继电保护复习2016资料.ppt

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1、 电力系统继电保护复习电力系统继电保护复习机械与控制工程学院机械与控制工程学院2016.11.21目目 录录 一、绪论一、绪论 二、电网的电流保护二、电网的电流保护 三、电网的距离保护三、电网的距离保护 四、输电线路纵联保护四、输电线路纵联保护 五、自动重合闸五、自动重合闸2 第一章第一章 绪论绪论继电保护包括继电保护包括继电保护技术继电保护技术和和继电保护装置继电保护装置。电力系统最常见的故障是各种形式的短路电力系统最常见的故障是各种形式的短路 K（1）、K（1，1）、K（2）和和K（3）继电保护的作用：继电保护的作用：1、当电力系统发生、当电力系统发生故障故障时，自动、迅速、有选择性的将故

2、时，自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障设备迅速恢复正常运行；坏，保证其他无故障设备迅速恢复正常运行；2、反映电气元件的、反映电气元件的不正常运行状态不正常运行状态，并根据运行维护的条，并根据运行维护的条件而动作于发出信号、减负荷或跳闸。件而动作于发出信号、减负荷或跳闸。保护装置的组成保护装置的组成保护装置由保护装置由测量元件测量元件、逻辑元件逻辑元件和和执行元件执行元件三部分组成。三部分组成。3测量元件测量元件:测量从被保护对象输入的有关物理量并与已给定的整测量从被保护对象输入的有关物理量

3、并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果判断保护是否应该启动。定值进行比较，根据比较结果判断保护是否应该启动。逻辑元件逻辑元件：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态使保护装置确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传态使保护装置确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。给执行元件。执行元件执行元件：根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担：根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。负的任务。继电保护的工作回路：继电保护的工作回路：下图为过电流保护工作回路原理接线图下图为过电流保护工作回路原理接线图45继电保护基本原理继

4、电保护基本原理：l为区分系统为区分系统正常运行状态正常运行状态与与故障故障必须找出两必须找出两种情况下的区别。种情况下的区别。I增加增加过电流保护过电流保护U降低降低低电压保护低电压保护相位变化相位变化:（正常：正常：0-30左右左右 短路：短路：6085）方向保护方向保护.Z的模值减少的模值减少 阻抗保护阻抗保护双侧电源线路外部故障与内部故障的差别：双侧电源线路外部故障与内部故障的差别：电流差电流差动保护。动保护。反映反映I2，I0 的的 序分量保护等。序分量保护等。l 非电气量：瓦斯保护，过热保护非电气量：瓦斯保护，过热保护l原则上说：原则上说：只要找出正常运行与故障时系统中电只要找出正常

5、运行与故障时系统中电气量或非电气量的气量或非电气量的差别差别，即可找出一种原理，且，即可找出一种原理，且差别越明显，保护性能越好。差别越明显，保护性能越好。6l几个重要概念几个重要概念:l主保护主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。护。l后备保护后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。l远后备保护远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由相：当主保护或断

6、路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。l近后备保护近后备保护：当主保护拒动时，由本设备或线：当主保护拒动时，由本设备或线路的另一套保护来实现后备的保护。路的另一套保护来实现后备的保护。7对电力系统继电保护的基本要求：对电力系统继电保护的基本要求：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本求：对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性选择性、速动性、灵敏性、可靠性。选择性选择性选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件系选择性是指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件系统中切除，

7、而使非故障元件仍能正常运行，以统中切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小尽量缩小停电停电范围。范围。速动性速动性：保护的动作速度应尽可能快速。保护的动作速度应尽可能快速。灵敏性灵敏性：指在最不利的条件下，保护装置对故障的反应能力。指在最不利的条件下，保护装置对故障的反应能力。可靠性可靠性：可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护性能的最根本的可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护性能的最根本的要求。要求。8第二章第二章 电网的电流保护电网的电流保护l单测电源网络相间短路的电流保护单测电源网络相间短路的电流保护l动作电流动作电流：l返回电流返回电流：l返回系数返回系数：l最大短路电流最大短路

