第四章輸電線縱聯(lián)保護(hù)

第四章輸電線縱聯(lián)保護(hù)第1頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為防止這種非選擇性動(dòng)作，不得不將這種保護(hù)的無(wú)時(shí)限保護(hù)范圍縮短到小于線路全長(zhǎng)，一般將保護(hù)的I段整定為線路全長(zhǎng)80-85%，其余的15-20%上的故障只能帶第II段的時(shí)限切除。 為保證故障切除后電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，這樣做對(duì)某些重要線路是不允許的，需要采用縱聯(lián)保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)線路全長(zhǎng)范圍內(nèi)故障的無(wú)時(shí)限切除?！€速動(dòng)保護(hù)第2頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、縱聯(lián)保護(hù)的定義輸電線的縱聯(lián)保護(hù)是用某種通信通道將輸電線兩端的保護(hù)裝置縱向聯(lián)結(jié)起來(lái)，將各端的電氣量（電流、功率方向等）傳送到對(duì)端并將兩端的電氣量比較以判斷故障發(fā)生在本線路范圍內(nèi)還是在本線路范圍外，從而決定是否切斷被保護(hù)線路。在理論上，縱聯(lián)保護(hù)具有絕對(duì)的選擇性。第3頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置通信設(shè)備通信設(shè)備通信介質(zhì)輸電線縱聯(lián)保護(hù)結(jié)構(gòu)將電氣量傳送到對(duì)端將兩端的電氣量比較判斷故障發(fā)生的范圍第4頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月縱聯(lián)保護(hù)分類方向縱聯(lián)和距離縱聯(lián)保護(hù)(比較兩端邏輯量)差動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)（比較兩端全量）

按保護(hù)動(dòng)作原理劃分

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)按通信通道劃分單元保護(hù)非單元保護(hù)方向比較縱聯(lián)保護(hù)距離縱聯(lián)保護(hù)按保護(hù)形式劃分

相位比較縱聯(lián)保護(hù)縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)輸電線路縱聯(lián)保護(hù)第5頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)縱差保護(hù)一、縱差動(dòng)保護(hù)：在線路M和N兩端裝設(shè)特性和變比完全相同的電流互感器，兩側(cè)電流互感器一次回路的正極性均置于靠近母線的一側(cè)。二次回路的同極性端子相連接，差動(dòng)繼電器則并聯(lián)聯(lián)接在電流互感器的二次端子上。MI1.I-I.JINI1.nI2.mI2.縱差動(dòng)保護(hù)的單相原理接線規(guī)定一次側(cè)電流（）的正方向?yàn)閺哪妇€流向被保護(hù)線路，則按照上述聯(lián)接后，流入繼電器的電流即為各互感器的二次電流的總和。第6頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）正常運(yùn)行及外部故障時(shí)一次側(cè)同一電流從一端流入，又從另一端流出，二次側(cè)也感應(yīng)相同的電流，此電流在導(dǎo)引線中形成環(huán)流，繼電器不動(dòng)作。MI1.I-INI1.nI2.mI2.正常運(yùn)行及外部故障情況圖中箭頭為電流的實(shí)際流向一次電流大小相同相位相反二次電流在繞組中相位相反第7頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)對(duì)于雙側(cè)電源供電，兩側(cè)均有電流流向短路點(diǎn)，一次側(cè)短路點(diǎn)的總電流為，二次側(cè)差動(dòng)回路的電流，當(dāng)時(shí)，繼電器動(dòng)作，將故障線路兩側(cè)斷路器同時(shí)跳閘。MI1.I-INI1.nI2.mI2.保護(hù)范圍內(nèi)部故障情況一次電流大小可能不同但相位相同，二次電流在繞組中相位相同第8頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）縱差動(dòng)保護(hù)二次側(cè)的電流在導(dǎo)引線中形成環(huán)流的連接方式稱為環(huán)流法縱差動(dòng)保護(hù)。適用于變壓器、發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備及母線保護(hù)。不能應(yīng)用于輸電線路保護(hù)。（要求沿線路敷設(shè)多根導(dǎo)引線，技術(shù)上不可能，經(jīng)濟(jì)上不合理）縱差動(dòng)保護(hù)主要用于比較重要的短線路以及電力系統(tǒng)元件保護(hù)。第9頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、輸電線縱聯(lián)差動(dòng)：為減少導(dǎo)引線根數(shù)，采用電流綜合器（），將三相電流合成一單相電流，然后傳送到對(duì)端進(jìn)行比較。單相電流（I1+KI0）或（I1+KI2）JMNJGBmGBnMI1.NI1.mI2.nI2.inI2.mI2.導(dǎo)引線環(huán)流法可以把I2m分成兩部分，一部分通過(guò)繼電器的繞組返回，一部分通過(guò)GB的一次繞組返回，通過(guò)GB一次繞組返回的傳變到另一側(cè)，通過(guò)另一側(cè)繼電器的繞組形成回路。第10頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月JMNJGBmGBnMI1.NI1.mI2.nI2.inI2.mI2.導(dǎo)引線均壓法各側(cè)的二次電流通過(guò)繼電器繞組和GB的一次繞組及電流綜合器形成回路，經(jīng)GB的兩次傳變到對(duì)側(cè)第11頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、影響輸電線縱差保護(hù)正確工作的因素主要因素：（3）導(dǎo)引線的故障和感應(yīng)過(guò)電壓導(dǎo)引線短路或斷線、環(huán)流法接線斷線將造成保護(hù)誤動(dòng)，短路電流、雷電等可在導(dǎo)引線中感應(yīng)產(chǎn)生過(guò)電壓，應(yīng)采取過(guò)壓保護(hù)措施。（2）導(dǎo)引線的阻抗和分布電容用于較長(zhǎng)輸電線路時(shí)，導(dǎo)引線阻抗增大，GB的二次負(fù)載增大，使GB的傳變誤差增大，而導(dǎo)引線的分布電容造成漏電流。（1）電流互感器的誤差和不平衡電流由于電流互感器傳變的幅值誤差和相位誤差使其二次電流不再大小相等方向相反，二次電流之和不等于零，此電流稱為不平衡電流。第12頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)輸電線的高頻保護(hù)1.敷設(shè)專用電纜，不現(xiàn)實(shí)，投資大，維護(hù)困難。2.微波站，可靠性高，但傳輸距離短，需中繼，國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有。3.借助兩個(gè)變電站之間的輸電線路。

