第五章输电线路纵联保护.

2020/1/22电力系统继电保护原理主讲教师:焦彦军华北电力大学电自教研室2020/1/22第五章输电线路纵联保护5-1概述5-2电流纵联差动保护5-3方向纵联保护2020/1/225-1概述继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2单端电气量保护距离保护电流保护零序电流保护具有阶段式的共同特点2020/1/225-1概述继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF21的距离I段：(80~85)%2的距离I段：(80~85)%15~20%15~20%1或2的距离II段：(30~40)%,0.5秒延时单端电气量保护不能做到全线速动2020/1/225-1概述继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2通信设备通信设备双端电气量保护纵联保护2020/1/22一、电力线载波通道kHz400~50传输信号频率高频通道1—阻波器2020/1/22一、电力线载波通道kHz400~50传输信号频率高频通道2—结合电容器2020/1/22一、电力线载波通道kHz400~50传输信号频率高频通道3—连接滤波器2020/1/22一、电力线载波通道kHz400~50传输信号频率高频通道4—高频电缆2020/1/22一、电力线载波通道kHz400~50传输信号频率高频通道5—高频收发信机2020/1/22一、电力线载波通道kHz400~50传输信号频率高频通道6—接地刀闸2020/1/22一、电力线载波通道kHz400~50传输信号频率高频通道7—电力线2020/1/22高频通道的工作方式(1)故障时发信2020/1/22高频通道的工作方式(2)长时发信2020/1/22高频通道的工作方式(2)长时发信（移频方式）2020/1/22高频信号信号信号信号（1）闭锁信号本端保护闭锁信号&跳闸2020/1/22高频信号信号信号信号（2）允许信号本端保护允许信号&跳闸2020/1/22高频信号信号信号信号（3）跳闸信号本端保护跳闸信号≥1跳闸2020/1/22高频通道的工作方式与高频信号的选择故障发信方式应选择闭锁信号；长期发信方式应采用允许信号。2020/1/22二、光纤通道光发射机光纤中继器光接收机光纤信号调制光源光探测器解调信号单向光纤通信系统的构成（1）通信容量大。（2）光纤的传输损耗小，中继间隔长，可达上百公里。（3）通信系统可靠性高。2020/1/22保护装置光纤接口接收发送保护装置光纤接口接收发送光纤通道光纤通道保护命令传送装置光纤接口接收发送光纤接口接收发送光纤通道光纤通道保护命令传送装置纵联保护装置纵联保护装置应用专用光纤通道的纵联保护2020/1/22纵联保护装置保护命令传送装置数字复用设备通信设备光纤通道通信设备纵联保护装置保护命令传送装置数字复用设备复用光纤通道的纵联保护构成2020/1/221.按通信通道类型•导引线保护•载波保护（高频保护）•微波保护•光纤保护•纵联差动保护（电流差动和相位差动保护）•方向比较式纵联保护（比较两端逻辑量）•距离纵联保护（比较两端逻辑量）2.按工作原理3.按所利用信号的性质•闭锁式•允许式•直接跳闸式•解除闭锁式纵联保护的分类2020/1/225-2电流纵联差动保护kQF1QF2QF3MNMINI0NMIIIQF1QF2QF3MNMINIkkNMIIII利用线路两侧电流相量和的差异→电流差动保护2020/1/22一、光纤电流分相差动保护继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2MNMAIMBIMCINAINBINCI两侧的保护装置都能得到对侧的电流，从而可独立地进行故障识别。2020/1/221．不带制动特性的电流差动保护kQF1QF2QF3MNMININMdIII定义：——差动电流正常运行或外部短路时若0NMdIII则称该电流为不平衡电流——unbI2020/1/221．不带制动特性的电流差动保护QF1QF2QF3MNMINI保护的动作判据：setNMdIIII1）躲过外部短路时的最大不平衡电流应按以下原则整定：setIk.maxsternprelunb.maxrelsetKKIIKKKI2020/1/222）躲过最大负荷电流1．