第四章 输电线路纵联保护-宗哲英.ppt

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1、第四章输电线路纵联保护4.1输电线路纵联保护的基本原理和分类4.2输电线路纵联保护的通信通道4.3输电线路的导引线纵联差动保护4.4方向比较式纵联保护4.5相位比较式纵联保护4.1输电线路纵联保护基本原理和分类一、纵联保护及其构成输电线路的纵联保护，就是用某种通信通道(简称通道)将输电线两端或各端(对于多端线路)的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量(电流、功率的方向等)传送到对端，将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。二、纵联保护的基本原理保护原理的本质是甄别系统正常和故障状态下电气量或非电气量之间的差别，纵联保护也不例

2、外。输电线路的纵联保护就是利用线路两端的电气量在故障与非故障时的特征差异构成的。当线路发生区内故障、区外故障时，电力线两端电流波形、功率、电流相位以及两端的测量阻抗都有明显的差异，利用这些差异就可以构成不同原理的纵联保护。1.两侧电流量特征双端电源线路区内、外故障示意图(a)内部故障；(b)外部故障如图所示，有，在故障点有较大短路电流流出;如图所示，线路两端电流相量关系为　。当线路发生内部故障时，当线路发生区外短路故障或正常运行时，2．两侧电流相位特征两端输电线路，若全系统阻抗角均匀，且两端电动势角相等，则当线路MN发生区内短路故障时，两侧电流同相位，即、相位差为0°；而当正常运

3、行或发生区外短路故障时，两侧电流反相，即电流、相位差为180°。3．两侧功率方向特征当线路上发生区内故障和区外故障时，输电线两端的功率方向也有很大差别。令功率正方向由母线指向线路，则线路发生区内故障时，两端功率方向都由母线流向线路，两端功率方向相同，同为正方向；而发生区外故障时，远故障点端功率由母线流向线路，功率方向为正，近故障点端功率由线路流向母线，功率方向为负，两端功率方向相反。4．两侧测量阻抗值特征三、纵联保护的分类当线路区内短路时，输电线路两端的测量阻抗都是短路阻抗，一定位于距离保护Ⅱ段的动作区内，两侧的Ⅱ段同时启动；当正常运行时，两侧的测量阻抗是负荷阻抗，距离保护Ⅱ段不

4、会启动；当发生外部短路时，两侧测量阻抗也是短路阻抗，但一侧为反方向，若采用方向特性的阻抗继电器，则至少有一侧的距离Ⅱ段不会启动。三、纵联保护的分类纵联保护按照所利用信息通道的不同类型可以分为导引线纵联保护、电力线载波纵联保护、微波纵联保护和光纤纵联保护四种。纵联保护按照保护动作原理，可以分为方向比较式纵联保护和纵联电流差动保护两类。4.2输电线路纵联保护的通信通道一、通信通道的构成和特点1．导引线通道导引线通道是纵联保护最早使用的通信通道，是由和被保护线路平行敷设的金属导线构成，用来传递被保护线路各侧信息的通信通道。2．电力线载波（高频）通道3．微波通道4．光纤通道电力线载波通道

5、构成示意图1—阻波器；2—结合电容器；3—连接滤波器；4—电缆；5—高频收发信;6—刀闸⑴阻波器：阻波器是由一个电感线圈与可变电容器并联组成的回路。⑵结合电容器：结合电容器与连接滤过器共同配合将载波信号传递至输电线路，同时使高频收发信机与工频高压线路绝缘。⑶连接滤波器：连接滤波器由一个可调节的空心变压器及连接至高频电缆一侧的电容器组成。⑷高频收、发信机：发信机部分系由继电保护装置控制，通常都是在电力系统发生故障时，保护起动之后它才发出信号。二、高频信号的分类按照信号的性质或作用，可以将其分为闭锁信号、允许信号和跳闸信号。这三种信号可用以上任一中种通信通道产生和传送。1．闭锁信号。

6、即无闭锁信号是保护作用于跳闸的必要条件，或者说闭锁信号是阻止保护动作于跳闸的信号。2．允许信号。允许信号是允许保护作用于跳闸的信号，或者说有允许信号是保护动作于跳闸的必要条件。3．跳闸信号。跳闸信号是直接引起跳闸的信号，或者说收到跳闸信号是跳闸的充要条件。高频保护信号逻辑图(a)闭锁信号；(b)允许信号；(c)跳闸信号4.3输电线路的导引线纵联差动保护4.4方向比较式纵联保护一、闭锁式方向纵联保护1．闭锁式方向纵联保护的基本原理闭锁式方向纵联保护作原理2．闭锁式方向纵联保护的基本构成闭锁式方向纵联保护的原理接线图⑴区外短路故障；⑵两端供电线路区内短路故障；⑶单电源供电线路区内短路

7、故障。3．影响方向比较式纵联保护正确动作的因素⑴系统非全相运行的影响系统一相仅在一侧断开的情况(a)负序电压分布图；(b)相量图实际非全相运行状态是一相在两侧同时断开的状态，特别是考虑分布电容的影响后，需要分析有两个断线端口的复杂故障下负序电压、电流的相位关系，结论同样是：当使用线路侧电压时，受电侧功率方向为正，送电侧的负序功率方向为负，发出闭锁信号，保护不会误动作；如果使用母线电压，两侧的负序功率方向同时为正，保护将误动作。零序功率方向在非全相运行期间与负序功率方向的特点一致。