線路保護及重合閘裝置

1、線路保護及重合閘裝置u 主要內容主要內容一、線路保護的應用一、線路保護的應用三、斷路器失靈保護三、斷路器失靈保護二、自動重合閘裝置二、自動重合閘裝置線路保護顧名思義是保護線路線路保護顧名思義是保護線路保護范圍是否只限于線路呢？保護范圍是否只限于線路呢？不是。不是。1、單相接地故障、單相接地故障2、相間故障（兩相短路）、相間故障（兩相短路）3、兩相接地故障、兩相接地故障4、三相短路、三相短路5、各類性質的開路、各類性質的開路l線路故障的性質：線路故障的性質：l故障時電氣量的變化故障時電氣量的變化l電流增大電流增大l電壓降低電壓降低l電流電壓間相角發(fā)生變化電流電壓間相角發(fā)生變化電流與電壓的比值電流

2、與電壓的比值Z=U/Il電流和電流和正常正常I入入=I出，出，短路短路I入入I出出l出現出現I2 、I0 序分量序分量接地故障必然產生零序分量；不對稱故障必然產接地故障必然產生零序分量；不對稱故障必然產生負序分量生負序分量u線路保護的分類及原理線路保護的分類及原理線路保護配置：線路保護配置：1、過流保護、過流保護2、阻抗保護、阻抗保護3、零序過流保護、零序過流保護4、縱聯保護、縱聯保護5、縱聯電流差動保護、縱聯電流差動保護l哪些可以保護全長，哪些可以延伸的其他部分，哪些可以保護全長，哪些可以延伸的其他部分，哪些只能保護部分線路？哪些只能保護部分線路？l全長：縱聯保護全長：縱聯保護l延伸：零序二

3、段、過流二段、距離二段延伸：零序二段、過流二段、距離二段l部分：電流速斷（部分：電流速斷（1520以上）、距離保護以上）、距離保護的一段（的一段（8085）、零序一段）、零序一段u過流保護過流保護l故障電流故障電流IIset，保護動作；，保護動作；l過流保護一般分為一段（速斷）、二段（過流）過流保護一般分為一段（速斷）、二段（過流）、三段；、三段；l速斷的整定范圍：躲過線路末端三相短路最大電速斷的整定范圍：躲過線路末端三相短路最大電流整定；流整定；l過流保護按躲過線路最大負荷整定，和下級線路過流保護按躲過線路最大負荷整定，和下級線路配合是時間上的配合。配合是時間上的配合。l速斷、過流保護受系統(tǒng)

4、運行方式的影響較大，速斷、過流保護受系統(tǒng)運行方式的影響較大，保護的范圍不固定；保護的范圍不固定；l能反映各種性質的故障，對于不同的故障保護能反映各種性質的故障，對于不同的故障保護范圍不同。范圍不同。u零序電流保護零序電流保護零序電流保護是比較零序電流大小和定值零序電流保護是比較零序電流大小和定值點的關系；點的關系；零序電流只有在接地系統(tǒng)中才會出現零序電流只有在接地系統(tǒng)中才會出現零序電流的保護范圍較為穩(wěn)定，但是受系零序電流的保護范圍較為穩(wěn)定，但是受系統(tǒng)接地點和運行方式的影響較大統(tǒng)接地點和運行方式的影響較大在在220kV線路中零序電流保護一般作為線路中零序電流保護一般作為后備保護；后備保護；在在1

5、10kV線路中零序電流保護一般作為線路中零序電流保護一般作為主保護；主保護；零序電流保護只反映接地性質故障。零序電流保護只反映接地性質故障。u阻抗保護阻抗保護l阻抗保護的基本原理是：阻抗保護的基本原理是：Z=U/Il阻抗保護分為接地阻抗和相間阻抗保護；阻抗保護分為接地阻抗和相間阻抗保護；l接地阻抗保護一般反應各類性質的接地故接地阻抗保護一般反應各類性質的接地故障（單相接地和兩相接地故障）；障（單相接地和兩相接地故障）；l相間阻抗一般反應各類性質的相間故障。相間阻抗一般反應各類性質的相間故障。l阻抗一段一般保護線路全長的阻抗一段一般保護線路全長的80；l阻抗二段一般保護線路的全長并且和下級線路的