（220kV以上做為主保護(hù)）通訊通道：第13頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、基本概念：1、定義：高頻保護(hù)是以輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)保護(hù)。（廣泛應(yīng)用于超高壓輸電線路，線路較干凈）2、原理：將線路兩端的電流相位（或功率方向）轉(zhuǎn)化為高頻信號(hào)，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(hào)送到對(duì)端進(jìn)行比較來(lái)決定保護(hù)是否動(dòng)作的繼電保護(hù)。它不反應(yīng)被保護(hù)線路以外的故障，在整定值上無(wú)須與下級(jí)配合，故可不帶動(dòng)作延時(shí)。第14頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、按原理劃分方向高頻保護(hù)：比較被保護(hù)線路兩端的功率方向相差高頻保護(hù)：比較被保護(hù)線路兩端電流的相位第15頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、高頻通道的構(gòu)成原理發(fā)收訊訊繼電部分繼電部分112233445收發(fā)訊訊566高頻通道構(gòu)成示意圖1阻波器；2耦合電容器；3連接濾波器；4電纜；5高頻收發(fā)訊機(jī)；6接地刀閘第16頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、阻波器（鼠籠式）由一電感線圈與可變電容器并聯(lián)組成的回路，當(dāng)并聯(lián)諧振時(shí)，它所呈現(xiàn)的阻抗最大，使其諧振頻率為所用的載波頻率。高頻信號(hào)就被限制在被保護(hù)輸電線路的范圍以內(nèi)，而不能穿越到相鄰線路上去。對(duì)50Hz工頻電流阻波器僅呈電感線圈的阻抗，數(shù)值很少。2、結(jié)合電容器（耦合電容器）將載波信號(hào)傳遞到輸電線路，同時(shí)使高頻收發(fā)信機(jī)與工頻高壓線路絕緣。第17頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、刀閘檢修連接濾波器時(shí)，作為結(jié)合電容器的下面一級(jí)接地之用。4、高頻收發(fā)信機(jī)由發(fā)信機(jī)發(fā)出信號(hào)，通過(guò)高頻通道送到對(duì)端的收信機(jī)中，也可為自己的收信機(jī)所接收，高頻收信機(jī)接收由本端和對(duì)端所發(fā)送的高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)比較判斷后，再動(dòng)作于繼電保護(hù)裝置使之跳閘或?qū)⑺]鎖。3、連接濾波器結(jié)合電容器與連接濾波器共同組成一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)的“帶通濾波器”使所需頻帶的高頻電流能夠通過(guò)。第18頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、高頻通道的工作方式和高頻信號(hào)的作用1、工作方式②經(jīng)常有高頻電流（長(zhǎng)期發(fā)信）正常情況下，發(fā)信機(jī)連續(xù)發(fā)信，通道中經(jīng)常有高頻電流。優(yōu)點(diǎn)：通道的工作狀態(tài)可得到經(jīng)常監(jiān)視，可靠性高。③移頻方式正常情況下，發(fā)信機(jī)發(fā)出一種頻率的高頻電流，用以監(jiān)視通道及閉鎖保護(hù)，故障時(shí)移頻。①經(jīng)常無(wú)高頻電流（故障時(shí)發(fā)信）正常情況下，發(fā)信機(jī)不發(fā)信，通道中無(wú)高頻電流通過(guò)；故障時(shí)發(fā)信機(jī)由起動(dòng)元件起動(dòng)發(fā)信，通道中有高頻電流；優(yōu)點(diǎn)：對(duì)鄰近通道影響少，收發(fā)信機(jī)壽命長(zhǎng)。第19頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、由傳送信號(hào)的性質(zhì)分：傳送跳閘信號(hào)：線路內(nèi)部故障時(shí)，直接引起 保護(hù)跳閘的信號(hào)傳送允許信號(hào)：線路內(nèi)部故障時(shí)，將保護(hù) 開(kāi)放，允許保護(hù)跳閘的信號(hào)傳送閉鎖信號(hào)：線路外部故障時(shí)，將保護(hù) 閉鎖的信號(hào)第20頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、傳遞閉鎖信號(hào)方式特點(diǎn)：a.