第4章 輸電線縱聯(lián)保護 (2)課件

1、第第 四四 章章 輸電線路縱聯(lián)保護Pilot Protection for Transmission Lines 1、了解輸電線縱聯(lián)保護的基本原理及其在電、了解輸電線縱聯(lián)保護的基本原理及其在電網(wǎng)中的作用。網(wǎng)中的作用。 2、了解和認識高頻保護的基本概念。、了解和認識高頻保護的基本概念。 3、了解高頻通道的工作方式和高頻信號的作、了解高頻通道的工作方式和高頻信號的作用。用。 4、掌握方向高頻保護的工作原理，其基本組、掌握方向高頻保護的工作原理，其基本組成元件及作用。成元件及作用。 5、掌握相差動高頻保護的工作原理，基本組、掌握相差動高頻保護的工作原理，基本組成元件及作用。成元件及作用。 6、掌握相

2、差動高頻保護閉鎖角的計算及相繼、掌握相差動高頻保護閉鎖角的計算及相繼動作問題。動作問題。 7、對高頻閉鎖距離保護作一般了解。、對高頻閉鎖距離保護作一般了解。 第一節(jié) 輸電線路縱聯(lián)保護概述一、電流、距離保護的缺陷反映：反映：MN123k1一側電氣量，無法識別線路末端、對側母線、一側電氣量，無法識別線路末端、對側母線、下級線路出口故障。下級線路出口故障。原因：（原因：（1 1）電氣距離接近相等。）電氣距離接近相等。 （2 2）繼電器本身測量誤差。）繼電器本身測量誤差。（3 3）線路參數(shù)不準確。）線路參數(shù)不準確。 (4)LH(4)LH、YHYH有誤差。有誤差。（5 5）短路類型不同。）短路類型不同。

3、 （6 6）運行方式變化等。）運行方式變化等。k2高壓輸電線路對保護的要求高壓輸電線路對保護的要求高壓輸電線路故障的快速切除，對于維持同步高壓輸電線路故障的快速切除，對于維持同步穩(wěn)定，防止元件故障發(fā)展為系統(tǒng)事故具有特殊穩(wěn)定，防止元件故障發(fā)展為系統(tǒng)事故具有特殊意義意義缺陷：缺陷：二段有延時，二段有延時，無法實現(xiàn)全線速動，無法實現(xiàn)全線速動，220kV 220kV 難以滿足穩(wěn)定性要求。難以滿足穩(wěn)定性要求。1. 1. 兩端電流相量和兩端電流相量和二、輸電線路兩側電氣量的故障特征 1KNMIIII0NMIIIMNk1MINI區(qū)內(nèi)故障MNk2MINI區(qū)外故障（正方向：母線線路）（正方向：母線線路）2. 2

4、. 兩端功率方向兩端功率方向MNk1MINI區(qū)內(nèi)故障區(qū)外故障MNk2MINIMSNSMSNS兩側功率方向均為正兩側功率方向均為正一側功率方向為負一側功率方向為負3. 3. 兩端電流相位特征兩端電流相位特征0MNk1MINI區(qū)內(nèi)故障MNk2MINI區(qū)外故障1804. 4. 兩端測量阻抗兩端測量阻抗區(qū)內(nèi)故障：區(qū)內(nèi)故障：區(qū)外故障：區(qū)外故障：兩端兩端 Z ZII II （短路阻抗）（短路阻抗）均啟動均啟動近端近端 Z ZII II （短路阻抗）（短路阻抗）不啟動不啟動。假設：電源電勢相角相等無分布電容、TA、TV無誤差Unit Protection通信設備通信設備通道三、反映線路兩側電氣量的縱聯(lián)保護M

