220kV线路保护

220kV线路保护培训内容第一部分：220kV线路保护配置第二部分：220kV线路主保护第三部分：距离保护第四部分：零序电流保护保护第五部分：各厂家保护配置第一部分220kV线路保护配置配置220kV线路保护配置辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。如断路器失灵保护、充电保护、过流保护等。主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。如纵联光纤电流差动、纵联高频（距离、方向）保护。后备保护：主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。后备保护可分为远后备保护的和近后备保护两种。如相间和接地距离保护，零序过流保护等。内容第二部分220kV线路主保护原理纵联保护线路纵联保护：是当线路发生故障时,使两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置,是线路的主保护。它以线路两侧判别量的特定关系作为判据。即两侧均将判别量借助通道传送到对侧,然后,两侧分别按照对侧与本侧判别量之间的关系来判别区内故障或区外故障。因此,判别量和通道是纵联保护装置的主要组成部分。原理通道一般有：1、光纤通信【fiber-opticpilot】（OPGW）2、电力线载波【powerlinecarrierpilot】（高频通道）3、导引线纵联保护【wirepilot】（一般电厂用）4、微波【microwavepilot】OPGW：光纤复合架空地线的简称，它在保持原有架空地线的一切性能、功能不变的前提下加入光纤，开辟高性能的光传输通道，使之兼备避雷和通信功能。OPGW主要由含光纤的缆芯和绞合的金属单线组成，分铝管型、铝骨架型和钢管型三种结构，一般用在高压电线路上。原理电力线载波由于其固有的弱点：通道干扰大、信息量小，再加上我们设备水平、管理维护等方面造成的稳定性差、故障率高等不足，已显得不能适应现代电网对通信多方面、多功能的要求。电力载波高频通道：电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。电力载波高频通道局限性遭淘汰1、三相电力线间有很大信号损失（10dB-30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；2、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用；3、电力线存在本身固有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和60HZ，其周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因此干扰必须加以处理。4、、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。纵联光纤电流差动保护一般分为：分相电流差动和零序电流差动。原理电流差动继电器由三部分组成：变化量相差动继电器、稳态相差动继电器和零序差动继电器（高过渡电阻）。原理说明：在线路的M和N两侧装设特性和变比完全相同的电流互感器，两侧电流互感器的一次回路的正极性均置于靠近母线的一侧，二次回路的同极性端子连接，差动继电器KD则并连接在电流互感器的二次端子上。当线路外部发生短路(如k1点)时，电流互感器一次和二次电流的方向与正常工作的情况相同，流入差动继电器的电流仍为不平衡电流，但因为此时一次侧电流为短路电流，比正常时的负荷电流大得多，所以此时的不平衡电流要大得多。0)(12.1.22.12..IInIIITAI=0**I12I22I1I2K1I≠0**I12I22I1I2K2当线路内部发生短路(如k2点)时，M两侧的电流均为正。