輸電線縱聯(lián)保護(hù)演示文稿

輸電線縱聯(lián)保護(hù)演示文稿1第一頁，共六十頁。優(yōu)選輸電線縱聯(lián)保護(hù)第二頁，共六十頁。3本章基本要求

掌握縱聯(lián)保護(hù)的基本概念；掌握輸電線縱聯(lián)差動保護(hù)；掌握輸電線的高頻保護(hù)；返回第三頁，共六十頁。4本章內(nèi)容(4學(xué)時)

第一節(jié)縱聯(lián)保護(hù)的基本概念第二節(jié)輸電線縱聯(lián)差動保護(hù)第三節(jié)輸電線的高頻保護(hù)第四頁，共六十頁。5第一節(jié)

縱聯(lián)保護(hù)的基本概念一、問題的提出無法實(shí)現(xiàn)全線速動第五頁，共六十頁。6電氣元件故障時兩端電氣量的特征分析所選電氣量區(qū)內(nèi)故障特征區(qū)外或正常運(yùn)行時特征保護(hù)原理功率方向均指向被保護(hù)元件一端指向被保護(hù)元件反方向縱聯(lián)方向

電流大小縱聯(lián)電流差動電流相位相差180接近同相縱聯(lián)電流相位差動測量阻抗正向二段內(nèi)一端反向縱聯(lián)距離第六頁，共六十頁。7二、縱聯(lián)保護(hù)的定義利用通信通道，將輸電線路兩端的保護(hù)裝置縱向連接起來，使各端的電氣量傳送到對端，以便兩端的電氣量的比較，判斷故障點(diǎn)發(fā)生在本線路范圍之內(nèi)還是之外，從而確定是否切斷所保護(hù)的線路。理論上具有絕對的選擇性第七頁，共六十頁。8縱聯(lián)保護(hù)的基本構(gòu)成雙端保護(hù)

實(shí)現(xiàn)被保護(hù)元件兩端電氣量的采集處理。計(jì)算本端的電氣量信息，如電流，功率方向，電流相位，故障距離等。通信設(shè)備

將上述信息發(fā)送至對端的保護(hù)設(shè)備，同時接收對端保護(hù)發(fā)送的信息并送至本端保護(hù)單元。通信信道

信息傳輸?shù)拿浇?。第八頁，共六十頁?(1)按通信通道劃分：三、縱聯(lián)保護(hù)的分類導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(hù)電力線載波縱聯(lián)保護(hù)微波縱聯(lián)保護(hù)光纖縱聯(lián)保護(hù)第九頁，共六十頁。10三、縱聯(lián)保護(hù)的分類(2)按保護(hù)動作原理劃分：方向縱聯(lián)保護(hù)距離縱聯(lián)保護(hù)(比較兩端邏輯量)縱聯(lián)差動保護(hù)(比較兩端電氣量)第十頁，共六十頁。11(3)按保護(hù)形式劃分：單元保護(hù)(相位比較縱聯(lián)保護(hù)、縱聯(lián)電流差動保護(hù))、非單元保護(hù)(方向縱聯(lián)保護(hù)、距離縱聯(lián)保護(hù))三、縱聯(lián)保護(hù)的分類第十一頁，共六十頁。12第二節(jié)