5、Nk1k2保護裝置保護裝置輸電輸電線路線路的的縱聯(lián)保護將線路一側電氣量信息傳到另一側去，兩側將線路一側電氣量信息傳到另一側去，兩側的電氣量同時比較、聯(lián)合工作，也就是說線的電氣量同時比較、聯(lián)合工作，也就是說線路兩側之間發(fā)生縱向的聯(lián)系，以這種方式構路兩側之間發(fā)生縱向的聯(lián)系，以這種方式構成的保護稱之為輸電線路的縱聯(lián)保護。成的保護稱之為輸電線路的縱聯(lián)保護。Unit Protection通信設備通信設備通道特點：特點：三、反映線路兩側電氣量的縱聯(lián)保護MNk1k2保護裝置保護裝置絕對選擇性絕對選擇性無時限跳閘無時限跳閘定義：定義：通信通道、通信通道、 兩側保護縱向連接、兩側保護縱向連接、 電氣量特征對傳、

6、電氣量特征對傳、同時比較、聯(lián)合工作。同時比較、聯(lián)合工作。電流、功率方向、電流相位（反映兩（反映兩TATA間任意點故障）間任意點故障）四、縱聯(lián)保護基本原理 1. 1. 縱聯(lián)電流差動縱聯(lián)電流差動兩端電流相量和特征兩端電流相量和特征2. 2. 方向比較式縱聯(lián)保護方向比較式縱聯(lián)保護1KNMIIII0NMIIIsetNMIII兩端功率方向兩端功率方向功率方向元件判斷本端功率方向，功率方向為負者發(fā)出功率方向元件判斷本端功率方向，功率方向為負者發(fā)出閉鎖信號，閉鎖兩端保護閉鎖信號，閉鎖兩端保護 閉鎖式方向縱聯(lián)保護閉鎖式方向縱聯(lián)保護3. 3. 電流相位比較式縱聯(lián)保護電流相位比較式縱聯(lián)保護兩端電流相位特征兩端電流

7、相位特征4. 4. 距離縱聯(lián)保護距離縱聯(lián)保護兩端測量阻抗兩端測量阻抗MNk1k21. 1. 按通道分類按通道分類五、縱聯(lián)保護的分類 2. 2. 按原理分類按原理分類導引線導引線：10km10km，TA二次電流，電流差動保護二次電流，電流差動保護電力線載波電力線載波：最廣泛，輸電線路，要求線路故障時能動：最廣泛，輸電線路，要求線路故障時能動微波微波：信息量大信息量大光纖光纖：信息量大，抗干擾，近年信息量大，抗干擾，近年 短線路保護短線路保護（1 1）方向比較式縱聯(lián)保護方向比較式縱聯(lián)保護: : 功率方向、測量阻抗判斷結果功率方向、測量阻抗判斷結果（2 2）縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動保護：電流波形

8、、相位：電流波形、相位方向縱聯(lián)保護距離縱聯(lián)保護邏輯信號電氣量MNk1信息同步采集信息同步采集第二節(jié) 縱聯(lián)保護兩側信息的交換一、導引線通信（Pilot Wire Communication） 導引線i制動線圈動作線圈i=0動作線圈制動線圈（a）環(huán)流式（b）均壓式保護原理：電流差動原理保護原理：電流差動原理制動線圈動作線圈制動線圈動作線圈適用于短線路特點：特點：1.需要鋪設導引線電纜傳送電氣量信息，需要鋪設導引線電纜傳送電氣量信息，其投資隨線路長度而增加其投資隨線路長度而增加2.導引線越長，自身的運行安全性越低導引線越長，自身的運行安全性越低3.導引線的電纜必須有足夠的絕緣水平，從而導引線的電纜必

9、須有足夠的絕緣水平，從而投資增大投資增大4.導引線的參數(shù)（電阻和分布電容）直接影響導引線的參數(shù)（電阻和分布電容）直接影響保護性能。保護性能。所以，導引線不適用于較長的線路所以，導引線不適用于較長的線路二、電力線載波通信（Power Line Carrier Communication） 1. 1. 原理原理電流相位（功率方向）電流相位（功率方向）高頻信號高頻信號（50400kHz）通道：輸電線路（相相，通道：輸電線路（相相，相地相地）2. 2. 構成構成輸電線路輸電線路阻波器阻波器耦合電容器耦合電容器連接濾波器連接濾波器高頻收發(fā)信機高頻收發(fā)信機接地開關接地開關3. 3. 通道特點及適用保護原理

