作为两端各自独立跳闸段。59ppt课件构成：两端完整的三段式距离保护构成：两端完整的三段式距离保护+高频通信部分高频通信部分距离距离I段：作为两端各自的独立跳闸段段：作为两端各自的独立跳闸段距离距离III段：作为启动发信元件，灵敏度高段：作为启动发信元件，灵敏度高距离距离II段：作为方向判别和停信元件段：作为方向判别和停信元件60ppt课件l 距离三段整定计算方法相同。距离三段整定计算方法相同。l 区别：距离

39、区别：距离II段增加了瞬时动作的与门元段增加了瞬时动作的与门元件。当本端件。当本端II段动作且收不到闭锁信号时，段动作且收不到闭锁信号时，立即跳闸。立即跳闸。l 注意：距离注意：距离III段作为启动元件，其保护范段作为启动元件，其保护范围应超过正、反方向相邻线末端母线，一般围应超过正、反方向相邻线末端母线，一般无方向性。无方向性。61ppt课件高频闭锁距离保护原理接线图高频闭锁距离保护原理接线图独立跳闸元件独立跳闸元件方向判定元件和方向判定元件和停信元件停信元件启动发信元件启动发信元件延时动作瞬时延时动作瞬时返回元件返回元件瞬时动作延时瞬时动作延时返回元件返回元件62ppt课件高频闭锁距离保护

40、原理接线图高频闭锁距离保护原理接线图高频闭锁距离保护原理接线图高频闭锁距离保护原理接线图核核心心变变化化：距距离离IIII段段的的跳跳闸闸时时间间元元件件增增加加了了瞬瞬时时动动作作的的与与门门元元件件，实实现现了了纵纵联联保保护护瞬瞬时时切切除除全全线线任意点短路的速动功能。任意点短路的速动功能。63ppt课件高频闭锁距离保护工作原理高频闭锁距离保护工作原理高频闭锁距离保护工作原理高频闭锁距离保护工作原理内部故障：内部故障：内部故障：内部故障：两侧两侧ZII动作停信，均收不到闭锁信号，动作停信，均收不到闭锁信号，II段快速动作段快速动作 于跳闸。于跳闸。外部故障：外部故障：外部故障：外部故障

41、：近故障侧近故障侧ZII不动作（反方向）、不停信，远故障侧不动作（反方向）、不停信，远故障侧 ZII动作停信，两侧均收到闭锁信号，切断动作停信，两侧均收到闭锁信号，切断II段瞬时段瞬时 跳闸回路，只能通过跳闸回路，只能通过tII延时跳闸，保证了选择性。延时跳闸，保证了选择性。64ppt课件M侧保护侧保护N侧保护侧保护阻抗动作阻抗动作信息的交换信息的交换利用这样的特征利用这样的特征(回顾回顾)：区内短路，两侧区内短路，两侧Z均动作均动作。需要需要2 2个独立的信号交换。个独立的信号交换。上述结构称为上述结构称为:允许式允许式。65ppt课件M侧保护侧保护N侧保护侧保护1）区内故障）区内故障启动启

42、动Z均动作均动作两侧无延时跳闸两侧无延时跳闸：简述信号交换与逻辑的过程：简述信号交换与逻辑的过程阻抗动作阻抗动作信息的交换信息的交换66ppt课件M侧保护侧保护N侧保护侧保护1）区内故障）区内故障启动启动Z均动作均动作两侧无延时跳闸两侧无延时跳闸：简述信号交换与逻辑的过程：简述信号交换与逻辑的过程阻抗动作阻抗动作信息的交换信息的交换67ppt课件至少一侧的至少一侧的Z不动不动两侧均不跳闸两侧均不跳闸M侧保护侧保护N侧保护侧保护阻抗动作阻抗动作信息的交换信息的交换2）区外故障）区外故障：简述信号交换与逻辑的过程：简述信号交换与逻辑的过程68ppt课件 上述方式利用了距离上述方式利用了距离II段（

43、或段（或III段等全线路有灵段等全线路有灵敏度）的测量元件，实现短路位置、方向的判别敏度）的测量元件，实现短路位置、方向的判别 构成：构成：距离纵联保护距离纵联保护。也可以将也可以将 Z 元件更换为方向元件元件更换为方向元件 构成：构成：方向纵联保护方向纵联保护。距离纵联、方向纵联保护中，对方向元件的要求：距离纵联、方向纵联保护中，对方向元件的要求：1）具有明确的单一方向性；）具有明确的单一方向性；2）能覆盖线路全长。）能覆盖线路全长。69ppt课件闭锁两侧保护闭锁两侧保护M侧保护侧保护N侧保护侧保护 还可以还可以利用这样的特征：利用这样的特征：区外短路时，至少有区外短路时，至少有一侧为负（或

44、不动）一侧为负（或不动）。上述结构称为：上述结构称为：闭锁式闭锁式。仅传输一个信号。仅传输一个信号。70ppt课件信号信号“1”闭锁两侧保闭锁两侧保护护区外短路时，至少有区外短路时，至少有一侧为负（或不动）一侧为负（或不动）。1）上图所示的区外故障）上图所示的区外故障闭锁两侧保护！闭锁两侧保护！M侧侧Z不动，持续发闭锁信号，两侧均不跳。不动，持续发闭锁信号，两侧均不跳。N侧侧Z动也无效动也无效71ppt课件信号线有信号线有“1”,闭锁两侧保护闭锁两侧保护区外短路时，至少有区外短路时，至少有一侧为负（或不动）一侧为负（或不动）。2）区内故障）区内故障72ppt课件信号线有信号线有“1”,1”,闭

