4输电线路的保护与监控

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,章,输,输,电,电线,路,路的,保,保护,与,与监,控,控,4-1,输电,线,线路,的,的保,护,护与,监,监控,配,配置,常见,故,故障,类,类型,：,：,三相短路,、,、两相短,路,路、两相,接,接地短路,和,和单相接,地,地短路,、断线,危害：,1,、,短路点通,过,过很大的,短,短路电流,，,，因而引,起,起电弧，使故障进,一,一步扩大,。,。,2,、,强大的短,路,路电流使,短,短路回路,中,中的电气,设,设备可能,遭,遭到破坏,。,。,3,、,可能造成,人,人身伤亡,。,。,4,、,可能影响,电,电力系统,的,的稳定运,行,行。,5,、,使用户的,正,正常供电,遭,遭到破坏,。,。,输电线路,不,不正常运,行,行的状态,过负荷、,过,过电压、,频,频率降低,、,、中性点,不,不接地系,统,统的单相,接,接地等,1,、保护配,置,置,根据电压,等,等级及重,要,要性划分,反映相,间,间短路故,障,障的电流,保,保护；,反映接,地,地故障的,保,保护；,反映阻,抗,抗变化的,距,距离保护,；,；,反映被,保,保护线路,两,两侧电气,量,量的高频,保,保护、光,纤,纤纵差保,护,护。,35kV,及以下的,小,小接地电,流,流系统中,，,，线路上,应,应装设反,映,映相间故,障,障和单相,接,接地故障,的,的保护装,置,置。当发,生,生相间故,障,障或接地,故,故障时，,保,保护装置,应,应保证动,作,作。对相,间,间故障，,一,一般装设,电,电流保护,；,；对于双,侧,侧电源供,电,电，还可,设,设置方向,电,电流保护,。,。,35kV,及以下,110,220kV,330-550kV,划分的几,个,个不同的,电,电压等级,一、概述,电力系统,继,继电保护,是,是电网安,全,全稳定运,行,行的重要,保,保证。因,此,此，继电,保,保护的安,全,全、可靠,运,运行，一,直,直受到电,网,网各级管,理,理部门的,高,高度重视,。,。特别是,当,当前，大,容,容量机组,的,的增加、,电,电网容量,的,的不断扩,大,大，电网,的,的安全稳,定,定运行问,题,题为重要,。,。因此，,对,对继电保,护,护装置的,可,可靠运行,，,，提出了,新,新的、更,高,高的标准,和,和要求。,1.,对继电保,护,护装置的,基,基本要求,长期以来,，,，为保证,电,电网的安,全,全可靠运,行,行，对继,电,电保护装,置,置提出了,以,以下几项,基,基本要求,：,：,选择性：,指,指保护装,置,置动作时,，,，仅将故,障,障元件从,电,电力系统,中,中切除，,使,使停电范,围,围尽量缩,小,小，以保,证,证系统中,无,无故障部,分,分仍能继,续,续安全运,行,行。,快速性：,在,在发生故,障,障时，应,力,力求保护,装,装置能迅,速,速切除故,障,障。快速,切,切除故障,可,可以提高,电,电力系统,并,并列运行,的,的稳定性,、,、减少用,户,户在电压,降,降低的情,况,况下工作,的,的时间、,缩,缩小故障,元,元件的损,坏,坏程度、,防,防止大电,流,流流过非,故,故障设备,引,引起损坏,等,等。,灵敏性：,指,指对于其,保,保护范围,内,内发生故,障,障或不正,常,常的运行,状,状态的反,应,应能力。,实,实质上是,要,要求继电,保,保护应能,反,反应在保,护,护范围内,所,所发生的,所,所有故障,和,和不正常,运,运行状态,。,。,可靠性：,要,要求保护,装,装置在应,该,该动作时,可,可靠动作,；,；在不应,该,该动作时,不,不应误动,，,，即既不,应,应该拒动,也,也不应该,误,误动。,4-2,输电线路,的,的继电保,护,护,2.,反措,对继电保,护,护的要求,从上个世,纪,纪,90,年代开始,，,，国家电,网,网公司先,后,后颁布了,电力系统,继,继电保护,及,及安全自,动,动装置反,措,措要点,、,二十五项,反,反措,、,十八项反,措,措,等反事故,措,措施。