8、电流：l最小短路电流最小短路电流：9l单测电源网络相间短路的电流保护单测电源网络相间短路的电流保护l保护的配置：一般由三段式构成。保护的配置：一般由三段式构成。l一、电流速断保护（第一、电流速断保护（第段）段）：l 对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护断保护10(图中、1最大运行方式下K(3)2最小运行方式下K(2)3保护1第一段动作电流)l整定值计算及灵敏性校验整定值计算及灵敏性校验整定原则整定原则：为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短：为了保护的选择性，动作电流按躲过本线路末端短路时的最大短路电流整定路时的最

9、大短路电流整定11中间继电器的作用：中间继电器的作用：接点容量大，可直接接接点容量大，可直接接TQTQ去跳闸去跳闸 利用其固有动作时间防止利用其固有动作时间防止避雷器放电时保护误动避雷器放电时保护误动l动作时限动作时限：由于电流速断保护是瞬时动作，：由于电流速断保护是瞬时动作，只有保护装置自身的动作时间，因此其动作时只有保护装置自身的动作时间，因此其动作时限为零秒。限为零秒。l灵敏性校验灵敏性校验：一般情况下，应按最小最小运：一般情况下，应按最小最小运行方式下，两相短路电流来校验其保护范围。行方式下，两相短路电流来校验其保护范围。最大保护范围最大保护范围Lmax 50%L；最小保护范围最小保护

10、范围Lmin 15%20%L。l若若Lmin 15%L，则一般认为保护装置的意义，则一般认为保护装置的意义不大。不大。12l二、二、限时电流速断保护（第限时电流速断保护（第段）段）l限时电流速断保护能以较小的时限快速切除全线路范围以内限时电流速断保护能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障的保护，也成为电流的故障的保护，也成为电流段保护。段保护。l首先考虑其保护范围不超出下一条线路第首先考虑其保护范围不超出下一条线路第段的保护范围。即段的保护范围。即整定值与相邻线路第整定值与相邻线路第段配合。段配合。13整定原则：保护装置的启动电流应按躲开下一条线路电整定原则：保护装置的启动电流应按躲开下一

11、条线路电流速断保护范围末端发生短路时最大短路电流来整定。流速断保护范围末端发生短路时最大短路电流来整定。l三、定时限过电流保护（第三、定时限过电流保护（第段）段）定时限过电流保护：是指启动电流按照躲开最定时限过电流保护：是指启动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。大负荷电流来整定的一种保护装置。14灵敏性校验：t取0.5s，动作时间：l作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线作为本线路主保护的近后备以及相邻线下一线路保护的远后备。不仅能保护本线路全长，且路保护的远后备。不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。能保护相邻线路的全长。l整定原则：按躲开本线路最大负荷电流来整定，整定

12、原则：按躲开本线路最大负荷电流来整定，同时保证在外部故障切除后，保护装置能够返同时保证在外部故障切除后，保护装置能够返回。回。15动作电流动作电流 16、动作时间动作时间 17灵敏性校验灵敏性校验 近后备近后备 远后备远后备 18电流保护的接线方式电流保护的接线方式定义定义：指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的：指保护中电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。连接方式。接线系数接线系数：流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电：流入电流继电器的电流与电流互感器二次侧电流的比值。流的比值。常用的两种接线方式：常用的两种接线方式：三相星形接线三相星形接线和和两相星形接线两相星形接线

13、l两种接线方式的性能比较：l1）对中性点直接接地电网和非直接接地电网中的各种相间短路 对各种相间短路，两种接线方式均能正确反映。不同之处就是在三相星形接线时，不管发生哪种两相短路，均有两个继电器动作，可靠性较高；而在两相星形接线时，在发生相间短路时，至少有一个继电器动作，相应的可靠性较低些。l2）对中性点直接接地电网的单相接地短路 完全星形接线方式可以反映各种单相接地短路；不完全星形接线方式不能反映全部的单相接地短路，所以不适用于中性点直接接地电网。193）中性点非直接接地电网中不同线路不同相的两点接地短路异地两点接地发生在相互串联的两条线路上；三相星形接线方式：100%的切除后一条线路，保证

