第五章輸電線路全線快速保護

1、繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)三峽電力職業(yè)學(xué)院三峽電力職業(yè)學(xué)院動力工程系動力工程系繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)第五章第五章 輸電線路全線快速保護輸電線路全線快速保護輸電線路的電流保護、方向電流保護和距離保護輸電線路的電流保護、方向電流保護和距離保護都是按照階段式配置的?？焖賱幼鞯亩际前凑针A段式配置的。快速動作的段保護是段保護是通過限制保護范圍來滿足選擇性，只能達到線路通過限制保護范圍來滿足選擇性，只能達到線路全長的全長的80%85%，而能夠保護線路全長的，而能夠保護線路全長的段段和和段保護都要經(jīng)過延時。段保護都要經(jīng)過延時。電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性要求高電壓、大容量、長距電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性要求高電壓、大容量、長

2、距離的重要線路，保護必須滿足線路全長范圍故障離的重要線路，保護必須滿足線路全長范圍故障是快速切除的。是快速切除的。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.1 5.1 輸電線路的縱聯(lián)差動保護輸電線路的縱聯(lián)差動保護被保護線路上發(fā)生短路和被保護線路外發(fā)生短路，被保護線路上發(fā)生短路和被保護線路外發(fā)生短路，線路兩側(cè)電流的大小和相位均不相同，因此可以線路兩側(cè)電流的大小和相位均不相同，因此可以通過比較線路兩側(cè)電流的大小和相位來區(qū)分是線通過比較線路兩側(cè)電流的大小和相位來區(qū)分是線路內(nèi)部短路，還是線路外部短路。由于從原理上路內(nèi)部短路，還是線路外部短路。由于從原理上不需要與相鄰元件配合，所以可以做到全線瞬時不需要與相鄰元件配合

3、，所以可以做到全線瞬時切除故障。切除故障。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.1.1 5.1.1 縱聯(lián)差動保護原理縱聯(lián)差動保護原理為實現(xiàn)全線短路故障時能快速切除，必須采用線為實現(xiàn)全線短路故障時能快速切除，必須采用線路兩側(cè)電氣量作為保護的測量信息，通過信息交路兩側(cè)電氣量作為保護的測量信息，通過信息交換，對區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障位置進行判斷，從而實現(xiàn)換，對區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障位置進行判斷，從而實現(xiàn)全線快速保護。全線快速保護。電流差動原理電流差動原理 比較電流的大小比較電流的大小電流相位差原理電流相位差原理 比較電流的相位比較電流的相位方向比較原理方向比較原理 比較功率方向比較功率方向繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.1.1.

4、15.1.1.1電流差動原理電流差動原理線路縱聯(lián)差動保護（簡稱縱差）的工作原理：比線路縱聯(lián)差動保護（簡稱縱差）的工作原理：比較被保護線路始端及末端電流的大小與相位。較被保護線路始端及末端電流的大小與相位。在線路兩端安裝型號相同，變比一致的電流互感在線路兩端安裝型號相同，變比一致的電流互感器，它們的二次繞組用電纜連接起來。其連接方器，它們的二次繞組用電纜連接起來。其連接方式應(yīng)該使正常運行或外部短路故障時，繼電器中式應(yīng)該使正常運行或外部短路故障時，繼電器中沒有電流。而在被保護線路內(nèi)部發(fā)生短路故障時，沒有電流。而在被保護線路內(nèi)部發(fā)生短路故障時，其電流應(yīng)該等于短路點處的短路電流。其電流應(yīng)該等于短路點處

5、的短路電流。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)正常運行：正常運行：如圖網(wǎng)絡(luò)，保護如圖網(wǎng)絡(luò)，保護1與保護與保護2檢測到的電流分別為檢測到的電流分別為 和和NIMI0IINMK1短路：短路：KNMIIIK2短路：短路：0IINMK3短路：短路：0IINM保護不應(yīng)動作時，兩側(cè)電流和為零。保護不應(yīng)動作時，兩側(cè)電流和為零。保護動作時，兩側(cè)電流和為短路點短路電流保護動作時，兩側(cè)電流和為短路點短路電流繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.1.1.25.1.1.2電流相差原理電流相差原理正常運行：正常運行：如圖網(wǎng)絡(luò)，保護如圖網(wǎng)絡(luò)，保護1與保護與保護2檢測到的電流分別為檢測到的電流分別為 和和NIMI180IIargNMK1短路：