10、通道特點及適用保護原理無中繼、無中繼、經(jīng)濟、經(jīng)濟、施工簡單施工簡單干擾影響大、實時性差干擾影響大、實時性差縱聯(lián)電流差動縱聯(lián)電流差動優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：原理：原理：4. 4. 通道工作方式通道工作方式1) 正常無高頻電流（故障啟動發(fā)信方式）正常無高頻電流（故障啟動發(fā)信方式）2) 正常有高頻電流（長期發(fā)信方式）正常有高頻電流（長期發(fā)信方式）3) 移頻方式（移頻方式（f1、f2）方向高頻保護方向高頻保護相差高頻保護相差高頻保護電力線載波通道：特點電力線載波通道：特點1.這種通道在保護中應用最廣泛，不需要架設這種通道在保護中應用最廣泛，不需要架設通信通道，而是通過輸電線路構成通道。載通信通道，而是

11、通過輸電線路構成通道。載波通道由輸電線路及其信息加工和連接設備波通道由輸電線路及其信息加工和連接設備（阻波器、結合電容器及高頻收發(fā)信機）等（阻波器、結合電容器及高頻收發(fā)信機）等組成組成2.輸電線路機械強度大，運行安全可靠輸電線路機械強度大，運行安全可靠3.在線路發(fā)生故障時通道可能遭到破壞，為此在線路發(fā)生故障時通道可能遭到破壞，為此載波保護應采用在本線路故障、信號中斷的情載波保護應采用在本線路故障、信號中斷的情況下仍能正確動作的技術況下仍能正確動作的技術5. 5. 載波信號的種類載波信號的種類&保護元件閉鎖信號跳閘脈沖&保護元件允許信號跳閘脈沖1保護元件跳閘信號跳閘脈沖MNk1MINIMSNSM

12、Nk2MININSMS閉鎖式方向高頻保護允許式方向高頻保護允許信號允許信號跳閘信號跳閘信號要求：兩側 I 段有重疊區(qū)閉鎖信號閉鎖信號三、微波通信（Microwave Communication） 頻帶寬頻帶寬（30030000MHz）、）、抗干擾、抗干擾、不受線路故障影響（允許不受線路故障影響（允許/ /跳閘信號）跳閘信號）需中繼需中繼（4060km）優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點：原理：縱聯(lián)電流分相差動保護原理：縱聯(lián)電流分相差動保護四、光纖通信（Optical Fiber Communication） 通信容量大通信容量大、抗干擾、節(jié)省金屬材料等抗干擾、節(jié)省金屬材料等需中繼需中繼優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺

13、點：原理：縱聯(lián)電流分相差動保護原理：縱聯(lián)電流分相差動保護電信號光信號電信號光信號光纖一一. . 工頻故障分量的方向元件工頻故障分量的方向元件MNk1MINIMSNS不受故障類型影響、無死區(qū)；不受故障類型影響、無死區(qū)；要求：要求：2) 2) 不受負荷影響；不受負荷影響；3) 3) 不受振蕩影響；不受振蕩影響；4) 4) 非全相運行中發(fā)生短路正確判定。非全相運行中發(fā)生短路正確判定。功率方向元件的輸入量：工頻故障分量功率方向元件的輸入量：工頻故障分量第三節(jié) 方向比較式縱聯(lián)保護19區(qū)內(nèi)故障區(qū)外故障Ik2UsZk1IUsZsZIUsZIU90arg270IZUr22IZUs000IZUs90arg270

14、222IZUr90arg270000IZUr90arg90222IZUr90arg90000IZUr90arg90IZUr22IZUs000IZUs區(qū)內(nèi)故障區(qū)外故障Ik2UsZk1IUsZsZIUsZIU90arg270IZUr22IZUs000IZUs90arg270222IZUr90arg270000IZUr90arg90222IZUr90arg90000IZUr90arg90IZUr22IZUs000IZUs1）不受負荷狀態(tài)影響；）不受負荷狀態(tài)影響；2）不受振蕩影響；）不受振蕩影響；3）不受過渡電阻影響；）不受過渡電阻影響；4）無電壓死區(qū)；）無電壓死區(qū)；5）有明確的方向性。）有明確的方向

