輸電線路縱聯(lián)保護(hù).ppt

1、第4章：輸電線路縱向保護(hù)，4.1輸電線路縱向保護(hù)概述，4.1.1概念，(1)基本定義：通過一定的通信通道將線路兩側(cè)的保護(hù)縱向連接，通過比較兩端的電量來判斷故障位置的保護(hù)。(2)可實(shí)現(xiàn)線路全長(zhǎng)內(nèi)任何故障的零秒切除保護(hù)。(3)縱向保護(hù)沒有后備保護(hù)。(4)通信信道、導(dǎo)頻保護(hù)、電力線導(dǎo)頻保護(hù)、微波導(dǎo)頻保護(hù)、光纖導(dǎo)頻保護(hù)、導(dǎo)頻保護(hù)類別、導(dǎo)頻電流差動(dòng)保護(hù)：比較兩側(cè)電流的幅值和相位，判斷是內(nèi)部故障還是外部故障，方向比較導(dǎo)頻保護(hù)：比較功率方向，測(cè)量阻抗，判斷是內(nèi)部故障還是外部故障，方向比較導(dǎo)頻保護(hù)，距離導(dǎo)頻保護(hù)，導(dǎo)頻保護(hù)，導(dǎo)頻保護(hù)。電流相位比較型縱聯(lián)保護(hù)，4.1.2故障特征分析，電力線路兩側(cè)故障時(shí)的電流和功率

2、方向，內(nèi)部故障和外部故障，4.1.3縱聯(lián)保護(hù)的基本原理，(2)方向比較型縱聯(lián)保護(hù)：方向比較型縱聯(lián)保護(hù)可以在輸電線路兩端使用相同或相反的功率方向形成。鎖定方向縱聯(lián)保護(hù)：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，兩端受保護(hù)的功率方向元件判斷終端的功率方向，如果功率方向?yàn)樨?fù)，則發(fā)出鎖定信號(hào)，鎖定兩端保護(hù)。允許方向先導(dǎo)保護(hù)：正向功率方向發(fā)出允許信號(hào)，允許兩端保護(hù)跳閘。(1)縱向電流差動(dòng)保護(hù)：利用輸電線路兩側(cè)電流波形或電流相量和的特性；(3)電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)：利用電流相位的特征差異，比較兩端電流的相位關(guān)系，構(gòu)成電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)。(4)距離縱聯(lián)保護(hù)：其組成原理與方向比較縱聯(lián)保護(hù)相似，只是阻抗元件代替了功率方向元件。4

3、.2輸電線路縱向保護(hù)兩側(cè)的信息交換，4.2.1導(dǎo)頻線路通信，概念，4.2.2電力線載波通信，概念，將線路兩端的電流相位(或功率方向)信息轉(zhuǎn)換為高頻，并通過高頻耦合設(shè)備將高頻信號(hào)加載到輸電線路上。載波信道的分類，(1)逐相型是在兩相線路上配備高頻器件形成環(huán)路。(2)相對(duì)地模式僅在一條相線上安裝高頻設(shè)備，與大地形成回路。載波通信原理圖，(1)阻波器：阻容并聯(lián)諧振電路，阻斷高頻和工頻。(2)耦合電容：隔離工作頻率，開啟高頻；(3)連接濾波器、空芯變壓器和阻抗變換器，實(shí)現(xiàn)通信通道的阻抗匹配，防止反射；(4)發(fā)射機(jī)：將工頻功率調(diào)制成高頻信號(hào)并發(fā)送到線路上；(5)接收機(jī)：接收來自雙方的高頻信號(hào)，進(jìn)行鑒別和

4、比較；(6)接地開關(guān)：用于維護(hù)。(2)使用經(jīng)濟(jì)方便；(3)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是：(1)載波通信容易受到一次設(shè)備運(yùn)行的干擾；(2)通信速率低，一般用于傳輸狀態(tài)信號(hào)。電力線載波信道的工作模式；(1)正常高頻無電流模式，只有當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，變送器才會(huì)發(fā)出信號(hào)；(2)正常高頻電流模式，線路無故障時(shí)。當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，以某種方式發(fā)出高頻信號(hào)來判斷故障位置。(3)頻移模式也屬于正常高頻模式。線路無故障時(shí)，當(dāng)變送器發(fā)出頻率為f1的高頻電流時(shí)，變送器發(fā)出頻率為f2的高頻電流，以及電力線載波信號(hào)的類型。(1)閉鎖信號(hào)閉鎖信號(hào)是防止保護(hù)跳閘的信號(hào)，沒有閉鎖信號(hào)是保護(hù)跳閘的必要條件。(2)允許信號(hào)允許信號(hào)是允許保

5、護(hù)動(dòng)作跳閘的信號(hào)，有允許信號(hào)是保護(hù)動(dòng)作的必要條件4.2.4光纖通信，光發(fā)射機(jī)：將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，光接收機(jī)：將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，光纖：傳輸光信號(hào)，中繼器：放大衰減信號(hào)，特點(diǎn)：(1)通信容量大，(2)經(jīng)濟(jì)效益可觀，可消除大量有色金屬，(3)保密性好，敷設(shè)方便，抗干擾和抗干擾能力強(qiáng)。4.3.1工頻故障分量的方向分量，方向分量的基本要求：(1)當(dāng)各類故障都沒有死區(qū)時(shí)，正確反映故障點(diǎn)的方向；(2)不受負(fù)荷影響，在正常負(fù)荷情況下不啟動(dòng)；(3)不受系統(tǒng)振蕩的影響，振蕩時(shí)仍能判斷故障方向；(4)當(dāng)兩相運(yùn)行(非全相運(yùn)行)中再次發(fā)生短路時(shí)，仍可判斷故障點(diǎn)方向。4 . 3 . 2鎖定方向縱聯(lián)保護(hù)，當(dāng)概念系統(tǒng)發(fā)