45、锁两侧保护闭锁两侧保护区外短路时，至少有区外短路时，至少有一侧为负（或不动）一侧为负（或不动）。2）区内故障）区内故障73ppt课件信号线信号线“1”,闭锁两侧保护闭锁两侧保护区外短路时，至少有区外短路时，至少有一侧为负（或不动）一侧为负（或不动）。2）区内故障）区内故障 通道上，通道上，无闭锁信号无闭锁信号两侧均满足跳闸条件两侧均满足跳闸条件74ppt课件一、两侧电流相量和一、两侧电流相量和(瞬时值和瞬时值和)的故障特征的故障特征基尔霍夫电流定律：基尔霍夫电流定律：在一个节点中，流入的电流等于流出的电流。在一个节点中，流入的电流等于流出的电流。按照继电保护规定的正方向：按照继电保护规定的正方

46、向：指向被保护元件。指向被保护元件。那么，基尔霍夫电流定律可以修改为：在任那么，基尔霍夫电流定律可以修改为：在任何一个节点中，流入的电流之和等于何一个节点中，流入的电流之和等于0。下面，用图例说明。下面，用图例说明。4.4 纵联电流差动保护纵联电流差动保护75ppt课件基尔霍夫电流定律：基尔霍夫电流定律：此式表明：此式表明：流入节点流入节点的电流之和等于的电流之和等于0。按照继电保护规定的正方向按照继电保护规定的正方向，得：，得：76ppt课件 ，就构成了继电保，就构成了继电保护原理护原理 电流差动保护。电流差动保护。广泛应用于各种设备的保护。广泛应用于各种设备的保护。基尔霍夫电流定律的拓展：

47、基尔霍夫电流定律的拓展：将节点拓展为一个封闭区域。将节点拓展为一个封闭区域。二者区别很大二者区别很大 被保护设备被保护设备设计区别的门槛设计区别的门槛77ppt课件 ，应当，应当是：电流和保护。即：是：电流和保护。即：从负荷从负荷(或外部短路或外部短路)电流的特征看：电流的特征看：“电流差动电流差动”名称的来历名称的来历(与规定方向有关与规定方向有关)：即电流差即电流差0 0 按继电保护规定的正方向（或计算原理）按继电保护规定的正方向（或计算原理）但是，习惯成俗，仍然称为：差动保护。但是，习惯成俗，仍然称为：差动保护。若有电流差，就动作。若有电流差，就动作。78ppt课件I 一、导引线纵联电流

48、差动保护的工作原理 正常运行或区外故障：不动作 79ppt课件I 一、导引线纵联电流差动保护的工作原理区内故障：动作 80ppt课件81ppt课件1 1、环流法、环流法跳闸跳闸不动作不动作I电流综合器电流综合器内部故障时：内部故障时：外部故障或正常负荷时：外部故障或正常负荷时：在导引线内部形成环流而得名。在导引线内部形成环流而得名。在导引线内部形成环流而得名。在导引线内部形成环流而得名。二、导引线纵联差动保护的接线二、导引线纵联差动保护的接线（a）环流法：在保护范围内部故障时，环流式纵联）环流法：在保护范围内部故障时，环流式纵联差动保护反应于故障点的总电流而动作。差动保护反应于故障点的总电流而

49、动作。82ppt课件2、均压法、均压法内部故障时内部故障时:TSm 与与TSn之间二次侧有电流，之间二次侧有电流，TSm、TSn的原边有较的原边有较大电流，大电流，起动起动继电器继电器跳闸跳闸外部故障或正常负荷时外部故障或正常负荷时：TSm与与TSn之间无电流流过，之间无电流流过，处处处处于电压平衡状态于电压平衡状态于电压平衡状态于电压平衡状态（因此得名），（因此得名），不会不会起动继电器起动继电器跳闸跳闸（b）均压法：在保护范围内部故障时，均压式纵联）均压法：在保护范围内部故障时，均压式纵联差动保护比较导引线两端电压而动作。差动保护比较导引线两端电压而动作。83ppt课件n两侧电流互感器二次

50、阻抗及互两侧电流互感器二次阻抗及互感器本身励磁特性不一致，在正常感器本身励磁特性不一致，在正常运行及外部故障时，差回路中电流运行及外部故障时，差回路中电流不为零，此电流称为不为零，此电流称为不平衡电流不平衡电流。不平衡电流对纵联差动保护的影响84ppt课件I 不平衡电流对纵联差动保护的影响区外故障时，由于的传变误差使 85ppt课件为了保证纵差保护的选择性，其为了保证纵差保护的选择性，其整定值整定值必须躲过最大不平衡电流整定必须躲过最大不平衡电流整定。由于不平衡电流越小，则保护的由于不平衡电流越小，则保护的灵敏度越好。因此，为减小不平衡电灵敏度越好。因此，为减小不平衡电流，对于纵联差动保护应采