電力系統(tǒng)繼電保護4輸電線路縱聯(lián)保護

電力系統(tǒng)繼電保護4輸電線路縱聯(lián)保護第一頁，共59頁。4輸電線路縱聯(lián)保護4.1輸電線路縱聯(lián)保護概述4.2輸電線路縱聯(lián)保護兩側(cè)信息的交換4.3方向比較式縱聯(lián)保護4.4縱聯(lián)電流差動保護2第二頁，共59頁。反應(yīng)單側(cè)電氣量保護的缺陷電流、距離保護只反應(yīng)一側(cè)電氣量II段有延時，無法實現(xiàn)全線速動，220kV及以上電壓等級線路，難以滿足快速性要求3第三頁，共59頁。反應(yīng)兩側(cè)電氣量的輸電線路縱聯(lián)保護縱聯(lián)保護：將線路一側(cè)電氣量信息傳到另一側(cè)，兩側(cè)電氣量同時比較、聯(lián)合工作。線路兩側(cè)有縱向聯(lián)系，又稱“單元保護”利用線路兩側(cè)的電氣量可快速、可靠區(qū)分線路內(nèi)、外部短路----絕對選擇性4第四頁，共59頁?？v聯(lián)保護兩端比較的電氣量可以是電流相量、相位和功率方向等，比較不同電氣量構(gòu)成不同原理的縱聯(lián)保護5第五頁，共59頁?？v聯(lián)保護的分類（1）按所利用通道類型導(dǎo)引線縱聯(lián)保護電力線載波縱聯(lián)保護（高頻保護）微波縱聯(lián)保護光纖縱聯(lián)保護6第六頁，共59頁。縱聯(lián)保護信號傳輸方式導(dǎo)引線縱聯(lián)保護--短線路保護，不超過10km

需鋪設(shè)導(dǎo)引線電纜，投資隨線路長度增加導(dǎo)引線越長，自身運行安全性越低導(dǎo)引線電纜必須有足夠的絕緣水平，投資增大導(dǎo)引線的參數(shù)直接影響保護性能7第七頁，共59頁?？v聯(lián)保護信號傳輸方式導(dǎo)引線縱聯(lián)保護電力線載波縱聯(lián)保護（高頻保護）50~400kHz利用輸電線路構(gòu)成通道，不需專門架設(shè)通信通道輸電線路機械強度大，運行安全可靠線路發(fā)生故障時通道可能遭到破壞。8第八頁，共59頁。縱聯(lián)保護信號傳輸方式導(dǎo)引線縱聯(lián)保護電力線載波縱聯(lián)保護（高頻保護）50~400kHz微波縱聯(lián)保護300~30000MHz多路通信通道，頻帶寬，可傳送交流電的波形傳輸信息量大，抗干擾能力強，適合數(shù)字保護需保護專用微波通道和設(shè)備，不經(jīng)濟9第九頁，共59頁?？v聯(lián)保護信號傳輸方式導(dǎo)引線縱聯(lián)保護電力線載波縱聯(lián)保護（高頻保護）微波縱聯(lián)保護光纖縱聯(lián)保護多路通信通道，傳輸信息量大，抗干擾能力強與電力信息系統(tǒng)統(tǒng)一考慮光信號不受干擾，經(jīng)濟上可與導(dǎo)引線通道競爭--短線路縱聯(lián)保護主要形式10第十頁，共59頁?？v聯(lián)保護的分類（2）按保護動作原理方向比較式縱聯(lián)保護方向縱聯(lián)保護距離縱聯(lián)保護

縱聯(lián)電流差動保護縱聯(lián)電流差動縱聯(lián)電流相位差動11第十一頁，共59頁?？v聯(lián)保護的分類按保護動作原理方向比較式縱聯(lián)保護將本側(cè)功率方向、Zm的判斷結(jié)果等傳送到對側(cè)。傳送邏輯信號，信息量少，對信息可靠性要求高縱聯(lián)電流差動保護傳送電流的波形或相位信號。信息傳輸量大，要求兩側(cè)信息采集同步，對通信通道要求較高。12第十二頁，共59頁?？v聯(lián)保護的基本原理

