第五章输电线路纵联保护课件.ppt

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1、电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理 主讲主讲教师教师:焦彦军焦彦军华北电力大学电自教研室华北电力大学电自教研室1/8/2023第五章 输电线路纵联保护5-15-1概述概述5-25-2电流纵联差动保护电流纵联差动保护5-35-3方向纵联保护方向纵联保护1/8/20235-15-1概述概述继电保护装置继电保护装置继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2单端电气量保护单端电气量保护距离保护距离保护电流保护电流保护零序电流保护零序电流保护具有阶段式具有阶段式的共同特点的共同特点1/8/20235-15-1概述概述继电保护装置继电保护装置继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1Q

2、F21的距离I段：(8085)%2的距离I段：(8085)%1520%1520%1 或2的距离II段：(3040)%,0.5秒延时单端电气量保护不能做到全线速动单端电气量保护不能做到全线速动1/8/20235-15-1概述概述继电保护装置继电保护装置继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2通信设备通信设备通信设备通信设备双端电气量保护双端电气量保护纵联保护纵联保护1/8/2023一、电力线载波通道一、电力线载波通道传输信号频率传输信号频率高频通道高频通道1 1阻波器阻波器1/8/2023一、电力线载波通道一、电力线载波通道传输信号频率传输信号频率高频通道高频通道2结合电容器结合电容

3、器1/8/2023一、电力线载波通道一、电力线载波通道传输信号频率传输信号频率高频通道高频通道3连接滤波器连接滤波器1/8/2023一、电力线载波通道一、电力线载波通道传输信号频率传输信号频率高频通道高频通道4高频电缆高频电缆1/8/2023一、电力线载波通道一、电力线载波通道传输信号频率传输信号频率高频通道高频通道5高频收发信机高频收发信机1/8/2023一、电力线载波通道一、电力线载波通道传输信号频率传输信号频率高频通道高频通道6接地刀闸接地刀闸1/8/2023一、电力线载波通道一、电力线载波通道传输信号频率传输信号频率高频通道高频通道7 7电力线电力线1/8/2023高频通道的工作方式高

4、频通道的工作方式(1)(1)故障时发信故障时发信1/8/2023高频通道的工作方式高频通道的工作方式(2)(2)长长时发信时发信1/8/2023高频通道的工作方式高频通道的工作方式(2)(2)长长时发信时发信（移频方式）（移频方式）1/8/2023高频信号高频信号信号信号信号信号信号信号（1）闭锁信号本端保护闭锁信号&跳闸1/8/2023高频信号高频信号信号信号信号信号信号信号（2）允许信号本端保护允许信号&跳闸1/8/2023高频信号高频信号信号信号信号信号信号信号（3）跳闸信号本端保护跳闸信号1跳闸1/8/2023高频通道的工作方式高频通道的工作方式与高频信号的选择与高频信号的选择故障发信

5、方式应选择闭锁信号；故障发信方式应选择闭锁信号；长期发信方式应采用允许信号。长期发信方式应采用允许信号。1/8/2023二、光纤通道二、光纤通道光发射机光发射机光纤光纤中继器中继器光接收机光接收机光纤光纤信信号号调制调制光源光源光探测器光探测器解调解调信信号号单向光纤通信系统的构成单向光纤通信系统的构成（1 1）通信容量大。）通信容量大。（2 2）光纤的传输损耗小，中继间隔长，可达上）光纤的传输损耗小，中继间隔长，可达上百公里。百公里。（3 3）通信系统可靠性高。）通信系统可靠性高。1/8/2023保护装置保护装置光光纤纤接接口口接收接收发送发送保护装置保护装置光光纤纤接接口口接收接收发送发送

6、 光纤通道光纤通道 光纤通道光纤通道保护保护命令命令传送传送装置装置光光纤纤接接口口接收接收发送发送光光纤纤接接口口接收接收发送发送 光纤通道光纤通道 光纤通道光纤通道保护保护命令命令传送传送装置装置纵纵联联保保护护装装置置纵纵联联保保护护装装置置应用专用光纤通道的纵联保护应用专用光纤通道的纵联保护1/8/2023 纵纵联联保保护护装装置置保保护护命命令令传传送送装装置置 数数字字复复用用设设备备 通通信信设设备备光纤通道光纤通道 通通信信设设备备 纵纵联联保保护护装装置置保保护护命命令令传传送送装装置置 数数字字复复用用设设备备复用光纤通道的纵联保护构成复用光纤通道的纵联保护构成1/8/20

