输电线路的纵联保护(纵联方向、纵联距离、电流纵差)及工频变化量方向继电器(对公司老员工培训1天)

南京南瑞继保电气有限公司输电线路的纵联保护（纵联方向、纵联距离、纵联电流差动）原理介绍工频变化量方向继电器原理内容介绍1.保护配置2.纵联保护概述3.纵联方向保护、纵联距离保护原理（901、902保护)4.光纤电流差动保护原理（931保护）5.工频变化量方向继电器原理保护配置型号主要功能纵联保护后备保护重合闸RCS-901工频变化量方向和零序方向工频变化量距离三段式相间和接地距离二段零序方向过流(A型)四段零序方向过流(B型)零序反时限过流（D型）单重三重综重RCS-902纵联距离和零序方向RCS-931光纤分相电流差动纵联保护概述•反应一侧电气量变化的保护的缺陷•通道类型•高频信号的性质反应一侧电气量变化的保护的缺陷•反应M侧电气量（电流、电压）变化的保护无法区分本线路末端()点和相邻线路始端（）点的短路。为保证点短路M侧保护的选择性，其瞬时动作的第Ⅰ段按躲（）点短路整定。所以反应一侧电气量变化的保护的缺陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。•可是反应N侧电气量变化的保护恰很容易区分和点的短路。所以反应两侧电气量保护的保护能瞬时切除本线路全长范围内的短路。•综合反应两侧电气量变化的保护称作纵联保护。1F1F1F2F2F2F2FMNSE1231F2FTATATA通道类型•电力线载波通道。信号频率是50～400KHz。这种频率在通信上属于高频频段范围，所以把这种通道也称做高频通道。把利用这种通道的纵联保护称做高频保护。高频频率的信号只能有线传输，所以输电线路也作为高频通道的一部份。载波通道存在的主要问题：①通道拥挤。所以构成分相式的纵联保护存在困难。②输电线路上的三相金属性短路将影响高频信号的传输。③容易受到电磁干扰。通道类型•微波通道。信号频率是3000～30000MHz。这种频率在通信上属于微波频段范围，所以把这种纵联保护称做微波保护。微波通道有较宽的频带可以传送多路信号，采用脉冲编码调制（PCM）方式可以进一步提高通信容量，所以可利用来构成分相式的纵联保护。微波通道与输电线路没有联系，输电线路的故障不影响信号的传输，可用于传送各种信号（闭锁、允许、跳闸）。微波频率的信号可以无线传输也可以有线传输。无线传输要在可视距离内传输，所以要建高的微波铁塔。当传输距离超过40～60KM时还需加设微波中继站。有时微波站在变电站外，增加了维护困难。通道类型•光纤通道。用光纤通道做成的纵联保护有时也称做光纤保护。光纤通信的优点：①通信容量大，又一般采用脉冲编码调制（PCM）方式可以进一步提高通信容量，因此可以利用它构成输电线路的分相纵联保护。②光信号的传输不受电磁干扰的影响。③输电线路的故障也不影响信号的传输。④若干根光纤制成光缆直接与架空地线做在一起，在架空线路建设的同时光缆的铺设也一起完成。通道类型•导引线通道。用电缆作为通道传送保护信息这就是导引线通道。用导引线为通道构成的纵联保护称做导引线保护。考虑到雷击以及在大接地电流系统中发生接地故障时地中电流引起的地电位升高的影响，作为导引线的电缆也应有足够的绝缘水平，从而增大了投资。而且上述影响也可能会引起保护的不正确动作。此外导引线的参数，例如电阻和分布电容也会影响电缆中传送的电流信号，从而影响保护的性能。显然从技术经济角度来看用导引线通道只适用于小于十公里的短线路上。高频信号的性质•闭锁信号。收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，这样的高频信号是闭锁信号。闭锁信号主要是在非故障线路上传输的，由于输电线路本身是高频通道的一部份，所以非故障线路上传送高频信号应该是可靠的。在使用闭锁信号时，一般都采用相-地耦合的高频通道。&高频信号就地保护信号跳闸高频信号的性质•允许信号。收到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，这样的高频信号是允许信号。允许信号主要是在故障线路上传输的，担心高频电流能不能经过短路点往对侧传送。在使用允许信号时一般采用相-相耦合的高频通道，这时即使单相金属性短路信号也能传输。