不受通道破壞的影響b.不用鑒別信號(hào)源（是對(duì)側(cè)還是本側(cè)）收不到這種高頻信號(hào)是高頻保護(hù)跳閘的必要條件。當(dāng)故障發(fā)生在正前方，則停信，本側(cè)收不到高頻信號(hào)則跳閘。第21頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、傳遞允許信號(hào)方式特點(diǎn)：a.受通道破壞影響b.信號(hào)源必須要鑒別是對(duì)側(cè)還是本側(cè)發(fā)出的高頻信號(hào)收到這種高頻信號(hào)是高頻保護(hù)動(dòng)作跳閘的必要條件。①本側(cè)功率方向繼電器判斷故障發(fā)生在正前方時(shí)發(fā)信，保護(hù)繼電器要?jiǎng)幼鳌＂谑盏綄?duì)側(cè)的高頻信號(hào)則跳閘。第22頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、傳遞跳閘信號(hào)方式特點(diǎn)：a.受通道破壞影響b.信號(hào)源不要鑒別例如線路兩側(cè)均裝設(shè)距離保護(hù)，I段采用方向阻抗繼電器，I段動(dòng)作既跳開(kāi)本側(cè)斷路器，同時(shí)發(fā)信讓對(duì)側(cè)跳開(kāi)斷路器。收到這種信號(hào)是保護(hù)動(dòng)作 于跳閘的充要條件。當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障而繼電器動(dòng)作時(shí)，發(fā)信、收信后則跳閘。第23頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、方向高頻保護(hù)1、高頻閉鎖方向保護(hù)①定義：以高頻通道經(jīng)常無(wú)電流而外部故障時(shí)發(fā)出閉鎖信號(hào)的方式構(gòu)成的保護(hù)。此閉鎖信號(hào)由短路功率方向?yàn)樨?fù)的一端發(fā)出，這個(gè)信號(hào)被兩端的收信機(jī)所接收而把保護(hù)閉鎖，稱為高頻閉鎖方向保護(hù)。第24頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)故障發(fā)生于線路BC的范圍內(nèi)，則短路功率Sd的方向如圖所示。此時(shí)，BC兩端的方向高頻保護(hù)3和4的功率為正，保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于跳閘，故保護(hù)3、4均不發(fā)出高頻閉鎖信號(hào)，故在保護(hù)起動(dòng)后，即可瞬時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)兩端的斷路器。dABCD123456②基本原理：SdSdSdSd（+）（+）（+）（+）（-）（-）第25頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)非故障線路AB和CD，其靠近故障點(diǎn)一端的保護(hù)2和保護(hù)5的功率方向?yàn)樨?fù)，則該端的保護(hù)發(fā)出高頻閉鎖信號(hào)，此信號(hào)一方面被自己的接收機(jī)接收，同時(shí)經(jīng)高頻通道把信號(hào)送到對(duì)端的保護(hù)，保護(hù)裝置1、2和5、6都被高頻信號(hào)閉鎖。保護(hù)不會(huì)將線路AB和CD錯(cuò)誤的切除。ABCD12d3456SdSdSdSd高頻信號(hào)高頻信號(hào)（+）（+）（-）（+）（+）（-）閉鎖閉鎖第26頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③保護(hù)裝置組成：起動(dòng)元件I1和I2，其靈敏度選擇的不同，靈敏度較高的起動(dòng)元件I1只用來(lái)起動(dòng)高頻發(fā)信機(jī)以發(fā)出閉鎖信號(hào)，而靈敏度較低的起動(dòng)元件I2則準(zhǔn)備好跳閘回路。功率方向元件3用以判別短路的方向，4ZJ用在內(nèi)部故障時(shí)，停止發(fā)出高頻信號(hào)，5ZJ用以控制保護(hù)的跳閘回路。（5ZJ有動(dòng)作線圈和制動(dòng)線圈）I2+I1+4ZJ5ZJ+--收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘UJ第27頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a.