7、231.按通信通道类型导引线保护载波保护（高频保护）微波保护光纤保护纵联差动保护（电流差动和相位差动保护）方向比较式纵联保护（比较两端逻辑量）距离纵联保护（比较两端逻辑量）2.按工作原理3.按所利用信号的性质闭锁式允许式直接跳闸式解除闭锁式纵联保护的分类纵联保护的分类1/8/20235-25-2电流纵联差动保护电流纵联差动保护kQF1QF2QF3MNQF1QF2QF3MNk利用线路两侧电流相量和的差异 电流差动保护1/8/2023一、一、光纤光纤电流电流分相分相差动保护差动保护继电保护装置继电保护装置继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2MN 两侧的保护装置都能得到对侧的电流，从

8、而可两侧的保护装置都能得到对侧的电流，从而可独立地进行故障识别。独立地进行故障识别。1/8/20231 1不带制动特性的电流差动保护不带制动特性的电流差动保护kQF1QF2QF3MN定义：定义：差动电流差动电流正常运行或外部短路时若正常运行或外部短路时若则称该电流为不平衡电流则称该电流为不平衡电流1/8/20231 1不带制动特性的电流差动保护不带制动特性的电流差动保护QF1QF2QF3MN保护的动作判据：保护的动作判据：1 1）躲过外部短路时的最大不平衡电流）躲过外部短路时的最大不平衡电流应按以下原则整定：应按以下原则整定：1/8/20232 2）躲过最大负荷电流）躲过最大负荷电流1 1不带

9、制动特性的电流差动保护不带制动特性的电流差动保护QF1QF2QF3MN灵敏系数校验灵敏系数校验：取二者之大值作为定值。取二者之大值作为定值。要求要求1/8/20232 2比率比率制动特性的电流差动保护制动特性的电流差动保护QF1QF2QF3MN定义：定义：制动电流制动电流保护的动作判据：保护的动作判据：动作特性动作特性0动作区动作区非动作区非动作区1/8/20230（1 1）制动系数的选取制动系数的选取（2 2）最小动作电流最小动作电流的确定的确定按照躲线路合闸时的最大充电电流来整定按照躲线路合闸时的最大充电电流来整定1/8/2023对侧跳位对侧跳位对侧保护启动对侧保护启动启动元件动作启动元件

10、动作A相差动相差动B相差动相差动C相差动相差动选选跳跳通道正常通道正常&A相相TA断线断线B相相TA断线断线C相相TA断线断线&光纤电流差动保护构成逻辑框图光纤电流差动保护构成逻辑框图1/8/20233.3.影响电流差动保护正确动作的因素及其对策影响电流差动保护正确动作的因素及其对策故障分量的电流差动保护故障分量的电流差动保护零序电流差动保护零序电流差动保护发生经高阻接地的短路，发生经高阻接地的短路，可以可以提高保护的灵敏度提高保护的灵敏度 采样时刻调整法采样时刻调整法、采样数据修正法采样数据修正法、GPS GPS时钟同步法时钟同步法（3 3）分布电容电流对电流差动保护的影响分布电容电流对电流

11、差动保护的影响（1 1）负荷电流对差动保护的影响负荷电流对差动保护的影响（2 2）两侧电流采样同步两侧电流采样同步 电容电流补偿电容电流补偿1/8/2023光纤电流差动保护具有以下优点：光纤电流差动保护具有以下优点：（1 1）灵敏度灵敏度高高（2 2）能能够够反反应应所所有有故故障障类类型型，不不受受系系统统振振荡荡的的影影响。响。（3 3）能能够够实实现现全全线线速速动动，与与相相邻邻线线路路的的保保护护没没有有配合关系，动作逻辑简单。配合关系，动作逻辑简单。（4 4）具有良好的具有良好的“天然天然”选相功能。选相功能。（5 5）能能应应用用于于长长、短短线线路路，能能够够应应用用于于同同杆