14、了保护的选择性；两相星形接线方式：2/3的机会切除后一条线路，即2/3的机会保证保护的选择性。异地两点接地发生在相互并联的两条线路上；三相星形接线方式：同时切除两条线路，100%的失去选择性 两相星形接线方式：2/3的机会只切除一条线路，即2/3的机会保证了保护的选择性。20双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护双侧电源网络相间短路的方向性电流保护为提高供电的可靠性，出现了单电源环形供电网络、为提高供电的可靠性，出现了单电源环形供电网络、为提高供电的可靠性，出现了单电源环形供电网络、为提高供电的可靠性，出现了单电源环形供电网

15、络、双电源或多电源网络。双电源或多电源网络。双电源或多电源网络。双电源或多电源网络。l利用方向元件和电流元件结合构成了方向电流保护。利用方向元件和电流元件结合构成了方向电流保护。l由于方向元件的动作具有一定的方向性，可在反方向故障由于方向元件的动作具有一定的方向性，可在反方向故障时把保护闭锁；时把保护闭锁；l正方向故障：正方向故障：从保护安装处看出去，短路电流的方向为从保护安装处看出去，短路电流的方向为“母线指向线路母线指向线路”故障。故障。l反方向故障：反方向故障：从保护安装处看出去，短路电流的方向为从保护安装处看出去，短路电流的方向为“线路指向母线线路指向母线”故障故障。l方向过电流保护的

16、接线原理（方向过电流保护的接线原理（P34P34）：）：构成构成：方向元件、电流元件、时间元件：方向元件、电流元件、时间元件 工作原理工作原理：方向元件和电流元件必须都动作以后，才：方向元件和电流元件必须都动作以后，才 能能去启动时间元件，再经过预定的延时之后动作于跳闸。去启动时间元件，再经过预定的延时之后动作于跳闸。除此以外再加上信号继电器和跳闸线圈构成。除此以外再加上信号继电器和跳闸线圈构成。2122电流规定方向电流规定方向：从母线流向线路为正方向。：从母线流向线路为正方向。电流本身无法判定方向，需要一个基准电流本身无法判定方向，需要一个基准母线电压母线电压。母线电压规定方向母线电压规定方

17、向：由母线指向大地为正方向。：由母线指向大地为正方向。d1d1处短路处短路 （对保护（对保护2 2为正方向）为正方向）d2d2处短路（对保护处短路（对保护2 2为反方向）为反方向）功率方向继电器的工作原理功率方向继电器的工作原理 l利用判别短路功率方向或电流、电压之间的相位关利用判别短路功率方向或电流、电压之间的相位关系，就可以判别发生故障的方向。系，就可以判别发生故障的方向。23l对继电保护中方向继电器的基本要求：l（1）应具有明确的方向性，即在正方向发生各种故障时（包括故障点有过渡电阻的情况）能可靠动作；而反方向故障时可靠不动作。l（2）正方向故障时继电器的动作具有足够的灵敏度。l最大灵敏

18、角：功率方向继电器当输入电压和电流的幅值不变时，其输出（转矩或电压）值随两者相位差的大小而改变，当输出为最大值时的相位差称为最大灵敏角。（用 表示）24l动作方程：l电压死区：在正方向保护出口附近发生短路接地故障，故障相对地的电压很低 时，功率方向元件不能动作，称为电压死区。消除死区的办法：采用 接线方式或是加电压记忆回路25或l采用 90接线方式26正方向各种短路时，方向继电器能正方向各种短路时，方向继电器能正方向各种短路时，方向继电器能正方向各种短路时，方向继电器能够正确动作的内角范围够正确动作的内角范围够正确动作的内角范围够正确动作的内角范围l为保证 时，功率方向继电器在正方向上任何相间

19、短路时均能动作，继电器的内角应为：l常于保护相间短路的LG-11型功率方向继电器，内角具有两个值 和27l对 接线方式的评价：优点：1）对各种两相短路都没有死区；2）在适当选择继电器的内角 后，线 路上发生的各种故障都能保证动作的方向性。缺点：不能消除三相短路死区的问题。28中心点非直接接地系统中单相接地故障的保护中心点非直接接地系统中单相接地故障的保护l中性点不接地系统单相接地故障的特点：1）单相接地时，全系统都将出现零序电压，而短路点的零序电压在数值上等于相电压；2）在非故障相元件上有零序电流，其数值等于本相原对地电容电流，电容无功功率的实际方向为母线流向线路，零序电流超前零序电压；3）在