6、短路： 0IIargNMK2短路：短路：K3短路：短路：180IIargNM180IIargNM保護不應(yīng)動作時，兩側(cè)電流相位差為保護不應(yīng)動作時，兩側(cè)電流相位差為180保護應(yīng)該動作時，兩側(cè)電流相位差為保護應(yīng)該動作時，兩側(cè)電流相位差為0繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.1.1.35.1.1.3方向比較原理方向比較原理正常運行：保護正常運行：保護1為正方向，保護為正方向，保護2為反方向為反方向如圖網(wǎng)絡(luò)，保護如圖網(wǎng)絡(luò)，保護1與保護與保護2分別裝置方向元件分別裝置方向元件K1短路：保護短路：保護1為正方向，保護為正方向，保護2為正方向為正方向K2短路：保護短路：保護1為正方向，保護為正方向，保護2為反方向為反

7、方向K3短路：保護短路：保護1為反方向，保護為反方向，保護2為正方向為正方向保護不應(yīng)動作時，兩側(cè)功率方向相反保護不應(yīng)動作時，兩側(cè)功率方向相反保護應(yīng)該動作時，兩側(cè)功率方向相同保護應(yīng)該動作時，兩側(cè)功率方向相同繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)要實現(xiàn)上述的比較，需要將線路一側(cè)的信息傳送要實現(xiàn)上述的比較，需要將線路一側(cè)的信息傳送到另一側(cè)，只有借用通道實現(xiàn)到另一側(cè)，只有借用通道實現(xiàn)線路縱聯(lián)差動保護：將線路兩側(cè)測量信息傳送到線路縱聯(lián)差動保護：將線路兩側(cè)測量信息傳送到對側(cè)進行比較而構(gòu)成的全線速動保護。對側(cè)進行比較而構(gòu)成的全線速動保護。線路縱聯(lián)差動保護：不需要與其他保護配合，不線路縱聯(lián)差動保護：不需要與其他保護配合，不

8、受負(fù)荷電流影響，不反映系統(tǒng)振蕩，有良好的選受負(fù)荷電流影響，不反映系統(tǒng)振蕩，有良好的選擇性。擇性。高頻保護：由高頻通道組成的縱差保護。高頻保護：由高頻通道組成的縱差保護?？v聯(lián)差動保護（導(dǎo)引線保護）：用電纜通道組成縱聯(lián)差動保護（導(dǎo)引線保護）：用電纜通道組成的縱差保護。的縱差保護。光纖縱聯(lián)差動保護：用光纖通道組成的縱聯(lián)保護光纖縱聯(lián)差動保護：用光纖通道組成的縱聯(lián)保護繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.1.2 5.1.2 縱聯(lián)差動保護的構(gòu)成縱聯(lián)差動保護的構(gòu)成單相縱聯(lián)差動保護的構(gòu)成如圖單相縱聯(lián)差動保護的構(gòu)成如圖要求線路兩側(cè)的電流互感器型號、變比完全相同，要求線路兩側(cè)的電流互感器型號、變比完全相同，性能一致。輔助導(dǎo)

9、引線將兩側(cè)的電流互感器二次性能一致。輔助導(dǎo)引線將兩側(cè)的電流互感器二次側(cè)按換流法連接成回路，差動電流繼電器接入差側(cè)按換流法連接成回路，差動電流繼電器接入差動回路。動回路。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)用環(huán)流回路比較兩側(cè)電流大小和相位，相位相同用環(huán)流回路比較兩側(cè)電流大小和相位，相位相同時差動回路幾乎無電流時差動回路幾乎無電流NMTA2N2MrIIn1III理想情況下：理想情況下：nTA1=nTA2=nTA，互感器其他性能完全一，互感器其他性能完全一致致5.1.2.15.1.2.1縱聯(lián)差動保護的工作原理縱聯(lián)差動保護的工作原理繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)線路正常運行時，流入差動繼電器線路正常運行時，流入差動繼電

10、器KD的電流為的電流為0IIn1IIILLTA2N2Mr繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)K1短路時，流入差動繼電器短路時，流入差動繼電器KD的電流為的電流為TAKKKTA2N2MrnIIIn1III 繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)K2短路時，流入差動繼電器短路時，流入差動繼電器KD的電流為的電流為0IIn1IIIKKTA2N2Mr繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)K3短路時，流入差動繼電器短路時，流入差動繼電器KD的電流為的電流為0IIn1IIIKKTA2N2Mr繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)正常運行或外部短路時，對側(cè)互感器的二次電壓正常運行或外部短路時，對側(cè)互感器的二次電壓剛好抵消，相當(dāng)于導(dǎo)引線開路，無電流，繼電器剛好抵

