第四章 输电线纵联保护75933.ppt

《第四章 输电线纵联保护75933.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75933.ppt（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电力系统继电保护Power System Protective Relaying.输电线路纵联保护n4.1.1 引言n 反应单侧电气量保护的缺陷：无法区分本线路末端短路与相邻线路出口短路 无法实现全线速动。原因：（1）本线路末端短路与相邻线路出口电气距离接近相等。（2）继电器本身测量误差。（3）线路参数不准确。（4）TV、TA有误差。（5）短路类型不同。（6）运行方式变化等。4.1 输电线路纵联保护概述4.1.1 引言n输电线路纵联保护定义：利用某种信息通道将输电线路两端的电气量传送到对端，进行两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而确定是否切断被保护线路。因此，从理论

2、上讲，这种纵联保护具有绝对的选择性。4.1 输电线路纵联保护概述4.1.1 引言n纵联保护分类（按信息通道）：（1）导引线纵联保护（输电线路纵联差动保护）导引线纵联保护（输电线路纵联差动保护）：辅助导引线（2）电力线载波保护电力线载波保护（高频保护）（高频保护）：高频通道（3）微波纵联保护 ：微波通道（4）光纤纵联保护光纤纵联保护：光纤通道n纵联保护分类（按动作原理）：（1）方向比较式纵联保护：功率方向、负序功率方向（2）纵联电流差动保护：4.1 输电线路纵联保护概述n两端电流相量和的故障特征（纵联电流差动保护）n区内故障：n区外故障：4.1.2输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析4.1 输

3、电线路纵联保护概述n两端功率方向的故障特征（方向比较式纵联保护）n区内故障：两端功率方向均为母线 线路n区外故障：近故障端功率方向线路 母线 远故障端功率方向母线 线路4.1.2输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析4.1 输电线路纵联保护概述n两端电流相位特征（电流相位比较式纵联保护）区内故障：区外故障（正常运行）：两侧电流相位差00 两侧电流相位差18004.1.2输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析4.1 输电线路纵联保护概述n两端测量阻抗的特征（距离纵联保护）(以II段距离为启动元件，采用方向阻抗特性）n区内故障：两侧测量阻抗均为短路阻抗n区外故障：两侧测量阻抗均为短路阻抗，但一侧为

4、反方向n正常运行时：两侧测量阻抗均为负荷阻抗4.1.2输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析4.1 输电线路纵联保护概述4.2输电线路纵联保护两侧信息量的交换n输电线路目前常用的通信方式为：n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n光纤通信4.2.2 4.2.2 电力线载波通信电力线载波通信n 有“相-相”和“相-地”两种连接方式“我国广泛运用我国广泛运用”1.阻波器2.耦合电容器3.连接滤波器4.电缆5.载波收发信机6.接地开关4.2.2 4.2.2 电力线载波通信电力线载波通信工作方式：（高频信号与高频电流是不同的）正常时无高频电流（我国常用）：故障启动发信方式 正常运行时，收

5、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（经常无高频电流），有高频电流是有信号有高频电流是有信号，通道的破坏不影响保护的正确动作 正常时有高频电流：长期发信方式 正常运行时，始终收发信（经常有高频电流），无高无高频电流是信号频电流是信号，保护动作速度较快，对其它设备有干扰 移频方式（国外广泛应用）：正常运行时，始终收发信频率为f1的高频电流；故障时收发信频率为f2的高频电流，改变频率是一种信号改变频率是一种信号电力线载波信号的种类4.3方向比较式纵联保护n4.3.1工频故障分量的方向元件n保护的正方向短路，保护安装处的电流、电压的关系为：考虑各种因素的影响，正方向故

6、障时功率方向为正的判断依据为：Zr线路模拟阻抗n保护的反方向短路，保护安装处的电流、电压的关系为：考虑各种因素的影响，反方向故障时功率方向为正的判断依据为：4.3.1工频故障分量的方向元件负序、零序方向元件在正方向故障时，功率方向为正的判断为：负序、零序方向元件在正方向故障时，功率方向为负的判断为：反映工频故障分量的方向元件具有：n不受负荷状态的影响n不受短路点过渡电阻的影响n正、反方向短路时，方向性明确n无电压死区n不受系统振荡影响4.3.1工频故障分量的方向元件4.3.2闭锁式方向纵联保护K点故障：对BC线路：为内部故障，保护3、4；两侧功率S+动，两侧都不发高频信号，保护动作3、4QF跳

