电力系统继电保护第四章

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1、第四章输电线路纵联保护仉志华中国石油大学（华东）信息与控制工程学院电气工程系《电力系统继电保护》本章主要内容一、输电线路纵联保护概述二、输电线路纵联保护两侧信息的交换三、方向比较式纵联保护四、纵联电流差动保护第一节输电线路纵联保护概述4.1.1输电线纵联保护概述为此，设法将被保护元件两端(或多端)的电气量进行同时比较,以便判断故障在区内？还是区外？将两端保护装置的信号纵向联结起来，构成纵联保护。仅利用线路一侧的电气量所构成的继电保护（单端电气量），无法区分本线路末端与相邻线路（或元件）的出口故障，如：电流保护、阻抗保护。单端电

2、气量保护：仅利用被保护元件的一侧电气量，可以作为后备保护或出口故障的第二种保护。（通常设计为三段式）纵联保护：利用被保护元件的各侧电气量，可以识别：内部和外部的故障，可作为主保护，不能作为后备保护。输电线路纵联保护结构框图在设备的“纵向”之间，进行信号交换纵联保护有多种分类方法，可以按照通道类型或动作原理进行分类。1）通道类型：导引线电力线载波微波光纤2）动作原理：比较方向比较相位基尔霍夫电流定律（电流差动）还可以将通道类型与动作原理结合起来进行称呼。如：光纤电流差动（简称：光差），高频距离。通道(信号交换手段)分析、讨论特征

3、的目的：寻找内部故障与其他工况（正常运行、外部故障）的特征区别和差异——>提取判据，构成继电保护原理。4.1.2两侧电气量的特征构成原理后，再分析影响因素；并研究消除影响因素的对策、措施（需要权衡利弊）。一、两侧电流相量和(或瞬时值和)的故障特征基尔霍夫电流定律：在一个节点中，流入的电流等于流出的电流。按照继电保护规定的正方向：指向被保护元件。则基尔霍夫电流定律可以修改为：在任何一个节点中，流入的电流之和等于0。下面，用图例说明。基尔霍夫电流定律：此式表明：流入节点的电流之和等于0。按照继电保护规定的正方向，得：，就构成了继电

4、保护原理——电流差动保护。广泛应用于各种设备的保护。基尔霍夫电流定律的拓展：将节点拓展为一个封闭区域。二者区别很大被保护设备设计区别的门槛从负荷(或外部短路)电流的特征看：“电流差动”名称的来历(与规定方向有关)——即电流差＝0，应当是：电流和保护。即：按继电保护规定的正方向（或计算原理）但是，习惯成俗，仍然称为：差动保护。——>若有电流差，就动作。二、两侧功率方向的故障特征1、正常运行2、外部短路3、内部短路（为正）（为负）假定M为送端，N为受端三、两侧电流相位的故障特征1、正常运行2、区外故障类似3、区内故障三、两侧电流相

5、位的故障特征四、两侧测量阻抗的故障特征1、正常和区外故障一侧阻抗可能动作，另一侧阻抗不动作。2、区内故障两侧阻抗均动作。归纳：正常运行或外部故障内部故障方向元件两侧均为正阻抗元件一侧为正一侧为负一侧动作一侧不动作两侧均动作（希望动作）（希望不动）特征分界如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。电流相位相位差接近同相4.1.3纵联保护的基本原理一、纵联电流差动保护依据两侧电流相量和（瞬时值和）的故障特征，即，基尔霍夫电流定律。——动作门槛一、纵联电流差动保护依据两侧电流相量和（瞬时值和）的故障特征，即，基尔霍夫电流定律。基本思路仍然

6、适用——动作门槛分相电流差动保护的优点：1）具有选择性好、可靠、灵敏、快速的优点；2）具有明确区分内部和外部故障的能力；3）具有自然选相的功能；4）不受运行方式、非全相、串补电容、转换性故障、同杆并架线路的跨线故障、振荡及振荡中再故障等因素的影响（受振荡的影响很小）；5）内部短路电流通常都大于差动电流的启动值。原理最好的保护缺点：1）增加两侧信息交换的通道——增加了复杂性。2）几乎不反映同一相内部的纵向短路。3）采用导线实现线路两侧的信号交换时，导线（导引线）太长，更容易出现故障，容易烧毁（一次短路后，感应电流太大）。主要应用

7、于：发电机、变压器、母线、电抗器等就近连接TA的保护中。4）不能作为后备（所有纵联保护的缺点）。漏电保安器——原理类似于差动保护（供了解）。时,漏电保安器动作跳闸被反应出来安全电流的标准：≤30mA漏电保安器——原理类似于差动保护（供了解）。漏电保安器几乎不保护火线对零线的短路——>几乎不动作！空气开关（最简单的继电保护）——反映短路电流，或过负荷二、距离纵联保护（方向比较式纵联保护）M侧保护N侧保护阻抗动作信息的交换利用这样的特征(回顾)：区内短路，两侧Z均动作。需要2个独立的信号交换。上述结构称为:允许式。二、距离纵联保护

8、（方向比较式纵联保护）M侧保护N侧保护1）区内故障启动＋Z均动作——>两侧无延时跳闸：简述信号交换与逻辑的过程阻抗动作信息的交换二、距离纵联保护（方向比较式纵联保护）M侧保护N侧保护1）区内故障启动＋Z均动作——>两侧无延时跳闸：简述信号交换与逻辑的过程阻抗动作信息的交换至少