第四章电网的差动保护

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 电网的差动保护,第一节 电网的纵联差动保护,第二节 平行线路横联差动方向保护,第一节,电网的纵联差动保护,电流、电压和距离保护属于单端保护，不能瞬时切除保护范围内任何地点的故障。这就不能满足高压输电线路系统稳定的要求。如何保证瞬时切除高压输电线路故障？,解决办法：,采用线路纵差动保护,线路纵差动保护,是利用比较被保护元件始末端电流的大小和相位的原理来构成输电线路保护的。当在被保护范围内任一点发生故障时，它都能瞬时切除故障。,、纵联差动保护的工作原理,电网的纵联差动保护反应被保护线路首末两端电流的大小和相位，保护整条线路，全线速动。纵联差动保护原理接线如下图所示。,流入继电器的电流为,I,2,I,2,，,即为电流互感器二次电流的差。,差回路：继电器回路。,正常运行：,流入差回路的电流,外部短路：,流入差回路中的电流为,被保护线路在正常运行及区外故障时，在理想状态下，流入差动保护差回路中的电流为零。实际上，差回路中还有一个不平衡电流,I,unb,。差动继电器,KD,的起动电流是按大于不平衡电流整定的，所以，在被保护线路正常及外部故障时差动保护不会动作。,内部短路：,流入差动保护回路的电流为,被保护线路内部故障时，流入差回路的电流远大于差动继电器的起动电流，差动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，断开线路两侧断路器。,结论：,1,、,差动保护灵敏度很高,2,、,保护范围稳定,3,、可以实现全线速动,4,、,不能作相邻元件的后备保护,二、纵联差动保护的不平衡电流,1,稳态情况下的不平衡电流,该不平衡电流为两侧电流互感器励磁电流的差。差动回路中产生不平衡电流最大值为,式中,K,err,一电流互感器,10,误差；,K,st,电流互感器的同型系数，两侧电流互感器为同型号时，取,0.5,，否则取,l,；,I,d,max,被保护线路外部短路时，流过保护线路的最大短路电流。,2,暂态不平衡电流,纵联差动保护是全线速动保护，需要考虑在外部短路时暂态过程中差回路出现的不平衡电流,其最大值为,式中,K,np,非周期分量的影响系数，在接有速饱和变流器时，取为,1,，否则取为,1.5,2,。,三、纵联差动保护的整定计算,差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大不平衡电流整定,为防止电流互感器二次断线差动保护误动，按躲开电流互感器二次断线整定,灵敏度校验：,四、纵联差动保护的评价,优点：,全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响，灵敏度较高。,缺点：,需敷设与被保护线路等长的辅助导线，且要求电流互感器的二次负载阻抗满足电流互感器,10,的误差。这在经济上，技术上都难以实现。,需装设辅助导线断线与短路的监视装置，辅助导线断线应将纵联差动保护闭锁。,在输电线路中，只有用其它保护不能满足要求的短线路（一般不超过,5,7km,线路）才采用。,应用：,第二节 平行线路横联差动方向保护,一、横联差动方向保护的工作原理,横差方向保护：,是用于平行线路的保护装置，它装设于平行线路的两侧。其保护范围为双回线的全长。横差方向保护的动作原理是反应双回线路的电流及功率方向，有选择性地瞬时切除故障线路。,正常运行及外部发生短路：,两线路中的电流相等。两电流互感器差回路中的电流仅为很小的不平衡电流，小于继电器的起动电流，电流继电器不会起动。,内部故障时,：,如在线路,W,Ll,的,d,点发生短路，,M,侧电流继电器中的电流,当,I,r,I,op,时，电流继电器,1,动作。,功率方向继电器,2,承受正方向功率动作，功率方向继电器,3,承受负功率不动作，因而跳开,1QF,。,线路,N,侧：,流过差回路中的电流,当,I,r,I,op,时，电流继电器动作。,功率方向继电器,2,承受正功率，接点闭合，跳开,3QF,瞬时切除故障线路,W,L1,横差保护退出工作，非故障线路,W,L2,继续运行。,二、横联差动方向保护的相继动作区和死区,1,、相继动作区,相继动作：,线路两侧保护装置先后动作切除故障的方式。,相继动作区：,产生相继动作的范围。,2.,相继动作区长度的计算,假设相继动作区的临界点,d,的短路电流与,N,侧母线上的短路时的短路电流相等,M,侧保护中起动元件的一次动作电流为,依据电压平衡方程式,相继动作区的长度百分数,50%,3,、,死区,功率方向继电器采用,90,接线，但当出口发生三相短路时，母线残压为零，功率方向继电器不动作，这种不动作的范围称为死区。死区在本保护出口，在对侧保护的相继动作区内。在死区内发生三相短路，两侧横差保护都不能动作。死区的长度不允许大于被保护线路全长的,10,。,三、横联差动方向保护的整定计算,1,电流继电器的动作电流,（,l,）,为保证横差保护范围外故障保护不动作，横差保护的动作电流应按躲开外部短路最大不平衡电流整定,电流继电器的起动电流,（,2,）躲开单回线运行时的最大负荷电流,2,灵敏度校验,在平行的双回线路上，两侧的断路器都处在合闸位置。当区内发生故障时，应能保证至少有一侧保护有足够的灵敏度。为此，应在两侧保护灵敏度相等的那一点发生故障时，两侧都有足够的灵敏度。这样，当故障点向一侧移动时，靠近故障点的一侧保护的灵敏系数增大，而远离故障点的一侧保护的灵敏度必然下降。在相同灵敏系数点发生故障时，要求保护的灵敏度为,2,，即,当在相继动作区内短路时，一侧断路器已经断开的情况下要求另一侧保护的灵敏度系数,大于,1.5,。,四、横联差动方向保护的优缺点及应用范围,优点：,能够迅速而有选择性地切除平行线路上的故障，实现起来简单、经济，不受系统振荡的影响。,缺点：,存在相继动作区，当故障发生在相继动作区时，切除故障的时间增加,1,倍。保护装置还存在死区。需加装单回线运行时线路的主保护和后备保护。,适用于,66kV,及以下的平行线路上。,应用：,复习思考题：,4-1,纵联差动保护与电流保护的区别是什么？,4-2,纵联差动保护的原理及优缺点是什么？,4-3,横联差动保护的原理及优缺点是什么？,4-4,什么是横联差动保护的相继动作区？,4-5,什么是横联差动保护的死区？,