电力系统继电保护输电线路纵联保护概述课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,4,输电线路纵联保护,4.1,输电线路纵联保护概述,4.2,输电线路纵联保护两侧的信息交换,4.3,方向比较纵联保护,4.4,纵联电流差动保护,掌握,了解,1,（重点掌握）,4 输电线路纵联保护4.1 输电线路纵联保护概述掌握了解1（,4.1.1,输电线路纵联保护的基本原理和分类,4.1.2,输电线路纵联保护的通信通道,4.1.3,输电线路的导引线纵联差动保护,4.1.4,方向比较式纵联保护,4.1.5,相位比较式纵联保护,4.1,输电线路纵联保护概述,重点掌握,了解,2,4.1.1 输电线路纵联保护的基本原理和分类 4.1 输电线,4.1.1,引言,（,1,）过电流保护：,（,2,）距离保护：,启动条件：,启动条件：,回顾,3,4.1.1 引言（1）过电流保护：（2）距离保护：启动条件：,三段式配置方式：,如图：,4.1.1,引言,1,：,AB,线路,A,处保护的,I,段,2,：,AB,线路,A,处保护的,II,段,3,：,AB,线路,A,处保护的,III,段,4,：,BC,线路,B,处保护的,I,段,4,三段式配置方式：4.1.1 引言1：AB线路A处保护的I段2,4.1.1,引言,电流保护、距离保护的,缺点,：,（,1,）,I,段不能保护线路的全长,（,2,）线路末端故障需,II,段延时切除,在,220kV,及以上电压等级的电网中,不能满足全线快速性的要求,5,4.1.1 引言电流保护、距离保护的缺点：（1）I段不能保护,4.1.1,引言,反应线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本线路任意点短路与外部短路，称为纵联保护。,线路两端的保护装置组成一个保护单元，又称为单元保护。,电压互感器,TV,、电流互感器,TA,：获取电压、电流量,通信设备：传送、接收,电气量,（,流过两端的电流、电流的相位、功率的方向,）,6,4.1.1 引言反应线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本线,导引线纵联保护,电力线,载波纵联保护,微波纵联保护,光纤纵联保护,4.1.1,引言,纵联保护,按照信息通道的不同分为,：,经济性、安全性不好，一般用于较短的线路，采用差动保护原理。,利用输电线路构成通道，在故障时通道可能遭到破坏，,要求信号中断时保护仍能正确动作,频率窄，容量小,。,多路通信通道，可以传送交流电波形，更适合于数字式保护。不经济，一般与电力信息系统统一考虑。,不受干扰，近年来短线路纵联保护的主要通道形式。,7,导引线纵联保护4.1.1 引言纵联保护按照信息通道的不同分为,4.1.1,引言,纵联保护按照保护原理分为：,方向比较式纵联保护,传送,功率方向,是否在规定的方向、,测量阻抗,是否在区段内等判别结果（,逻辑信号,）到对侧，每侧保护装置根据两侧的判别结果区分是区内故障还是区外故障。,传送的信息量较少，,对信息的可靠性要求高,纵联电流差动保护,传送电流的,波形,或,相位,到对侧，每侧保护根据两侧电流幅值、相位的比较区分是区内故障还是区外故障,信息传输量大，两侧信息同步采集,8,4.1.1 引言纵联保护按照保护原理分为：8,4.1.2,短路时线路两侧电气量的故障特征分析,1.,两端,电流相量和,的故障特征,正常运行或外部故障：两端电流相量和为零,内部故障：两端电流相量和为流入故障点的电流,纵联保护,利用两端的电气量在故障与非故障时的特征差异构成保护。,9,4.1.2 短路时线路两侧电气量的故障特征分析1.两端电流相,4.1.2,短路时线路两侧电气量的故障特征分析,2.,两端,功率方向,的故障特征,区内故障：两端功率方向相同，同为正,区外故障,：远故障点功率方向为正，近,故障点功率方向为负，,两端相反,10,4.1.2 短路时线路两侧电气量的故障特征分析2.