20、故障元件上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之向量和，电容无功功率的实际方向为由线路流向母线。29l中性点经消弧线圈接地系统中消弧线圈的补偿方式：1）完全补偿方式：接地点的电流近似为零。优点：消除故障点电弧，避免出现弧光过电压；缺点：可能出现串联谐振，使中性点对地电压出现严重升高。实际应用中不允许采用这种方式。2）欠补偿方式：接地点电流仍为电容性。缺点：当系统运行方式发生改变时，有可能会出现完全补偿。一般在电力网中也不采用该补偿方式。3）过补偿方式：残余电流为电感性。采用该方式不可能出现串联谐振的过电压问题，在实际中获得了广泛的应用。30中性点不接地电网中单相接地故障的保护l零序电压保护

21、：利用接地故障时出现的利用接地故障时出现的零序电压而构成，零序电压而构成，采用采用无选择性绝缘监无选择性绝缘监视装置视装置 l零序电流保护：（利用故障线路始端和（利用故障线路始端和非故障线路始端零序电流大小不同而构非故障线路始端零序电流大小不同而构成）成）l零序功率保护：利用故障线路始端和非利用故障线路始端和非故障线路始端零序功率方向不同而构成）故障线路始端零序功率方向不同而构成）31l中性点直接接地电网中接地短路的零序分量的特点中性点直接接地电网中接地短路的零序分量的特点l零序电压零序电压:故障点故障点U0最高最高,离故障点越远离故障点越远U0越低。变压器中性越低。变压器中性点接地处点接地处

22、U0=0 l零序电流：零序电流：零序电流的分布主要取决于输电线路的零序阻抗零序电流的分布主要取决于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。关。32l对零序电流保护的评价：l优点：1）零序电流保护的灵敏性更高；2）方向性零序保护没有电压死区，其接线简 单，经济可靠；3）系统中发生某些不正常运行状态，如系统 振荡、短时过负荷等时，零序电流保护不受 影响。l缺点：不能反映相间短路故障（具体见书P50-51）33l第三章第三章 电网的距离保护电网的距离保护l概念：概念：距离保护是反应保护安装处到故障点的距离，并根据距

23、离保护是反应保护安装处到故障点的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。l距离保护实质距离保护实质：反映故障点到保护安装处的距离。：反映故障点到保护安装处的距离。实际上实际上是测量保护安装处到故障点之间的阻抗大小，故而有时也称是测量保护安装处到故障点之间的阻抗大小，故而有时也称为阻抗保护。为阻抗保护。l距离保护的时限特征：距离保护的时限特征：距离保护的时限特征与三段式电流保距离保护的时限特征与三段式电流保护的时限特征相同。护的时限特征相同。l距离保护距离保护段段：瞬时动作，动作时限为保护装置的固有动作：瞬时动作，动作时限为保护装置的固有动作时

24、间；其保护范围为本线路全长的时间；其保护范围为本线路全长的8085%l距离保护距离保护段段：动作时限和起动值与相邻下一条线路保护的：动作时限和起动值与相邻下一条线路保护的保护保护 段或保护段或保护段相配合；其保护范围为本线路的全长和段相配合；其保护范围为本线路的全长和下一条线路的一部分。下一条线路的一部分。34l距离保护距离保护段段：作为本线路和相邻线路的后备：作为本线路和相邻线路的后备保护，动作时限的整定原则与定时限过电流保保护，动作时限的整定原则与定时限过电流保护相同，其保护范围包括本线路的全长和下一护相同，其保护范围包括本线路的全长和下一条线路的全长。条线路的全长。l距离保护主要是由距离

25、保护主要是由启动元件、测量（距离）元启动元件、测量（距离）元件与逻辑回路（时间元件）件与逻辑回路（时间元件）三部分构成。三部分构成。l阻抗继电器阻抗继电器是距离保护的是距离保护的核心元件核心元件。l阻抗继电器的作用：用来测量保护安装处到故阻抗继电器的作用：用来测量保护安装处到故障点的阻抗（距离），并与整定值进行比较，障点的阻抗（距离），并与整定值进行比较，以确定是保护区内故障还是保护区外故障以确定是保护区内故障还是保护区外故障35l距离保护通过阻抗继电器实现对阻抗的距离保护通过阻抗继电器实现对阻抗的测量。测量。l对于单相式阻抗继电器，测量电压对于单相式阻抗继电器，测量电压 与与测量电流测量电流

