西南交大继电保护课件――第四章 输电线路纵联保护.ppt

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1、电力系统继电保护原理第四章输电线纵联保护第一节输电线纵联差动保护一、基本原理电流保护：Ⅰ段保护范围有限距离保护：Ⅰ段保护范围为线路全长的80—85%其余线路故障（如：15—20%），只能由第二段的时限切除电力系统稳定运行：重要线路不允许实现线路全长范围内故障的无时限切除！输电线路纵联保护：用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。内部故障时跳闸外部故障或正常运行时不跳闸环流法内部故障时：外

2、部故障或正常负荷时：跳闸不动作∑I——电流综合器均压法内部故障时:GBm与GBn之间有电流,GBm、GBn的原边有较大电流流过，起动继电器跳闸外部故障或正常负荷时：GBm与GBn之间无电流流过，不会起动继电器跳闸二、基于光纤的纵联差动保护动作特性环流法和均压法适用于短线路，对于长距离和超长距离的输电线路，采用光纤通道十分必要。基于光纤的纵联差动保护有如下原理：分相电流差动原理分相故障分量差动原理零（负）序电流差动原理以分相故障分量为例进行说明实际动作特性三、影响输电线纵联差动保护正确工作的因素电流互感器的误差和不平衡电流导引线的阻抗

3、和分布电容导引线的故障和感应过电压光纤通道的延时差动保护能无延时反应被保护设备内部故障，但要同时检测和比较被保护设备引出端电流的大小和相位，对发电机、变压器等主设备易实现，对长度在数十公里以上的超高压输电线，一种方法是采用光纤通道。另一种办法将线路两端的电流相位（或功率方向）转变为高频信号，实现各端电流相位（或功率方向）的比较。即高频保护或载波保护。一、高频保护的基本概念第二节输电线路高频保护高频保护是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护。用于高压和超高压输电线路，是无时限快速原理保护。按工作原理的可分为两种。方向高频保护是比较线

4、路两端的功率方向，相差高频保护是比较两端电流的相位。“导线—大地”制，只需在一相线路上装设通道设备。缺点是高频信号的衰耗和受到的干扰都比较大。二、高频通道的构成原理我国广泛采用！（1）阻波器为使高频信号只能在指定载波通道内传输而不穿越到相邻线路上，采用由电感线圈L和可变电容器C并联的阻波器。其并联谐振频率（50～300kHz），对高频信号呈现极大阻抗，对工频信号只表现约0.04小阻抗，不妨碍工频能量传输。（2）结合电容器为使收、发信机与工频高压绝缘，同时使工频对地泄漏电流减到极小，采用它，对工频信号呈现非常大的阻抗。（3）连接滤波器

5、由一个可调空心变压器及结合电容器组成不对称带通滤波器，使所需频带的高频电流能通过。带通滤波器从线路一侧看入的阻抗与输电线路波阻抗（约为400）匹配，而从电缆一侧看入的阻抗，与高频电缆波阻抗（100）匹配。可避免高频信号的电磁波在传送中发生反射，减少高频能量附加衰耗。（4）高频收、发信机收信机由继电保护控制，通常在电力系统发生故障时，保护部分起动之后它才发出信号，有时也可采用长期发信故障时停信或改变信号频率的方式。高频收信机接收由本端和对端所发送的高频信号，经过比较判断之后，再动作于继电保护，使之跳闸或将它闭锁。（5）接地刀闸当检修连

6、接滤波器时，接通接地刀闸6，使结合电容器下端可靠接地。三、高频信号的利用方式高频通道工作方式经常无高频电流（即故障时发信）经常有高频电流（即长期发信）在这两种方式中，以传送信号性质，分以下三种：闭锁信号：收不到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。结合高频保护的工作原理，当外部故障时，由一端的保护发出高频闭锁信号将两端的保护闭锁，而当内部故障时，两端均不发因而也收不到闭锁信号，保护即可动作于跳闸。允许信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。因此当内部故障时，两端保护应同时向对端发出允许信号，使保护装置能够动作于跳闸，而当外部

7、故障时，则收不到这种信号，因而保护不能跳闸。跳闸信号：收到这种信号是保护动作于跳闸的充分而必要条件。实现这种保护是利用装设在每一端的电流速断、距离1段或零序速断等保护，当其保护范围内部故障而动作于跳闸的同时，还向对端发出跳闸信号，可以不经过其它控制元件而直接使对端的断路器跳闸。采用这种工作方式时，两端保护的构成比较简单，无需互相配合，但是必须要求每端发送跳闸信号保护的动作范围小于线路的全长，而两端保护动作范围之和应大于线路的全长。前者是为了保证动作的选择性，后者则是为了保证全线上任一点故障的快速的动作。四、相差动高频保护的基本原理

8、1、保护原理比较被保护线路两端短路电流相位。电流给定正方向由母线流向线路。这样当保护范围内部故障时，由于两端的电流同相位，图3中的（）和（），它们将同时发出闭锁信号也同时停止闭锁信号，如图（）和（）所示，因此，从两端收信机所收到的高频