这时N侧的I2将反向，此时流入差动继电器的电流为:原理说明：0)(12.1.22.12..IInIIITA内部短路时流入差动继电器的电流为故障点总电流的二次值，且远大于正常运行和外部短路时流入差动继电器的不平衡电流。当差动继电器为反映电流过量动作时，线路内部短路时，它就动作，即向被保护线路两侧送出跳闸信号，而正常运行和外部短路时，差动继电器不动作。I=0**I12I22I1I2K1I≠0**I12I22I1I2K2区内故障：两侧电流同相位，和电流大于门槛值，保护动作；区外故障：两侧电流相位相差180°，和电流为0，保护不动作。电流差动相位比较1、分相电流差动保护元件•判据：两段比率差动特性曲线：2、零序电流差动保护元件•判据：I0CD应躲过正常运行时的最大不平衡零序电流3、突变量电流差动保护元件•判据：ΔICD为分相差动突变量电流定值原理差动保护5、纵联保护的通道连接方式•专用通道方式•不需附加其他设备，可靠性高，不涉及通信调度，管理比较方便。但收到发收功率和光纤衰耗的限制，专的通信距离一般在100km以内。光纤差动专用通道纵联方向或纵联距离保护专用通道复用通道方式•复用通道方式则是利用数字PCM复接技术，利用现有的光纤通道和微波通道，对继电保护的信息进行传输。•复用通道方式主要用于长距线路的保护。高频保护原理一、载波通道的构成原理目前应用比较广泛的载波通道是“导线一大地”制。1.高频阻波器高频阻波器是由电感线圈和可调电容组成，当通过载波频率时，它所呈现的阻抗最大。对工频电流而言，阻抗较小，因而工频电流可畅通无阻，不会影响输电线路正常传输。2.结合电容器它是一个高压电容器，电容很小，对工频电压呈现很大的阻抗，使收发信机与高压输电线路绝缘，载频信号顺利通过。结合电容器2与连接滤波器3组成带通滤波器，对载频进行滤波。3.连接滤波器它是一个可调节的空心变压器，与结合电容器共同组成带通滤波器，连接滤波器起着阻抗匹配的作用，并减少高频信号的损耗，增加输出功率。闭锁保护动作于跳闸的信号允许保护动作跳闸的信号，直接引起跳闸的信号三、高频信号的利用方式闭锁信号：允许信号：传送跳闸信号：二、高频信号的利用方式按高频通道的工作方式分成在这两种工作方式中，按传送的信号性质，又可以分为传送闭锁信号、允许信号和跳闸信号三种类型。经常有高频电流经常无高频电流•闭锁式纵联保护的优点是发生区内故障时，如果同时通道损坏了（比如发生三相接障时），闭锁式纵联保护不会因为通道中断而导致拒动。缺点：如果正方向区外故障，通道没有正确传输信号，纵联保护可能误动。•允许式纵联保护的优点是平常通道一直在交换导频信号，通道损坏后会立刻告警；缺点：区内故障时，如果同时通道损坏了，允许式纵联保护会因为通道中断而导致拒动。•我国将接收到的跳闸信号与本地故障判别装置动作相结合，加上就地保的一些判据组成与门去出口跳闸，这种装置称为带就地判别的远方跳闸装置高频闭锁方向保护高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向，以判别是被保护范围内部故障还是外部故障。一、高频闭锁方向保护的基本原理当区外故障时，被保护线路近短路点一侧为负短路功率，向输电线路发高频波，两侧收信机收到高频波后将各自保护闭锁。当区内故障时，线路两端的短路功率方向为正，发信机不向线路发送高频波，保护的起动元件不被闭锁，瞬时跳开两侧断路器。启动发信元件•保护启动发信•远方启动发信•通道检查启动发信通道检查启动发信方向元件起动高频闭锁方向保护原理图KW--0t1KW+0t2发信收信通道＆＆4.整定计算：起动保护继电器的动作电流应大于IOP.max灵敏度校验:起动发信机电流继电器的动作电流的二次值整定为max.reTArelOP.senILIknKIOP.unsen=（1.5～2）IOP.sen2OP.unsen)2(min.IIKdsen3．整定计算灵敏元件的动作电流，按躲开最大负载情况下最大负序不平衡电流Iunb.max,整定为I2OP.sen=0.1IL.max不灵敏元件的动作电流与灵敏元件相配，即I2OP.unsen=（1.5～2）I2OP.sen假设线路两侧均采用三段式距离元件，I段能保护线路全长的85％，II段能保护线路的全长并具有足够的灵敏度，III段作为起动元件并可作为后备保护。