11、消，相當(dāng)于導(dǎo)引線開路，無電流，繼電器不會動作。內(nèi)部短路時，兩端不再是等電位，有不會動作。內(nèi)部短路時，兩端不再是等電位，有較大的電流使繼電器動作。較大的電流使繼電器動作。上述接法是環(huán)流法，還有一種接法稱為均壓法上述接法是環(huán)流法，還有一種接法稱為均壓法繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)由于各種誤差的影響，環(huán)流法接線在外部故障時由于各種誤差的影響，環(huán)流法接線在外部故障時會出現(xiàn)不平衡電流，影響繼電器的工作。均壓法會出現(xiàn)不平衡電流，影響繼電器的工作。均壓法在內(nèi)部故障時，繼電器中電流增大不顯著，靈敏在內(nèi)部故障時，繼電器中電流增大不顯著，靈敏性不及環(huán)流法接線。隨著輸電線路長度的增加，性不及環(huán)流法接線。隨著輸電線路長度

12、的增加，環(huán)流法接線有更大的優(yōu)越性。環(huán)流法接線有更大的優(yōu)越性。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)1、穩(wěn)態(tài)不平衡電流、穩(wěn)態(tài)不平衡電流5.1.2.25.1.2.2 不平衡電流不平衡電流即使是同一個廠家生產(chǎn)的相同型號、相同變比的即使是同一個廠家生產(chǎn)的相同型號、相同變比的電流互感器，由于勵磁電流的作用，勵磁特性也電流互感器，由于勵磁電流的作用，勵磁特性也不完全相同。不完全相同。當(dāng)一次電流比較小時，電流互感器鐵芯不飽和，當(dāng)一次電流比較小時，電流互感器鐵芯不飽和，兩側(cè)電流互感器特性曲線相差不大。兩側(cè)電流互感器特性曲線相差不大。當(dāng)一次電流較大時，電流互感器鐵芯開始飽和，當(dāng)一次電流較大時，電流互感器鐵芯開始飽和，勵磁電流

13、開始明顯增大。勵磁電流開始明顯增大。當(dāng)一次電流很大時，電流互感器鐵芯過飽和，勵當(dāng)一次電流很大時，電流互感器鐵芯過飽和，勵磁電流急劇增大。此時由于飽和程度不同，兩個磁電流急劇增大。此時由于飽和程度不同，兩個勵磁電流上升的程度不同，二次電流區(qū)別較大。勵磁電流上升的程度不同，二次電流區(qū)別較大。短路電流越大，鐵芯飽和程度越嚴(yán)重，這個差別短路電流越大，鐵芯飽和程度越嚴(yán)重，這個差別就越大。差動繼電器中就有電流就越大。差動繼電器中就有電流Ir流過，稱為不流過，稱為不平衡電流平衡電流Iunb繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)2、暫態(tài)不平衡電流、暫態(tài)不平衡電流正常運行或外部故障時，縱差保護中一定流過不正常運行或外部故障時

14、，縱差保護中一定流過不平衡電流，而且在外部短路暫態(tài)過程中，不平衡平衡電流，而且在外部短路暫態(tài)過程中，不平衡電流可能很大。為了防止誤動作，可以采用帶速電流可能很大。為了防止誤動作，可以采用帶速保護變流器或帶制動特的縱差保護，以提高縱差保護變流器或帶制動特的縱差保護，以提高縱差保護的靈敏度。保護的靈敏度。由于差動保護瞬時動作，應(yīng)考慮短路電流的非周由于差動保護瞬時動作，應(yīng)考慮短路電流的非周期分量。由于非周期分量時間變化率遠(yuǎn)小于周期期分量。由于非周期分量時間變化率遠(yuǎn)小于周期分量，所以非周期分量很難變換到二次側(cè)，但是分量，所以非周期分量很難變換到二次側(cè)，但是卻引起鐵芯嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致勵磁電流劇增，從而卻引

15、起鐵芯嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致勵磁電流劇增，從而使二次電流的誤差增大。使二次電流的誤差增大。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.2 5.2 平行線路差動保護平行線路差動保護平行線路：線路長度、導(dǎo)電材料等都相同的兩條平行線路：線路長度、導(dǎo)電材料等都相同的兩條并列連接的線路。在正常情況下，領(lǐng)條線路并聯(lián)并列連接的線路。在正常情況下，領(lǐng)條線路并聯(lián)運行，只有在一條線路發(fā)生故障時，另一條線路運行，只有在一條線路發(fā)生故障時，另一條線路才單獨運行。才單獨運行。為了提高供電可靠性和增加供電容量，電網(wǎng)對重為了提高供電可靠性和增加供電容量，電網(wǎng)對重要用戶常采用平行線路供電。要求保護在平行線要用戶常采用平行線路供電。要求保護在平行線路