6、阻抗二段一般保護線路的全長并且和下級線路的一段有重合部分；一段有重合部分；l阻抗三段作為全部線路的后備保護，按躲過最大阻抗三段作為全部線路的后備保護，按躲過最大負荷阻抗整定。負荷阻抗整定。l保護范圍較為穩(wěn)定，不受負荷電流和系統(tǒng)保護范圍較為穩(wěn)定，不受負荷電流和系統(tǒng)方式變化的影響；方式變化的影響；l能反映各種性質的故障；能反映各種性質的故障；l阻抗保護帶方向。阻抗保護帶方向。l阻抗保護的特點l線路阻抗保護特殊點 不受系統(tǒng)運行方式的影響，但是保護范圍受過渡不受系統(tǒng)運行方式的影響，但是保護范圍受過渡電阻（短路點的電弧、放電點物體等）的影響較電阻（短路點的電弧、放電點物體等）的影響較大。大。在特殊線路上

7、的保護范圍是有變化的，從系統(tǒng)的在特殊線路上的保護范圍是有變化的，從系統(tǒng)的角度考慮可能阻抗一段保護線路的全長。角度考慮可能阻抗一段保護線路的全長。 輸電線路的縱聯保護是指用某種通信通道輸電線路的縱聯保護是指用某種通信通道 (簡稱通道簡稱通道)將輸電線兩端的保護裝置縱向聯結起來，將各端的電氣量將輸電線兩端的保護裝置縱向聯結起來，將各端的電氣量 (電流、功率的方向等電流、功率的方向等)傳送到對端，將兩端的電氣量比較傳送到對端，將兩端的電氣量比較，以判斷故障在本線路范圍內還是在范圍之外，從而決定，以判斷故障在本線路范圍內還是在范圍之外，從而決定是否切斷被保護線路。是否切斷被保護線路。 由于縱聯保護在電

8、網中可實現全線速動，因此它可保由于縱聯保護在電網中可實現全線速動，因此它可保證電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性、提高輸送功率、縮小故障證電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性、提高輸送功率、縮小故障造成的損壞程度以及改善與后備保護的配合性能。造成的損壞程度以及改善與后備保護的配合性能。u縱聯保護縱聯保護圖圖1 輸電線路縱聯保護結構框圖輸電線路縱聯保護結構框圖l 縱聯保護的分類縱聯保護的分類按照所利用信息通道的不同類型可以分為按照所利用信息通道的不同類型可以分為4種：種：（1）導引線縱聯保護；）導引線縱聯保護； （鋪設導引線電纜傳送電氣量信息，線路較長時不經濟，導引線參數電阻和分布電容直接影響保護性能）（2）電力線載

9、波縱聯保護；）電力線載波縱聯保護； （利用輸電線路構成通道，輸電線路故障時通道可能遭到破壞）（3）微波縱聯保護；）微波縱聯保護； （利用微波通道通信，保護專用微波通道及設備不經濟）（4）光纖縱聯保護。）光纖縱聯保護。 （利用光纖通道通信，通道與電力信息系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，光信號不受干擾，近年來廣泛采用）1 1、母差跳閘停信、母差跳閘停信 （1 1）當母線故障發(fā)生在電流互感器與斷路器之間時，母）當母線故障發(fā)生在電流互感器與斷路器之間時，母線保護雖然正確動作，但故障點依然存在，依靠母線出口動線保護雖然正確動作，但故障點依然存在，依靠母線出口動作停止該線路高頻保護發(fā)信，讓對側斷路器跳閘切除故障。作停止該線