差別：兩端電流相量和

區(qū)內(nèi)故障

正常運行和區(qū)外故障

保護：縱聯(lián)電流差動保護13第十三頁，共59頁?？v聯(lián)保護的基本原理

差別：電流相位（設(shè)兩側(cè)系統(tǒng)阻抗角均勻，電動勢相角相同）區(qū)內(nèi)故障：兩端電流同相位正常運行和區(qū)外故障：兩端電流相位差180°保護：縱聯(lián)電流相位差動保護14第十四頁，共59頁。縱聯(lián)保護的基本原理

差別：功率方向區(qū)內(nèi)故障：兩端功率方向相同，均為正正常運行和區(qū)外故障：兩端功率方向相反，一正一負

保護：方向縱聯(lián)保護閉鎖式：功率方向為負著發(fā)閉鎖信號。允許式：功率方向為正者發(fā)出允許信號。15第十五頁，共59頁?？v聯(lián)保護的基本原理

差別：測量阻抗區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)的II段同時啟動正常運行和區(qū)外故障：至少有一側(cè)的II段不啟動

保護：距離縱聯(lián)保護原理同方向縱聯(lián)保護，方向阻抗元件替代功率方向元件。16第十六頁，共59頁。4輸電線路縱聯(lián)保護4.1輸電線路縱聯(lián)保護概述4.2輸電線路縱聯(lián)保護兩側(cè)信息的交換4.3方向比較式縱聯(lián)保護4.4縱聯(lián)電流差動保護17第十七頁，共59頁。導(dǎo)引線通信導(dǎo)引線縱聯(lián)保護：采用電流差動原理適用于短線路

