縱聯保護工作原理和故障處置培訓課件

縱聯保護工作原理和故障處置一、縱聯保護工作原理

1、縱聯保護:縱聯保護是綜合反映線路兩側電氣量變化的保護，對本線路全長范圍內的故障均能瞬時切除。2縱聯保護工作原理和故障處置2、原理：線路兩端的保護都能夠測量到對端保護的動作信號，再與本側帶方向的保護動作信號比較、判定，以確定是否為區(qū)內故障，若為區(qū)內故障，則瞬時跳閘。這樣無論在線路的任何一處發(fā)生故障，線路兩側的保護都能瞬時動作跳閘。3縱聯保護工作原理和故障處置3、從原理上看，縱聯保護分為兩類：第一類是縱聯方向保護。即反映線路故障的測量原件為各種不同原理的方向元件。目前在保護中采用的方向元件主要有：方向阻抗元件、負序功率方向元件、零序功率方向元件、突變量方向元件。利用高頻通道將線路對側方向判斷的結果傳送到另一側，每側保護經過邏輯判斷區(qū)分內外部故障?？梢娺@類保護屬于間接比較線路兩側電量的縱聯保護。目前在電力系統(tǒng)運行的這類保護有高頻距離(閉鎖/允許)保護、高頻負序(閉鎖/允許)保護、高頻零序方向(閉鎖/允許)保護、高頻突變量方向(閉鎖/允許)保護。第二類是差動縱聯保護。這類保護是直接將對側電流的相位信息傳送到本側，本側電流的相位信息也傳送到對側。每側保護對兩側電流的相位進行比較，從而判斷出區(qū)內外故障。這類屬于直接比較兩側電量的縱聯保護，目前在電力系統(tǒng)運行的這類保護有高頻相差保護、導引線差動保護、光纖縱差保護、微波電流分相差動保護。4縱聯保護工作原理和故障處置4、縱聯保護按信號傳輸通道，可分為4類：（1）導引線縱聯保護（2）電力線載波縱聯保護（3）微波縱聯保護（4）光纖縱聯保護采用電力線載波通道傳輸，以高頻方向保護和高頻閉鎖距離保護為保護的雙微機保護是220kV高壓線路保護配置的主要方式。隨著光纖技術在電力系統(tǒng)通信中的廣泛應用，目前已實現用光纖通道傳輸保護信息。光纖通道具有傳輸速率高、抗干擾性能好、安全可靠性高、能保持長期不間斷地傳輸信號的特點，已成為縱聯保護傳輸通道的首選方式。5縱聯保護工作原理和故障處置二、高頻通道的組成與作用圖一縱聯保護載波通道的構成6縱聯保護工作原理和故障處置1、高頻通道的組成：

1）線路耦合電容器輸電線路耦合方式相地耦合：A相：高閉、載波；B相：方向高頻（相差高頻）；C相：遠切、載波。相相耦合：A相與B相：高閉C相：遠切、載波。2）線路阻波器防止高頻信號向母線方向分流的設備。L-C組成并聯諧振回路（單頻、寬頻等）。高頻信號呈很大的阻抗，使高頻信號被限制在所保護的輸電線路之內傳輸。工頻電流呈很小的阻抗，不影響工頻電力的傳輸，線路阻波器由主線圈，調諧元件和避雷器組成。阻波器故障較多的是避雷器和調諧電路故障引起的。7縱聯保護工作原理和故障處置3）耦合電容器工頻電流呈很大的阻抗，防止其侵入高頻收發(fā)信機；高頻信號呈很小的阻抗。與結合濾波器共同組成帶通或高通濾波器，只允許此通帶頻率之內的高頻信號通過。當高頻通道衰耗偏大時，如檢查阻波器與結合濾波器沒有問題，應檢查電容式電壓互感器的接線盒中的放電間隙是否短路4）結合濾波器結合濾波器電路一般由排流線圈和耦合電容器以及電感、電容組成高通或帶通電路。與耦合電容器組成帶通或高通濾波器；起阻抗匹配作用，減小高頻信號的衰耗（電力架空線的特性阻抗為400Ω、300Ω（分裂導線）；高頻電纜的特性阻抗為75Ω或100Ω）。使電力線載波機或高頻收發(fā)信機與高壓線路隔離。結合濾波器主要故障：絕緣水平下降：避雷器損壞：5）接地刀閘在調整或檢修電力線載波機收發(fā)信機和結合濾波器時，將它接地，耦合電容器下端絕對不能懸空，否則，高壓電將危及人身安全。8縱聯保護工作原理和故障處置6）高頻電纜電力線載波機或收發(fā)信機與結合濾波器之間連接的電纜。主要存在的問題：串擾其它通道、阻抗失配、高頻電纜接地。7）高頻收發(fā)信機目前電力系統(tǒng)使用的收發(fā)信機廠家：南瑞繼保------LFX-912/913、PCS-912/913國家南自------PSF630許繼電氣------SF-500、600、960揚州電訊------YBX1、3、10宏圖高科------GSF-1、3、99縱聯保護工作原理和故障處置2、高頻通道的作用高頻保護需要良好的高頻通道高頻保護依靠兩側收發(fā)信機通過高壓輸電線路傳輸高頻信號。電力系統(tǒng)無故障時，干擾相對來說較小，兩側高頻保護基本處于待命狀態(tài)；電力系統(tǒng)突發(fā)故障時，高頻保護要在比正常時嚴重幾倍的干擾情況下，及時啟動，并完成收、發(fā)信，把保護動作信息準確送至對側高頻保護裝置；高頻保護除輸電線路結合加工設備需提供良好的通道、對二次高頻設備必須具有良好的抗干擾性能，避免高頻保護在故障持續(xù)干擾時間內因信號的誤收、誤發(fā)而導致保護動作（誤動和拒動）。10縱聯保護工作原理和故障處置三、差動保護光纖通道的構成