两端功率方,4.1.2,短路时线路两侧电气量的故障特征分析,3.,两端,电流相位,特征,区内故障,：两侧电流同相位,正常运行或区外故障：两侧电流相位相差,180,11,4.1.2 短路时线路两侧电气量的故障特征分析3.两端电流相,4.1.2,短路时线路两侧电气量的故障特征分析,4.,两端,测量阻抗,的特征,区内短路时，两端测量阻抗都是短路阻抗，位于距离保护,II,段动作区内，两侧,II,段同时启动。,正常运行：两侧测量阻抗都是负荷阻抗，距离,II,段不启动。,外部短路：两侧测量阻抗也是短路阻抗，但一侧为反方向，至少有一侧的距离保护,II,段不启动。,12,4.1.2 短路时线路两侧电气量的故障特征分析4.两端测量阻,4.1.3,纵联保护的基本原理,1.,纵联电流差动保护,利用两端电流波形或电流相量和的特征构成。,动作判据：,（,4.1,）,I,set,：,动作门槛值（分布电容）,2.,方向比较式纵联保护,利用,两端功率方向,相同或相反的特征构成,功率方向为负,时发出,闭锁信号,：闭锁式方向纵联保护,功率方向为正式,发出,允许信号,：允许式方向纵联保护,13,4.1.3 纵联保护的基本原理1.纵联电流差动保护13,4.1.3,纵联保护的基本原理,3.,电流相位比较式纵联保护,比较两端电流的相位关系构成。,区内短路：两端电流相角差为,0,，保护动作,正常运行或区外短路：两端电流相角差,180,，保护不动作,考虑电流、电压互感器的误差及线路分布电容的影响，动作区如图所示,14,4.1.3 纵联保护的基本原理3.电流相位比较式纵联保护14,4.1.3,纵联保护的基本原理,4.,距离纵联保护,与方向比较式纵联保护相似，只是用相应的方向阻抗元件替代功率方向元件,优点,：,故障发生在保护,II,段范围内，相应的方向阻抗元件才启动,减少了启动次数，提高了可靠性,高压线路配备距离保护作为后备保护，距离,II,段作为方向元件,4.1.3 纵联保护的基本原理4.距离纵联保护,4.2,输电线路纵联保护两侧信息的交换,4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换,4.2,输电线路纵联保护两侧信息的交换,常用的通信方式：,导引线通信,电力线载波通信,微波通信,光纤通信,4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换常用的通信方式：,4.2.1,导引线通信,导引线保护常采用电流差动原理：环流式和均压式。,环流式：,动作线圈：和电流,制动线圈：循环电流,均压式：,动作线圈：差电流,制动线圈：和电流,4.2.1 导引线通信导引线保护常采用电流差动原理：环流式和,4.2.1,导引线通信,缺点：,环流式：,受导引线线芯电容影响小，容易实现两侧保护同时跳闸,导引线开路故障时，误动；短路时，拒动,均压式：,受导引线线芯电容影响大,导引线开路故障时，拒动；短路时，误动,优点：,不受振荡及非全相运行的影响，简单可靠，维护工作量少,4.2.1 导引线通信缺点：,4.2.2,电力线载波通信,将线路两端的电流相位（或功率方向）信息转变为高频信号，经高频耦合设备加载到输电线路上，传输到对侧后经高频耦合器将高频信号接收，实现电流相位或功率方向的比较，即,高频保护,或,载波保护,。