根,据,据这些,反措,的要求，,220kV,及以上的,线,线路、母,线,线、接入,220kV,电压等级,的,的变压器,保,保护必须,按,按双重化,配,配置。而,且,且，,反措,还对保护,做,做出了具,体,体规定和,要,要求。,反措,对保护的,基,基本要求,：,：,保护双重,化,化的基本,要,要求,（,1,）同一元,件,件的两套,主,主保护分,别,别安装于,不,不同的盘,柜,柜；,（,2,）两套主,保,保护的电,流,流分别取,自,自电流互,感,感器不同,的,的二次绕,组,组；,（,3,）两套主,保,保护的直,流,流电源须,取,取自不同,的,的直流母,线,线；,（,4,）每套主,保,保护必须,设,设置各自,独,独立的跳,闸,闸出口，,动,动作于断,路,路器不同,的,的跳闸线,圈,圈；,（,5,）保护装,置,置的操作,箱,箱、断路,器,器控制回,路,路及跳闸,线,线圈须按,双,双重化的,原,原则设置,，,，两组跳,闸,闸回路的,控,控制电源,取,取自不同,的,的直流母,线,线；,线路纵联,保,保护,纵联保护,由,由于能够,反,反映被保,护,护线路上,任,任何一点,的,的故障并,以,以瞬时速,度,度跳闸，,因,因而被定,义,义为超高,压,压线路的,主,主保护。,一,一般用于,220kV,线路。,根据信号,的,的传输方,式,式，纵联,保,保护主要,分,分为两大,类,类，即：,由,由载波通,道,道及保护,装,装置共同,构,构成的线,路,路纵联保,护,护、由光,纤,纤通道及,保,保护装置,共,共同构成,的,的线路纵,联,联保护。,根据保护,的,的原理，,可,可分为纵,联,联方向、,纵,纵联距离,、,、纵联差,动,动、电流,相,相位差动,等,等保护。,500kV,线路目前,都,都是光纤,差,差动保护,，,，,220kV,线路目前,也,也有很多,线,线路将光,纤,纤差动作,为,为主保护,，,，但仍有,一,一部分线,路,路的主保,护,护采用以,载,载波通道,为,为传输方,式,式的纵联,保,保护。但,均,均按双重,化,化配置。,2.,纵联方向,保,保护,(1),基本原理,纵联方向,保,保护是比,较,较被保护,线,线路两端,的,的短路功,率,率方向。,由,由载波通,道,道和方向,保,保护元件,构,构成。载,波,波通道分,专,专用和复,用,用两种。,保护又分,为,为闭锁式,和,和允许式,.,闭锁式：,当,当被保护,线,线路发生,区,区内故障,时,时，线路,两,两侧保护,中,中的起动,元,元件（由,负,负序、零,序,序或正序,电,电流突变,量,量元件构,成,成）立即,起,起动本侧,发,发信机发,信,信（称为,闭,闭锁信号,）,），两侧,方,方向元件,判,判定为正,方,方向故障,时,时，方向,元,元件动作,使,使发信机,停,停信，当,收,收信回路,收,收不到对,侧,侧及本侧,信,信号时，,即,即输出信,号,号，同方,向,向元件动,作,作信号构,成,成“与”,门,门，发出,跳,跳闸脉冲,。,。当发生,区,区外故障,时,时，两侧,起,起动元件,同,同时起动,发,发信，但,这,这时只有,处,处于远故,障,障点侧的,方,方向元件,动,动作，使,本,本侧发信,机,机停信，,而,而处于近,故,故障点侧,的,的方向元,件,件不动作,，,，不使本,侧,侧停信，,因,因两侧收,发,发信机使,用,用同一频,率,率，故两,侧,侧仍然能,收,收到高频,信,信号，两,侧,侧收信机,均,均不输出,允,允许跳闸,的,的信号，,因,因此，两,侧,侧均不跳,闸,闸。,允许式：,当,当被保护,线,线路发生,区,区内故障,时,时，两侧,的,的起动元,件,件动作但,不,不起动发,信,信机发信,，,，由方向,元,元件判断,为,为正方向,故,故障后，,方,方向元件,动,动作起动,发,发信（称,为,为允许信,号,号），对,侧,侧受到允,许,许信号后,，,，如对侧,的,的方向元,件,件动作，,则,则收信输,出,出信号和,方,方向元件,动,动作信号,构,构成“与,”,”门，发,出,出跳闸脉,冲,冲。