第4章-輸電線路縱聯(lián)保護(hù)-old

第4章_輸電線路縱聯(lián)保護(hù)-old第一頁，共66頁。第四章輸電線路縱聯(lián)保護(hù)4.1輸電線縱聯(lián)保護(hù)概述2第二頁，共66頁。1.反應(yīng)單側(cè)電氣量保護(hù)的缺陷無法實現(xiàn)全線速動QF1Ⅰ段保護(hù)區(qū)QF2Ⅰ段保護(hù)區(qū)兩側(cè)I段保護(hù)公共區(qū)60%-70%ZZ

QF1

QF23第三頁，共66頁。2.反應(yīng)兩側(cè)電量的輸電線路縱聯(lián)保護(hù)QF1QF2QF3QF4ABCk+++-利用通信通道將兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)結(jié)起來，將兩端的電氣量比較，以判斷故障在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外。理論上具有絕對的選擇性4第四頁，共66頁。5第五頁，共66頁。3.縱聯(lián)保護(hù)信號傳輸方式

(1)輔助導(dǎo)引線--導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(hù)(2)電力線載波--高頻保護(hù)載波頻率為：50～400kHZ(3)微波通訊--微波保護(hù)頻率為:300～30000MHz(4)光纖通訊--光纖保護(hù)

6第六頁，共66頁。4.縱聯(lián)保護(hù)動作原理方向比較式縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)繼電器僅反應(yīng)本側(cè)電氣量，利用通道將繼電器對故障方向判別結(jié)果傳送到對側(cè)，各側(cè)保護(hù)根據(jù)兩側(cè)繼電器的動作通過邏輯判斷區(qū)分是區(qū)內(nèi)還是區(qū)外故障；傳送邏輯信號；分為方向縱聯(lián)保護(hù)和距離縱聯(lián)保護(hù)。7第七頁，共66頁。4.縱聯(lián)保護(hù)動作原理縱聯(lián)電流差動保護(hù)利用通道將本側(cè)電流的波形或代表電流相位的信號傳送到對側(cè)，每側(cè)保護(hù)根據(jù)對兩側(cè)電流的幅值和相位比較的結(jié)果區(qū)分是區(qū)內(nèi)還是區(qū)外故障；在每側(cè)直接比較兩側(cè)的電氣量；要求兩側(cè)信息同步采集。8第八頁，共66頁。I舉例：縱聯(lián)電流差動保護(hù)

正常運行或區(qū)外故障：

不動作

9第九頁，共66頁。I舉例：縱聯(lián)電流差動保護(hù)

區(qū)內(nèi)故障：

動作

10第十頁，共66頁。4.2輸電線路高頻保護(hù)11第十一頁，共66頁。1.構(gòu)成：由繼電保護(hù)、高頻收發(fā)信機(jī)和高頻通道組成。電氣量繼電保護(hù)發(fā)信機(jī)收信機(jī)收信機(jī)發(fā)信機(jī)繼電保護(hù)電氣量通道12第十二頁，共66頁。2.分類方向高頻保護(hù)比較被保護(hù)線路兩側(cè)的功率方向相差高頻保護(hù)比較被保護(hù)線路兩側(cè)電流的相位13第十三頁，共66頁。3.高頻通道的構(gòu)成高頻收發(fā)信機(jī)接入輸電線路的方式有：“相-相”制連接在兩相導(dǎo)線之間“相-地”制連接在輸電線一相導(dǎo)線和大地之間14第十四頁，共66頁。3.高頻通道的構(gòu)成三高耦結(jié)合，輸電保接地三高：高頻電纜、高頻收發(fā)信機(jī)高頻阻波器耦：耦合電容器結(jié)合：結(jié)合濾波器（連接濾過器）輸電：輸電線保：保護(hù)間隙接地：接地刀閘15第十五頁，共66頁?！跋?地”制高頻通道示意圖輸電線繼電保護(hù)繼電保護(hù)16第十六頁，共66頁。“相-地”制高頻通道示意圖繼電保護(hù)繼電保護(hù)阻波器由一電感線圈與可變電容器并聯(lián)組成的諧振回路。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)線路以內(nèi)。對工頻電流：Z≈0.04Ω----工頻電流可暢流無阻。17第十七頁，共66頁。18第十八頁，共66頁?！跋?地”制高頻通道示意圖繼電保護(hù)繼電保護(hù)結(jié)合電容器結(jié)合電容器的電容量很小，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)。對高頻電流則阻抗很小，高頻電流可順利通過。結(jié)合電容器與連接濾波器共同組成帶通濾波器，只允許通帶內(nèi)的高頻電流通過。19第十九頁，共66頁?！跋?地”制高頻通道示意圖繼電保護(hù)繼電保護(hù)連接濾波器連接濾波器是一個可調(diào)節(jié)的空心變壓器。在其連接至高頻電纜一側(cè)的線圈中串接有電容器。連接濾波器與結(jié)合電容器共同組成帶通濾波器，使所需頻帶的高頻電流能夠通過。20第二十頁，共66頁。21第二十一頁，共66頁。“相-地”制高頻通道示意圖高頻電纜高頻電纜的作用是將位于主控室的高頻收、發(fā)信機(jī)與戶外變電站的帶通濾波器連接起來。繼電保護(hù)繼電保護(hù)22第二十二頁，共66頁?！跋?地”制高頻通道示意圖保護(hù)間隙保護(hù)間隙是高頻通道的輔助設(shè)備，用它保護(hù)高頻收發(fā)信機(jī)和高頻電纜免受過電壓的襲擊。繼電保護(hù)繼電保護(hù)23第二十三頁，共66頁。24第二十四頁，共66頁。25第二十五頁，共66頁?！跋?地”制高頻通道示意圖接地刀閘