15、性。采用工頻故障分量的方向元件有如下特點：采用工頻故障分量的方向元件有如下特點：二、閉鎖式方向縱聯(lián)保護1. 1. 工作原理工作原理kBCAD123456閉鎖信號閉鎖信號故障線路：非故障線路：正常時正常時: : 無高頻電流無高頻電流; ;兩端功率方向均為正，無閉鎖信號，保護動作。功率方向為負的一側發(fā)閉鎖信號，將兩側保護閉鎖。故障時：功率方向為負側發(fā)送高頻閉鎖信號；故障時：功率方向為負側發(fā)送高頻閉鎖信號；功率方向為正側不發(fā)高頻信號。功率方向為正側不發(fā)高頻信號。二、閉鎖式方向縱聯(lián)保護1. 1. 工作原理工作原理kBCAD123456閉鎖信號閉鎖信號故障線路：非故障線路：正常時正常時: : 無高頻電流

16、無高頻電流; ;兩端功率方向均為正，無閉鎖信號，保護動作。功率方向為負的一側發(fā)閉鎖信號，將兩側保護閉鎖。故障時：功率方向為負側發(fā)送高頻閉鎖信號；故障時：功率方向為負側發(fā)送高頻閉鎖信號；功率方向為正側不發(fā)高頻信號。功率方向為正側不發(fā)高頻信號。目前在電力系統(tǒng)中廣泛使用由電力線載波通道實現(xiàn)目前在電力系統(tǒng)中廣泛使用由電力線載波通道實現(xiàn)的閉鎖式方向縱聯(lián)保護的閉鎖式方向縱聯(lián)保護kBCAD123456閉鎖信號閉鎖信號區(qū)內(nèi)故障伴有通道損壞時，保護能否正確動作？區(qū)內(nèi)故障伴有通道損壞時，保護能否正確動作？&保護元件允許信號跳閘脈沖閉鎖信號： 故障線路的保護不受通道損壞的影響能夠可靠 動作，不會拒動； 非故障線路的

17、保護受通道損壞的影響會誤動。如果傳送的是允許信號呢？如果傳送的是允許信號呢？答：受通道損壞的影響保護會拒動。二、閉鎖式方向縱聯(lián)保護1. 1. 工作原理工作原理kBCAD123456閉鎖信號閉鎖信號故障線路：非故障線路：正常時正常時: : 無高頻電流無高頻電流; ;兩端功率方向均為正，無閉鎖信號，保護動作。功率方向為負的一側發(fā)閉鎖信號，將兩側保護閉鎖。故障時：功率方向為負側發(fā)送高頻閉鎖信號；故障時：功率方向為負側發(fā)送高頻閉鎖信號；功率方向為正側不發(fā)高頻信號。功率方向為正側不發(fā)高頻信號。目前在電力系統(tǒng)中廣泛使用由電力線載波通道實現(xiàn)目前在電力系統(tǒng)中廣泛使用由電力線載波通道實現(xiàn)的閉鎖式方向縱聯(lián)保護的閉

18、鎖式方向縱聯(lián)保護2. 2. 閉鎖式方向縱聯(lián)保護的構成閉鎖式方向縱聯(lián)保護的構成跳閘停啟收信&t20t10Y2&Y1KA2KA1KW+TVTA結合電容器KW+: 功率方向元件KA2: 高定值電流元件 停信KA1: 低定值電流元件 起動發(fā)信kBCAD123456閉鎖信號閉鎖信號t1為瞬時動作延時返回元件為瞬時動作延時返回元件t2為延時動作瞬時返回元件為延時動作瞬時返回元件靈敏度較高靈敏度較高靈敏度較低，起動保護的跳靈敏度較低，起動保護的跳閘回路閘回路(1) 為什么要用為什么要用兩個靈敏度不兩個靈敏度不同的起動元件同的起動元件 I2/I1=1.62 防止區(qū)外故障防止區(qū)外故障誤跳閘誤跳閘采用兩個靈敏度不