当发,生,生区外故,障,障时，两,侧,侧的起动,元,元件起动,，,，不发信,。,。这时，,远,远故障点,一,一侧的方,向,向元件动,作,作，起动,发,发信，由,于,于近故障,点,点侧的保,护,护为反向,，,，方向元,件,件不动作,，,，也就不,起,起动发信,，,，也不发,跳,跳闸脉冲,。,。处于远,故,故障点一,侧,侧的保护,，,，虽然方,向,向元件动,作,作，但由,于,于没有收,到,到对侧的,允,允许信号,，,，“与”,门,门不输出,信,信号，因,此,此，也不,发,发跳闸脉,冲,冲。,除上述主,保,保护之外,，,，纵联方,向,向保护还,配,配置了常,规,规的距离,和,和零序保,护,护，作为,主,主保护的,后,后备。,2,主要功,能,能和技术,要,要求,（,1,）保护装,置,置的起动,逻,逻辑由反,映,映突变量,的,的零序和,负,负序元件,构,构成。,（,2,）对闭锁,式,式纵联保,护,护，要求,起,起动元件,（,（零序、,负,负序或正,序,序电流突,变,变量元件,）,）在故障,初,初始须快,速,速起动发,信,信，故障,切,切除后，,起,起动元件,的,的返回应,稍,稍带有一,定,定的延时,。,。原因是,保,保证在区,外,外故障切,除,除后，保,证,证方向元,件,件首先返,回,回，闭锁,信,信号再返,回,回。,（,3,）无论是,闭,闭锁式还,是,是允许式,纵,纵联保护,，,，都应设,置,置外部保,护,护（如母,差,差、失灵,）,）跳闸停,信,信或发信,回,回路。,（,4,）对纵联,方,方向保护,装,装置，应,设,设置,PT,断线闭锁,元,元件。对,后,后备距离,保,保护，还,应,应设置振,荡,荡闭锁，,系,系统发生,振,振荡时，,闭,闭锁距离,保,保护的一,、,、二段。,（,5,）载波通,道,道是纵联,保,保护传输,信,信号的重,要,要途径，,线,线路正常,运,运行时，,应,应有对载,波,波通道进,行,行长期监,视,视的手段,，,，对专用,载,载波通道,，,，每天均,应,应进行通,道,道对试，,以,以保证通,道,道的完好,。,。对复用,载,载波通道,，,，应设置,与,与跳闸脉,冲,冲频率不,同,同的监频,信,信号，当,通,通道异常,时,时，发出,报,报警信号,。,。,3.,纵联距离,保,保护,（,1,）基本原,理,理,纵联距离,保,保护与纵,联,联方向保,护,护相同，,作,作为,220kV,线路的主,保,保护。一,般,般由专用,载,载波通道,和,和三（四,）,）段式相,间,间和接地,距,距离保护,构,构成，而,且,且采用闭,锁,锁式的形,式,式较多。,当被保护,线,线路发生,区,区内故障,时,时，线路,两,两侧保护,中,中的起动,元,元件（由,负,负序、零,序,序或正序,电,电流突变,量,量元件构,成,成）立即,起,起动本侧,发,发信机发,信,信（称为,闭,闭锁信号,）,），然后,由,由主保护,中,中带方向,的,的阻抗元,件,件（一般,按,按大于,1.3,倍线路阻,抗,抗整定）,动,动作后立,即,即停信，,两,两侧都停,信,信后收信,回,回路即有,输,输出，与,带,带方向的,距,距离阻抗,元,元件构成,“,“与”门,，,，发出跳,闸,闸脉冲。,当故障发,生,生在线路,一,一端的出,口,口处（区,内,内）时，,近,近故障点,侧,侧的起动,元,元件动作,，,，起动发,信,信。主保,护,护中的带,方,方向的阻,抗,抗元件动,作,作停信。,远,远故障点,侧,侧的起动,元,元件动作,后,后起动发,信,信，这时,由,由于主保,护,护中带方,向,向的阻抗,元,元件按大,于,于被保护,线,线路阻抗,整,整定，能,够,够可靠动,作,作停信，,收,收信回路,的,的输出信,号,号和带方,向,向的阻抗,元,元件的动,作,作信号构,成,成“与”,门,门，瞬时,跳,跳闸。达,到,到