16、同時運行時能有選擇性地切除故障線路，保證路同時運行時能有選擇性地切除故障線路，保證無故障線路正常運行。無故障線路正常運行。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.2.1 5.2.1 平行線路內(nèi)部故障特點平行線路內(nèi)部故障特點平行線路的故障特點在單側(cè)電源和雙側(cè)電源時相平行線路的故障特點在單側(cè)電源和雙側(cè)電源時相同，以雙側(cè)電源為例同，以雙側(cè)電源為例正常運行：正常運行：00IIIIK1短路：短路：00IIII繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)K2短路：短路：00IIIIK3短路：短路：00IIIIK4短路：短路：00IIII繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)M側(cè)電源：側(cè)電源：002121IIIIN側(cè)電源：側(cè)電源：004343IIII0

17、4231IIIIIIII04231IIIIIIII繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)M側(cè)電源：側(cè)電源：002121IIIIN側(cè)電源：側(cè)電源：004343IIII04231IIIIIIII04231IIIIIIII繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)由上述分析可知，電流差由上述分析可知，電流差 和和可作為平行線路短路故障的依據(jù)?？勺鳛槠叫芯€路短路故障的依據(jù)。0II0II電流差電流差 和和 的方向可作為判斷哪一條的方向可作為判斷哪一條線路短路故障的依據(jù)。線路短路故障的依據(jù)。IIII根據(jù)這樣的原理去實現(xiàn)的差動保護，稱為橫聯(lián)差根據(jù)這樣的原理去實現(xiàn)的差動保護，稱為橫聯(lián)差動方向保護，簡稱橫差保護。動方向保護，簡稱橫差保護。繼電

18、保護教學(xué)繼電保護教學(xué)K3短路：短路：M側(cè)母線電壓降低側(cè)母線電壓降低IIK4短路：短路：M側(cè)母線電壓降低側(cè)母線電壓降低II正常運行或線路外部短路：正常運行或線路外部短路：M側(cè)母線電壓降低側(cè)母線電壓降低II繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)平行線路內(nèi)部短路時，利用母線電壓降低、兩回平行線路內(nèi)部短路時，利用母線電壓降低、兩回線路電流不等的特點，可以判別故障線路。這種線路電流不等的特點，可以判別故障線路。這種原理的平行線路保護被稱為電流平衡保護。原理的平行線路保護被稱為電流平衡保護。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.2.2 5.2.2 橫聯(lián)差動方向保護橫聯(lián)差動方向保護單相橫聯(lián)差動方向保護構(gòu)成如圖單相橫聯(lián)差動方向保護構(gòu)

19、成如圖5.2.2.15.2.2.1 單相橫聯(lián)差動方向保護構(gòu)成單相橫聯(lián)差動方向保護構(gòu)成平行線路同側(cè)兩個電流互感器型號、變比相同，平行線路同側(cè)兩個電流互感器型號、變比相同，二次側(cè)按環(huán)流法接線，電流繼電器二次側(cè)按環(huán)流法接線，電流繼電器KA1按兩回線按兩回線路電流差接入作為啟動元件，方向繼電器按路電流差接入作為啟動元件，方向繼電器按90接線方式接線，作為判斷元件。接線方式接線，作為判斷元件。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.2.2.25.2.2.2 橫差工作原理橫差工作原理當(dāng)平行線路正常運行或區(qū)外當(dāng)平行線路正常運行或區(qū)外K1發(fā)生短路時，線路發(fā)生短路時，線路同側(cè)電流大小、相位相等，差動回路沒有電流，同側(cè)電流大

20、小、相位相等，差動回路沒有電流，電流繼電器和功率方向繼電器均不動作。電流繼電器和功率方向繼電器均不動作。當(dāng)平行線路內(nèi)部當(dāng)平行線路內(nèi)部K2發(fā)生短路時，發(fā)生短路時，II，Ir0，KA1啟動，啟動，KP1啟動，啟動，KP2不啟動（電流方向相不啟動（電流方向相反），保護動作切除反），保護動作切除QF1，閉鎖，閉鎖QF3；對側(cè)同理，；對側(cè)同理，KA2、KP3啟動，啟動，KP4不啟動，切除不啟動，切除QF2，閉鎖，閉鎖QF4。L2線路短路時的分析與之相同。線路短路時的分析與之相同。橫聯(lián)差動保護只在兩條線路同時運行時起到橫聯(lián)差動保護只在兩條線路同時運行時起到保護作用，單條線路運行時橫差保護不起作保護作用，單

21、條線路運行時橫差保護不起作用。因此當(dāng)一條線路故障時，保護切除該故用。因此當(dāng)一條線路故障時，保護切除該故障線路后，為使保護不出現(xiàn)誤動作，橫差保障線路后，為使保護不出現(xiàn)誤動作，橫差保護應(yīng)退出。護應(yīng)退出。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.2.2.35.2.2.3 橫聯(lián)差動方向保護的相繼動作區(qū)橫聯(lián)差動方向保護的相繼動作區(qū)當(dāng)平行線路正常運行或區(qū)外當(dāng)平行線路正常運行或區(qū)外K1發(fā)生短路時，發(fā)生短路時， KA1不啟動，而不啟動，而 與與 方向相反，方向相反， 很大，很大，KA2啟動并切除啟動并切除QF2。當(dāng)。當(dāng)QF2切除后，短切除后，短路電流重新分配，路電流重新分配，KA1啟動，切除啟動，切除QF10,rIIIII