輸電線縱聯(lián)差動保護(hù)一、縱聯(lián)差動保護(hù)的基本原理用輔助導(dǎo)線（或稱導(dǎo)引線）作為通道第十二頁，共六十頁。13流入繼電器的電流，即各互感器二次側(cè)電流的總和為內(nèi)部故障：第十三頁，共六十頁。14同一個電流I1，從線路一端流入到另一端運(yùn)行正常或外部故障（實(shí)際流向）：不平衡電流第十四頁，共六十頁。15運(yùn)行正?；蛲獠抗收希ㄒ?guī)定流向）：第十五頁，共六十頁。16短路點(diǎn)的總電流為內(nèi)部故障：差動回路的電流為環(huán)流法縱差動保護(hù)只用于變壓器、發(fā)電機(jī)以及母線。第十六頁，共六十頁。17電流綜合器∑I隔離變壓器電流綜合器∑I隔離變壓器二、輸電線縱聯(lián)差動保護(hù)的基本原理第十七頁，共六十頁。18（1）環(huán)流法正常和外部故障：IM和IN大小相等，相位差180°。因而導(dǎo)引線兩端電壓Um和Un也是大小相等，相位相反，在導(dǎo)引線上產(chǎn)生一環(huán)流。第十八頁，共六十頁。19內(nèi)部故障：IM和IN以及Um和Un的大小不相等，相位相反。GB的兩端不再工作于次級短路狀態(tài)，其初級電壓升高，使繼電器動作挑戰(zhàn)。第十九頁，共六十頁。20正常和外部故障：IM和IN大小相等相位相反，Um和Un的大小也相等，相位相反，但反向連接，故導(dǎo)引線中無電流。兩端GB工作于開路狀態(tài)，其初級電流很小，不足以繼電器跳閘。（2）均壓法第二十頁，共六十頁。21內(nèi)部故障：IM和IN以及Um和Un的大小不相等，相位相反，導(dǎo)引線中將有電流流通，GB的初級回路中也將有電流流入繼電器，使保護(hù)器動作跳閘。第二十一頁，共六十頁。22三、影響輸電線縱聯(lián)差動保護(hù)正確工作的因素(P145)電流互感器的誤差和不平衡電流導(dǎo)引線的阻抗和分布電容導(dǎo)引線的故障和感應(yīng)過電壓第二十二頁，共六十頁。23第三節(jié)

輸電線的高頻保護(hù)一、高頻保護(hù)的基本概念高頻保護(hù)是以輸電線載波通道為通信通道的縱聯(lián)保護(hù)。廣泛應(yīng)用于高壓和超高壓輸電線路，是比較成熟和完善的一種無時限快速原理保護(hù)。第二十三頁，共六十頁。24高頻保護(hù)是將線路兩端的電流相位（或功率方向）轉(zhuǎn)化為高頻信號，然后利用輸電線路本身構(gòu)成一高頻（載波）電流的通道，將此信號送至對端，進(jìn)行比較。方向高頻保護(hù)：比較保護(hù)線路兩端的功率方向相差高頻保護(hù)：比較兩端電流的相位功率方向或電流相位轉(zhuǎn)化為高頻信號以及如何進(jìn)行比較第二十四頁，共六十頁。25二、高頻通道的構(gòu)成原理利用“導(dǎo)線-大地”作為高頻通道第二十五頁，共六十頁。26主要元件1：阻波器：由一電感線圈和可變電容器并聯(lián)組成的回路，其諧振頻率為載波頻率。對載波電流：Z>1000Ω，將高頻電流限制在被保護(hù)范圍線路內(nèi)；對工頻電流：Z>0.04Ω，工頻電流暢通無阻。第二十六頁，共六十頁。27主要元件2：耦合電容器：與連接濾波器共同配合，將載波信號傳遞至輸電線路，同時使高頻收發(fā)信機(jī)與工頻高壓線路絕緣。對工頻電流具有很大的阻抗，可防止工頻高壓侵入高頻收信機(jī)。對高頻電流阻抗很小，有利于高頻電流順利通過。第二十七頁，共六十頁。28主要元件3：連接濾波器：由一個可調(diào)節(jié)的空心變壓器及連接至高頻電纜一側(cè)的電容器組成。與耦合電容器組成一個四端網(wǎng)絡(luò)的“帶通濾波器”，時所需頻帶的高頻電流能夠通過。第二十八頁，共六十頁。29主要元件4：高頻電纜：連接主控室的高頻收發(fā)信機(jī)與戶外變電站的帶通濾波器。第二十九頁，共六十頁。30主要元件5：高頻收發(fā)信機(jī)：用來發(fā)出或接受高頻信號。第三十頁，共六十頁。31主要元件6：接地刀閘：在調(diào)整或維修高頻收發(fā)信機(jī)和連接濾波器時，將它接地以保證人身安全。第三十一頁，共六十頁。32三、高頻通道的工作方式和高頻信號的作用工作方式：經(jīng)常無高頻電流(故障時發(fā)信)