26、 的比值称为的比值称为测量阻抗测量阻抗。3637阻抗继电器及其动作特性阻抗继电器及其动作特性在实际中由于互感器误差，过渡电阻等原因的存在，在实际中由于互感器误差，过渡电阻等原因的存在，ZmZm并不能并不能严格的落在严格的落在ZsetZset方向的直线上，而是落在它周围的一个区域内，方向的直线上，而是落在它周围的一个区域内，为了保证区内故障时阻抗继电器都能动作，把保护范围扩大成为了保证区内故障时阻抗继电器都能动作，把保护范围扩大成一个区域。一个区域。动作区域动作区域 38阻抗继电器的动作特性和动作方程阻抗继电器的动作特性和动作方程动作特性动作特性：阻抗继电器动作区域的形状：阻抗继电器动作区域的形

27、状动作方程动作方程：用复数的数学方程式来表示动作特性：用复数的数学方程式来表示动作特性常用的三种圆特性阻抗继电器：全阻抗圆特性、偏移圆特性和常用的三种圆特性阻抗继电器：全阻抗圆特性、偏移圆特性和方向圆特性的阻抗继电器方向圆特性的阻抗继电器1 1）全阻抗圆特性）全阻抗圆特性相位比较原理相位比较原理幅值比较原理幅值比较原理392 2）偏移圆特性阻抗）偏移圆特性阻抗 幅值比较原理幅值比较原理比相式比较原理比相式比较原理l 3 3）方向圆特性方向圆特性40比相式比较原理比相式比较原理幅值比较原理幅值比较原理41区分阻抗继电器中的三个重要概念：区分阻抗继电器中的三个重要概念：测量阻抗（测量阻抗（ZmZm

28、）：加入到阻抗继电器上的阻抗：加入到阻抗继电器上的阻抗整定阻抗（整定阻抗（ZsetZset）：一般取继电器安装处到保护范围末端一般取继电器安装处到保护范围末端的线路阻抗。的线路阻抗。全阻抗继电器对应圆的半径；全阻抗继电器对应圆的半径；方向阻抗继电器对应在最大灵敏角方向上圆的直径；方向阻抗继电器对应在最大灵敏角方向上圆的直径；偏移特性阻抗继电器对应在最大灵敏角方向上由原点到圆周的偏移特性阻抗继电器对应在最大灵敏角方向上由原点到圆周的长度。长度。动作阻抗（动作阻抗（ZopZop）：使阻抗继电器处于临界动作状态对应使阻抗继电器处于临界动作状态对应的动作边界上的阻抗。除全阻抗继电器以外，的动作边界上的

29、阻抗。除全阻抗继电器以外，ZopZop随随 的不的不同而改变。同而改变。最大灵敏角（最大灵敏角（）：当动作阻抗与整定阻抗相重合时对应的：当动作阻抗与整定阻抗相重合时对应的角度是最灵敏的，因此称整定阻抗所对应的阻抗角为最大灵敏角度是最灵敏的，因此称整定阻抗所对应的阻抗角为最大灵敏角。角。系统振荡对距离保护的影响：系统振荡对距离保护的影响：振荡时，系统中各发电机电势间的相角差随时间作周期性变振荡时，系统中各发电机电势间的相角差随时间作周期性变化，从而使系统中各点电压，线路电流以及距离保护的测量化，从而使系统中各点电压，线路电流以及距离保护的测量阻抗也将发生周期性变化，可能导致距离保护的误动作。阻抗

30、也将发生周期性变化，可能导致距离保护的误动作。电力系统振荡电力系统振荡：并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率：并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角大范围周期性变化的现象，称为电力系统振荡。角大范围周期性变化的现象，称为电力系统振荡。4243振荡中心振荡中心：振荡时，在电势相角差为：振荡时，在电势相角差为的情况下，系统中的情况下，系统中总会有一点的电压最低，电压最低的这一点称为振荡中心。总会有一点的电压最低，电压最低的这一点称为振荡中心。振荡周期：在系统发生振荡时，电压的幅值由一个最大值振荡周期：在系统发生振荡时，电压的幅值由一个最大值到下一个最大值之间的时间称为振荡周期（振荡过程中振到下