10、路高頻保護發(fā)信，讓對側斷路器跳閘切除故障。 （允許式為起動發(fā)信，光纖縱差遠跳）（允許式為起動發(fā)信，光纖縱差遠跳）l 縱聯保護中母差跳閘停信和跳閘位置停信縱聯保護中母差跳閘停信和跳閘位置停信接母線保護接母線保護接線路保護接線路保護黨黨2626縱聯保護縱聯保護動作跳閘動作跳閘答：答：（1 1）B B母線發(fā)生單相接地故障，母線保護動作跳開母線發(fā)生單相接地故障，母線保護動作跳開QF2QF2、QF3QF3和和QF5QF5，重合閘不動作，同時由于母線保護停信回路，重合閘不動作，同時由于母線保護停信回路動作，使動作，使QF2QF2、QF3QF3高頻保護停信，高頻保護停信，QF1QF1、QF4QF4高頻保護動

11、高頻保護動作跳開故障相。作跳開故障相。（2 2）A A、C C站由于站由于B B站高頻保護停信，站高頻保護停信，QF1QF1、QF4QF4跳開故障跳開故障相，并重合成功。相，并重合成功。QF2QF2、QF3QF3、QF5QF5由母差保護動作跳閘，由母差保護動作跳閘，不重合。不重合。l 220kV220kV兩套重合閘的配合兩套重合閘的配合 一條線路有兩套微機保護時，一般情況下：一條線路有兩套微機保護時，一般情況下： 兩套微機重合閘的選擇開關切在單重兩套微機重合閘的選擇開關切在單重（或三重、綜重）（或三重、綜重）的位置，的位置，合閘出口連接片只投一套合閘出口連接片只投一套。如果將兩套重合閘出。如果

12、將兩套重合閘出口連接片都投人，可能造成斷路器短時內兩次重合?？谶B接片都投人，可能造成斷路器短時內兩次重合。 220kV220kV線路一般采用單重方式。線路一般采用單重方式。 在220kV及以上的線路上，由于線間距離大，其中絕大部分的故障都是單相接地短路。如果把發(fā)生故障的一相斷開，然后再進行單相重合，而未發(fā)生故障的兩相仍然繼續(xù)運行，就能夠大大提高供電的可靠性和系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。如果線路發(fā)生的是瞬時性故障，則單相重合閘將重合成功，即三相恢復正常運行。 如果先停用重合閘出口壓板，而溝通三跳壓板尚未投如果先停用重合閘出口壓板，而溝通三跳壓板尚未投入時，當發(fā)生線路單相故障，線路開關單相跳閘，不能重入

13、時，當發(fā)生線路單相故障，線路開關單相跳閘，不能重合，則造成非全相運行。合，則造成非全相運行。 投入重合閘時，應先投入重合閘出口壓板，再停用溝投入重合閘時，應先投入重合閘出口壓板，再停用溝三跳壓板。如果先停用溝三跳壓板，重合閘出口壓板未投，三跳壓板。如果先停用溝三跳壓板，重合閘出口壓板未投，線路發(fā)生故障時保護可能選相跳閘不重合，造成非全相運線路發(fā)生故障時保護可能選相跳閘不重合，造成非全相運行。行。 （兩套重合閘方式切換開關應在一致的位置，否則投（兩套重合閘方式切換開關應在一致的位置，否則投三重時保護仍將選相跳閘）三重時保護仍將選相跳閘）l 停用重合閘時，應先投入溝三跳壓板，再停用重合閘出停用重合

14、閘時，應先投入溝三跳壓板，再停用重合閘出口壓板。為什么？口壓板。為什么？重合閘后加速保護重合閘后加速保護 重合閘后加速，是指當線路發(fā)生故障后，保護將有選擇重合閘后加速，是指當線路發(fā)生故障后，保護將有選擇性地跳開斷路器，然后進行重合閘，若是瞬時性故障，在線性地跳開斷路器，然后進行重合閘，若是瞬時性故障，在線路斷路器跳開后故障隨即消失，重合閘成功，線路將恢復送路斷路器跳開后故障隨即消失，重合閘成功，線路將恢復送電。若是永久性故障，重合閘后，保護裝置的時間元件將被電。若是永久性故障，重合閘后，保護裝置的時間元件將被退出，保護將無選擇性地瞬時跳開斷路器切除故障。退出，保護將無選擇性地瞬時跳開斷路器切除

