[工程科技]第七讲：输电线路高频、差动保护.ppt

第四讲：输电线路高频、差动保护 东南大学 电气工程系 袁宇波 2004.11 为什么要采用纵联保护 ? 利用单端量的保护比如： 输电线的电流电压保护和距离保护，只需将线路一端的电流电压经过互感器引入保护装置，比较容易实现。 由于互感器传变的误差、线路参数值的不精确性以及继电器本身的测量误差等原因，这种保护装置可能将被保护线路对端所连结的母线上的故障，或母线所连接的其它线路出口处的故障，误判断为本线路末端的故障而将被保护线路切断。 为了防止这种非选择性动作，不得不将这种保护的无时限保护范围缩短到小于线路全长。 为什么要采用纵联保护 ? 一般将保护的I段定值整定为线路全长的80%－85%，对于其余的15%－20%线路段上的故障，只能等第II段的时限切除，为了保证故障切除后电力系统的稳定运行，这样做，对于某些重要线路是不能允许的。 为什么要采用纵联保护 ? 在这种情况下，只能采用所谓的纵联保护原理保护输电线路，以实现线路全长范围内故障的无时限切除。反映单端量的保护不能全线速动,造成在高压保护中速度慢,对电力系统稳定造成影响,并且有一些情况单端量保护不能满足要求：比如有零序互感的平行线；T型接线；串补电容线路等。这些都需要纵联保护。 什么是纵联差动保护 所谓输电线的纵联保护，就是用某种通信通道（简称通道）将输电线两端的保护装置纵向联接起来，将各端的电气量（电流、电流相位和功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，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。因此，理论上这种纵联保护具有绝对的选择性。它是一种利用输电线路双端信息量的保护。 纵联保护分类 纵联保护分类 方向纵联保护与距离纵联保护 两侧保护继电器仅反应本侧的电气量,利用通道将继电器对故障方向判别的结果传送到对侧,每侧保护根据两侧保护继电器的动作过程逻辑判断区分是区内还是区外故障。可见这类保护是间接比较线路两侧的电气量,在通道中传送的是逻辑信号。按照保护判别方向所用的继电器又可分为方向纵联保护与距离纵联保护。 纵联保护分类 差动纵联保护 这类保护利用通道将本侧电流的波形或代表电流相位的信号传送到对侧,每侧保护根据对两侧电流的幅值和相位比较的结果区分是区内还是区外故障。可见这类保护在每侧都直接比较两侧的电气量。类似于差动保护,因此称为差动纵联保护。如果将两侧保护的原理图绘在一张图上(实际每侧只是整个单元保护的半套),那么前一种保护的通道是在逻辑图中将两侧保护联系起来,而后一种保护的通道是将两侧的交流回路联系起来。 各种传送信息通道的特点 (1)导引线通道 (2)电力线载波通道 (3)微波通道 (4)光纤通道 导引线通道 这种通道需要铺设电缆,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,安全性越低。导引线中传输的是电信号。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,对保护装置和人身安全构成威胁,也会造成保护不正确动作。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。导引线直接传输交流电量,故导引线保护广泛采用差动保护原理,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线保护用于较长的线路。 电力线载波通道 这种通道在保护中应用最广。载波通道由高压输电线及其加工和连接设备(阻波器、结合电容器及高频收发信机)等组成。高压输电线机械强度大,十分安全可靠。但正是在线路发生故障时通道可能遭到破坏(高频信号衰减增大),为此需考虑在此情况下高频信号是否能有效传输的问题。当载波通道采用“相-地”制,在线路中点发生单相短路接地故障时衰减与正常时基本相同,但在线路两端故障时衰减显著增大。当载波通道采用“相-相”制,在单相短路接地故障时高频信号能够传输,但在三相短路时仍然不能。为此载波保护在利用高频信号时应使保护在本线路故障信号中断的情况下仍能正确动作。 微波通道 微波通道与输电线没有直接的联系,输电线发生故障时不会对微波通信系统产生任何影响,因而利用微波保护的方式不受限制。微波通信是一种多路通信系统,可以提供足够的通道,彻底解决了通道拥挤的问题。微波通信具有很宽的频带,线路故障时信号不会中断,可以传送交流电的波形。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,应当与远动等在设计时兼顾起来。同时还要考虑信号衰耗的问题。 光纤通道 光纤通道与微波通道有相同的优点。光纤通信也广泛采用(PCM)调制方式。当被保护线路很短时,通过光缆直接将光信号送到对侧,在每半套保护装置中都将电信号变成光信号送出,又将所接