經(jīng)常有高頻電流(長期發(fā)信)高頻信號：

線路一端的高頻保護(hù)在故障時，向線路另一端的高頻保護(hù)所發(fā)出的“信息”或“命令”。第三十二頁，共六十頁。33閉鎖信號：高頻保護(hù)動作跳閘的必要條件①線路外部故障

由一端的保護(hù)發(fā)出高頻閉鎖信號，將兩端的保護(hù)閉鎖；②線路內(nèi)部故障

兩端均不發(fā)信號因而收不到閉鎖信號，保護(hù)即可動作“跳閘”保護(hù)元件閉鎖信號跳閘脈沖&第三十三頁，共六十頁。34允許信號：高頻保護(hù)動作跳閘的必要條件①線路外部故障

因故障點(diǎn)端不發(fā)允許信號，故對端保護(hù)不跳閘；②線路內(nèi)部故障

兩端保護(hù)應(yīng)同時向?qū)Χ税l(fā)出允許信號，使保護(hù)裝置能夠動作“跳閘”保護(hù)元件允許信號跳閘脈沖&第三十四頁，共六十頁。35跳閘信號：高頻保護(hù)動作跳閘的充分必要條件每一端裝設(shè)電流速段、距離I段或零序保護(hù)；縱聯(lián)差動保護(hù)保證動作的選擇性，保證全線任一點(diǎn)故障的快速切除。保護(hù)元件跳閘信號跳閘脈沖>1第三十五頁，共六十頁。36四、方向高頻保護(hù)1）高頻閉鎖方向保護(hù)的基本原理

高頻閉鎖方向保護(hù)是以高頻通道經(jīng)常無電流而在外部故障時發(fā)出閉鎖信號的方式構(gòu)成的。此閉鎖信號由短路功率方向?yàn)樨?fù)的一端發(fā)出，這個信號被兩端的收信機(jī)所接收，而把保護(hù)閉鎖。第三十六頁，共六十頁。37對線路BC：保護(hù)3和保護(hù)4的功率方向均為正，保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。工作原理：第三十七頁，共六十頁。38對線路AB、CD：B和C側(cè)的功率方向?yàn)榫€路流向母線，即功率方向?yàn)樨?fù)。保護(hù)2和保護(hù)5發(fā)出閉鎖信號，此閉鎖信號通過高頻通道送到對端時保護(hù)1和6也被閉鎖。工作原理第三十八頁，共六十頁。39

結(jié)論：該保護(hù)的工作原理是利用非故障線路的一端發(fā)出閉鎖該線路兩端的保護(hù)高頻信號，而對于故障線路兩端外側(cè)則不需要發(fā)出高頻信號，使保護(hù)器動作跳閘。這就可以保證在內(nèi)部故障并伴隨有通道的破壞時，保護(hù)裝置仍然能夠正確地動作。第三十九頁，共六十頁。40

高頻閉鎖方向保護(hù)的原理接線圖啟動元件1：發(fā)出閉鎖信號啟動元件2：準(zhǔn)備跳閘功率方向元件3：判斷短路功率方向中間繼電器：內(nèi)部故障時停止發(fā)出高頻信號帶有工作線圈和制動線圈的極化繼電器：控制保護(hù)跳閘回路拒動：制動線圈或兩組線圈同時有電流第四十頁，共六十頁。41