22、rIL1兩側(cè)斷路器是相繼動作的。這種短路點靠近母兩側(cè)斷路器是相繼動作的。這種短路點靠近母線側(cè)區(qū)域存在的現(xiàn)象，稱之為相繼動作區(qū)。因為線側(cè)區(qū)域存在的現(xiàn)象，稱之為相繼動作區(qū)。因為相繼動作使得保護時間加長，故要求相繼動作區(qū)相繼動作使得保護時間加長，故要求相繼動作區(qū)小于線路全長的小于線路全長的5%繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.2.2.35.2.2.3 橫聯(lián)差動保護整定橫聯(lián)差動保護整定啟動元件的動作值根據(jù)下列三個條件整定：啟動元件的動作值根據(jù)下列三個條件整定：考慮到單回線路運行，外部故障切除后，在最大考慮到單回線路運行，外部故障切除后，在最大負(fù)荷電流情況下啟動元件可靠返回，動作電流：負(fù)荷電流情況下啟動元件可

23、靠返回，動作電流：1、躲過單回路線路運行時的最大負(fù)荷電流、躲過單回路線路運行時的最大負(fù)荷電流max.Lre1reopIKKI可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.2返回系數(shù)返回系數(shù)繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)不平衡電流由電流互感器特性不一致、雙回線路不平衡電流由電流互感器特性不一致、雙回線路參數(shù)不完全相等而引起的。動作電流：參數(shù)不完全相等而引起的。動作電流：2、躲過雙回路線路外部短路時流過保護的最大、躲過雙回路線路外部短路時流過保護的最大不平衡電流不平衡電流unbunb1remax.unb1reopIIKIKI 電流互感器特性不同引起電流互感器特性不同引起的不平衡電流的不平衡電流平行線路阻抗等引起的不平行線

24、路阻抗等引起的不平衡電流平衡電流2IKKImax.Kunpsterunbf電流互感器誤差電流互感器誤差0.1（10%）電流互感器同型系數(shù)，同電流互感器同型系數(shù)，同型取型取0.5，不同型取，不同型取1非周期分量系數(shù)，一般取非周期分量系數(shù)，一般取1.52平行線路外部短路時流過平行線路外部短路時流過保護的最大短路電流保護的最大短路電流繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)max.KunpunbIKI 非周期分量系數(shù)，一般取非周期分量系數(shù)，一般取1.52平行線路外部短路時流過平行線路外部短路時流過保護的最大短路電流保護的最大短路電流3、躲過相繼動作區(qū)內(nèi)發(fā)生接地短路故障時，流、躲過相繼動作區(qū)內(nèi)發(fā)生接地短路故障時，流過

25、本側(cè)非故障相的最大短路電流，動作電流：過本側(cè)非故障相的最大短路電流，動作電流：max.unb1reunbIKI 可靠系數(shù)，取可靠系數(shù)，取1.3對側(cè)斷路器斷開后流過本對側(cè)斷路器斷開后流過本側(cè)非故障線路的最大短路側(cè)非故障線路的最大短路電流電流繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)縱聯(lián)差動保護和橫聯(lián)差動保護，為了節(jié)省所用輔縱聯(lián)差動保護和橫聯(lián)差動保護，為了節(jié)省所用輔助導(dǎo)線的芯線，總是將三相電流綜合為單相輸出助導(dǎo)線的芯線，總是將三相電流綜合為單相輸出用一個繼電器和一對芯線反映各種類型的內(nèi)部短用一個繼電器和一對芯線反映各種類型的內(nèi)部短路故障。路故障。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)將三相電流綜合為單相輸出的方式之一是采用綜將三

26、相電流綜合為單相輸出的方式之一是采用綜合變流器合變流器CBAoutI nI1nI2nKUL、C組成組成50HZ帶通濾波器，濾去諧波。為了限帶通濾波器，濾去諧波。為了限制最大輸出電壓，二次側(cè)并聯(lián)一個非線性電阻。制最大輸出電壓，二次側(cè)并聯(lián)一個非線性電阻。系數(shù)系數(shù)實系數(shù)，是接實系數(shù)，是接C相電流繞相電流繞組匝數(shù)與接組匝數(shù)與接A相電流繞組相電流繞組匝數(shù)之比匝數(shù)之比繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)將三相電流綜合為單相輸出的方式之二是采用復(fù)將三相電流綜合為單相輸出的方式之二是采用復(fù)式濾過器。可用式濾過器。可用 、 、等。與綜合變流器相比，不同類型短路故障和不等。與綜合變流器相比，不同類型短路故障和不同相別短路故障