接地刀閘也是高頻通道的輔助設(shè)備。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。繼電保護(hù)繼電保護(hù)26第二十六頁，共66頁。27第二十七頁，共66頁?！跋?地”制高頻通道示意圖高頻收發(fā)信機(jī)

用來發(fā)出和接收高頻信號繼電保護(hù)繼電保護(hù)28第二十八頁，共66頁。29第二十九頁，共66頁。4.高頻通道工作方式長時發(fā)信方式—正常有高頻電流方式短時發(fā)信方式—正常無高頻電流方式移頻方式30第三十頁，共66頁。長時發(fā)信方式是指在正常運行情況下，收、發(fā)信機(jī)一直處于發(fā)信和收信工作狀態(tài)，高頻通道中始終有高頻電流通過。信號長時發(fā)信方式31第三十一頁，共66頁。短時發(fā)信是指在正常運行情況下，收、發(fā)信機(jī)一直處于不工作狀態(tài)，高頻通道中沒有高頻電流通過。只有在系統(tǒng)中發(fā)生故障時，發(fā)信機(jī)才由起動元件起動，高頻通道中才有高頻電流通過。信號短時發(fā)信方式32第三十二頁，共66頁。移頻方式是指在正常運行情況下，發(fā)信機(jī)長期發(fā)送一個頻率為

f1的高頻信號，其作用是閉鎖保護(hù)和對通道進(jìn)行連續(xù)檢查。在被保護(hù)線路發(fā)生故障時，保護(hù)控制發(fā)信機(jī)移頻，改為發(fā)送頻率為

f2的高頻信號。信號移頻發(fā)信方式33第三十三頁，共66頁。5.高頻信號的應(yīng)用按作用可分為跳閘信號、允許信號和閉鎖信號(1)跳閘信號收到高頻信號是跳閘的充分條件。跳閘(或)34第三十四頁，共66頁。(2)允許信號跳閘收到高頻信號是跳閘的必要條件，但不是充分條件。(與)BHGSX&35第三十五頁，共66頁。(3)閉鎖信號跳閘收不到高頻信號是跳閘的必要條件。(與)BHGSX&36第三十六頁，共66頁。6.高頻閉鎖方向保護(hù)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為負(fù)的一側(cè)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。37第三十七頁，共66頁。對BC線路：保護(hù)3和保護(hù)4的功率方向都為正，保護(hù)應(yīng)動作于跳閘。38第三十八頁，共66頁。B側(cè)的功率方向為負(fù)，該側(cè)發(fā)出高頻閉鎖信號，被對側(cè)和本側(cè)保護(hù)接收，保護(hù)1、2均不動。高頻信號對AB線路：39第三十九頁，共66頁。C側(cè)的功率方向為負(fù)，該側(cè)發(fā)出高頻閉鎖信號，被對側(cè)和本側(cè)保護(hù)接收，保護(hù)5、6均不動。對CD線路：高頻信號這種按閉鎖信號構(gòu)成的保護(hù)只在非故障線路上才傳送高頻信號，而在故障線路上并不傳送高頻信號。因此，在故障線路上由于短路使高頻通道可能遭到破壞時，并不會影響保護(hù)的正確動作。40第四十頁，共66頁。7.閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)距離保護(hù)+高頻通信部分距離保護(hù)本身的啟動元件第II段方向距離元件啟動Zmst10&1&2&3GSXGFXmst2041第四十一頁，共66頁。8.相差高頻保護(hù)1)工作原理：正常運行或區(qū)外故障時調(diào)制

連續(xù)

42第四十二頁，共66頁。區(qū)內(nèi)故障時斷續(xù)

調(diào)制

43第四十三頁，共66頁。相差高頻保護(hù)在線路有故障的情況下，起動元件動作，將保護(hù)投入工作。若為外部故障，收信機(jī)收到連續(xù)高頻電流，保護(hù)不動作；而在內(nèi)部故障時，收信機(jī)則收到斷續(xù)的高頻電流，保護(hù)動作。44第四十四頁，共66頁。2)動作特性與相繼動作區(qū)內(nèi)故障區(qū)外故障45第四十五頁，共66頁。閉鎖區(qū)46第四十六頁，共66頁。TA的角度誤差：7?

保護(hù)裝置濾序器的角誤差：15?