環(huán)流式

均壓式導(dǎo)引線制動線圈動作線圈i動作線圈制動線圈制動線圈動作線圈制動線圈動作線圈i18第十八頁，共59頁。電力線載波通信將功率方向（電流相位）轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號（50-400kHz）加載到輸電線路上。電力線載波通道又稱高頻通道高頻收、發(fā)信機接入輸電線路的方式相-相式：連接在兩相導(dǎo)線之間相-地式：連接在輸電線一相導(dǎo)線和大地之間高頻保護19第十九頁，共59頁。構(gòu)成輸電線路、阻波器、耦合電容、連接濾波器高頻收發(fā)信機、接地開關(guān)20第二十頁，共59頁。21第二十一頁，共59頁。22第二十二頁，共59頁。23第二十三頁，共59頁。24第二十四頁，共59頁。25第二十五頁，共59頁。26第二十六頁，共59頁。優(yōu)點無中繼、通信距離長經(jīng)濟、使用方便工程施工比較簡單缺點：干擾多、通信速率低應(yīng)用：用來傳遞狀態(tài)信號，構(gòu)成方向比較式和電流相位比較式縱聯(lián)保護。電力線載波通信27第二十七頁，共59頁。電力線載波通道的工作方式正常有高頻電流方式-長時發(fā)信方式正常無高頻電流方式-短時發(fā)信方式移頻方式28第二十八頁，共59頁。電力線載波信號的種類按作用可分為閉鎖信號、允許信號和跳閘信號閉鎖信號無閉鎖信號是保護跳閘的必要條件&保護元件閉鎖信號跳閘脈沖29第二十九頁，共59頁。電力線載波信號的種類按作用可分為閉鎖信號、允許信號和跳閘信號允許信號允許信號是保護跳閘的必要條件，但不是充分條件&保護元件允許信號跳閘脈沖30第三十頁，共59頁。電力線載波信號的種類按作用可分為閉鎖信號、允許信號和跳閘信號跳閘信號跳閘信號是保護跳閘的充要條件保護元件跳閘信號跳閘脈沖31第三十一頁，共59頁。4輸電線路縱聯(lián)保護4.1輸電線路縱聯(lián)保護概述4.2輸電線路縱聯(lián)保護兩側(cè)信息的交換4.3方向比較式縱聯(lián)保護4.4縱聯(lián)電流差動保護32第三十二頁，共59頁。閉鎖式方向縱聯(lián)保護由電力線載波通道實現(xiàn)正常無高頻電流，外部故障時發(fā)閉鎖信號，又稱高頻閉鎖方向保護。閉鎖信號由功率方向為負的一側(cè)發(fā)出，被兩端的收信機接收，閉鎖兩端的保護。33第三十三頁，共59頁。對BC線路保護3和4的功率方向都為正，不發(fā)閉鎖信號，保護動作于跳閘34第三十四頁，共59頁。對AB線路B側(cè)功率方向為負，發(fā)出高頻閉鎖信號，被對側(cè)和本側(cè)保護接收，保護1、2均不動。區(qū)內(nèi)故障伴有通道損壞時，保護能否正確動作？35第三十五頁，共59頁。136第三十六頁，共59頁。閉鎖式方向縱聯(lián)保護的構(gòu)成跳閘發(fā)信收信&t20t10Y2&Y1KA2KA1KW+TVTA結(jié)合電容器KA1：低定值電流啟動發(fā)信元件KA2：高定值電流停信元件37第三十七頁，共59頁。閉鎖式方向縱聯(lián)保護的構(gòu)成跳閘發(fā)信收信&t20t10Y2&Y1KA2KA1KW+TVTA結(jié)合電容器t1：延時100ms后，停止發(fā)信t2：延時4~16ms，考慮傳輸延時，防止誤動38第三十八頁，共59頁。閉鎖式距離縱聯(lián)保護距離保護+高頻通信部分跳閘發(fā)信收信&t20t10ZITVTA結(jié)合電容器ZIIZIIItIItIII39第三十九頁，共59頁。4輸電線路縱聯(lián)保護4.1輸電線路縱聯(lián)保護概述4.2輸電線路縱聯(lián)保護兩側(cè)信息的交換4.3方向比較式縱聯(lián)保護4.4縱聯(lián)電流差動保護40第四十頁，共59頁。縱聯(lián)電流差動保護工作原理正常、外部故障內(nèi)部故障MNk1k2KD41第四十一頁，共59頁。不平衡電流電流差動保護的主要問題-不平衡電流產(chǎn)生原因：互感器的傳變特性不同工程上不平衡電流的穩(wěn)態(tài)值（估計值）42第四十二頁，共59頁?？v聯(lián)電流差動保護特性不帶制動特性躲過外部短路時的最大不平衡電流躲過最大負荷電流校驗：單側(cè)電源運行發(fā)生內(nèi)部短路時有足夠靈敏度43第四十三頁，共59頁。帶制動線圈動作線圈制動線圈內(nèi)部故障：動作作用強，制動作用弱正常、外部故障：制動作用強，動作作用弱縱聯(lián)電流差動保護特性MNk1k2KD44第四十四頁，共59頁。帶制動線圈動作線圈制動線圈動作方程縱聯(lián)電流差動保護特性MNk1k2KD動作區(qū)IrIresIop045第四十五頁，共59頁。帶制動線圈動作方程制動特性：

動作電流不是定值，隨制動電流變化。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?？v聯(lián)電流差動保護特性動作區(qū)IrIresIop046第四十六頁，共59頁。兩側(cè)電流的同步測量數(shù)據(jù)同步：同步采樣、數(shù)據(jù)窗同步基于數(shù)據(jù)通道的同步方法采樣時刻調(diào)整法采用數(shù)據(jù)修正法時鐘校正法基于全球定位系統(tǒng)GPS的同步方法同步采樣：秒脈沖相同時標：標準時間47第四十七頁，共59頁?？v聯(lián)電流相位差動保護工作原理

正常運行或區(qū)外故障48第四十八頁，共59頁?？v聯(lián)電流相位差動保護工作原理49第四十九頁，共59頁?？v聯(lián)電流相位差動保護線路有故障時，啟動元件動作，將保護投入工作。外部故障，收信機收到連續(xù)高頻信號，保護不動作。內(nèi)部故障，收信機收到斷續(xù)的高頻信號，保護動作。50第五十頁，共59頁。動作特性與相繼動作

縱聯(lián)電流相位差動保護閉鎖角51第五十一頁，共59頁。閉鎖角的整定

縱聯(lián)電流相位差動保護52第五十二頁，共59頁。閉鎖角的整定

保護閉鎖：

縱聯(lián)電流相位差動保護53