31、一个最大值之间的时间称为振荡周期（振荡过程中振荡周期最短为荡周期最短为0.10.15s）系统振荡时对距离保护的影响：系统振荡时对距离保护的影响：当测量阻抗进入特性圆内，阻抗继电器就要误动。当测量阻抗进入特性圆内，阻抗继电器就要误动。.在相同定值下，全阻抗继电器所受（振荡）影响大在相同定值下，全阻抗继电器所受（振荡）影响大.当保护安装点越靠近振荡中心，受影响越大当保护安装点越靠近振荡中心，受影响越大l距离保护的整定计算及对距离保护的评价：距离保护的整定计算及对距离保护的评价：l距离保护段的整定原则：按躲开本线路末端的故障整定l保护范围不能延伸到下一条线路中去，为本线路全长的8085%l瞬时动作，

32、其动作时限为保护装置的固有动作时间。l距离保护段的整定原则：l整定原则1：与相邻线段的距离段配合44l整定原则2：按躲开线路末端变压器低压母线短路整定l动作时间：l保护范围为保护本线路的全长及下一条线路的一部分l灵敏性校验：按本线路末端故障校验灵敏度 若灵敏度不满足要求，应与相邻线路距离保护的段配合。l距离保护段的整定原则：按躲过输电线路的最小负荷阻抗整定45l最小负荷阻抗：l对全阻抗继电器，其整定值：l对方向阻抗继电器，其整定值：46l其动作时间按阶梯型原则整定l为本线路和相邻线路（元件）的后备保护，保护范围包括本线路的全长和下一条线路的全长l灵敏度校验：灵敏度校验：l作为近后备时，按本线路

33、末端短路校验l作为远后备时，按相邻设备末端短路校验47第四章第四章 输电线路纵联保护输电线路纵联保护单侧测量量保护单侧测量量保护和和双侧测量保护双侧测量保护纵联保护的概念：纵联保护的概念：所谓纵联保护就是所谓纵联保护就是用某种通信通道（简称通道）将输电线两端的用某种通信通道（简称通道）将输电线两端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率方向等）保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率方向等）传送到对端，将各端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内传送到对端，将各端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。还是在线路范围之外，从而决定

34、是否切断被保护线路。因此，理论上这种纵联保护具有绝对的选择性。因此，理论上这种纵联保护具有绝对的选择性。纵联保护分类（按通道）纵联保护分类（按通道）：（1）导引线）导引线 纵联保护：输电线路纵差保护纵联保护：输电线路纵差保护（2）电力线载波纵联保护：高频保护）电力线载波纵联保护：高频保护（3）微波纵联保护：微波保护）微波纵联保护：微波保护（4）光纤纵联保护：光纤保护）光纤纵联保护：光纤保护48l电力载波通信的构成电力载波通信的构成：l 电力载波通信可分为使用两相线路的有电力载波通信可分为使用两相线路的有“相相-相相”式式和使用一相一地的和使用一相一地的“相相-地地”式两种连接方式。我国一式两种

35、连接方式。我国一般采用般采用“相相-地地”式。式。l主要组成部分：主要组成部分：l1）阻波器：作用：通工频，阻高频）阻波器：作用：通工频，阻高频l2）耦合电容器：作用：低压高频设备耦合高压线路上）耦合电容器：作用：低压高频设备耦合高压线路上去，通高频，阻工频去，通高频，阻工频l3）连接滤波器：作用：与耦合滤波器共同组成一个）连接滤波器：作用：与耦合滤波器共同组成一个“四端网络四端网络”带通滤波器，减少其他高频信号的干扰；带通滤波器，减少其他高频信号的干扰；阻抗匹配；使高频收发信机与高压设备进一步隔阂阻抗匹配；使高频收发信机与高压设备进一步隔阂l4）高频收发信机：作用：向本端及对侧发送高频信号；