外部故障（假設(shè)故障發(fā)生在線路右側(cè)保護(hù)之外）線路左側(cè)保護(hù)功率方向?yàn)檎?，右?cè)保護(hù)功率方向?yàn)樨?fù)，此時(shí)，兩側(cè)的啟動(dòng)元件I1均動(dòng)作，經(jīng)過(guò)4ZJ的常閉觸點(diǎn)啟動(dòng)發(fā)信機(jī)，發(fā)信機(jī)發(fā)出的閉鎖信號(hào)一方面為自己的收信機(jī)所接收，一方面經(jīng)高頻通道，被對(duì)端的收信機(jī)接收。當(dāng)收到信號(hào)后，5ZJ的制動(dòng)線圈中有電流，即把保護(hù)閉鎖，起動(dòng)元件I2也同時(shí)動(dòng)作閉合其觸點(diǎn)，準(zhǔn)備了跳閘回路，在Sd為正的一端，方向元件3動(dòng)作使4ZJ起動(dòng)，觸點(diǎn)斷開(kāi)停止發(fā)信，同時(shí)給5ZJ的工作線圈加入電流，在Sd為負(fù)的一端，方向元件不啟動(dòng)，4ZJ不動(dòng)作，故發(fā)信機(jī)繼續(xù)發(fā)送閉鎖信號(hào)，I2+I1+4ZJ5ZJ+--收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘UJ左側(cè)Sd為正方向元件動(dòng)作4ZJ起動(dòng)觸點(diǎn)斷開(kāi)停止發(fā)信右側(cè)Sd為負(fù),方向元件不動(dòng)作4ZJ不動(dòng)作觸點(diǎn)閉合繼續(xù)發(fā)信I2動(dòng)作準(zhǔn)備好跳閘回路故障時(shí)I1先動(dòng)作第28頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月線路左側(cè)保護(hù)的5ZJ中兩個(gè)線圈均有電流，保護(hù)被閉鎖。線路右側(cè)保護(hù)的5ZJ中只有制動(dòng)線圈有電流，5ZJ不能動(dòng)作，保護(hù)被閉鎖。I2+I1+4ZJ5ZJ+--收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘UJ第29頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月I2+I1+4ZJ5ZJ+--收發(fā)信信機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘UJb.兩端供電線路內(nèi)部故障兩端保護(hù)的I1和I2均動(dòng)作，其后兩端方向元件3和4ZJ也動(dòng)作，兩端發(fā)信機(jī)均停信，這時(shí)5ZJ中就只有工作線圈中有電流，故能立即動(dòng)作使兩端的斷路器跳閘。發(fā)信機(jī)停信5ZJ中就只有工作線圈中有電流,5ZJ動(dòng)作第30頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月c.單端供電線路內(nèi)部故障當(dāng)只從一端供電的線路內(nèi)部故障時(shí)，在受電端的半套保護(hù)不啟動(dòng)，也不發(fā)高頻信號(hào)，而在電源端的保護(hù)則能夠立即動(dòng)作使電源端的斷路器跳閘。I2+I1+4ZJ5ZJ+--收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘UJ電源端受電端第31頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月I2+I1+4ZJ5ZJ+--收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘UJd.系統(tǒng)振蕩對(duì)接于相電流和相電壓（或線電壓）上的功率方向元件，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩且振蕩中心位于保護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，由于兩端的功率方向均為正，保護(hù)將要誤動(dòng)，而對(duì)于反應(yīng)負(fù)序或零序的功率方向元件，則不受振蕩的影響。（振蕩時(shí)三相對(duì)稱）當(dāng)振蕩中心位于保護(hù)范圍以外時(shí)，保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)!第32頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月④整定計(jì)算：起動(dòng)發(fā)信機(jī)電流繼電器I1（靈敏元件）的動(dòng)作電流：起動(dòng)保護(hù)繼電器I2