高頻信號傳輸帶來的角誤差：裕度角：考慮以下因素的影響：47第四十七頁，共66頁。(3)48第四十八頁，共66頁?？v聯(lián)差動保護(hù)的評價及應(yīng)用優(yōu)點：全線速動不受負(fù)荷及系統(tǒng)振蕩的影響，靈敏度較高缺點：要求電流互感器的二次負(fù)載阻抗?jié)M足電流互感器10%的誤差。不能作相鄰線路的后備保護(hù)49第四十九頁，共66頁。微機(jī)保護(hù)的硬件原理50第五十頁，共66頁。圖１－1－1計算機(jī)保護(hù)的構(gòu)成框圖

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

多路轉(zhuǎn)換器電壓形成ALFS/HA/DCPU主系統(tǒng)并行接口開關(guān)量輸出光電隔離電路出口電路來自流互、壓互二次開關(guān)量輸入電源SIO打印顯示鍵盤人機(jī)對話部分模擬量輸入電路總線電壓形成并行接口并行接口S/HALF第一節(jié)微機(jī)保護(hù)裝置的硬件結(jié)構(gòu)51第五十一頁，共66頁?！?．模擬量輸入系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))輸入的電壓和電流信號，是模擬量信號。由于微機(jī)是一種數(shù)字電路設(shè)備，只能接受數(shù)字脈沖信號，所以就需要將這一類模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，稱為模數(shù)變換，輸入模擬量信號的模數(shù)變換電路也稱作輸入信號調(diào)理電路。模擬量輸入系統(tǒng)包括：電壓形成、模擬濾波(ALF)、采樣保持(S/H)、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(MPX)、模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）等功能塊。作用：將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。分類：基于逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換方式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和基于V/F原理的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。52第五十二頁，共66頁?！?、CPU系統(tǒng)CPU系統(tǒng)包括：微處理器（MPU)、只讀存儲器(一般用EPROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、定時器。微機(jī)保護(hù)裝置的核心是CPU系統(tǒng)或單片機(jī)系統(tǒng)，除了硬件之外，還有存儲在存儲器里的軟件系統(tǒng)。這些硬件和軟件構(gòu)成的整個單片微機(jī)系統(tǒng)，主要任務(wù)是完成數(shù)值測量、邏輯運算及控制和記錄等智能化任務(wù)。除此之外，現(xiàn)代的微機(jī)保護(hù)應(yīng)具備各種遠(yuǎn)方功能，它包括發(fā)送保護(hù)信息并上傳給變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，接收集控站、調(diào)度所的控制和管理信息。53第五十三頁，共66頁。開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)包括：并行接口、光電隔離電路及有觸點中間繼電器等組成。通常輸入的開關(guān)量信號不満足單片機(jī)微機(jī)系統(tǒng)輸入信號電平要求，因此需要信號電平轉(zhuǎn)換。為了提高保護(hù)裝置的抗干擾性能，通常還需要經(jīng)整形、延時、光電隔離等處理作用：完成保護(hù)出口跳閘、報警信號、外部接點的輸入及人機(jī)對話等功能?！?、開關(guān)量(或數(shù)字量)輸入/輸出系返回54第五十四頁，共66頁。人機(jī)接口部分主要包括：打印、顯示、鍵盤、各種面板開關(guān)等。主要功能：用于人機(jī)對話，如調(diào)試、定制調(diào)整、人對機(jī)器工作狀態(tài)的干預(yù)等。人機(jī)接口能定時或在保護(hù)動作后打印或顯示運行情況及保護(hù)執(zhí)行結(jié)果。

4、人機(jī)接口返回本節(jié)返回55第五十五頁，共66頁。因為考慮到機(jī)間通信及遠(yuǎn)動的要求，所以接有通信接口。5、通信回路返回56第五十六頁，共66頁。6、電源微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)對電源要求較高，通常這種電源是逆變電源，即將直流逆變?yōu)榻涣?，再把交流整流為微機(jī)系統(tǒng)所需要的直流電壓。它把變電所的強(qiáng)電系統(tǒng)的直流電源與微機(jī)的弱電系統(tǒng)電源完全隔離開。通過逆變后的直流電源具有極強(qiáng)的抗干擾水平，對來自變電所中的因斷路器跳合閘等原因產(chǎn)生的強(qiáng)干擾可以完全消除掉57第五十七頁，共66頁。圖1.2.3采樣過程示意圖58第五十八頁，共66頁。它在各個采樣點上(0，Ts，2Ts，……)的幅值與輸入的連續(xù)信號x(t)的幅值是相同的。在微機(jī)保護(hù)中采樣的間隔是均勻的，我們把采樣間隔Ts稱為采樣周期，定義fs=1/Ts為采樣頻率，這是采樣過程中十分重要的參數(shù)。如每周期采樣20點，則采樣頻率為f=20*50=1200采樣周期Ts=1/f=1/1000=0.001秒=1毫秒

59第五十九頁，共66頁。圖1-2-10頻率混疊示意圖60第六十頁，共66頁。當(dāng)fs<2f0時，頻率為f