第六章輸電線縱聯(lián)保護(hù)第三七八九節(jié)

§6-3

輸電線路的導(dǎo)引線電流縱差動(dòng)保護(hù)

縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是用輔助導(dǎo)線（導(dǎo)引線）作為通道的縱聯(lián)保護(hù)。

一、導(dǎo)引線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的工作原理輸電線路的導(dǎo)引線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是用金屬導(dǎo)線作為通信通道的輸電線路縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)。其基本原理來自于克希霍夫的電流定律：

（1）正常運(yùn)行以及保護(hù)范圍外部故障時(shí)

忽略電流互感器勵(lì)磁電流

繼電器不動(dòng)作

§6-3

輸電線路的導(dǎo)引線電流縱差動(dòng)保護(hù)（2）保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)

短路點(diǎn)的總電流

流入繼電器的電流若結(jié)論：在保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，縱差動(dòng)保護(hù)反應(yīng)于故障點(diǎn)的總電流而動(dòng)作。

適用范圍：變壓器、發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備和母線的保護(hù)；短距離輸電線路。

繼電器動(dòng)作于跳閘§6-3

輸電線路的導(dǎo)引線電流縱差動(dòng)保護(hù)二.導(dǎo)引線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的接線

(1)環(huán)流法(a)正常運(yùn)行和外部故障繼電器不動(dòng)作

(b)輸電線內(nèi)部短路繼電器動(dòng)作

實(shí)際上，在外部短路時(shí)§6-3

輸電線路的導(dǎo)引線電流縱差動(dòng)保護(hù)(2)均壓法

(a)正常運(yùn)行和外部故障(b)輸電線內(nèi)部短路繼電器不動(dòng)作

繼電器動(dòng)作

§6-3

輸電線路的導(dǎo)引線電流縱差動(dòng)保護(hù)三、影響輸電線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)正確工作的因素

1．電流互感器的誤差和不平衡電流

由于電流互感器傳變的幅值誤差和相位誤差，使在外部故障(1)

穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流

由于兩側(cè)的電流互感器勵(lì)磁特性不完全相同，在正常運(yùn)行及保護(hù)范圍外部故障時(shí)，二次側(cè)會(huì)出現(xiàn)不平衡電流：不平衡電流。B§6-3

輸電線路的導(dǎo)引線電流縱差動(dòng)保護(hù)電流互感器的特性及其誤差

電流互感器鐵心的磁化特性0理想1TA2TA產(chǎn)生誤差的原因小鐵心不飽和大小誤差小鐵心飽和誤差誤差的大小取決于鐵心的飽和程度。

1）

一定時(shí)2）Z2一定時(shí)鐵心越容易飽和；Z2B二次電流的誤差增大?！?-3

輸電線路的導(dǎo)引線電流縱差動(dòng)保護(hù)電流互感器的10％誤差曲線

當(dāng)電流互感器的容量滿足10%誤差曲線的要求時(shí)，其二次電流的誤差就一定小于10%，相應(yīng)的角度誤差不大于70。nZ20

為控制誤差在10%以內(nèi)，n增大，必須相應(yīng)減小Z2。既應(yīng)選擇適當(dāng)截面的二次電纜。不平衡電流的穩(wěn)態(tài)值兩側(cè)電流互感器的型號(hào)、容量均相同時(shí)，取

定義：§6-3

輸電線路的導(dǎo)引線電流縱差動(dòng)保護(hù)（2）暫態(tài)過程中的不平衡電流

①外部短路暫態(tài)過程中，在一次側(cè)短路電流中包含有非周期分量，很難變換到二次側(cè)，大部分成為電流互感器的勵(lì)磁電流。

②電流互感器勵(lì)磁回路及二次回路電感中的磁通不能突變，將在二次回路中引起非周期分量電流。

特點(diǎn)：（1）暫態(tài)不平衡電流大于穩(wěn)態(tài)不平衡電流；（2）含有強(qiáng)烈的非周期分量，完全偏于時(shí)間軸的一側(cè)。

(3)不平衡電流最大值有時(shí)間延遲。

產(chǎn)生的主要原因§6-7電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)一、相位比較式縱聯(lián)保護(hù)的基本原理

保護(hù)保護(hù)比較被保護(hù)線路兩端短路電流的相位。

1)保護(hù)范圍內(nèi)部故障

11itoitoid1Aid1Aid1Bid1B

在理想情況下，兩端電流相位相同，兩端保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作。

2)保護(hù)范圍外部故障

22id2Aid2Bid2Aid2B

兩端電流相位相差1800，保護(hù)裝置則不應(yīng)動(dòng)作。

（1）相差高頻保護(hù)的基本原理

用高頻載波通道實(shí)現(xiàn)比較輸電線路兩端相位，采用微機(jī)保護(hù)時(shí)，用光纖做信號(hào)通道。§6-7電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)（2）內(nèi)部和外部故障時(shí)，通道中的高頻信號(hào)外部內(nèi)部不動(dòng)作動(dòng)作高頻信號(hào)連續(xù)間斷的高頻信號(hào)VTR3截止VTR1截止§6-7電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)（3）相位比較回路跳閘與出口高定值起動(dòng)元件收信機(jī)輸出正常時(shí)Ua<0VTR1導(dǎo)通外部故障時(shí)Ua>0Ub<0VTR1導(dǎo)通內(nèi)部故障時(shí)Ua>0Ub>0C充電VS導(dǎo)通VTR2導(dǎo)通Usc≈-15VC短接C短接ⅠⅡ§6-8方向比較式縱聯(lián)保護(hù)高頻通道經(jīng)常無電流而在外部故障時(shí)發(fā)出閉鎖信號(hào)。