27、時，靈敏度離散值較小。同相別短路故障時，靈敏度離散值較小。01IKI21IKI00221IKIKI由于由于 、 、 的系數(shù)不同，所以在不同類型短的系數(shù)不同，所以在不同類型短路故障和不同相別故障時，縱差保護有不同的靈路故障和不同相別故障時，縱差保護有不同的靈敏度。敏度。BIAICI繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.5 5.5 高頻保護高頻保護縱聯(lián)差動保護雖然能保護線路全長，且快速動作，縱聯(lián)差動保護雖然能保護線路全長，且快速動作，但是只適用于作短線路的主保護。因為縱聯(lián)差動但是只適用于作短線路的主保護。因為縱聯(lián)差動保護是靠輔助導(dǎo)引線來實現(xiàn)線路兩側(cè)電流信息比保護是靠輔助導(dǎo)引線來實現(xiàn)線路兩側(cè)電流信息比較的。對

28、于遠(yuǎn)距離線路而言，既不可靠，又不經(jīng)較的。對于遠(yuǎn)距離線路而言，既不可靠，又不經(jīng)濟。需要采用不靠輔助導(dǎo)引線傳遞信息的保護。濟。需要采用不靠輔助導(dǎo)引線傳遞信息的保護。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.5.1 5.5.1 廣義高頻保護的原理及構(gòu)成廣義高頻保護的原理及構(gòu)成工作原理：將線路兩端的電流相位或功率方向轉(zhuǎn)工作原理：將線路兩端的電流相位或功率方向轉(zhuǎn)換成高頻信號，利用線路空間或光纖通道傳送到換成高頻信號，利用線路空間或光纖通道傳送到對側(cè)，解調(diào)處相位或功率方向信號，比較兩端電對側(cè)，解調(diào)處相位或功率方向信號，比較兩端電流相位或功率方向，決定保護是否動作。流相位或功率方向，決定保護是否動作。廣義高頻保護包括高頻

29、保護、微波保護和光纖保廣義高頻保護包括高頻保護、微波保護和光纖保護。高頻保護信號頻率為護。高頻保護信號頻率為40500kHZ，微波保護，微波保護信號頻率為信號頻率為30030000MHZ，光纖頻率高達，光纖頻率高達 GHZ。610繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.5.1.15.5.1.1 高頻保護構(gòu)成高頻保護構(gòu)成高頻保護由繼電部分、高頻收發(fā)信機部分及通道高頻保護由繼電部分、高頻收發(fā)信機部分及通道三部分構(gòu)成。三部分構(gòu)成。繼電部分的作用之一是將本側(cè)的相關(guān)電氣量傳送繼電部分的作用之一是將本側(cè)的相關(guān)電氣量傳送到發(fā)信機；二是將收信機收到并解調(diào)后的電氣量到發(fā)信機；二是將收信機收到并解調(diào)后的電氣量信號進行比較，決

30、定保護是否動作。發(fā)信機將本信號進行比較，決定保護是否動作。發(fā)信機將本側(cè)相關(guān)電氣量轉(zhuǎn)換成高頻信號發(fā)送到對側(cè)，收信側(cè)相關(guān)電氣量轉(zhuǎn)換成高頻信號發(fā)送到對側(cè)，收信機是將收到的對側(cè)高頻信號解調(diào)出電氣量信號送機是將收到的對側(cè)高頻信號解調(diào)出電氣量信號送給繼電部分。通道的作用是傳送高頻信號。給繼電部分。通道的作用是傳送高頻信號。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.5.1.25.5.1.2 微波保護構(gòu)成微波保護構(gòu)成高頻保護由繼電部分、高頻收發(fā)信機部分及通道高頻保護由繼電部分、高頻收發(fā)信機部分及通道三部分構(gòu)成。三部分構(gòu)成。利用空間作為通道，傳送的信號頻率比高頻保護利用空間作為通道，傳送的信號頻率比高頻保護的信號頻率更高，因