,按照通道的构成：,“相相”式：使用两相线路,“相地”式：使用一相一地,4.2.2 电力线载波通信将线路两端的电流相位（或功率方向）,4.2.2,电力线载波通信,输电线路：传输信号,阻波器,：并联谐振回路，使载波信号不穿越到相邻线路,耦合电容器,：阻隔工频信号,连接滤波器,：与耦合电容器构成带通滤波器,高频收发信机,：发送信号到对端，接受本侧和对侧的信号,接地开关：检修时用,4.2.2 电力线载波通信输电线路：传输信号,电力系统继电保护输电线路纵联保护概述课件,4.2.2,电力线载波通信,电力线载波的信号频率范围：,50,400kHz,电力线载波的优点：,无中继,通信距离,长,经济、使用方便,工程施工简单,缺点：,高压输电线路上的干扰直接进入载波通道,通讯速率低，一般传递,状态信号,4.2.2 电力线载波通信电力线载波的信号频率范围：504,4.2.2,电力线载波通信,电力线载波通道的工作方式,正常无高频电流方式,：故障启动发信的方式,需,高频通道,正常有高频电流方式,：,长期发信方式,通道经常处于监视的状态，可靠性较高,无需收、发信机启动元件，使装置简化,干扰及抗干扰要求高,移频方式,正常时发出频率为,f1,的高频电流，故障时改发频率为,f2,的高频电流,可靠性高，抗干扰能力强，但占用的频带宽，通道利用率低,4.2.2 电力线载波通信电力线载波通道的工作方式,4.2.2,电力线载波通信,闭锁信号：,阻止保护动作于跳闸的信号,同时满足,以下两个条件保护作用于跳闸：,本端保护元件动作,无闭锁信号,外部故障时，近故障端发出闭锁信号，,另一端收到闭锁信号,，尽管保护元件动作，但不作用于跳闸,内部故障时，任一端都不发送闭锁信号，两端保护元件动作后即作用于跳闸,电力载波信号的种类,4.2.2 电力线载波通信闭锁信号：电力载波信号的种类,4.2.2,电力线载波通信,允许信号：,允许保护动作于跳闸的信号,同时满足以下两个条件保护作用于跳闸：,本端保护元件动作,有允许信号,内部故障时，两端都互送允许信号，保护元件动作后即作用于跳闸,外部故障时，,近故障端不发允许信号，保护元件也不动作，不能跳闸,远故障端收不到允许信号，也不能动作于跳闸,电力载波信号的种类,4.2.2 电力线载波通信允许信号：电力载波信号的种类,4.2.2,电力线载波通信,跳闸信号：,直接引起跳闸的信号,跳闸的条件,（,或,）,本端保护元件动作,有跳闸信号,本端保护元件动作即作用于跳闸，与有无跳闸信号无关,收到跳闸信号即作用于跳闸，与本端保护元件动作与否无关,本侧和对侧保护元件都具有直接区分区内故障和区外故障的能力,电力载波信号的种类,4.2.2 电力线载波通信跳闸信号：电力载波信号的种类,4.2.3,微波通信,构成：保护装置部分和微波通信部分，发送端口、接收端口,4.2.3 微波通信构成：保护装置部分和微波通信部分，发送端,4.2.3,微波通信,特点,有独立于输电线路的通信通道，不受输电线路的干扰,扩展了通信频段，可以传递的信息容量增加、速率加快，可以实现纵联电流分相差动原理,受外界干扰小，误码率低，可靠性高,输电线路故障不会使通道工作被破坏，可以传送内部故障时的允许信号和跳闸信号,传输距离超过,40,60km,，需装设微波中继站,4.2.3 微波通信特点,4.2.4,光纤通信,以光纤作为信号传递媒介的通信称为,光纤通信,。,构成：光发射机、光纤、中继器、光接收机。,光发射机：电调制器和光调制器，把电信号转变为光信号,光接收机：光探测器和电解调器，把光信号转变为电信号,光发电器：对传输中衰减的信号进行放大,4.2.4 光纤通信以光纤作为信号传递媒介的通信称为光纤通信,4.2.4,光纤通信,4.2.4 光纤通信,4.2.4,光纤通信,光纤通信的特点：,通信容量大,节约金属材料,保密性好，不受干扰、抗腐蚀,无感应性能，可靠性高,缺点：,通信距离不够长，若用于长距离通信，要用中继器及附加设备,光纤断裂时不易找寻或连接，可用备用光纤替换,4.2.4 光纤通信光纤通信的特点：,1,、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。,2,、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。,3,、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反