6、生故障時(shí)，兩端受保護(hù)的功率方向元件判別流經(jīng)其自身端的功率方向，功率方向?yàn)樨?fù)的方向元件發(fā)出鎖定信號(hào)，鎖定兩端的保護(hù)，稱為鎖定方向縱聯(lián)保護(hù)。1、工作原理，(1)以電力載波信道作為通信信道；(2)采用正常工作模式，無高頻電流；(3)鎖定信號(hào)從負(fù)功率方向發(fā)送；(4)鎖定信號(hào)不僅由相對(duì)端接收，而且由該端接收。當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，正短路功率方向的保護(hù)如下：1、3、4、6，負(fù)短路功率方向的保護(hù)如下：2、5。優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)故障發(fā)生在該區(qū)域，通信通道被破壞時(shí)，由于信號(hào)是在非故障線路上傳輸?shù)?，故障線路不需要鎖定信號(hào)，保護(hù)仍能可靠運(yùn)行。2.鎖定定向先導(dǎo)保護(hù)的組成，KW:定向元件；KA1:低設(shè)置啟動(dòng)元件，啟動(dòng)變送器；KA2:

7、高值起始元素。當(dāng)短路功率方向?yàn)檎⑦_(dá)到設(shè)定值時(shí)，與門1輸出高電平并停止傳輸；Y1:同時(shí)啟動(dòng)開始元素和方向元素有效；Y2:接收器不能接收鎖定信號(hào)，同時(shí)它有一個(gè)與門1的輸出，所以保護(hù)發(fā)出跳閘命令。問題：高、低值元件需要配合，KA1的靈敏度高于KA2，保護(hù)固有時(shí)間長(zhǎng)。鎖定信號(hào)0t1:瞬時(shí)動(dòng)作延時(shí)返回元件；t20:具有延遲動(dòng)作的瞬時(shí)返回元件；4.3.3閉鎖距離先導(dǎo)保護(hù)，(1)由完整的三級(jí)距離保護(hù)組成，兩端增加高頻通信部分；(2)核心是在保護(hù)二段的跳閘時(shí)間元件上增加一個(gè)具有瞬時(shí)動(dòng)作的與門元件；(3)第一段和第二段配合在0秒內(nèi)切斷線路全長(zhǎng)內(nèi)的故障；(4)第4(3)節(jié)的后備保護(hù)；(5)缺點(diǎn)：后備保護(hù)檢修時(shí)，

8、主保護(hù)也被迫停止，4.4縱向電流差動(dòng)保護(hù)，4.4.1由幅值比較方式組成的縱向電流差動(dòng)保護(hù)，變壓器極性降低原理：一次電流從同名端流入，二次電流從同名端流出。工作原理：正常運(yùn)行和外部故障時(shí)流經(jīng)繼電器的電流；內(nèi)部故障時(shí)流經(jīng)繼電器的電流：注意：保護(hù)計(jì)時(shí)時(shí)應(yīng)避免各種原因引起的二次不平衡電流；4.4.3由相位比較方式組成的縱向電流差動(dòng)保護(hù)；(1)正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩側(cè)電流大小相等，相位相反，兩側(cè)高頻電流相差180度。(2)內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)電流大小和相位相等，兩側(cè)高頻電流相位差為0度，接收器接收到的高頻電流間斷角為180度；1、工作原理，變送器只工作在正半周，(1)電流互感器引起的兩側(cè)二次電流最大角度誤

9、差為7 ;(2)保護(hù)裝置引起的兩側(cè)二次電流最大角度誤差為15；(3)線路傳輸信號(hào)的最大角誤差延時(shí)為0.06升，(4)兩側(cè)電位相位差引起的誤差為：外部故障時(shí)，高頻電流相位差不超過180；內(nèi)部故障時(shí)，高頻電流之間的相位差不是0，2；行動(dòng)特征和后續(xù)行動(dòng)；動(dòng)作特征；外部故障：在最壞的情況下，接收器接收到的兩側(cè)高頻電流之間的相位差為(理想情況下為180)，兩側(cè)高頻信號(hào)的中斷角為(理想情況下為0)；線路越長(zhǎng)，以防外部故障。裕度角：保護(hù)閉鎖角的設(shè)定原則：外部故障時(shí)保證可靠保護(hù)不動(dòng)作，動(dòng)作正確保護(hù)動(dòng)作區(qū)：為了保證外部故障時(shí)可靠不動(dòng)作：內(nèi)部故障：在最不利的情況下，兩側(cè)接收器接收到的高頻電流相位差為：(理想情況下為0)，線路越長(zhǎng)，內(nèi)部故障時(shí)相位超前側(cè)(M側(cè))高頻信號(hào)的相角越大；相位滯后側(cè)(N側(cè))的相位角越小。外部故障、內(nèi)部故障、動(dòng)作相繼發(fā)生，當(dāng)線路超過一定長(zhǎng)度時(shí)，線路內(nèi)部故障，高頻電流的間斷角在電位側(cè)(M側(cè))超前小于閉鎖角而不能動(dòng)作；當(dāng)潛在滯后側(cè)(N側(cè))保