12、杆并并架架双回线、串补电容线路以及双回线、串补电容线路以及T T型分支线路。型分支线路。1/8/20235-35-3方向纵联保护方向纵联保护继电保护装置继电保护装置继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2通信设备通信设备通信设备通信设备QF1MNkS+S+1/8/20235-35-3方向纵联保护方向纵联保护继电保护装置继电保护装置继电保护装置继电保护装置TVTVTATAQF1QF2通信设备通信设备通信设备通信设备QF1MNkS+S-1/8/2023v纵联方向保护、纵联距离保护等；纵联方向保护、纵联距离保护等；v超范围式纵联方向保护超范围式纵联方向保护、欠范围式纵联方向保护；欠范围式

13、纵联方向保护；v闭锁式纵联方向保护闭锁式纵联方向保护、允许式纵联方向保护；允许式纵联方向保护；v高频纵联方向保护高频纵联方向保护、光纤纵联方向保护等。光纤纵联方向保护等。方向纵联保护分类方向纵联保护分类1/8/2023一、一、高频闭锁方向纵联保护高频闭锁方向纵联保护QF1QF2MNQF3QF4R正方向元件正方向元件反方向元件反方向元件收到闭锁信号收到闭锁信号低定值起动元件低定值起动元件发闭锁信号发闭锁信号保护动作保护动作高定值起动元件高定值起动元件0&0&0k1/8/2023方向纵联保护常用的方向元件方向纵联保护常用的方向元件方向纵联保护的方向元件应满足如下要求：方向纵联保护的方向元件应满足如

14、下要求：（1 1）能反应所有的故障类型。能反应所有的故障类型。（2 2）在给定的动作范围内，不存在保护动作的死区。在给定的动作范围内，不存在保护动作的死区。（3 3）在在正正常常运运行行及及反反方方向向发发生生短短路路时时，应应确确保保保保护护可靠不动作。可靠不动作。（4 4）不受系统振荡的影响。不受系统振荡的影响。（5 5）在线路两相运行时，应该能够继续工作。在线路两相运行时，应该能够继续工作。1/8/2023工频变化量工频变化量方向方向元件元件MQF1NS+:S-:1/8/2023负序方向负序方向元件元件MQF1NS+:S-:S+:S-:1/8/2023二、距离纵联保护 1.闭锁式距离纵联

15、保护低定值起动元件低定值起动元件高定值起动元件高定值起动元件收到闭锁信号收到闭锁信号&0&发闭锁信号发闭锁信号0&0高频速跳高频速跳00距离跳闸距离跳闸1/8/2023 超范围允许式（POTT）：两侧距离保护第II段都动作就满足纵联保护动作的必要和充分条件2.允许式距离纵联保护1/8/2023 欠范围允许式（PUTT）：由距离保护I段发允许信号，本地距离第II段或第III段也动作构成跳闸的充分条件动作条件 启动元件、距离I段和II段同时动作 启动元件和距离II段动作，且收到允许信号1/8/2023本章小结本章小结（1）单单端端电电气气量量保保护护的的特特点点及及存存在在的的不不足足；纵纵联联保保护护构成的基本原理和特点。构成的基本原理和特点。（2）高频通道的构成及工作方式、高频信号的作用。）高频通道的构成及工作方式、高频信号的作用。（3）光光纤纤电电流流差差动动保保护护的的工工作作原原理理及及整整定定计计算算；了了解解两两侧侧电电流流实实现现同同步步采采集集的的方方法法；了了解解电电容容电电流流补补偿偿的的方方法。法。（4）高高频频闭闭锁锁功功率率方方向向保保护护、高高频频闭闭锁锁距距离离保保护护的的工工作作原原理理；熟熟知知其其中中各各元元件件的的作作用用；能能够够分分析析保保护护范范围围内内、外发生故障时保护的动作行为。外发生故障时保护的动作行为。1/8/2023