1、光纖保護通道設備（南瑞繼保）RCS-901/2F（M）系列光纖方向、距離保護RCS-931/943/953系列線路縱差保護FOX-40/41系列光纖通信接口裝置MUX－64/2M系列光纖通信接口裝置主要應用連接方式如下：11縱聯保護工作原理和故障處置12縱聯保護工作原理和故障處置2、光纖通道保護的配置光纖通道保護的應在用主要有兩端保護裝置間直接使用光纖連接的專用光纖通道方式和數字復用光纖通道方式兩種。（1）專用光纖通道方式通道配置專用光纖：一根光纖只用來傳輸一個方向的保護信息，不與其它任何信息復用。一對光纖可用來傳輸（雙向）一條線路兩側的保護信息。專用光纖通道的結構及其時鐘設置如圖1和圖2所示。圖1專用光纖的通道結構13縱聯保護工作原理和故障處置圖2內時鐘“主-主”方式時鐘設置：采用專用光纖通道，兩側保護裝置的時鐘方式應設置為內時鐘方式，即兩側的裝置發(fā)送時鐘作在“主-主”方式，數據發(fā)送采用本機的內部時鐘，接收時鐘從接受數據碼流中提取，如圖2所示。時鐘方式：通過控制字“專用光纖”置“1”或清“0”來設置通信時鐘。a）采用專用光纖時，“專用光纖”置“1”，時鐘方式采用“主－主”方式；b）復接PCM方式時，“專用光纖”清“0”，時鐘方式采用“從－從”方式；c）復接PCM時，采用“從－從”方式可解決系統(tǒng)同步問題。14縱聯保護工作原理和故障處置圖3復用PCM光纖通道結構圖4復用2M通道結構（2）數字復接方式通道配置復接PCM：保護信息按G.703同向接口形式，以64Kbit/s的速率復接到PCM交換機，和其它信息復用后一起傳輸。（a）復用PCM通道結構（如圖3所示）（b）復用2M通道結構（如圖4所示）15縱聯保護工作原理和故障處置（c）主要參數設備設置時鐘設置：通過64k同向接口復接PCM通信設備或復用2M通道，則兩側保護裝置的時鐘方式應選用外部時鐘方式，即兩側裝置的發(fā)送時鐘工作在“從-從”方式，據發(fā)送時鐘和接收時鐘為同一時鐘源，均是從接收數據碼流中提取，數據發(fā)送64kbit/s從SCC來碼型變換光纖發(fā)送（主）光纖數據，接收64kbit/s去SCC碼型變換光纖接收（主）光纖時鐘，提取DPLL發(fā)時鐘內部時鐘64kHz晶振，如圖5所示。圖5外部時鐘“從-從”方式16縱聯保護工作原理和故障處置（2）光纖電流縱差保護原理以母線流向被保護線路方向為正方向動作電流(差動電流)為制動電流為

動作電流與制動電流對應的工作點位于比率制動特性曲線上方，繼電器動作。

18縱聯保護工作原理和故障處置線路內部短路動作電流制動電流因為

繼電器動作。凡是在線路內部有流出的電流，都成為動作電流。

19縱聯保護工作原理和故障處置線路外部短路

動作電流制動電流因為

繼電器不動。凡是穿越性的電流不產生動作電流，只產生制動電流。20縱聯保護工作原理和故障處置2、RCS-902數字式超高壓線路成套快速保護裝置（1）保護配置主保護縱聯距離、零序方向、工頻變化量距離后備保護A型：三段式接地距離、三段式相間距離、二個延時段零序方向過流B型：三段式接地距離、三段式相間距離、四個延時段零序方向過流C型：有分相命令，縱聯保護的方向按相比較，適用于同桿并架雙回線，后備保護配置同RCS-902A；D型：以RCS-902A為基礎，僅將零序Ⅲ段方向過流保護改為零序反時限方向過流保護重合閘單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘、重合閘停用21縱聯保護工作原理和故障處置（2）縱聯距離保護原理距離方向繼電器RCS_902A（B、C、D）由距離方向和零序方向繼電器，經通道交換信號構成全線路快速跳閘的方向保護，即裝置的縱聯保護。將按超范圍整定的距離繼電器構成方向比較元件，其動作特性與距離保護基本一致，由低壓距離繼電器、接地距離繼電器、相間距離繼電器組成。