閉鎖信號(hào)由短路功率方向?yàn)樨?fù)的一端發(fā)出，這個(gè)信號(hào)被兩端的收信機(jī)所接收，而把保護(hù)閉鎖。

（1）基本概念SkSkSkSkSkSk不發(fā)出高頻閉鎖信號(hào)

高頻信號(hào)

高頻信號(hào)

被高頻信號(hào)閉鎖

被高頻信號(hào)閉鎖

動(dòng)作跳閘

一、高頻閉鎖方向保護(hù)的基本原理§6-8方向比較式縱聯(lián)保護(hù)（2）原理接線

各元件的作用：1）起動(dòng)部分

2）控制部分3）出口部分

KM5極化繼電器的工作原理：只當(dāng)工作線圈中有電流時(shí)才動(dòng)作，只要制動(dòng)線圈有電流不動(dòng)作。判別短路功率的方向起動(dòng)高頻發(fā)信機(jī)準(zhǔn)備好跳閘的回路內(nèi)部故障時(shí)停止發(fā)出高頻信號(hào)控制保護(hù)的跳閘回路§6-8方向比較式縱聯(lián)保護(hù)（3）工作原理1）外部故障

ⅠⅡS1S2保護(hù)2保護(hù)1

2）兩端供電線路內(nèi)部故障

ⅠⅡS1S2跳閘不動(dòng)作斷開不動(dòng)作§6-8方向比較式縱聯(lián)保護(hù)3）單端供電線路內(nèi)部故障

ⅠⅡ4）系統(tǒng)振蕩

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩且振蕩中心位于保護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，由于兩端的功率方向均為正，保護(hù)將要誤動(dòng)。

解決的辦法：利用反應(yīng)負(fù)序或零序的功率方向元件。

（4）為什么采用兩個(gè)靈敏度不同的起動(dòng)元件設(shè)線路A-B每端只有一個(gè)起動(dòng)元件，整定值為Ik.act=100A

電流互感器和繼電器誤差允許誤差范圍±5％。若Iact1=95A，Iact2=105A又95A＜Ik＜105A保護(hù)1起動(dòng)保護(hù)2不能起動(dòng)誤動(dòng)作不動(dòng)作§6-8方向比較式縱聯(lián)保護(hù)

每端采用兩個(gè)靈敏度不同的起動(dòng)元件后，使靈敏的起動(dòng)元件l只用于起動(dòng)高頻發(fā)信機(jī)，而不靈敏的起動(dòng)元件2動(dòng)作后才能夠去跳閘。一般選擇：缺點(diǎn)：（1）整套保護(hù)的靈敏度降低了，接線也復(fù)雜化。

（2）降低了整套保護(hù)的動(dòng)作速度。

超前§6-8方向比較式縱聯(lián)保護(hù)二、高頻閉鎖負(fù)序方向保護(hù)1.負(fù)序功率方向元件的工作原理和性能

負(fù)序功率方向元件反應(yīng)負(fù)序電壓和負(fù)序電流之間的角度，稱為負(fù)序分析元件。k1k1正方向不對(duì)稱短路時(shí)方向元件動(dòng)作§6-8方向比較式縱聯(lián)保護(hù)反方向K2點(diǎn)不對(duì)稱短路時(shí)k2k2滯后方向元件不動(dòng)作對(duì)于高頻閉鎖負(fù)序方向保護(hù)，需要一個(gè)在附近最靈敏的負(fù)序方向元件，即?！?-8方向比較式縱聯(lián)保護(hù)（2）內(nèi)部故障時(shí)

（3）外部故障時(shí)

為了保證可靠實(shí)現(xiàn)閉鎖，必須要求負(fù)序方向元件KW2向上閉合的靈敏度較高，時(shí)間較快；而向下閉合靈敏度較低，時(shí)間較慢。

（1）組成

2．高頻閉鎖負(fù)序方向保護(hù)的構(gòu)成原理

負(fù)序分量出現(xiàn)在各種不對(duì)稱短路和三相短路開始的瞬間，而電力系統(tǒng)振蕩時(shí)沒有負(fù)序分量，故可利用負(fù)序分量構(gòu)成高頻閉鎖方向保護(hù)，不受振蕩的影響。

§6-9距離縱聯(lián)保護(hù)

超范圍閉鎖式：利用超范圍整定的Ⅱ段判斷故障方向，正方向短路時(shí)動(dòng)作并停止發(fā)出閉鎖信號(hào)；反方向短路時(shí)不動(dòng)作，不停止發(fā)信，將兩端的保護(hù)閉鎖。欠范圍整定：階梯式距離保護(hù)Ⅰ段的動(dòng)作范圍小于被保護(hù)線路全長，屬于欠范圍整定的方向元件，在這個(gè)范圍內(nèi)的故障可以瞬時(shí)切除。

超范圍整定：只反應(yīng)短路功率方向的方向元件，沒有固定的動(dòng)作范圍，只要是檢測(cè)到規(guī)定的動(dòng)作方向即可動(dòng)作，其動(dòng)作范圍超過被保護(hù)線路全長，稱為超范圍整定。§6-9距離縱聯(lián)