（不靈敏元件）的動(dòng)作電流：靈敏度校驗(yàn)：第33頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、高頻閉鎖負(fù)序方向保護(hù)+收發(fā)信信機(jī)機(jī)2ZJ-跳閘U2過(guò)濾器Ｉ２過(guò)濾器GJ21ZJ+++3ZJ-UaUbUc由于當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩且振蕩中心位于保護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，兩端的功率方向均為正，高頻閉鎖方向保護(hù)可能誤動(dòng)，廣泛采用高頻閉鎖負(fù)序方向保護(hù)。第34頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要組成元件：I2、U2過(guò)濾器，雙向動(dòng)作的負(fù)序功率方向元件GJ2，具有工作線圈和制動(dòng)線圈的極化繼電器2ZJ，串接于起動(dòng)發(fā)信機(jī)回路中帶延時(shí)返回的中間繼電器1ZJ及出口跳閘繼電器3ZJ。+收發(fā)信信機(jī)機(jī)2ZJ-跳閘U2過(guò)濾器Ｉ２過(guò)濾器GJ21ZJ+++3ZJ-UaUbUc負(fù)序功率方向元件帶延時(shí)返回的中間繼電器極化繼電器出口跳閘繼電器第35頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a.當(dāng)內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)GJ2的觸點(diǎn)均向下閉合，使2ZJ工作線圈帶電，兩端的發(fā)信機(jī)均不能起動(dòng)，由于兩側(cè)均不發(fā)信，收信機(jī)收不到閉鎖信號(hào)沒(méi)有制動(dòng)信號(hào)，故2ZJ觸點(diǎn)閉合，通過(guò)3ZJ動(dòng)作于跳閘。+收發(fā)信信機(jī)機(jī)2ZJ-跳閘U2過(guò)濾器Ｉ２過(guò)濾器GJ21ZJ+++3ZJ-UaUbUcSd為正，GJ2向下閉合觸點(diǎn)Sd為負(fù)，GJ2向上閉合觸點(diǎn)2ZJ動(dòng)作繞組有電流2ZJ制動(dòng)繞組無(wú)電流第36頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b.當(dāng)外部故障時(shí)，靠近故障點(diǎn)一側(cè)的GJ2觸點(diǎn)向上閉合，經(jīng)1ZJ的電流線圈而起動(dòng)發(fā)信機(jī)，1ZJ觸點(diǎn)閉合以后，又經(jīng)電阻R實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)信機(jī)的附加起動(dòng)發(fā)出閉鎖信號(hào)從而把兩端的保護(hù)閉鎖。+收發(fā)信信機(jī)機(jī)2ZJ-跳閘U2過(guò)濾器Ｉ２過(guò)濾器GJ21ZJ+++3ZJ-UaUbUc2ZJ制動(dòng)繞組有電流附加起動(dòng)追加發(fā)信第37頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月c.當(dāng)三相對(duì)稱短路時(shí)，由于三相短路的初瞬總有一個(gè)不對(duì)稱的過(guò)程。若為內(nèi)部三相短路則在短路初瞬，GJ2觸點(diǎn)向下閉合，兩側(cè)發(fā)信機(jī)均不發(fā)信，通過(guò)2ZJ和3ZJ瞬時(shí)跳開(kāi)兩側(cè)的斷路器。若為外部故障，則在其初瞬，GJ2觸點(diǎn)向上閉合給1ZJ線圈供電，同時(shí)起動(dòng)發(fā)信機(jī)發(fā)信，并通過(guò)R實(shí)現(xiàn)附加起動(dòng)，（通過(guò)1ZJ的線圈直接起動(dòng)發(fā)信機(jī)主要是提高發(fā)信速度）。當(dāng)負(fù)序消失后，由于1ZJ采用帶延時(shí)返回的中間繼電器（繞組中接有大容量電容），所以此時(shí)，發(fā)信機(jī)仍然發(fā)出閉鎖信號(hào)，直到故障線路的高頻保護(hù)將故障切除后短路電流消失，同時(shí)，負(fù)序也消失，故保護(hù)均不動(dòng)作。第38頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月整定計(jì)算：高頻閉鎖負(fù)序方向保護(hù)第39頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、高頻閉鎖距離保護(hù)高頻閉鎖方向保護(hù)只能用作本線路的全線快速保護(hù)，不能作為變電所母線和相鄰線路的后備。由于在距離保護(hù)中所用的主要繼電器（如起動(dòng)元件、方向阻抗元件等）均可用于高頻保護(hù)中，故可把兩者結(jié)合起來(lái)，做成高頻閉鎖距離保護(hù)，使得內(nèi)部故障時(shí)能夠瞬時(shí)動(dòng)作而在外部故障時(shí)具有不同的時(shí)限特性，起到后備保護(hù)的作用。距離保護(hù)只能在線路中間60%-70%長(zhǎng)度的范圍內(nèi)瞬時(shí)切除故障，而其余30%-40%要以一端帶有II段的時(shí)限來(lái)切除。第40頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