19、同的電流起動元件是考慮到被采用兩個靈敏度不同的電流起動元件是考慮到被保護線路兩側電流互感器的誤差和電流起動元保護線路兩側電流互感器的誤差和電流起動元件動作值的誤差。件動作值的誤差。跳閘停啟收信&t20t10Y2&Y1KA2KA1KW+TVTA結合電容器4 4）單電源區(qū)內(nèi)短路）單電源區(qū)內(nèi)短路1 1）正常運行）正常運行3 3）區(qū)外短路）區(qū)外短路kBCAD123456閉鎖信號閉鎖信號3. 3. 故障時保護動作行為分析故障時保護動作行為分析KA1、KA2 不起動2 2）區(qū)內(nèi)短路）區(qū)內(nèi)短路KA1啟信KW+ KA2停信跳閘KA1啟信KW+ 不停信閉鎖2思考題：為何設思考題：為何設KA1、KA2兩個啟動元件

20、？兩個啟動元件？ 為何設為何設t1、t2兩個延時？兩個延時？跳閘停啟收信&t20t10Y2&Y1KA2KA1KW+TVTA結合電容器kBCAD123456閉鎖信號閉鎖信號采用兩個靈敏度不同的電流起動元件是考慮到被保護線路兩側電流互感器的誤差和電流起動元件動作值的誤差。 t2延時動作。如不延時動作，則外部短路時，遠離短路延時動作。如不延時動作，則外部短路時，遠離短路側的收信機將來不及收到對側送來的高頻閉鎖信號，使側的收信機將來不及收到對側送來的高頻閉鎖信號，使保護誤動作。通常取保護誤動作。通常取416ms。kBCAD123456閉鎖信號閉鎖信號跳閘停啟收信&t20t10Y2&Y1KA2KA1KW

21、+TVTA結合電容器 t1延時返回：避免因近短路側的先返回，造成遠離短路延時返回：避免因近短路側的先返回，造成遠離短路側的保護誤動。通常取側的保護誤動。通常取100mskBCAD123456閉鎖信號閉鎖信號跳閘停啟收信&t20t10Y2&Y1KA2KA1KW+TVTA結合電容器三、閉鎖式距離(零序)縱聯(lián)保護跳閘停啟收信&t20t10ZITVTA結合電容器ZIIZIIItIItIIIBCAD123456k故障啟動發(fā)信元件: ZIII方向判別、停信元件: ZII獨立跳閘元件: ZI特點：區(qū)內(nèi)故障瞬時動作，區(qū)外故障作為后備。 第四節(jié) 縱聯(lián)電流差動保護一、縱聯(lián)電流差動保護原理MNk1k2KDMINIm

22、InIrI0NMIIKNMIII正常、外部故障：內(nèi)部故障：1. 1. 工作原理工作原理基爾霍夫定律2. 2. 保護特性保護特性1 1）無制動作用）無制動作用NNTAnMMTAmIInIIInI11NMTAnmunbIInIII1setnmrIIII不平衡電流：MNk1k2KDMINImInIrI 縱差保護整定計算縱差保護整定計算 a）按躲過區(qū)外短路故障時的最大不平衡電流整）按躲過區(qū)外短路故障時的最大不平衡電流整定定 式中：式中：Krel可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.21.3 Knp非周期分量系數(shù)，當差動回路采用非周期分量系數(shù)，當差動回路采用速飽和變流器時，取為速飽和變流器時，取為1；當差動回路是

23、用串連；當差動回路是用串連電阻降低不平衡電流時，為電阻降低不平衡電流時，為1.52 Ker電流互感器的電流互感器的10誤差系數(shù)誤差系數(shù) Kst同型系數(shù)，在兩側電流互感器同型同型系數(shù)，在兩側電流互感器同型號時取號時取0.5，不同型號時取，不同型號時取1 Ik.max外部短路時流過電流互感器的最外部短路時流過電流互感器的最大短路電流（二次值）大短路電流（二次值）.maxsetrelnperstKIKKKK I b）躲過最大負荷電流?？紤]正常運行一側）躲過最大負荷電流?？紤]正常運行一側電流互感器二次斷線時差動繼電器在流過電流互感器二次斷線時差動繼電器在流過線路的最大負荷電流時保護不動作，即線路的最大

