輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述課件

第四章輸電線路縱聯(lián)保護(hù)第四章輸電線路縱聯(lián)保護(hù)14.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述4.2輸電線路縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)信息的交換4.3方向比較式縱聯(lián)保護(hù)4.4縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)4.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述4.2輸電線路縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)24.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述4.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述34.1.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述1.采用縱聯(lián)保護(hù)的原因電流保護(hù)和距離保護(hù)僅利用一側(cè)的電氣量構(gòu)成保護(hù)判據(jù)。這種保護(hù)方式不能快速區(qū)分本線路末端和對側(cè)母線故障。例如，在本線路末端發(fā)生短路時(shí)，只能采用II段保護(hù)來延時(shí)切除，對于220KV及以上線路，這種保護(hù)方式難于滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性對快速切除故障的要求。~I段II段4.1.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述1.采用縱聯(lián)保護(hù)的原因~I段44.1.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述2.縱聯(lián)保護(hù)的概念

研究和實(shí)踐表明，利用線路兩側(cè)的電氣量可以快速、可靠的區(qū)分本線路內(nèi)部任一點(diǎn)短路與外部短路，達(dá)到有選擇、快速切除全線任意點(diǎn)短路的目的。為此，需要將線路一側(cè)電氣量信息傳到另一側(cè)去，安裝于線路兩側(cè)的保護(hù)對兩側(cè)的電氣量同時(shí)比較、聯(lián)合工作，以這種方式構(gòu)成的保護(hù)稱之為輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)。4.1.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述2.縱聯(lián)保護(hù)的概念研54.1.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

~~繼電保護(hù)裝置通信設(shè)備繼電保護(hù)裝置通信設(shè)備通信通道

一套完整的縱聯(lián)保護(hù)包括：兩端保護(hù)裝置、通信設(shè)備和通信通道。4.1.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)結(jié)構(gòu)如下圖63.通信通道的分類

導(dǎo)引線通信：通過敷設(shè)電纜傳送電氣量信息。電力線載波通道：以電力線作為通信通道。微波通道光纖通信：經(jīng)濟(jì)、容量大、不受干擾，是目前主流。3.通信通道的分類導(dǎo)引線通信：通過敷設(shè)電纜傳送電氣量信息。電74.1.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述4.按保護(hù)的動(dòng)作原理分類

方向比較式縱聯(lián)保護(hù)方向縱聯(lián)保護(hù)距離縱聯(lián)保護(hù)縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)保護(hù)裝置將本側(cè)的功率方向、測量阻抗是否在規(guī)定的方向、區(qū)段內(nèi)的判別結(jié)果傳送到對側(cè)，每側(cè)保護(hù)裝置根據(jù)兩側(cè)的判別結(jié)果區(qū)分是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障。傳送的是判別的邏輯量，信息量較少，但對可靠性要求較高。利用通道將本側(cè)電流的波形或代表電流相位的信號傳送到對側(cè)，每側(cè)保護(hù)根據(jù)對兩側(cè)電流的波形和相位比較結(jié)果區(qū)分是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障。傳送的是電氣量，信息量較大，并且要求兩側(cè)信息同步采集，對通道要求較高。4.1.1輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述4.按保護(hù)的動(dòng)作原理分類方向84.1.2輸電線路短路時(shí)兩側(cè)電氣量的故障特征分析縱聯(lián)保護(hù)是利用線路兩端的電氣量在內(nèi)部故障與非故障時(shí)的特征差異構(gòu)成的。線路發(fā)生內(nèi)部故障與其它運(yùn)行狀態(tài)（外部故障和正常運(yùn)行）相比，電力線兩端電流波形、功率方向、電流相位以及兩端的測量阻抗都有明顯的差異，利用這些差異可以構(gòu)成不同原理的縱聯(lián)保護(hù)。4.1.2輸電線路短路時(shí)兩側(cè)電氣量的故障特征分析縱94.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析1.兩端電流相量和的故障特征