但用相-相耦合高频通道后万一发生相间的金属性短路还是会出现通道阻塞现象。所以还应有相应的措施防止纵联保护拒动。目前在500kV线路上的高频保护一般都采用允许信号。&高频信号就地保护信号跳闸高频信号的性质•跳闸信号。收到高频信号是保护动作于跳闸的必要且是充分条件，这样的高频信号是跳闸信号。跳闸信号是在故障线路上传输的。用跳闸信号时抗干扰的要求比用闭锁信号和允许信号时高得多，所以一般都不敢在保护装置里采用跳闸信号。有的远方跳闸装置再要加上就地保护的一些判据组成‘与’门，实际上这种跳闸信号已转变成允许信号了。有的远方跳闸装置里跳闸信号用二个通道，二个通道满足‘二取二’才能跳闸。干扰信号同时具备二个通道的频率其机率就大大降低了。≥1高频信号就地保护信号跳闸纵联方向（距离）保护基本原理•故障线路的特征是：两侧的均动作，两侧的均不动作，这在非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是：两侧中至少有一侧（近故障点的一侧）的不动作、而可能动作也可能不动作，这在故障线路中是不存在的。•采用闭锁信号时，在不动作或动作的这一侧一直发高频信号，所以非故障线路至少近故障点的一侧能一直发闭锁信号。如图。采用允许信号时，在动作、不动作的这一侧一直发高频信号。所以故障线路两侧都能发允许信号。•把元件换成阻抗元件，取消元件就是纵联距离保护的原理。FFFFFFFFFFZFMSENREPF√F√F×－F×－F×－F×＋FF闭锁式纵联方向保护简略原理框图FMSENREPF√F√F√F×－F√－F×－F×－F×起动元件低高FF&&&&&&≥1FXSXff跳闸88001T12345672T闭锁式纵联方向保护发跳闸命令的条件•①高定值起动元件动作。只有高定值起动元件动作后程序才进入故障计算程序，方向元件及各个逻辑功能才开始计算判断，保护才可能跳闸。因此可以说只有高定值起动元件动作后纵联保护才真正开放。否则保护是不开放的，程序执行的是正常运行程序。在正常运行程序中安排的工作只是开入量状态的检查、通道试验等工作。在正常运行程序中是不可能去跳闸的。②元件不动作。③曾经收到过8ms的高频信号。④元件动作。同时满足上述四个条件时去停信。⑤收信机收不到信号满8ms。同时满足上述五个条件8ms后即可起动出口继电器，发跳闸命令。•把元件换成阻抗元件，取消元件就是纵联距离保护发跳闸命令的条件。FFFFZ纵联方向保护对方向元件的要求①要有明确的方向性。也就是元件在反方向短路不能误动、元件在正方向短路不能误动。②元件要确保在本线路全长范围内的短路都能可靠动作，只有这样本线路短路才能跳闸。③在保护实现的时候，元件比元件动作得更快、更加灵敏。在保护实现中还有一个原则：反方向方向元件闭锁保护优先的原则。任何时候（除母线保护动作外）只要元件动作，说明是反方向短路，立即发信闭锁保护（闭锁式）。FFFFFF为什么要用、两个方向元件•纵联方向保护用、两个方向元件,而且这两个方向元件在灵敏度和动作速度上满足上述要求，并体现反方向方向元件闭锁保护优先的原则后，一方面在区外故障切除或功率倒向或在重负荷线路上发生单相接地时保护在跳开单相同时有时为了系统稳定的需要还要联锁切机、切负荷等情况时，由于在这些情况下变化源在区外，本线路的近变化源一侧的元件将比对侧的元件先动作，。元件动作后马上发信闭锁两侧保护，有利于保护在这些复杂故障情况下不会误动。另一方面在RCS-901保护中有两种原理的方向元件和，在某一些区外故障时，例如双回线或环网中某故障点短路时，非故障线路两端可能不同原理的两个正方向方向继电器同时动作，但只要有一侧的某一原理的反方向方向继电器动作立即发信闭锁两侧保护就可以避免保护的误动。FFFFFF0FFFRCS-901中有两个原理的方向继电器和但公用一个通道，跳闸逻辑的考虑•和两个原理的方向继电器，每个原理的方向继电器各有正、反两个方向的方向继电器。因此总共有四个方向继电器：、、、。•发跳闸命令条件中要求元件不动，在这里要求和两个方向继电器都不动。•发跳闸命令条件中要求元件动作，在这里只要求或中一个元件动作就可以了。当元件动作发的跳闸命令，打印报告为。当元件动作发的跳闸命令，打印报告为。