04 继电保护培训讲义04章纵联01-04节.pdf

Chapter 4 输电线路的纵联保护 §4.1 输电线路纵联保护概述 §4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换 §4.3 方向比较式纵联保护 §4.4 纵联电流差动保护 §4.1 输电线路纵联保护概述 4.1.1 引言 仅反应线路一侧的电气量不可能快速区分本线末端和对侧 母线(或相邻线始端)故障，为了有选择性地切除线路上任意 点的故障采用电流、距离等阶段式保护的配合，对于线路末 端故障需要II段延时切除，这在220kV 及以上电压等级的电 网中难于满足系统稳定对快速切除故障的要求。 研究和实践表明反应线路两侧的电气量可以快速、可靠地 区分本线路内部任意点短路与外部短路，达到有选择性、快 速地切除全线路任意点短路的目的。 为此需要将线路一侧电气量信息传到另一侧去，两侧的电 气量同时比较、联合工作，也就是说在线路两侧之间发生纵 向的联系，以这种方式构成的保护称之为输电线路的纵联保 护。 由于保护是否动作取决于安装在输电线两端的装置联合判 断的结果，两端的装置组成一个保护单元，各端的装置不能 独立构成保护，在国外又称为输电线的单元保护 (Unit Pro- tection) 。理论上这种纵联保护具有内部短路时动作的绝对选 择性。 以两端输电线路为例，一套完整的纵联保护其一般构成如图4 －1所示。图中继电保护装置通过电压互感器TV、电流互感器TA 获取本端的电压、电流，根据不同的保护原理，形成或提取被两 端比较的电气量特征，一方面通过通信设备将本端的电气量特征 传送到对端，另一方面通过通信设备接收对端发送过来的电气量 特征，并将两端的电气量特征进行比较，若符合动作条件则跳开 本端断路器并告知对端，若不符合动作条件则不动作。可见，一 套完整的纵联保护包括两端保护装置、通信设备和通信介质。 一般纵联保护可以按照所利用通道类型或保护动作原理进 行分类： 纵联保护按照所利用信息通道的不同类型可以分为4种， 有时纵联保护也按此命名，它们是： 1) 导引线纵联保护(Wire Pilot) (简称导引线保护) 2) 电力线载波纵联保护(Power Line Carrier Pilot) (简称载 波保护) 3) 微波纵联保护(Microwave Pilot) (简称微波保护) 4) 光纤纵联保护(Fiber-Optic Pilot) (简称光纤保护) 通道虽然只是传送信息的条件，但纵联保护采用的原理往往受 到通道的制约。纵联保护在应用下列通道时应考虑以下特点。 (1) 导引线通道 这种通道需要铺设导引线电缆传送电气量信息,其投资随线路 长度而增加，当线路较长(超过10km以上)时就不经济了。导引线 越长, 自身的运行安全性越低。在中性点接地系统中,除了雷击外,在 接地故障时地中电流会引起地电位升高,也会产生感应电压,所以导 引线的电缆必须有足够的绝缘水平(例如15kV的绝缘水平),从而使 投资增大。一般导引线中直接传输交流二次电量波形,故导引线保 护广泛采用差动保护原理（见后述）,但导引线的参数( 电阻和分布 电容)直接影响保护性能,从而在技术上也限制了导引线保护用于较 长的线路。 (2) 电力线载波通道 这种通道在保护中应用最为广泛，它不需要专门架设通信通 道，而是利用输电线路构成通道。载波通道由输电线路及其信息 加工和连接设备(阻波器、结合电容器及高频收发信机)等组成。输 电线路机械强度大,运行安全可靠。但是在线路发生故障时通道可 能遭到破坏，为此载波保护应采用在本线路故障、信号中断的情 况下仍能正确动作的技术。 (3) 微波通道 微波通信是一种多路通信系统,可提供足够的信息通道,微波通信 具有很宽的频带,可传送交流电的波形。采用脉冲编码调制(PCM) 方式可以进一步扩大信息传输量,提高抗干扰能力,也更适合于数字 保护。微波通信是理想的通信系统,但是保护专用微波通信设备是 不经济的, 电力信息系统等在设计时应兼顾继电保护的需要。 (4) 光纤通道 光纤通道与微波通道具有相同的优点，光纤通道也广泛采 用(PCM)调制方式，保护使用的光纤通道一般与电力信息系 统统一考虑。当被保护的线路很短时,可架设专门的光缆通道 直接将电信号转换成光信号送到对侧,并将所接收之光信号变 为电信号进行比较。由于光信号不受干扰,在经济上也可以与 导引线保护竞争，近年来成为短线路纵联保护的主要形式。 注意：