區(qū)外故障時(shí)根據(jù)基爾荷夫電流定律（KCL），在如圖所示的中間既無電源又無負(fù)荷的正常運(yùn)行或外部故障的輸電線路，若不考慮分布電容和電導(dǎo)的影響，任何時(shí)刻兩端電流向量和等于零。k24.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析1.兩端電流相量和的故障104.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析1.兩端電流相量和的故障特征

k1區(qū)內(nèi)故障時(shí)當(dāng)線路發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，故障點(diǎn)有短路電流流出，若規(guī)定線路兩端電流正方向?yàn)橛赡妇€流向線路，不考慮電容的影響，兩端電流和等于流入故障點(diǎn)的電流。4.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析1.兩端電流相量和的故障112.兩端功率方向的故障特征

若規(guī)定功率由母線流向線路為正方向，則在區(qū)內(nèi)故障時(shí)，兩端功率均由母線流向線路，兩端功率方向相同，同為正方向。k14.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析2.兩端功率方向的故障特征若規(guī)定功率由母線流向線12區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障點(diǎn)功率方向?yàn)檎?，近故障點(diǎn)功率方向?yàn)樨?fù)，兩端功率方向相反；系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)功率方向也相反。k24.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析區(qū)外故障時(shí)，遠(yuǎn)故障點(diǎn)功率方向?yàn)檎?，近故障點(diǎn)功率134.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析3.兩端電流的相位特征

區(qū)內(nèi)故障時(shí)k1區(qū)內(nèi)故障時(shí)k2假定全系統(tǒng)阻抗角均勻、兩側(cè)電動(dòng)勢角相角相同，當(dāng)發(fā)生區(qū)內(nèi)短路時(shí)，兩側(cè)電流同相位；當(dāng)正常運(yùn)行和發(fā)生區(qū)外短路時(shí)，兩側(cè)電流相位差180°。

4.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析3.兩端電流的相位特征區(qū)144.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析4.兩端的測量阻抗的特征

k1

正常負(fù)荷時(shí)測量阻抗位于II段保護(hù)范圍外；

區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩側(cè)的測量阻抗都落在本段的II段保護(hù)范圍內(nèi)，兩側(cè)II段同時(shí)啟動(dòng)；

外部故障時(shí)有一側(cè)保護(hù)為反方向，不啟動(dòng)。4.1.2兩側(cè)電氣量的故障特征分析4.兩端的測量阻抗的特征154.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理1.縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)利用線路兩端的電流和的特征可以構(gòu)成縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)，發(fā)生區(qū)內(nèi)短路時(shí)，考慮到TA的誤差及分布電容的影響，動(dòng)作判據(jù)可寫為

——門檻值4.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理1.縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)——門檻值164.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理2.方向比較式縱聯(lián)保護(hù)利用輸電線路兩端功率方向相同或相反的特征可以構(gòu)成方向比較式縱聯(lián)保護(hù)。當(dāng)發(fā)生故障的時(shí)候，兩端的功率方向元件判別流過本端的功率方向，若由功率方向?yàn)樨?fù)者發(fā)出閉鎖信號，閉鎖兩端的保護(hù)，稱為閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)；若由功率方向?yàn)檎甙l(fā)出允許信號，允許兩端保護(hù)跳閘，稱為允許式方向縱聯(lián)保護(hù)。4.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理2.方向比較式縱聯(lián)保護(hù)174.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理3.電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)利用兩端電流相位的差異，比較兩端電流的相位關(guān)系構(gòu)成電流相位式縱聯(lián)保護(hù)。兩端保護(hù)各自將本端電流的正、負(fù)半波信息發(fā)送給對端，同時(shí)接收對端傳來的電流信號與本端的電流進(jìn)行相位比較。區(qū)內(nèi)故障時(shí)，兩端電流的相位差為0°，保護(hù)動(dòng)作；正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)，兩端電流的相位差為180°，保護(hù)不動(dòng)作。4.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理3.電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)184.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理3.電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)由于測量誤差和輸電線路分布電容的影響，兩端電流的實(shí)際電流的相位差不可能恰好等于0°或180°。所以保護(hù)的動(dòng)作區(qū)和不動(dòng)作區(qū)如圖所示。動(dòng)作區(qū)不動(dòng)作區(qū)4.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理3.電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作194.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理4.距離縱聯(lián)保護(hù)構(gòu)成原理和