继电保护第四章输电线路纵联保护

第四章输电线路纵联保护§4－1输电线纵联差动一、基本原理：1.反应单侧电气量保护的缺陷：∵无法区分本线路末端短路与相邻线路出口短路。∴无法实现全线速动。原因：（1）电气距离接近相等。（2）继电器本身测量误差。（3）线路参数不准确。(4)LH、YH有误差。（5）短路类型不同。（6）运行方式变化等。2.输电线路纵联差动保护：（1）输电线路的纵联保护：（P129第二自然段）。（2）导引线纵联差动保护：用导引线传送电流（大小或方向），根据电流在导引线中的流动情况，可分为环流式和均压式两种。（P131图4-2）自学。（注意图中隔离变压器GB的极性）例：环流法构成了导引线纵联保护：线路两侧装有相同变比的LH正常或区外短路：Im1=-In1∴Im2=-In2IJ=Im2+In2=0J不动区内短路：IJ=Im2+In2=（Im1+In1）/nLH=Id/nLHIdz(同时跳两侧DL)←J动作可见纵联差动保护的范围是两侧LH之间，理论上具有绝对选择性可实现全线速动。但它只适用于5～7公里的短线路。若用于长线路技术上有困难且经济上不合理。（P136标题2）它在发电机、变压器、母线保护中应用得更广泛（后述）3.纵联保护信号传输方式：（1）辅助导引线（2）电力线载波：高频保护（3）微波：微波保护（4）光纤：光纤保护§4-2输电线的高频保护一、高频保护概述：高频保护的定义：（P136）分类：按照工作原理分两大类，方向高频保护和相差高频保护。*方向高频保护：比较被保护线路两侧的功率方向。IIn1Im2In2Im1*相差高频保护：比较被保护线路两侧的电流相位。二、高频通道的构成：有“相-相”和“相-地”两种连接方式∨“我国广泛运用”构成示意图P137图4-71.阻波器：L、C并联谐振回路，谐振于载波频率。对载波电流：Z1500Ω——————限制在本线路。对工频电流：Z0.04Ω——————畅流无阻。2．结合电容器带通滤波器①通高频、阻工频3．连接滤波器②阻抗匹配4．高频电缆：将位于主控制室的高频收、发信机与户外变电站的带通滤波器连接起来。5．高频收、发信机工作频率：40Khz三、高频通道工作方式及高频信号的应用：无高频电流是信号1．高频通道的工作方式两种：长期发信方式：正常运行时，收发信机长期工作（经常有高频电流）故障时发信方式：正常运行时，收发信机不工作。当系统故障时，发信机由启动元件启动通道中才有高频电流（经常无高频电流）另：改变频率也是一种信号。2．高频信号的分类及应用有高频电流是信号按高频信号的应用分三类：跳闸信号、允许信号、闭锁信号（1）跳闸信号跳闸“或”门：高频信号是跳闸的充分条件（2）允许信号跳闸“与”门：收到高频信号是跳闸的必要条件(3)闭锁信号：跳闸“否”门：收不到高频信号是跳闸的必要条件o三方向高频保护1．高频闭锁方向保护的基本原理举例说明：dS+S-S+S+S-S+A12B34C56DBHGSX或门BHGSX与门BHGSX与门高频信号高频信号内部接地时：保护3、4：S+动，两侧都不发高频信号，保护动作跳3、4DL外部接地时：保护2、5：S-动，它们发出高频闭锁信号，送至保护1、6、2、5。AB,BC线路均保持不动它是以由短路功率为负的一侧发出高频闭锁信号，这个信号被两端的收信机所接收，而把保护闭锁。故称高频闭锁方向保护。注：这种按闭锁信号构成的保护只在非故障线路上才传送高频信号，而在故障线路上并不传送高频信号。因此，在故障线路上由于短路使高频通道可能遭到破坏时，并不会影响保护的正确动作。4-跳闸+++1235-UJ半套高频闭锁方向保护原理接线（电流启动方式）（1）组成：I1起动元件1：灵敏度较高，起动发信机发信I2起动元件2：灵敏度较低，起动保护的跳闸回路3功率方向元件：判断短路功率的方向4ZJ中间继电器：内部短路时，停止发信5ZJ极化继电器（双线圈）：工作线圈接方向元件输出，制动线圈接收信机的输出（2）工作情况：①外部短路时：I1I2动AB线，B侧S-I14ZJ常闭触点起动发信3不动5ZJ制动A侧S+3动4动停止发信I+动5ZJ工作、制动线圈均有电流，不动，所以：1、2DL不跳闸②内部短路时：BC线：I1、I2、3、4ZJ均动作，停止发信，5ZJ有工作电流跳闸(3)为什么要用两个灵敏度不同的起动元件I2/I1=1.6~2防止区外故障误跳闸若采用一个起动元件，当区外接地时，由于LH误差，起动元件误差。S+侧起动元件动作，S-侧起动元件未动。S+侧误动。采用两个起动元件I1I2，S+侧I2动作时，S-侧I1一定动作，故可防止误动（4）时间配合外部故障时，S+侧需等待对侧的高频闭锁信号，故跳闸回路应有一定延时。