4.继电保护纵联保护.ppt

4.1 输电线路纵联保护概述 4.1.1 引言 电流保护、距离保护的缺点： I段不能保护线路的全长 线路末端故障需II段延时切除 在220kV及以上电压等级的电网中不能满足快速性的要求 反应线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本线路任意点短路与外部短路，称为纵联保护。 线路两端的保护装置组成一个保护单元，又称为单元保护。 输电线路的纵联保护两端比较的电气量可以是： 流过两端的电流、电流的相位、功率的方向 4.1.1 引言 纵联保护按照信息通道的不同分为： 导引线纵联保护：经济性、安全性不好，一般用于较短的线路，采用差动保护原理。 电力线载波纵联保护：利用输电线路构成通道，在故障时通道可能遭到破坏，要求信号中断时保护仍能正确动作。 微波纵联保护：多路通信通道，可以传送交流电波形，更适合于数字式保护。不经济，一般与电力信息系统统一考虑。 光纤纵联保护：不受干扰，近年来短线路纵联保护的主要通道形式。 4.1.1 引言 纵联保护按照保护原理分为： 方向比较式纵联保护 传送功率方向是否在规定的方向、测量阻抗是否在区段内等判别结果到对侧，每侧保护装置根据两侧的判别结果区分是区内故障还是区外故障。 传送的信息量较少，对信息的可靠性要求高 纵联电流差动保护 传送电流的波形或相位到对侧，每侧保护根据两侧电流幅值、相位的比较区分是区内故障还是区外故障 信息传输量大，两侧信息同步采集 4.1.2 短路时线路两侧电气量的故障特征分析 4.1.2 短路时线路两侧电气量的故障特征分析 4.1.2 短路时线路两侧电气量的故障特征分析 4.1.2 短路时线路两侧电气量的故障特征分析 4.两端测量阻抗的特征 区内短路时，两端测量阻抗都是短路阻抗，位于距离保护II段动作区内，两侧II段同时启动。 正常运行：两侧测量阻抗都是负荷阻抗，距离II段不启动。 外部短路：两侧测量阻抗也是短路阻抗，但一侧为反方向，至少有一侧的距离保护II段不启动。 4.1.3 纵联保护的基本原理 1.纵联电流差动保护 利用两端电流波形或电流相量和的特征构成。 动作判据： （4.1） Iset：动作门槛值 2.方向比较式纵联保护 利用两端功率方向相同或相反的特征构成 功率方向为负时发出闭锁信号：闭锁式方向纵联保护 功率方向为正式发出允许信号：允许式方向纵联保护 4.1.3 纵联保护的基本原理 3.电流相位比较式纵联保护 比较两端电流的相位关系构成。 区内短路：两端电流相角差为0?，保护动作 正常运行或区外短路：两端电流相角差180?，保护不动作 考虑电流、电压互感器的误差及线路分布电容的影响，动作区如图所示 4.1.3 纵联保护的基本原理 4.距离纵联保护 与方向比较式纵联保护相似，只是用相应的方向阻抗元件替代功率方向元件 优点： 故障发生在保护II段范围内，相应的方向阻抗元件才启动 减少了启动次数，提高了可靠性 高压线路配备距离保护作为后备保护，距离II段作为方向元件 4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换 4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换 常用的通信方式： 导引线通信 电力线载波通信 微波通信 光纤通信 4.2.1 导引线通信 4.2.1 导引线通信 缺点： 环流式： 受导引线线芯电容影响小，容易实现两侧保护同时跳闸 导引线开路故障时，误动；短路时，拒动 均压式： 受导引线线芯电容影响大 导引线开路故障时，拒动；短路时，误动 优点： 不受振荡及非全相运行的影响，简单可靠，维护工作量少 4.2.2 电力线载波通信 将线路两端的电流相位（或功率方向）信息转变为高频信号，经高频耦合设备加载到输电线路上，传输到对侧后经高频耦合器将高频信号接收，实现电流相位或功率方向的比较，即高频保护或载波保护。 按照通道的构成： “相－相”式：使用两相线路 “相－地”式：使用一相一地 4.2.2 电力线载波通信 4.2.2 电力线载波通信 电力线载波的信号频率范围：50～400kHz 电力线载波的优点： 无中继通信距离长 经济、使用方便 工程施工简单 缺点： 高压输电线路上的干扰直接进入载波通道 通讯速率低，一般传递状态信号 4.2.2 电力线载波通信 电力线载波通道的工作方式 正常无高频电流方式：故障启动发信的方式 需定期检查高频通道 正常有高频电流方式：长期发信方式 通道经常处于监视的状态，可靠性较高 无需收、发信机启动元件，使装置简化 干扰及抗干扰要求高 移频方式 正常时发出频率为f1的高频电流，故障时改发频率为f2的高频电流 可靠性高，抗干扰能力强，但占用的频带宽，通道利用率低 4.2.2 电力线载波通信 闭锁信号： 阻止保护动作于跳闸的信号 同时满足以下两个条件保护作用于跳闸： 本端保护元件动作 无闭锁信号 外部故障时，近故障端发出闭锁信号