31、微波直線傳遞，長距離保護的信號頻率更高，因微波直線傳遞，長距離保護需設(shè)中繼站。特點是通信容量大、可靠性高、運需設(shè)中繼站。特點是通信容量大、可靠性高、運行檢修獨立。但是技術(shù)復(fù)雜、投資大。行檢修獨立。但是技術(shù)復(fù)雜、投資大。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.5.1.35.5.1.3 光纖保護構(gòu)成光纖保護構(gòu)成增加了光電轉(zhuǎn)換部分，將頻率較高的信號轉(zhuǎn)換成增加了光電轉(zhuǎn)換部分，將頻率較高的信號轉(zhuǎn)換成頻率更高的光波信號，以便于光纖傳遞。特點：頻率更高的光波信號，以便于光纖傳遞。特點：通信容量更大、可靠性高、運行檢修獨立。但是通信容量更大、可靠性高、運行檢修獨立。但是技術(shù)復(fù)雜且成本很高，一般租用通信光纖的一個技術(shù)復(fù)雜且

32、成本很高，一般租用通信光纖的一個通道。通道。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.5.2 5.5.2 高頻保護高頻保護1、收發(fā)信機。收信機與發(fā)信機實際為一體機，、收發(fā)信機。收信機與發(fā)信機實際為一體機，收信部分具有放大、解調(diào)接收高頻信號的作用；收信部分具有放大、解調(diào)接收高頻信號的作用；發(fā)信機具有把電氣量調(diào)制成高頻信號并放大輸出發(fā)信機具有把電氣量調(diào)制成高頻信號并放大輸出的作用。的作用。5.5.2.15.5.2.1 輸電線路高頻通道的構(gòu)成輸電線路高頻通道的構(gòu)成2、高頻電纜。由于收發(fā)信機工作頻率高，連接、高頻電纜。由于收發(fā)信機工作頻率高，連接電纜應(yīng)當(dāng)用特種電纜，通常采用單芯同軸電纜。電纜應(yīng)當(dāng)用特種電纜，通常采用

33、單芯同軸電纜。3、連接濾波器是一個繞組匝數(shù)可以調(diào)節(jié)的變壓、連接濾波器是一個繞組匝數(shù)可以調(diào)節(jié)的變壓器。在連接高頻電纜的一側(cè)串接電容器，共同組器。在連接高頻電纜的一側(cè)串接電容器，共同組成高頻串聯(lián)諧振回路。成高頻串聯(lián)諧振回路。4、耦合電容器。作用是將低壓高頻設(shè)備輸出的、耦合電容器。作用是將低壓高頻設(shè)備輸出的高頻信號耦合到高壓線路上。耦合電容器對工頻高頻信號耦合到高壓線路上。耦合電容器對工頻呈現(xiàn)很大的阻抗，對高頻信號呈現(xiàn)的阻抗很小。呈現(xiàn)很大的阻抗，對高頻信號呈現(xiàn)的阻抗很小。與連接濾波器組成高頻串聯(lián)諧振回路。與連接濾波器組成高頻串聯(lián)諧振回路。5、接地刀閘與放電間隙。在檢查調(diào)試高頻保護、接地刀閘與放電間隙

34、。在檢查調(diào)試高頻保護時，應(yīng)將接地刀閘合上，以保證人身安全。放電時，應(yīng)將接地刀閘合上，以保證人身安全。放電間隙用以防止過電壓對收發(fā)信機的傷害。間隙用以防止過電壓對收發(fā)信機的傷害。6、高頻阻波器。由電感和電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振、高頻阻波器。由電感和電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振回路。對高頻設(shè)備的工作頻率發(fā)生并聯(lián)諧振，呈回路。對高頻設(shè)備的工作頻率發(fā)生并聯(lián)諧振，呈現(xiàn)很大的阻抗，將高頻信號限制在被保護線路上。現(xiàn)很大的阻抗，將高頻信號限制在被保護線路上。對對50HZ的工頻信號呈現(xiàn)的工頻信號呈現(xiàn)0.04的低阻抗。的低阻抗。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.5.2.25.5.2.2 高頻信號與高頻電流的關(guān)系高頻信號與高頻電流的關(guān)系

35、電力系統(tǒng)正常運行時收發(fā)信機不發(fā)信，通道中無電力系統(tǒng)正常運行時收發(fā)信機不發(fā)信，通道中無高頻電流。當(dāng)電力系統(tǒng)故障時，啟動元件啟動收高頻電流。當(dāng)電力系統(tǒng)故障時，啟動元件啟動收發(fā)信機發(fā)信。發(fā)信機發(fā)信。1、故障啟動發(fā)信方式：、故障啟動發(fā)信方式：高頻電流代表高頻信號。優(yōu)點是對臨近通道的影高頻電流代表高頻信號。優(yōu)點是對臨近通道的影響小，可以延長收發(fā)信機的壽命。缺點是必須有響小，可以延長收發(fā)信機的壽命。缺點是必須有啟動元件，且需要定時檢查通道是否良好。啟動元件，且需要定時檢查通道是否良好。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)電力系統(tǒng)正常運行時，收發(fā)信機連續(xù)發(fā)信，高頻電力系統(tǒng)正常運行時，收發(fā)信機連續(xù)發(fā)信，高頻電流持續(xù)存在，

