高压输电线路纵联保护

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1、高压输电线路纵联保护输电线路纵联保护按构成原理可分为纵联差动保护、纵联方向保护和纵联距离保护。利用被保护线路两端电流的大小和相位来判断区内外故障的纵联保护称为纵联差动保护；利用被保护线路两端短路功率方向来判断区内外故障的纵联保护称为纵联方向保护；若测量短路功率方向的方向元件用方向阻抗元件来实现，则这种纵联方向保护又称为纵联距离保护。一、纵联保护通道直接传送或间接传送两端的电气量的通道有:导引线通道高频载波通道微波通道光纤通道。1、导引线通道导引线通道就是用二次电缆将线路两侧保护的电流回路联系起来，主要问题是导引线通道长度与输电线路相当，敷设困难；通道发生断线、

2、短路时会导致保护误动，运行中检测、维护通道困难；导引线较长时电流互感器二次阻抗过大导致误差增大。导引线通道构成的纵联保护仅用于短线路上。2.高频载波通道高频载波通道是利用电力线路、高频信号加工设备、收发信机构成的一种有线通信通道，以载波通道构成的线路纵联保护也称为高频保护。载波信号（又称高频信号）频率为50－400kHz。利用一相输电线和大地构成的通信通道称为“相-地制”通道，3.微波通道微波通道为无线通信方式，采用频率为2000MHz、6000～8000MHz，主要用于电力系统通信，由定向天线、连接电缆、收发信机组成。微波通道容量大，不存在通道拥挤问题，没有

3、载波通道当线路故障时衰耗加大的问题，但设备昂贵，每隔40～60km需加设微波中继站，维护困难，因此微波通道仅在个别载波通道应用确实困难的线路上用于纵联保护。4.光纤通道光纤结构如图3.23（a）所示,纤芯由高折射率的高纯度二氧化硅材料制成，直径仅100～200μm，用于传送光信号。包层为掺有杂质的二氧化硅，作用是使光信号能在纤芯中产生全反射传输。涂覆层及套塑用来加强光纤机械强度。图3.24专用光纤方式连接图3.25数字复接方式连接（单侧示意图）串/并、编码、电/光G703国标接口转换SDH数字传输装置光缆二、纵联差动保护1．纵联电流差动保护原理图3.26纵联电

4、流差动保护原理2．光纤分相差动保护光纤分相差动保护采用光纤通道，本侧三相电流和对侧三相电流分别进行差动。输电线路两侧电流采样信号通过编码变成码流形式后转换成光信号经光纤送至对侧保护，保护装置收到对侧传来的光信号先解调为电信号再与本侧保护的电流信号构成差动保护图3.27分相电流差动保护启动元件逻辑框图图3.28比例差动特性示意图图3.29分相电流差动保护原理框图1）内部故障情况起动元件开放出口继电器正电源，故障相电流差动元件动作，同时向对侧保护发出“差动保护动作”信号。本侧保护起动且收到对侧“差动保护动作”信号情况下，故障相电流差动元件向跳闸逻辑部分发出分相电流

5、差动元件动作信号。2）外部故障情况保护起动元件起动，但两侧分相电流差动元件均不会动作，也收不到对侧保护的“差动保护动作”信号，保护不出口跳闸。3）TA断线情况系统正常运行时若TA断线，差动电流大小为负荷电流。TA断线瞬间，断线侧的起动元件和差动继电器可能动作，但对侧的起动元件不动作，不会向本侧发差动保护动作信号，从而保证纵联差动不会误动。TA断线元件判据为有自产零序电流（三相电流求和得到的零序电流）而无零序电压，延时10秒动作。TA断线元件动作后可以闭锁差动保护防止再发生外部故障时保护误动，同时发出“TA断线”告警信号。三、纵联方向保护1．纵联方向保护基本原理

6、（1）利用故障方向识别区内外故障的方法。图3.30为比较线路两侧故障方向的纵联方向保护原理示意图。图3.33不对称短路复合序网分解图（a）短路状态；（b）短路前状态；（c）短路附加状态图3.34两端电源线路发生短路故障的网络状态图图3.35线路正反向故障时的正序附加状态网络图图2.纵联方向保护需要考虑的问题断路器位置停信图3.40闭锁式纵联方向保护正常运行程序框图图3.42闭锁式纵联方向保护故障测量程序框图图3.43“功率倒向“示意图四、纵联距离、零序方向保护图3.46允许式纵联距离零序保护故障测量程序框图