36、）高频收发信机：作用：向本端及对侧发送高频信号；接受本端和对侧的高频信号接受本端和对侧的高频信号l5）接地开关：）接地开关：49l高频通道的工作方式：高频通道的工作方式：l正常高频电流方式正常高频电流方式：电力系统正常运行时，：电力系统正常运行时，收发信机长期发信方式收发信机长期发信方式l正常无高频电流方式正常无高频电流方式：电力系统正常运行时，：电力系统正常运行时，收发信机不工作。当系统故障时，发信机由收发信机不工作。当系统故障时，发信机由启动元件启动，通道中才有高频电流启动元件启动，通道中才有高频电流l移频方式移频方式：电力系统正常运行时，发信机处：电力系统正常运行时，发信机处于发信状态，

37、向对端送出频率为于发信状态，向对端送出频率为f1的高频电的高频电流，。当系统故障时，改发频率为流，。当系统故障时，改发频率为f2的高频的高频电流。电流。l电力线载波信号的分类电力线载波信号的分类 按高频信号的应用按高频信号的应用分三类：跳闸信号、允许信号、闭锁信号分三类：跳闸信号、允许信号、闭锁信号5051高频信号高频信号闭锁式方向纵联保护的基本原理闭锁式方向纵联保护的基本原理举例说明：A 1 2 B 3 4 C 5 6 D保护保护3 3、4 4两侧都不发高频信号，保护动作跳两侧都不发高频信号，保护动作跳3 3、4 4保护保护2 2、5 5动，它们发出高频闭锁信号，送至保护动，它们发出高频闭锁

38、信号，送至保护1 1、6 6、2 2、5 5。AB,BCAB,BC线路均保持不动线路均保持不动由短路功率为负的一侧发出高频闭锁信号，这个信号被两端的由短路功率为负的一侧发出高频闭锁信号，这个信号被两端的收信机所接收，而把保护闭锁。收信机所接收，而把保护闭锁。故称高频闭锁方向保护。故称高频闭锁方向保护。52注注：这种由闭锁信号构成的保护只在非故障线路上才传送高频信：这种由闭锁信号构成的保护只在非故障线路上才传送高频信号，而在故障线路上并不传送高频信号。因此，在故障线路上由号，而在故障线路上并不传送高频信号。因此，在故障线路上由于短路使高频通道可能遭到破坏时，并不会影响保护的正确动作于短路使高频通

39、道可能遭到破坏时，并不会影响保护的正确动作 53组成：组成：1 1 起动元件起动元件1 1：定值低，灵敏度较高，起动发信机发信：定值低，灵敏度较高，起动发信机发信2 2 起动元件起动元件2 2：定值高，灵敏度较低，起动保护的跳闸回路：定值高，灵敏度较低，起动保护的跳闸回路3 3 功率方向元件：判断短路功率的方向功率方向元件：判断短路功率的方向4ZJ 4ZJ 中间继电器：内部短路时，停止发信中间继电器：内部短路时，停止发信5ZJ 5ZJ 极化继电器（双线圈）：工作线圈极化继电器（双线圈）：工作线圈a a接方向元件输出，制动线接方向元件输出，制动线圈圈b b接收信机的输出接收信机的输出极化继电器能

40、够动作的条件极化继电器能够动作的条件：仅仅在工作线圈中有电流的情况下：仅仅在工作线圈中有电流的情况下才能动作。才能动作。分析在线路内部短路及外部短路时保护的动作情况分析在线路内部短路及外部短路时保护的动作情况54第五章第五章 自动重合闸自动重合闸自动重合闸（自动重合闸（ZCHZCH）装置是断路器因故障跳开后的按需要将断路器）装置是断路器因故障跳开后的按需要将断路器重新投入的一种自动装置。重新投入的一种自动装置。作用：作用：1 1）对暂时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供电的可靠性。）对暂时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供电的可靠性。2 2）对两侧电源线路，可提高系统并列运行的稳定性。）对

41、两侧电源线路，可提高系统并列运行的稳定性。3 3）可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸）可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸 不利影响：不利影响：1 1）使电力系统又一次受到故障的冲击；）使电力系统又一次受到故障的冲击；2 2）使断路器的工作条件恶化。）使断路器的工作条件恶化。应用：应用：1KV1KV及以上电压的架空线路或电缆与架空线路的混合线路上，及以上电压的架空线路或电缆与架空线路的混合线路上，只要装有断路器，一般应装设只要装有断路器，一般应装设ZCHZCHl两侧电源输电线路三相一次重合闸：两侧电源输电线路三相一次重合闸：l所谓三相一次重合闸方式所谓三相一次重合闸方式是