發(fā)生故障時保護(hù)的工作過程：外部故障保護(hù)1：制動線圈和工作線圈均有電流。保護(hù)2：只有制動線圈有電流。第四十一頁，共六十頁。42

發(fā)生故障時保護(hù)的工作過程：內(nèi)部故障保護(hù)1和保護(hù)2：只有工作線圈均有電流。第四十二頁，共六十頁。43發(fā)生故障時保護(hù)的工作過程：單端供電線路內(nèi)部故障在受電端的半套保護(hù)不啟動，也不發(fā)送高頻閉鎖信號。此時電源端的保護(hù)立即動作使電源端的斷路器跳閘。第四十三頁，共六十頁。442）高頻閉鎖負(fù)序方向保護(hù)的構(gòu)成原理雙方向動作的負(fù)序功率方向元件GJ2帶延時返回的中間器1ZJ具有工作線圈和制動線圈的極化繼電器2ZJ出口跳閘繼電器3ZJ第四十四頁，共六十頁。45內(nèi)部故障：向下閉合工作線圈工作收不到閉鎖信號兩端的發(fā)信機(jī)均不啟動跳閘第四十五頁，共六十頁。46外部故障：向上閉合觸點(diǎn)閉合收到閉鎖信號發(fā)信機(jī)發(fā)閉鎖信號不跳閘第四十六頁，共六十頁。473）高頻閉鎖距離保護(hù)的構(gòu)成原理距離保護(hù)+高頻保護(hù)=高頻閉鎖距離保護(hù)第四十七頁，共六十頁。48

高頻閉鎖距離保護(hù)的構(gòu)成原理延時跳閘第四十八頁，共六十頁。49

內(nèi)部故障（d1點(diǎn)故障）：觸點(diǎn)斷開觸點(diǎn)閉合跳閘有信無信A端第四十九頁，共六十頁。50

外部故障：觸點(diǎn)斷開有信B側(cè)距離II段不動作(發(fā)信)延時跳閘A端保證選擇性第五十頁，共六十頁。51

高頻閉鎖零序保護(hù)：與高頻閉鎖距離保護(hù)相同，只需用三段式零序電流方向元件代替三段式距離元件。

兩種保護(hù)的缺點(diǎn)：主保護(hù)（高頻保護(hù)）和后備保護(hù)（距離或零序保護(hù)）的連線互相連在一起不便于運(yùn)行和檢修，距離保護(hù)退出運(yùn)行時高頻保護(hù)根本不能獨(dú)立工作，其靈活性較差。第五十一頁，共六十頁。52五、相差動高頻保護(hù)1）相差動高頻保護(hù)的基本原理比較被保護(hù)線路段兩端的短路電流的相位（相同=動作，反之不動作）第五十二頁，共六十頁。53

工作原理：

當(dāng)采用高頻通道經(jīng)常無電流，而在外部故障時發(fā)出高頻電流（即閉鎖信號）的方式來構(gòu)成保護(hù)時，在實(shí)際上可以做成當(dāng)短路電流為正半周，是它操作高頻發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻電流，而在負(fù)半周則不發(fā)。（內(nèi)部故障）（外部故障）第五十三頁，共六十頁。54第五十四頁，共六十頁。552）比相回路鑒別高頻電流是連續(xù)的、還是有間斷的、以及間斷角度大小的回路。第五十五頁，共六十頁。56外部故障：收到連續(xù)的高頻電流，“否元件”無輸出，則比相回路無輸出。內(nèi)部故障：收到間斷的高頻電流，“否”元件有輸出，當(dāng)間斷時間大于一定的角度時，延時t1的元件有輸出，t2展寬后，作用于出口跳閘。第五十六頁，共六十頁。57正常無故障：高定值啟動元件不動作，a點(diǎn)為負(fù)電位，T1開放，電容C短接。第五十七頁，共六十頁。58外部故障：a點(diǎn)變?yōu)檎?，但收信機(jī)收到連續(xù)高頻電流，使b點(diǎn)變負(fù)，T1開放。第五十八頁，共六十頁。59內(nèi)部故障：b點(diǎn)變