G

~距離保護(hù)各段動(dòng)作區(qū)域示意圖

G

~2134CABD1.距離Ⅰ段2.距離Ⅱ段⒊距離Ⅲ段60%~70%第41頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ZIII+1ZJ收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘tIIZIItIIIZI2ZJ工作原理：①靈敏元件ZIII首先起動(dòng)通過(guò)1ZJ常閉觸點(diǎn)啟動(dòng)發(fā)信。②若故障在A側(cè)I段范圍內(nèi)，則ZI，ZII，ZIII均動(dòng)作，ZI動(dòng)作，不管有無(wú)閉鎖信號(hào)，A側(cè)保護(hù)均立即跳閘，同時(shí)ZII動(dòng)作使1ZJ動(dòng)作，觸點(diǎn)斷開(kāi)，停止發(fā)信。對(duì)于B側(cè)，故障在I段范圍時(shí)，保護(hù)動(dòng)作同A側(cè)，故障在II段范圍時(shí)，ZII。ZIII均動(dòng)作，其ZII動(dòng)作使1ZJ動(dòng)作，停止發(fā)信。兩側(cè)均停信，收信機(jī)無(wú)輸出，2ZJ不動(dòng)作，保護(hù)通過(guò)2ZJ常閉觸點(diǎn)瞬時(shí)跳閘。三段啟動(dòng)元件可以采用方向阻抗繼電器嗎？啟動(dòng)發(fā)信機(jī)發(fā)信瞬時(shí)動(dòng)作跳閘1ZJ觸點(diǎn)斷開(kāi)停信收信機(jī)無(wú)輸出經(jīng)2ZJ直接跳閘A側(cè)I段范圍內(nèi)故障A側(cè)II段范圍內(nèi)故障第42頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ZIII+1ZJ收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘tIIZIItIIIZI2ZJ③若A側(cè)II段范圍內(nèi)故障，A側(cè)ZII，ZIII動(dòng)作，ZII動(dòng)作使1ZJ動(dòng)作觸點(diǎn)斷開(kāi)，停信，若對(duì)側(cè)也沒(méi)發(fā)信（第一種情況），則2ZJ不動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合，通過(guò)2ZJ觸點(diǎn)而瞬時(shí)跳閘，若故障發(fā)生在相鄰下條線路，則對(duì)側(cè)的ZIII動(dòng)作，ZI、ZII不動(dòng)作，ZIII動(dòng)作后，通過(guò)1ZJ的常閉觸點(diǎn)而起動(dòng)發(fā)信，高頻信號(hào)傳到本側(cè)，收信機(jī)有輸出，2ZJ的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，閉鎖本側(cè)的保護(hù)。若在tII時(shí)間內(nèi)ZII一直動(dòng)作，說(shuō)明高頻保護(hù)失靈，以tII時(shí)間動(dòng)作跳閘。故障在本線路范圍內(nèi)且在對(duì)側(cè)保護(hù)的I段范圍內(nèi)故障在相鄰下一條線路I段范圍內(nèi)兩種情況第43頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ZIII+1ZJ收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘tIIZIItIIIZI2ZJ在高頻閉鎖距離保護(hù)中，距離Ⅰ、Ⅱ段阻抗元件需采用何種阻抗繼電器？距離Ⅲ段的阻抗元件可采用何種阻抗繼電器？距離Ⅲ段可否采用偏移阻抗繼電器？若可以的話，需滿足什么條件？在高頻閉鎖距離保護(hù)中，距離Ⅰ、Ⅱ段的阻抗元件需采用方向阻抗繼電器，距離Ⅲ段的測(cè)量元件可采用全阻抗繼電器和偏移阻抗繼電器。為實(shí)現(xiàn)在外部故障時(shí)，高頻保護(hù)能可靠閉鎖，偏移阻抗繼電器反方向的偏移度應(yīng)大于線路對(duì)側(cè)距離保護(hù)Ⅱ段的保護(hù)范圍。第44頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、相差動(dòng)高頻保護(hù)利用高頻電流信號(hào)，比較線路兩端電流的相位，進(jìn)而決定其是否動(dòng)作的保護(hù)。1、基本原理比較被保護(hù)線路兩端短路電流的相位。（采用電流給定正方向?yàn)橛赡妇€流向線路）保護(hù)保護(hù)第45頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AId1..保護(hù)保護(hù)BId1..d1tiAId1..BId1..AId1..BId1..當(dāng)d1點(diǎn)故障時(shí)，兩側(cè)電源提供的短路電流Id1.A和Id1.B都是從母線流向線路，兩端電流相位相同，保護(hù)應(yīng)動(dòng)作。第46頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月保護(hù)保護(hù)d2AId2..BId2..AId2..BId2..AId2..BId2..ti當(dāng)d2點(diǎn)故障時(shí)，兩側(cè)保護(hù)感受的短路電流是由A側(cè)電源提供的，A側(cè)Id2.A從母線流向線路，B側(cè)Id2.B從線路流向母線，兩端電流相位相差180°，保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。第47頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)采用高頻通道經(jīng)常無(wú)電流，而在外部故障時(shí)發(fā)出高頻電流的方式構(gòu)成高頻閉鎖保護(hù)時(shí)，當(dāng)短路電流為正半周，使它操作高頻發(fā)信機(jī)發(fā)信，而在負(fù)半周則停止發(fā)信。工作方式：高頻通道經(jīng)常無(wú)電流（故障時(shí)發(fā)信）傳遞信號(hào)性質(zhì)：閉鎖信號(hào)第48頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①當(dāng)內(nèi)部故障時(shí)，由于兩端的電流同相位，它們將同時(shí)發(fā)出閉鎖信號(hào)也同時(shí)停止閉鎖信號(hào)，故從兩端收信機(jī)所收到的高頻電流就是間斷的高頻電流信號(hào)。tiAId1..BId1..兩個(gè)電流相位相同但幅值可能不同第49頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②當(dāng)外部故障時(shí)，由于兩端電流的相位相反，兩個(gè)高頻電流發(fā)出的時(shí)間就相差180°。從兩端收信機(jī)中所收到的總信號(hào)就是一個(gè)連續(xù)不斷的高頻電流，使保護(hù)閉鎖。所以在外部故障時(shí)，由對(duì)端送來(lái)的高頻脈沖電流正好填滿本端高頻脈沖的空隙而使本端的保護(hù)閉鎖。tiAId1..BId1..第50頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、比相回路