42、指不论在输电线路是指不论在输电线路上发生相间短路还是单相接地短路，继电保护上发生相间短路还是单相接地短路，继电保护装置动作将线路三相断路器一齐断开，然后重装置动作将线路三相断路器一齐断开，然后重合闸装置动作，将三相断路器重新合上的重合合闸装置动作，将三相断路器重新合上的重合闸方式。闸方式。l通常三相一次自动重合闸装置由启动元件、时间元件、一次合闸脉冲元件和执行元件四部分组成。55561 1、应考虑的两个问题：、应考虑的两个问题：（1 1）时间的配合问题：两侧保护可能以不同的延时跳闸）时间的配合问题：两侧保护可能以不同的延时跳闸。（2 2）同期问题：两侧系统是否同步的问题以及是否允许非同步合）同

43、期问题：两侧系统是否同步的问题以及是否允许非同步合闸的问题闸的问题。2 2、两侧电源线路上的主要合闸方式：、两侧电源线路上的主要合闸方式：（1 1）快速自动重合方式。）快速自动重合方式。（2 2）非同期重合闸方式。）非同期重合闸方式。（3 3）检查双回线另一回线电流的重合闸方式。）检查双回线另一回线电流的重合闸方式。（4 4）自动解列重合闸方式。）自动解列重合闸方式。（5 5）具有同步检定和无压检定的重合闸）具有同步检定和无压检定的重合闸。57（5 5）具有同步检定和无压检定的重合闸）具有同步检定和无压检定的重合闸。具同步检定和无压检定的重合闸方式示意图58自动重合闸与继电保护的配合自动重合闸

44、与继电保护的配合两者关系极为密切，保护可利用重合闸提供的便利条件，加速两者关系极为密切，保护可利用重合闸提供的便利条件，加速切除故障，一般有如下两种配合方式：切除故障，一般有如下两种配合方式：1 1、重合闸前加速保护（简称、重合闸前加速保护（简称“前加速前加速”）无论哪条线路故障，先由保护加速动作把故障切除，重合闸无论哪条线路故障，先由保护加速动作把故障切除，重合闸装置动作，合断路器，若故障没有消失，第二次由保护装置动作，合断路器，若故障没有消失，第二次由保护3 3有有选择性的切除故障选择性的切除故障l前加速的优点：前加速的优点：1）能够快速地切除瞬时性故障；2）能够使瞬时性故障来不及发展成永

45、久性故障，从而提高重合闸的成功率；3）保证厂用电和重要用户的电能质量；4）只需装设一套重合闸装置，简单、经济。l前加速的缺点：前加速的缺点：1）断路器工作条件恶劣，动作次数较多；2）重合于永久性故障时，故障切除的时间可能较长；3）如果重合闸装置距动，则将扩大停电范围。甚至在最末一级线路上故障时，都会使连接在这条线路上的所有用户停电。前加速保护主要用35KV以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上，以便快速切除故障，保证母线电压。59602 2、重合闸后加速保护（简称、重合闸后加速保护（简称“后加速后加速”）每条线路上均装有选择性的保护和每条线路上均装有选择性的保护和ZCHZCH。第一次故障时，

46、保护按有选择性的方式动作跳闸，若是永久第一次故障时，保护按有选择性的方式动作跳闸，若是永久性故障，重合后则加速保护动作，切除故障。性故障，重合后则加速保护动作，切除故障。第一次短路时，保护第一次短路时，保护1 1动，动，ZCHZCH重合，之后保护重合，之后保护1 1瞬时动。瞬时动。l后加速的优点：后加速的优点：l1）第一次是有选择性地切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性地动作而后以重合闸来纠正（即前加速）；l2）保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的；l3）和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般是有利而无害的。l后加速的缺点：后加速的缺点：l1）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比略为复杂；l2）第一次切除故障可能带有延时。l后加速的配合方式广泛应用于35KV以上的网络及对重要负荷供电的输电线路上。61