故障切除后，返回时，为防止误动，启动发信回路应延时返回。（5）方向元件要求：①能反映所有类型的故障②没有死区③正常负荷状态下不动作I25ZJI14ZJGSXGFX④系统震荡时不会误动作⑤线路两端在灵敏度上容易配合满足要求的方向元件：负序方向元件（单相式、三相式）相电压补偿式方向元件行波方向元件2．高频闭锁距离保护和高频闭锁零序方向保护的基本原理（自学）高频闭锁距离保护是距离保护与电力线载波通道相结合，利用收发信急的高频信号传送对侧保护的测量结果，两端同时比较两侧距离保护的测量结果，实现内部故障瞬时切除，区外故障不动作。高频闭锁零序方向保护工作原理与上同此种构成方式，主保护和后备保护统一设计，减少了测量元件，简化了接线，相对的提高了可靠性。缺点：距离或零序保护检修时，主保护和后备保护都必须退出工作。四、相差动高频保护：P1421.相差动高频保护基本原理：比较被保护线路两侧短路电流的相位。EmMImd1InNEnD2ImIn调制方法：正半波发信，负半波停信，不断交替（高频通道经常无电流，而在外部故障时发出的高频电流（即闭锁信号）的方式构成保护）传送闭锁信号的保护需两套起动元件。1、构成：跳闸主要部分：起动元件、操作元件、比相元件①起动元件:-------故障检测元件(区分正常运行和故障)不对称故障I2------有两个灵敏度不同的起动元件，其中：高灵敏----起动发信操作元件方波电路=1起动元件=1GFX对侧GFX≥1GSXt10t20出口低灵敏----准备跳闸对称故障Z或相电流I②操作元件:将输电线上的三相工频电流转综合为单一工频电流(只用一个通道)。并对GFX的高频电流进行调制。选择的要求：①能反映各种类型故障；②内部故障时φ=0°而外部故障时φ=180°利用复合滤过器可以将三相电流综合成单一电流I1、I2、I0或I1+KI2、I1+KI0等。*I1:能反映所有短路,但在不对称短路时,包含故障前的负荷分量,会造成区内短路时,相位差大为增加.*I2:不能反映三相短路*I0:不能反映三相短路和两相短路*I1+KI2:I2能反映不对称短路,I1用于反映三相短路,K值的选择1,保证I2起主导作用,一般K=6或8。③比相元件：根据线路两侧电流的相位判断内外故障理想：区内故障：φ=0°停信间隙γ=180°区外故障：φ=180°停信间隙γ=0°实际：区内故障：φ0°停信间隙γ180°区外故障：φ180°要找出外部故障可能出现的最大间隙角γmax,并按此进行闭锁，以保证外部故障时保护可靠不误动，这个角度就叫做闭锁角，表示为φb.2、闭锁角的确定：理想：区外故障时，φ=180°实际：①CT角度误差φct=7°②保护装置的角误差（复合电流滤过器），φb.h=15°③高频信号传输带来的角误差电磁波的传输速率v=光速＝3×105公里/秒工频：每周波360°～0.02″～6000km所以：每传100km，误差6°φL＝(L/100)×6°其中了L线路长度（或：φL=ωt＝2πf×t＝360×50×L/v=(L/100)×6°）④为保证选择性并计及一些其它误差（由分布电容引起）。考虑裕度角φy＝15°。Φb=φct＋φb.h＋φL＋φy＝37°＋(L/100)×6°例：L＝300km，Φb=37°＋(300/100)×6°＝55°由Φb计算公式可知，L↑→Φb↑，Φdz=180°－Φb↓降低保护灵敏度3、保护的相继动作（区）：举例：EmImd(3)InEnZmZn操作电流只有I1设EmΛEn=70°Zm发电机、变压器和线路阻抗φdm=60°Zn发电机、变压器阻抗φdn=90°Emφ=arg（Im/In）=100°60°Im对M侧保护：Enφm=100°+7°+15°+（L/100）×6°对N侧保护：因为In滞后φn=100°+7°+15°－（L/100）×6°In设L=300km.φb=55°φdz=125°φm=122°+(300/100)×6°=140°＞125°闭锁φm=122°－(300/100)×6°=104°＜125°动作为解决M端保护不能跳闸的问题,采用N侧跳闸的同时,立即停止本侧发信。N端停信后，M侧收信机只能收到自己所发的信号，间隔角为180°，M侧保护可立即跳闸。保护装置的这种工作情况一端的保护先动作以后，另一端的保护才能再动作跳闸，称为“相继动作”。主要影响因素：故障类型、两侧电源电动势间相角差以及线路长度。作业：P38题1、4、8、13。薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