15、故障。重合閘前加速保重合閘前加速保護護 重合閘前加速是指重合閘與繼電保護之間的一種配合方重合閘前加速是指重合閘與繼電保護之間的一種配合方式。重合閘前加速，是指在重合閘動作前，保護將無選擇性式。重合閘前加速，是指在重合閘動作前，保護將無選擇性地瞬時切除故障；在重合閘重合后，保護將有選擇性地延時地瞬時切除故障；在重合閘重合后，保護將有選擇性地延時切除故障?？梢姳Ｗo在重合閘動作前得到了加速。切除故障。可見保護在重合閘動作前得到了加速。 前加速主要用于前加速主要用于35kV35kV以下由發(fā)電廠或重要變電站引出的以下由發(fā)電廠或重要變電站引出的直配線路上，以便快速切除故障，保證母線電壓。直配線路上，以便快

16、速切除故障，保證母線電壓。 220kV220kV線路保護一般都按雙重化配置，可靠性線路保護一般都按雙重化配置，可靠性較高。較高。220kV220kV開關一般也裝設兩組跳閘線圈，并接開關一般也裝設兩組跳閘線圈，并接至不同的操作電源，防止因線圈斷線、短路和操至不同的操作電源，防止因線圈斷線、短路和操作電源故障等導致拒動。盡管如此，開關仍然有作電源故障等導致拒動。盡管如此，開關仍然有拒動的可能，例如拒動的可能，例如SF6SF6壓力低閉鎖分閘、機構故障壓力低閉鎖分閘、機構故障等。等。 開關拒動不能切除故障，就要靠后備保護切開關拒動不能切除故障，就要靠后備保護切除故障。除故障。110kV110kV及以下

17、開關拒動，一般采用遠后備及以下開關拒動，一般采用遠后備，由靠近電源側的相鄰元件保護動作切除故障，由靠近電源側的相鄰元件保護動作切除故障，所需時間較長。所需時間較長。220kV220kV開關拒動，一般采用近后備開關拒動，一般采用近后備，即裝設開關失靈保護。當發(fā)生故障保護動作而，即裝設開關失靈保護。當發(fā)生故障保護動作而開關拒動時，啟動開關失靈保護，跳開連接在同開關拒動時，啟動開關失靈保護，跳開連接在同一母線上的所有開關。一母線上的所有開關。 當系統(tǒng)發(fā)生故障，斷路器因操作失靈拒絕跳閘時，通過當系統(tǒng)發(fā)生故障，斷路器因操作失靈拒絕跳閘時，通過故障元件的保護，作用于本變電站相鄰斷路器跳閘，有條件故障元件的

18、保護，作用于本變電站相鄰斷路器跳閘，有條件的還可以利用通道，使遠端斷路器同時跳閘的接線稱為失靈的還可以利用通道，使遠端斷路器同時跳閘的接線稱為失靈保護。保護。 某某500kV500kV變電站失靈保護有遠跳出口，變電站失靈保護有遠跳出口，另一另一220kV220kV變電站變電站失靈保護無遠跳出口。失靈保護無遠跳出口。* * 斷路器失靈保護可以與母線保護公用跳閘出口。當母線斷路器失靈保護可以與母線保護公用跳閘出口。當母線所連的某斷路器失靈時，由該線路或元件的失靈起動裝置提所連的某斷路器失靈時，由該線路或元件的失靈起動裝置提供一個失靈起動接點給母線保護裝置，母線保護裝置起動該供一個失靈起動接點給母線保護裝置，母線保護裝置起動該段母線失靈跳閘出口。段母線失靈跳閘出口。失靈保護失靈保護l110kV110kV線路故障性質判斷線路故障性質判斷110kV線路一般都投三相重合閘，任何故障都跳線路一般都投三相重合閘，任何故障都跳三相，重合三相；三相，重合三相；故障性質只能從保護報告上或者故障錄波器上反故障性質只能從保護報告上或者故障錄波器上反映出來映出來一般來說微機保護裝