7、闸对AB、CD线路：为外部故障，电流保护元件1、2、5、6均启动：但2、5的功率方向为负，S-动，向本侧和对侧发出高频闭锁信号，送至保护1、6、2、5。AB、CD线路均保持不动作跳闸闭锁式方向纵联保护原理 它是以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。故称高频闭锁方向保护高频闭锁方向保护。这种按闭锁信号构成的保护只在非故障线只在非故障线路上才传送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。高频闭锁信号由非故障线的近故障点侧保护发出。4.3.2闭锁式方向纵联保护lKW+

8、功率方向元件lKA2高定值电流停信元件lKA1 低定值电流启信元件lt1 瞬时动作延时返回lt2 延时动作瞬时返回2 闭锁式方向纵联保护的构成 区外短路：两端供电线路（近故障点侧）2 闭锁式方向纵联保护的构成 区外短路：两端供电线路（远离故障点侧）2 闭锁式方向纵联保护的构成区内短路：双电源供电线路2 闭锁式方向纵联保护的构成 闭锁式距离纵联保护利用线路两侧三段式距离保护，以III段作为启信元件，以II段方向判别元件作停信元件。4.3.3 闭锁式距离纵联保护的构成 闭锁式距离纵联保护利用线路两侧三段式距离保护，以III段作为启信元件，以II段方向判别元件作停信元件。4.3.3 闭锁式距离纵联保

9、护的构成本线路故障：ZIII启动发信；ZII判断为正方向，启动停信；两侧均未收到高频闭锁信号而跳闸。闭锁式距离纵联保护利用线路两侧三段式距离保护，以III段作为启信元件，以II段方向判别元件作停信元件。4.3.3 闭锁式距离纵联保护的构成外部故障：ZIII启动发信；ZII判断为反方向，不停信；两侧均收到高频闭锁信号而不跳闸。4.3.4 影响方向式纵联保护的因素 设M侧断路器开断 若采用断路器的线路侧电压互感器采集负序电压，将判断为反方向故障，而发闭锁信号，两侧断路器不跳闸。若采用断路器的母线侧电压互感器采集负序电压，将判断为正方向故障，两侧将均没有闭锁信号，两侧断路器跳闸。非全相运行方式对负序

10、方向纵联保护的影响 超高压线路采用单相接地故障，单相跳闸，允许两相继续运行方式，称为非全相运行方式。零序方向纵联保护与负序方向相同n两端电流相位特征区内故障：区外故障（正常运行）：两侧电流相位差00 两侧电流相位差18004.4.1 纵联电流差动保护原理4.4纵联电流差动保护4.4纵联电流差动保护n4.4.1纵联电流差动保护原理 线路两侧装有相同变比的TA 由于两侧电流互感器励磁特性不同，正常运行及外部故障时流过的短路电流反映至二次测大小会不相同。此电流差称为不平衡电流。4.4纵联电流差动保护n4.4.1纵联电流差动保护原理 不平衡电流的值可计算为：4.4纵联电流差动保护n4.4.1纵联电流差动保护原理 保护正确动作的差动电流应躲过不平衡电流 外部故障时的不平衡电流也可写为：在保护中外部故障时的不平衡电流用作为制动电流，保护动作方程为：4.4纵联电流差动保护n4.4.1纵联电流差动保护原理 保护动作电流与制动电流关系（或称保护的制动特性）保护的动作值将随外部故障时的不平衡电流增大而增大4.4.2两侧电流的同步测量n基于数据通道的同步方法n基于GPS统一时钟的同步方法4.4.4影响纵联电流差动保护正确动作的因素n电流互感器的误差和不平衡电流n输电线路的分布电容及其补偿措施n负荷电流对纵联电流差动保护的影响