F0FF＋F－F0F＋0F－0FF－F－0FF＋F＋F＋0F＋0FDO闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定•为什么要用灵敏度不同的两个起动元件；•远方起信的设置；•为什么要先收信8ms后才允许停信；•功率倒向问题；•收到三相TWJ动作信息后高频保护做些什么？•保护动作停信的作用；•通道检查。闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定•为什么要用灵敏度不同的两个起动元件?如果只用一个起动元件（例如定值是1A)的话，该起动元件动作后既起动发信又开放保护。从理论上说总能在全系统找到某一个点，在这点短路时流过MN线路的电流恰好是1A。由於各种误差的影响，可能近故障点的N侧起动元件不起动，而远离故障点的M侧起动元件起动。于是M侧起动发信并开放保护。此时N侧保护由于起动元件未起动一直没有发信，于是M侧保护同时满足上述跳闸的五个条件而发出跳闸命令，造成保护误动。为了消除这种误动可设置两个起动元件，这两个起动元件的定值相差（1.6-2）倍。现在M、N两侧都有一个1A的起动元件，还有一个2A的起动元件。当MN线路上流过1A的电流造成M侧的1A起动元件起动而N侧的1A起动元件不起动时，那么两侧的2A起动元件都不会起动。M侧的2A起动元件不起动就不会开放保护，避免了M侧保护的误动。FMSENPA1A1A1闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定•远方起信功能的设置。MN线路M侧两个起动元件起动，可是由于某种原因N侧的低定值起动元件未起动（譬如起动元件定值输错等原因）。N侧由于起动元件未起动而根本未发过信，造成M侧保护误动，为避免误动，设置了远方起信功能。远方起信的条件是：①低定值起动元件未起动。②收信机收到对侧的高频信号。满足这两个条件后发信10秒。此时再发生上述区外故障时，M侧起动元件起动立即发信。N侧由于低定值起动元件未起动，又收到了M侧发来的信号所以远方起信，也发信10秒。这样M侧保护就被N侧的10秒的高频信号所闭锁不会误动。FMSENREP闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定•远方起信功能的设置。1.在通道检查中要用到远方起信功能。2.收发信机中的远方起信功能应该退出，使用保护装置中的远方起信功能。闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定•为什么要先收到8ms高频信号后才能停信？假如没有这一项规定的话，在上图中发生短路后，M侧高定值起动元件起动。M侧判断元件不动，元件动作以后就立即停信，此时对侧N侧发的闭锁信号还可能未到达M侧。所以M侧保护匆忙停信后由于收信机收不到信号将造成保护误动。因此M侧保护只有确保近故障点的N侧保护的闭锁信号到达M侧以后才允许停信，这样M侧保护才不会误动。显然这等待的延时应考虑N侧闭锁信号来得最慢、最严重的情况，这种情况出现在N侧是远方起信的情况,N侧要等M侧高频信号送过来后再由远方起信起动发信，再把信号传送到M侧，M侧才允许停信。这等待时间一般为（6～8)ms就足够了。FMSENREPFF闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定•功率倒向时出现的问题。在上图的双回线中第Ⅱ回线路4号保护出口发生短路，分析第Ⅰ回线两侧1、2号保护的动作行为。在发生短路时第Ⅰ回线的短路功率从M流向N。1号保护判断为正方向短路，动作、不动；2号保护判断为反方向短路，不动、动作。综合比较两侧继电器动作行为满足非故障线路特征，所以两侧都不误动。如果第Ⅱ回线4号保护先跳闸,在4号断路器跳开后，3号断路器尚未跳开期间，第Ⅰ回线中的短路功率是从N流向M，与4号断路器跳开前功率流向相反产生功率倒向。功率倒向以后1号保护判断为反方向短路，2号保护判断为正方向短路，两侧的、元件的动作行为全部要翻转。FMNSERE1234ⅠⅡFFFFFF闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定•功率倒向