24、負荷電流時保護不動作，即 Krel可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.21.3 IL.max線路正常運行時的最大負荷電流二線路正常運行時的最大負荷電流二次值次值 動作值取上述兩式較大值。動作值取上述兩式較大值。 .maxsetrelLIKI2. 2. 保護特性保護特性1 1）無制動作用）無制動作用max. ksternprelsetIKKKKImax.LrelsetIKI2min.setksetrsenIIIIK躲過外部短路最大不平衡電流:躲過最大負荷電流（一側CT斷線）: 整定：校驗：（單側電源最小方式最小短路電流）MNk1k2KDMINImInIrIMNk1k2KDMINImInIrI2 2）有制

25、動作用）有制動作用nmII動作線圈：制動線圈：nmII正常、外部故障：正常、外部故障：內(nèi)部故障：內(nèi)部故障：動作作用強，制動作用弱動作作用強，制動作用弱制動作用強，動作作用弱制動作用強，動作作用弱制動特性：制動特性：動作電流不是定值，而是隨制動電流變化的特性。動作電流不是定值，而是隨制動電流變化的特性。動作方程：動作方程：0opnmnmIIIkII動作區(qū)I rI resI op0mInImInInmII特點：特點： 內(nèi)部短路時提高了靈敏性；外部短路時提高了可靠性。內(nèi)部短路時提高了靈敏性；外部短路時提高了可靠性。K-制動系數(shù)，制動系數(shù)，0-1，典型值取，典型值取0.5 3)制動電流的選?。簩嶋H應用

26、中，通常用實際短路電流制動電流的選?。簩嶋H應用中，通常用實際短路電流產(chǎn)生的不平衡電流產(chǎn)生的不平衡電流Ires計算計算 在差動繼電器的設計中讓不平衡電流在差動繼電器的設計中讓不平衡電流Ires起制動作用，起制動作用，稱為制動電流；讓差動電流稱為制動電流；讓差動電流Ir起動作作用，稱為動作電起動作作用，稱為動作電流，電流差動保護的動作方程為流，電流差動保護的動作方程為 式中，式中， Kres為制動系數(shù)，根據(jù)差動保護原理應用于不同為制動系數(shù)，根據(jù)差動保護原理應用于不同的被保護元件（線路、變壓器、發(fā)電機等）選取不同的的被保護元件（線路、變壓器、發(fā)電機等）選取不同的值。值。0.50.5()cosmnre

27、smnresmnresmnmnmnIIIIIIIIIII式中，為兩端、 間的相角差rresresIKI3. 3. 兩側電流的同步測量兩側電流的同步測量“同步數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù)”： 同步采樣、同步采樣、同時刻采樣點計算同時刻采樣點計算1）基于數(shù)據(jù)通道的同步方法）基于數(shù)據(jù)通道的同步方法2）基于）基于GPS的同步方法的同步方法采樣時刻調整法采樣時刻調整法同步采樣：秒脈沖同步采樣：秒脈沖相同時標：標準時間相同時標：標準時間采樣數(shù)據(jù)修正法采樣數(shù)據(jù)修正法時鐘校正法時鐘校正法縱聯(lián)電流差動保護主要用在發(fā)電機、變壓器、母線等集中參數(shù)元件上；超短距離輸電線導引線保護中有所采用。MNk1k2MNk1k2KDMINImIn

28、IrI電流差動的問題電流差動的問題動作線圈：數(shù)據(jù)同步傳輸數(shù)據(jù)量大，對通道要求高縱聯(lián)電流相位差動保護在以上幾方面具有優(yōu)勢：縱聯(lián)電流相位差動保護在以上幾方面具有優(yōu)勢：易受互感器飽和的影響易受互感器飽和的影響u傳送信息量少，對通道要求低。傳送信息量少，對通道要求低。u只傳送兩端電流過零點時刻，無需同步只傳送兩端電流過零點時刻，無需同步mInImInInmIIu用電力線載波易于實現(xiàn)。用電力線載波易于實現(xiàn)。二、縱聯(lián)電流相位差動保護原理區(qū)內(nèi)短路：兩側電流幾乎同相；區(qū)內(nèi)短路：兩側電流幾乎同相；措施：措施：正半周發(fā)信，負半周停發(fā)。正半周發(fā)信，負半周停發(fā)。區(qū)內(nèi)區(qū)內(nèi): : 高頻電流是間斷的；高頻電流是間斷的；wt