在發(fā)生故障時(shí)，靈敏度不同的兩套起動(dòng)元件都應(yīng)動(dòng)作，靈敏度高的低定值起動(dòng)元件動(dòng)作后，啟動(dòng)高頻發(fā)信機(jī)發(fā)信，靈敏度低的高定值起動(dòng)元件動(dòng)作后，使比相和出口回路開(kāi)放，當(dāng)收信機(jī)收到高頻電流，輸出為正時(shí),與門(mén)被封鎖,出口無(wú)跳閘輸出。t1

00

t2與門(mén)收信機(jī)輸出高定值啟動(dòng)元件出口跳閘鑒寬間隔大于t1展寬到t2a.定義：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稱為相位比較回路。在外部故障時(shí)，收信機(jī)收到連續(xù)的高頻電流，比相回路無(wú)輸出，保護(hù)被閉鎖。第51頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在內(nèi)部故障時(shí)，收信機(jī)收到間斷的高頻電流，在高頻電流間斷期間，收信機(jī)輸出為“負(fù)”，“否”元件有輸出，當(dāng)間斷時(shí)間大于一定的角度（由各種誤差使保護(hù)誤動(dòng)而設(shè)置的閉鎖角）時(shí)，延時(shí)t1的元件有輸出，此輸出脈沖被展寬元件展寬t2后，作用于出口跳閘。實(shí)際上，高頻電流的間斷角為時(shí)，則兩端電流的相位差即為ti外部故障時(shí)內(nèi)部故障時(shí)180o理論上第52頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b.閉鎖角：為保證外部故障時(shí)，比相元件不動(dòng)作，即高頻收信機(jī)輸出間斷時(shí)間小于t1,必須使外部故障時(shí)兩端操作電流的相位差滿足：稱為閉鎖角，即能使保護(hù)閉鎖的高頻電流最大間斷角。保證內(nèi)部故障時(shí)比相元件能夠動(dòng)作的條件為：把又稱相差保護(hù)的動(dòng)作角。間斷角越小，對(duì)保護(hù)的閉鎖越可靠。理論上外部故障時(shí)，間斷角為0o，內(nèi)部故障時(shí)，間斷角為180o。如果兩端電流相位差滿足則高頻電流間斷角一定大于第53頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月c.影響閉鎖角的因素：④其它誤差因素，裕度角③高頻電流傳輸延時(shí)相位差②兩端操作元件的角度誤差①兩端電流互感器誤差一般整定為45°~60°第54頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、原理接線收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘I1+KI2過(guò)濾器Ｉ２過(guò)濾器I2I1I4I3JJXB啟動(dòng)操作起動(dòng)元件由I1-I4組成，其中I1和I2接入相電流作為三相短路的起動(dòng)元件，I3、I4接入負(fù)序電流過(guò)濾器作為不對(duì)稱短路的起動(dòng)元件。I1和I3的整定比較靈敏，動(dòng)作后去起動(dòng)發(fā)信機(jī)發(fā)信，I2和I4則較不靈敏，動(dòng)作后開(kāi)放相位比較回路并準(zhǔn)備經(jīng)過(guò)JJ的觸點(diǎn)去跳閘。第55頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作元件由的復(fù)合過(guò)濾器和操作互感器CH組成，復(fù)合過(guò)濾器將三相電流復(fù)合成一個(gè)單相電流，它能夠正確的反應(yīng)各種故障，過(guò)濾器輸出的電流經(jīng)CH變成電壓去操作發(fā)信機(jī)在正半周發(fā)信，負(fù)半周停信。