不带制动特性的电流差动保护QF1QF2QF3MNMINIL.maxrelsetIKI灵敏系数校验：setr.minsenIIK取二者之大值作为定值。2senK要求2020/1/222．比率制动特性的电流差动保护QF1QF2QF3MNMINI定义：NMresIII21——制动电流保护的动作判据：resdop.0dKIIII动作特性0动作区非动作区0.opIdIresIK2020/1/22resdop.0dKIIII00.opIdIresIKsternprelk.maxunb.maxrelKKKKKIIK（1）制动系数的选取max.kImax.unbrelIKmax.unbI（2）最小动作电流的确定按照躲线路合闸时的最大充电电流来整定C.maxrelop.0IKI2020/1/22对侧跳位对侧保护启动启动元件动作A相差动B相差动C相差动选跳通道正常&A相TA断线B相TA断线C相TA断线&1&&&1&光纤电流差动保护构成逻辑框图2020/1/223.影响电流差动保护正确动作的因素及其对策故障分量的电流差动保护零序电流差动保护——发生经高阻接地的短路，可以提高保护的灵敏度采样时刻调整法、采样数据修正法、GPS时钟同步法（3）分布电容电流对电流差动保护的影响（1）负荷电流对差动保护的影响（2）两侧电流采样同步电容电流补偿2020/1/22光纤电流差动保护具有以下优点：（1）灵敏度高（2）能够反应所有故障类型，不受系统振荡的影响。（3）能够实现全线速动，与相邻线路的保护没有配合关系，动作逻辑简单。（4）具有良好的“天然”选相功能。（5）能应用于长、短线路，能够应用于同杆并架双回线、串补电容线路以及T型分支线路。2020/1/225-3方向纵联保护继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2通信设备通信设备QF1MNkS+S+2020/1/225-3方向纵联保护继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2通信设备通信设备QF1MNkS+S-2020/1/22纵联方向保护、纵联距离保护等；超范围式纵联方向保护、欠范围式纵联方向保护；闭锁式纵联方向保护、允许式纵联方向保护；高频纵联方向保护、光纤纵联方向保护等。方向纵联保护分类2020/1/22一、高频闭锁方向纵联保护QF1QF2MNQF3QF4R正方向元件反方向元件收到闭锁信号低定值起动元件发闭锁信号保护动作高定值起动元件1t0&&&2t0&3t0k2020/1/22方向纵联保护常用的方向元件方向纵联保护的方向元件应满足如下要求：（1）能反应所有的故障类型。（2）在给定的动作范围内，不存在保护动作的死区。（3）在正常运行及反方向发生短路时，应确保保护可靠不动作。（4）不受系统振荡的影响。（5）在线路两相运行时，应该能够继续工作。2020/1/22工频变化量方向元件MQF1NmImU0-kUMZNZMmmMZIUZarg90argarg9000S+:S-:MmmMZIUZarg90argarg90002020/1/22负序方向元件MQF1N2I2U2kUMZNZ202220arg90argarg90MMZIUZS+:S-:202220arg90argarg90MMZIUZS+:S-:2020/1/22二、距离纵联保护1.闭锁式距离纵联保护低定值起动元件高定值起动元件收到闭锁信号IZIIZIIIZ&&&1t0&发闭锁信号2t0&3t0高频速跳IIt0IIIt01距离跳闸2020/1/22超范围允许式（POTT）：两侧距离保护第II段都动作就满足纵联保护动作的必要和充分条件2.允许式距离纵联保护启动元件ZII&发信收信&8012f1f2通道跳闸ABCkf1f2f32020/1/22欠范围允许式（PUTT）：由距离保护I段发允许信号，本地距离第II段或第III段也动作构成跳闸的充分条件启动元件ZII&ZI发信收信&8013ff通道跳闸&2≥14①②③动作条件①启动元件、距离I段和II段同时动作②启动元件和距离II段动作，且③收到允许信号2020/1/22本章小结（1）单端电气量保护的特点及存在的不足；纵联保护构成的基本原理和特点。（2）高频通道的构成及工作方式、高频信号的作用。（3）光纤电流差动保护的工作原理及整定计算；了解两侧电流实现同步采集的方法；了解电容电流补偿的方法。（4）高频闭锁功率方向保护、高频闭锁距离保护的工作原理；熟知其中各元件的作用；能够分析保护范围内、外发生故障时保护的动作行为。