36、用于監(jiān)視通道是否完好。電流持續(xù)存在，用于監(jiān)視通道是否完好。2、長期發(fā)信方式：、長期發(fā)信方式：高頻電流的消失代表高頻信號。優(yōu)點是通道的工高頻電流的消失代表高頻信號。優(yōu)點是通道的工作狀態(tài)受到監(jiān)視，可靠性高。缺點是增大了通道作狀態(tài)受到監(jiān)視，可靠性高。缺點是增大了通道間的干擾，并降低了收發(fā)信機的使用年限。間的干擾，并降低了收發(fā)信機的使用年限。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)3、移頻發(fā)信方式：、移頻發(fā)信方式：電力系統(tǒng)正常運行時，收發(fā)信機發(fā)出的頻率為電力系統(tǒng)正常運行時，收發(fā)信機發(fā)出的頻率為 的高頻電流，用于監(jiān)視通道。當(dāng)電力系統(tǒng)故障時，的高頻電流，用于監(jiān)視通道。當(dāng)電力系統(tǒng)故障時，收發(fā)信機發(fā)出頻率為收發(fā)信機發(fā)出頻率為

37、 的高頻信號。的高頻信號。1f2f頻率為頻率為 的高頻電流代表高頻信號。優(yōu)點是提高的高頻電流代表高頻信號。優(yōu)點是提高了通道工作可靠性，加強了保護的抗干擾能力。了通道工作可靠性，加強了保護的抗干擾能力。2f我國電力系統(tǒng)高頻保護裝置多數(shù)采用故障啟我國電力系統(tǒng)高頻保護裝置多數(shù)采用故障啟動發(fā)信方式。動發(fā)信方式。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)高頻信號：線路一端的高頻保護在故障時向線路高頻信號：線路一端的高頻保護在故障時向線路另一端的高頻保護所發(fā)出的信息或命令。在經(jīng)常另一端的高頻保護所發(fā)出的信息或命令。在經(jīng)常無高頻電流的通道中，故障時發(fā)出高頻電流代表無高頻電流的通道中，故障時發(fā)出高頻電流代表一種信號。在經(jīng)常有高

38、頻電流的通道中，故障時一種信號。在經(jīng)常有高頻電流的通道中，故障時將高頻電流停止或改變頻率也代表一種信號。將高頻電流停止或改變頻率也代表一種信號。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)5.5.2.35.5.2.3 高頻信號的作用高頻信號的作用1、跳閘信號：、跳閘信號：高頻信號與繼電保護（圖中用高頻信號與繼電保護（圖中用P表示）來的信號表示）來的信號具有具有“或或”邏輯關(guān)系。有高頻信號時，高頻保護邏輯關(guān)系。有高頻信號時，高頻保護就發(fā)跳閘命令。高頻信號是保護跳閘的充分條件。就發(fā)跳閘命令。高頻信號是保護跳閘的充分條件。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)2、允許信號：、允許信號：高頻信號與繼電保護（圖中用高頻信號與繼電保護（圖

39、中用P表示）來的信號表示）來的信號具有具有“與與”邏輯關(guān)系。只有當(dāng)高頻信號與繼電保邏輯關(guān)系。只有當(dāng)高頻信號與繼電保護信號同時存在時，高頻保護才能發(fā)跳閘命令。護信號同時存在時，高頻保護才能發(fā)跳閘命令。高頻信號是保護跳閘的必要條件。高頻信號是保護跳閘的必要條件。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)3、閉鎖信號：、閉鎖信號：閉鎖信號存在時，不論繼電保護狀態(tài)如何，高頻閉鎖信號存在時，不論繼電保護狀態(tài)如何，高頻保護均不能發(fā)跳閘命令。當(dāng)閉鎖信號消失后，繼保護均不能發(fā)跳閘命令。當(dāng)閉鎖信號消失后，繼電保護有信號到來，高頻保護才能發(fā)跳閘令。高電保護有信號到來，高頻保護才能發(fā)跳閘令。高頻閉鎖信號消失是繼電保護跳閘的必要條件。頻閉鎖信號消失是繼電保護跳閘的必要條件。繼電保護教學(xué)繼電保護教學(xué)1、本線路發(fā)生三相短路時，高頻通道出現(xiàn)阻塞。、本線路發(fā)生三相短路時，高頻通道出現(xiàn)阻塞。對于閉鎖信號，高頻信號的消失是保護跳閘的必對于閉鎖信號，高頻信號的消失是保護跳閘的必要條件，因此不必考慮信號阻塞問題。而允許信要條件，因此不必考慮信號阻塞問題。而允許信號和跳閘信