(a)低壓距離繼電器工作電壓：極化電壓：正方向故障時，動作特性如圖1，反方向故障時動作特性如圖2。22縱聯保護工作原理和故障處置(b)接地距離繼電器工作電壓：極化電壓：動作特性如圖2

圖1正方向故障時動作特性圖2反方向故障時動作特性23縱聯保護工作原理和故障處置(C)相間距離繼電器工作電壓：極化電壓：動作特性如圖3.7.5。(d)反方向距離繼電器該繼電器僅在保護投退控制字‘弱電側’＝1時才投入，它由三個接地距離繼電器和三個相間距離繼電器組成。在弱電側，當距離方向和零序正反方向元件均不動作時，若反方向距離繼電器動作，則判為反方向故障，若反方向距離繼電器不動作，則不認為是反方向故障。圖3三相短路穩(wěn)態(tài)特性24縱聯保護工作原理和故障處置零序方向繼電器零序正反方向元件（F0+，F0-）由零序功率P0決定，P0由3U0和3I0*ZD的乘積獲得(3U0、3I0為自產零序電壓電流，ZD是幅值為1相角為78°的相量)，P0>0時F0-動作；P0<-1伏安（IN=5A）或P0<-0.2伏安（IN=1A）時F0+動作?？v聯零序保護的正方向元件由零序方向比較過流元件和F0+的與門輸出，而縱聯零序保護的反方向元件由零序啟動過流元件和F0-的與門輸出。

25縱聯保護工作原理和故障處置3、裝置介紹及故障處理

（1）RCS-931、RCS-902保護裝置面板布置圖RCS-931裝置的正面面板布置圖RCS-902裝置的正面面板布置圖26縱聯保護工作原理和故障處置（2）RCS-931（RCS-902）保護裝置面板信號燈說明指示燈名稱顏色說明正常異常運行綠色不亮在裝置正常運行時亮，裝置故障或進入調試菜單時熄滅TV斷線不亮紅色裝置判斷母線TV斷線時亮充電黃色不亮線路重合閘裝置完成充電時亮通道異常不亮黃色光纖通道異常時亮跳A不亮紅色開關A相跳閘時亮跳B不亮紅色開關B相跳閘時亮跳C不亮紅色開關C相跳閘時亮重合閘不亮紅色重合閘動作時亮27縱聯保護工作原理和故障處置（3）RCS-931、RCS-902保護裝置指示燈異常處理步驟：“運行”燈不亮的處理步驟:1）檢查并記錄后臺監(jiān)控計算機和保護裝置上出現的信號燈及顯示信息；2）檢查直流饋線柜上通往線路保護柜的空氣開關是否跳閘，如果跳閘，則試合一次。如不成功則不應再試。3）檢查線路保護屏上對應裝置的電源空氣開關是否跳開，如跳開應退出該保護裝置所控制的所有出口壓板后立即試合一次，如試合成功則馬上恢復退出的出口壓板；4）合上后該信號仍沒有消失，應檢查線路保護屏屏背端子接觸是否良好；5）故障不能排除時將以上情況匯報運行調度、變電管理所，并做記錄“TV斷線”燈亮時的處理步驟：1）檢查后臺機母線電壓指示是否正常；2）若母線電壓指示不正常，檢查PT二次保護電壓空氣開關是否跳開；3）檢查該裝置交流電壓輸入空氣開關是否跳開；4）檢查該線路刀閘的輔助接點是否接觸良好；5）檢查電壓二次回路接頭有無松動、斷線；28縱聯保護工作原理和故障處置“充電”燈不亮的處理步驟:1）檢查開關是否在分閘位置；2）檢查重合閘方式把手是否置于停用位置；3）檢查重合閘出口壓板是否在退出位置，溝三閉重壓板是否在投入位置；4）打印定值，檢查定值中重合閘投入控制字是否置“0”；5）檢查開關SF6壓力是否達到閉鎖值；6）檢查線路PT是否斷線；7）檢查是否有其它閉重信號輸入。8）若信號不能復歸則匯報調度。“通道異?！睙袅恋奶幚聿襟E:檢查記錄時間和該裝置上出現的顯示信息，并復歸裝置信號，如果無法復歸則匯報中調，等待中調命令退出縱聯保護。29縱聯保護工作原理和故障處置“跳A、跳B、跳C”燈亮時的處理步驟:1）檢查并記錄監(jiān)控后臺機所發(fā)出的信號情況，檢查開關的位置，有無電流、有功功率、無功功率指示；2）檢查并記錄保護裝置的信號發(fā)出情況；3）復歸保護動作信號；4）將以上情況匯報調度；5）在保護裝置和故障錄波器屏上打印保護動作信息及故障錄波信息；6）按開關的日常巡視檢查項目現場檢查開關跳閘后情況；7）將上述檢查的保護動作情況和開關間隔情況匯報調度及變電管理所；8）按照調度的命令進行處理。嚴禁不經調度命令即行對開關試送電操作；“重合閘”燈亮時的處理步驟:1）檢查并記錄時間和保護裝置上