29、0iminwt0imin區(qū)外短路：兩側電流相位幾乎反相。區(qū)外短路：兩側電流相位幾乎反相。區(qū)外區(qū)外: : 高頻電流是連續(xù)的。高頻電流是連續(xù)的。MNk1k2wt0180360wt0180360理想情況主要部分：起動元件、操作元件、比相元件主要部分：起動元件、操作元件、比相元件（1）故障啟動發(fā)信元件）故障啟動發(fā)信元件:-故障檢測元件故障檢測元件(區(qū)分區(qū)分正常運行和故障正常運行和故障) 不對稱故障不對稱故障 I2-有兩個靈敏度不同的起動元有兩個靈敏度不同的起動元件。件。對稱故障對稱故障 相電流相電流I（2）啟動跳閘元件：高靈敏）啟動跳閘元件：高靈敏-起動發(fā)信起動發(fā)信 低靈敏低靈敏-準備跳閘準備跳閘選擇

30、的要求：能反映各種類型故障；選擇的要求：能反映各種類型故障；內(nèi)部故障時內(nèi)部故障時 =0 而外部故障時而外部故障時 =180 （3）發(fā)信機操作元件：為了能反應各種類型的）發(fā)信機操作元件：為了能反應各種類型的短路又使實現(xiàn)簡單，通過比較兩側的短路又使實現(xiàn)簡單，通過比較兩側的 電流相位。電流相位。 利用復合濾過器可以將三相電流綜合成單一電流利用復合濾過器可以將三相電流綜合成單一電流I1、I2、I0或或I1+KI2、I1+KI0等。等。12IK I *I1: 能反映所有短路能反映所有短路,但在不對稱短路時但在不對稱短路時,包含包含故障前的負荷分量故障前的負荷分量,會造成區(qū)內(nèi)短路時會造成區(qū)內(nèi)短路時,相位差

31、大相位差大為增加為增加. *I2: 不能反映三相短路不能反映三相短路 *I0: 不能反映三相短路和兩相短路不能反映三相短路和兩相短路 * I2能反映不對稱短路能反映不對稱短路,I1用于反映用于反映三相短路三相短路,K值的選擇值的選擇1,保證保證I2起主導作用起主導作用,一一般般K=6或或8。 當該電流為正當該電流為正(或負或負)半波時，操作發(fā)信機發(fā)出連半波時，操作發(fā)信機發(fā)出連續(xù)的高頻電流，而該電流為負（或正）半波時，續(xù)的高頻電流，而該電流為負（或正）半波時，則不發(fā)高頻電流。則不發(fā)高頻電流。12IK I(4)比相元件：根據(jù)線路兩側電流的相位判斷內(nèi)外故障。理想：區(qū)內(nèi)短路：兩側電流幾乎同相；區(qū)內(nèi)短路

32、：兩側電流幾乎同相；區(qū)內(nèi)故障：區(qū)內(nèi)故障：=0=0停信間隙停信間隙=180=180區(qū)內(nèi)區(qū)內(nèi): : 高頻電流是間斷的；高頻電流是間斷的；wt0iminwt0imin區(qū)外短路：兩側電流相位幾乎反相。區(qū)外短路：兩側電流相位幾乎反相。區(qū)外區(qū)外: : 高頻電流是連續(xù)的。高頻電流是連續(xù)的。MNk1k2wt0180360wt0180360理想情況區(qū)外故障：區(qū)外故障：=180停停信間隙信間隙=0 實際：實際： 區(qū)內(nèi)故障：區(qū)內(nèi)故障：0停信間隙停信間隙180 區(qū)外故障：區(qū)外故障：180 要找出外部故障可能出現(xiàn)的最大間隙角要找出外部故障可能出現(xiàn)的最大間隙角max,并按此進行閉鎖，以保證外部故障時保護可并按此進行閉鎖，

