第五章_输电线路的纵联保护.pptVIP

第五章 输电线路的纵联保护Pilot Protection for Transmission Lines 华中科技大学文华学院机电学部 2009.10 1、了解纵联保护基本原理。 2、了解什么是高频保护和它是怎样构成的。 3、掌握构成高频载波通道的主要元件的名称及其应用。 4、掌握方向高频保护的基本工作原理和基本组成元件。 5、了解距离高频保护的基本概念。 Chapter5 输电线路的纵联保护 问题的提出 电流保护、距离保护，I段只保护线路的80%～85%，对其余的15%～20%线路故障，只能靠带延时0.5s时间的II段来保护，对高压输电线路不能满足系统稳定性的要求，需要寻求新的能保护线路全长的保护。 纵联保护：用某种通信信道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来，将一端电气量（电流、功率方向等）传到对端进行比较，判断故障在本线路范围内还是范围之外，从而决定是否切除被保护线路。 可以实现本线路全长范围内任意一点故障的零秒切除的保护。 纵联保护没有后备保护功能。 基本概念 纵联保护信号传输方式： （1）以导引线作为通信通道：纵联差动保护 （2）电力线载波：高频保护（方向高频保护，相差高频保护），其中方向高频保护又包括高频闭锁方向保护，高频闭锁负序方向保护，高频闭锁距离保护； （3）微波：微波保护，长线路，需要中继站； 5.1 输电线路的纵差保护(Current Comparison Pilot Protection) 纵差保护的不平衡电流 ——两侧电流互感器二次阻抗及互感器本身励磁特性不一致，在正常运行及外部故障时，差回路中电流不为零，此电流称为不平衡电流。 2 纵差保护的整定计算 3 纵差保护的动作特性 4 带制动特性的纵差保护 纵联差动保护的评价及应用 优点： 全线速动 不受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同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。 需敷设辅助导线断线与短路的监视装置 不能作相邻线路的后备保护 5.2 高频保护概述 一、概述 高频保护： 是用高频载波代替二次导线，传送线路两侧电信号，所以高频保护的原理是反应被保护线路首末两端电流的差或功率方向信号，用高频载波将信号传输到对侧加以比较而决定保护是否动作。 载波通道的分类 相-相制：在两相线路上均装设高频装置，构成回路； 相-地制：只在一相线路上均装设高频装置，以大地构成回路； 3．结合电容器 4．连接滤波器 5．高频电缆 6．保护间隙 7．接地刀闸 8．高频收、发信机 电力线载波通信通道的特点 优点: 无中继，通信距离长； 经济使用方便； 工程施工比较简单； 缺点： 载波通信易受一次设备操作的干扰； 通信速率低，一般用来传递状态信号。 5.3 高频闭锁方向保护 高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向，以判别是被保护范围内部故障还是外部故障。 以高频通道经常无电流而在外部故障时发出闭锁信号的方式构成。 高频闭锁方向保护的基本原理 高频闭锁方向保护的基本原理小结 电流启动的高频闭锁方向保护 远方启动的高频闭锁方向保护 功率方向元件 在高频闭锁方向保护中，方向或功率方向元件是保护中的关键元件。对于方向元件的主要要求有： (1)能反应所有类型的故障且无死区； (2)线路正常运行和系统振荡时不动作； (3)功率方向元件之间的灵敏度容易配合 1、负序功率方向元件 负序功率方向元件有单相式和三相式两种。所谓单相式负序功率方向元件是指输入为一个负序电压和一个负序电流的功率方向元件。 功率方向元件包括在保护正方向短路时动作和在保护反方向短路时动作两种，前者称正向动作功率方向元件，后者称反向动作功率方向元件。 这种负序功率方向元件动作速度快，三相短路时只要求不对称时间大于5～7ms保护即可动作。它的主要问题是在超高压线上由于分布电容的影响，三相不同时合闸时可能会误动及在有串补的线路上也可能不正常动作。 5.4 高频闭锁距离保护（距离高频保护） 高频闭锁距离保护的原理框图 高频闭锁距离保护躲振荡问题 如图5-22，若线路A、B侧的阻抗测量元件均用四边形特性，而启动元件用全阻抗继电器。图中，四边形aAcd为A侧的阻抗测量元件的动作特性，四边形Bfgh为B侧的阻抗测量元件动作特性，特性圆3为A、B两侧阻抗启动元件的特性，若OO’为振荡时A侧测量阻抗的轨迹. 高频闭锁距离保护躲振荡问题 在图中Sm段：A侧、B侧启动元件均启动自己的发讯机发闭锁讯号，且阻抗测量元件ZI、ZII、ZIII均不启动，故两侧保护不会误动作； 在mn段：A侧测量元件、启动元件均动作，故发讯机启动后又关闭，B侧启动元件动作，测量元件不动作，故B侧发讯机一直发讯。两侧保护均会收到B侧发讯机的高