高频闭锁距离保护III段起动元件ZIII动作时，经KM的常闭触点起动发信机发出高频闭锁信号，II段距离元件KZ2动作时则起动KM停止高频发信机。距离II段动作后一方面起动时间元件KT2，可经一定延时后跳闸，同时还可经过一收信闭锁继电器KL的闭锁触点瞬时跳闸。高频闭锁距离保护当保护范围内部故障时(如d1点)，两端的起动元件动作，起动发信机，但两端的距离II段也动作，又停止了发信机。当收信机收不到高频信号时，KL触点闭合，使距离II段可瞬时动作于跳闸。高频闭锁距离保护当保护范围外部故障时(如d2点)，靠近故障点的B端距离II段不动作，不停止发信，A端II段动作停止发信，但A端收信机可收到B端送来的高频信号使闭锁继电器动作，KL触点打开，因而断开了II段的瞬时跳闸回路，使它只能经过II段时间元件去跳闸，从而保证了动作的选择性。第三节高频闭锁距离保护第三部分：输电线路的距离保护输电线路的距离保护•距离保护，是一种根据输电线路上发生短路时保护处测量阻抗减小的特征而设计的保护•与电流电压保护相比，距离保护具有下述特点：–灵敏度受运行方式影响小–整定计算简单•克服了电流电压保护的缺点，在110kV及以上的电网中得到了广泛的应用mmmUZI1QF2QFmUmI距离保护的作用原理保护测量阻抗wmLUZI1QF2QFwULI（一）正常运行•正常运行时，保护的测量阻抗为负荷阻抗，角度为负荷功率因数角工作电压负荷电流负荷阻抗1QF2QF1kZ2kZ1k2k11%kmxlkUZlZI（二）金属性短路•金属性短路时，保护的测量阻抗为短路点至保护安装处的线路阻抗，角度为线路阻抗角残余电压短路电流短路阻抗例如：某220kV线路，全长150KMXR25.80mZP=140MW,功率因数=0.9,V=230kV166欧XR85.20mZ40欧•正常运行时，保护的测量阻抗为负荷阻抗。阻抗值较大，角度较小，为负荷功率因数角•短路时，保护的测量阻抗为短路阻抗。阻抗值较小，角度较大，为线路阻抗角•短路时，测量阻抗的大小与短路点到保护安装处的距离成正比正常运行金属性短路•根据保护的测量阻抗，能够区分系统处于正常状态还是故障状态！测量阻抗的大小与短路点到保护安装处的距离有关，与系统方式无关！1QF2QF1kZ2kZ1k2ksetZ距离保护的作用原理•为了区分故障点在保护范围内还是保护范围外，可以事先给定一个保护范围，保护范围末端到保护安装处的线路阻抗即为距离保护的整定阻抗•通常所说的距离保护是一种测量阻抗下降而动作的保护，所以又称为阻抗保护目前短路距离的测量除了阻抗保护外，还有行波测距等原理，但尚未成熟。距离保护的组成1起动元件：判断被保护线路是否发生故障，由电流继电器KA或阻抗继电器、负序零序增量元件构成。2测量元件：判断故障是否发生在保护范围内，由方向阻抗继电器构成。3电压二次回路断线闭锁元件：当TV二次回路断线时，闭锁距离保护，由磁平衡继电器构成。4时间元件：形成距离Ⅱ、Ⅲ段的延时，以保证动作的选择性。5振荡闭锁元件：当系统振荡时闭锁距离Ⅰ、Ⅱ段防止误动。IZIIZIIIZ11&&&IIt0IIIt0145623107891KS2KS3KS2KT3KT跳闸&&&三段式距离保护：I、II段，本线路主保护；III段，本线路近后备、相邻线路远后备阻抗测量元件启动元件时间元件闭锁元件ABC1QF2QF3QF41IsetZ1IIsetZ1IIIsetZ1It1IIt1IIIt2It2IIt3It3IIt2IIItOtk距离保护和电流保护都有一个共同的缺点：不能够实现线路全长的快速保护但是由于距离保护受系统影响小，因此，距离Ⅰ段可以保护线路全长的80％~85％；距离Ⅱ段和下条线路的瞬时保护配合，带有实现Δt；距离Ⅲ段与负荷阻抗配合，作为后备保护。阻抗元件的动作特性和动作方程一、什么是阻抗元件的动作特性和动作方程动作特性：