33、以保證外部故障時保護可靠不誤動，這個角度就叫做閉鎖角，表示為靠不誤動，這個角度就叫做閉鎖角，表示為b.區(qū)內(nèi)短路間斷角大，區(qū)內(nèi)短路間斷角大，區(qū)外短路間斷角小。區(qū)外短路間斷角小。間斷角間斷角整定閉鎖角整定閉鎖角 ：b確定區(qū)外短路的最大間斷角。確定區(qū)外短路的最大間斷角。wtwtbTABHly bb180180yl6100157yl61002201800bb動 作區(qū)時保護不動。時保護不動。整定：2、縱聯(lián)電流相位差動保護的動作特性與相繼動作、縱聯(lián)電流相位差動保護的動作特性與相繼動作閉鎖角的確定：閉鎖角的確定：理想：區(qū)外故障時，理想：區(qū)外故障時，=180實際：電流互感器角度誤差實際：電流互感器角度誤差TA

34、=7 保護裝置的角誤差（復合電流濾過器），保護裝置的角誤差（復合電流濾過器），BH=15 高頻信號傳輸帶來的角誤差高頻信號傳輸帶來的角誤差電磁波的傳輸速率電磁波的傳輸速率 v=光速光速3105公里公里/秒秒工頻：每周波工頻：每周波3600.026000km所以：每傳所以：每傳100km ，誤差，誤差6L(L/100)6 其中其中L線路長度線路長度（或：（或：L=t2ft36050L/v=(L/100)6 ） 為保證選擇性并計及一些其它誤差（由分布電為保證選擇性并計及一些其它誤差（由分布電容引起）。容引起）。 考慮裕度角考慮裕度角y15。01800bb動 作區(qū)376100blbTABHly 線路

35、長度的增加，使得閉鎖角整定值增大，動作角減小。線路長度的增加，使得閉鎖角整定值增大，動作角減小。區(qū)內(nèi)短路最不利情況下保護可能拒動。區(qū)內(nèi)短路最不利情況下保護可能拒動。7060MINEMEMNk2MININI3、保護的相繼動作（區(qū)）：、保護的相繼動作（區(qū)）：雙側電源系統(tǒng)在內(nèi)部發(fā)生三相短路發(fā)生雙側電源系統(tǒng)在內(nèi)部發(fā)生三相短路發(fā)生 短路前短路前兩側電勢之間的相角差為兩側電勢之間的相角差為，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，一般不超過的要求，一般不超過70度。在最嚴重度。在最嚴重 的情況的情況下，設下，設EmEn=70Zm 發(fā)電機、變壓器和線路阻發(fā)電機、變壓器和線路阻 抗抗 dm=60Zn 發(fā)電機、變

36、壓器阻抗發(fā)電機、變壓器阻抗 dn=90（電阻很?。娮韬苄。?arg（Im/In）=100對對N側側:因為因為In滯后，電流滯后，電流Im傳送到傳送到N側，因時間側，因時間延遲使延遲使N側收到兩側高頻載波信號的最大相角差側收到兩側高頻載波信號的最大相角差 n=100+7+15（L /100）6 對對M側側 m=100+7+15+（L /100）6 為解決為解決M端保護不能跳閘的問題端保護不能跳閘的問題,采用采用N側跳閘的側跳閘的同時同時,立即停止本側發(fā)信。立即停止本側發(fā)信。N端停信后，端停信后，M 側收側收信機只能收到自己所發(fā)的信號，間隔角為信機只能收到自己所發(fā)的信號，間隔角為180，M側保護可立即跳閘。側保護可立即跳閘。 保護裝置的這種工作情況保護裝置的這種工作情況 一端的保護先動作一端的保護先動作以后，另一端的保護才能再動作跳閘，稱為以后，另一端的保護才能再動作跳閘，稱為“相相繼動作繼動作”。 主要影響因素：故障類型、兩側電源電動勢主要影響因素：故障類型、兩側電源電動勢間相角差以及線路長度。間相角差以及線路長度。1. 1. 電流互感器的誤差和不平衡電流電流互感器的誤差和不平衡電流2. 2. 輸電線路分布電容的影響輸電線路分布電容的影響3. 3. 過渡電阻的影響過渡電阻的影響故障分量電流與負荷電流相差不大，故障分量電流與負荷電流相差