實(shí)際在高頻保護(hù)中進(jìn)行相位比較的就是復(fù)合以后的電流。當(dāng)起動(dòng)元件I2（或I4）和JJ同時(shí)動(dòng)作時(shí)，保護(hù)裝置即可瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘。收發(fā)信信機(jī)機(jī)跳閘I1+KI2過(guò)濾器Ｉ２過(guò)濾器I2I1I4I3JJXB啟動(dòng)操作CH第56頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月操作電流采用在內(nèi)部對(duì)稱短路時(shí)，由于，利用一相的作為操作電流。在內(nèi)部不對(duì)稱短路時(shí)，利用K倍的分量，只要K取得足夠大，就可以保證兩端電流接近于同相，因?yàn)閮啥说氖怯啥搪伏c(diǎn)的同一負(fù)序電壓所產(chǎn)生，除了電流互感器和保護(hù)裝置本身的相位誤差外，其相差僅由兩側(cè)阻抗角的不同所引起，由于利用了負(fù)序分量的電流就可改變保護(hù)的工作條件、提高靈敏性，故在選擇系數(shù)K時(shí)，應(yīng)使分量在過(guò)濾器中占主要地位，一般K取6~8。第57頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四章習(xí)題：1、常用的高頻保護(hù)有哪幾種？試述它們的工作原理。2、何謂閉鎖信號(hào)、允許信號(hào)和跳閘信號(hào)，采用閉鎖信號(hào)有何優(yōu)點(diǎn)？3、相差高頻保護(hù)和高頻閉鎖方向保護(hù)為何均采用兩個(gè)靈敏度不同的起動(dòng)元件？4、高頻閉鎖距離保護(hù)中的距離元件可否采用全阻抗繼電器？為什么？5、什么叫相差高頻保護(hù)的閉鎖角？如何選擇閉鎖角？第58頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月填空題

4-1線路縱差動(dòng)保護(hù)是通過(guò)比較被保護(hù)線路首、末端_____的原理實(shí)現(xiàn)的,因此它不反應(yīng)_____。4-2縱差保護(hù)的一次動(dòng)作電流可按_____和_____兩個(gè)條件進(jìn)行選擇，輸電線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)常采用_____和_____兩種原理接線。4-3在高頻保護(hù)中，按高頻通道傳送信號(hào)的性質(zhì)可分為傳送_____、_____和_____三種類型。在高頻閉鎖距離保護(hù)中，其保護(hù)啟動(dòng)元件必須采用_____繼電器。4-4電力系統(tǒng)高頻保護(hù)是利用非故障線路靠近_____一側(cè)向本端及本線路對(duì)端發(fā)出_____，保證非故障線路不跳閘。第59頁(yè)，課件共66頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4-5相差高頻保護(hù)的基本原理是比較被保護(hù)線路兩側(cè)_____，而高頻閉鎖方向保護(hù)則是比較兩側(cè)_____。4-6

相差高頻保護(hù)是比較被保護(hù)線路兩端的短路電流的相位。保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)，兩端電流相位_____，由對(duì)端發(fā)出的_____不能填滿空隙，保證了內(nèi)部故障時(shí)兩端跳閘，而當(dāng)保護(hù)范圍外部故障時(shí)，由于兩端電流相位_____，由對(duì)端送來(lái)的_____正好填滿空隙，使本端的保護(hù)_____。4-7

相差高頻保護(hù)中比相元件的作用是根