第四章输电线路纵联保护(华电继保课件)

二,基本原理
高频信号 高频信号
S+
S S+
S+ S
S+
区外故障时,由短路功率为负的一端发 闭锁信号,此信号被两端的收信机接收 闭锁保护. 对于故障线路,两侧保护均为正,不发 闭锁信号,故两侧保护都收不到闭锁信 号而动作于跳闸.
优点
由于利用非故障线路的一端发闭锁信 号,闭锁非故障线路不跳闸,而对于 故障线路跳闸不需要闭锁信号,所以 在区内故障伴随通道破坏时,保护仍 能可靠跳闸.
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"相-地"制高频通道示意图
高频电缆
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1 将位于主控室的高频收,发 将位于主控室的高频收,发 2 3 信机与户外变电站的带通滤 信机与户外变电站的带通滤 波器连接起来. 波器连接起来.
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"相-地"制高频通道示意图
保护间隙
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保护间隙是高频通道的 保护间隙是高频通道的 1 辅助设备,用它保护高频收 辅助设备,用它保护高频收 3 3 发信机和高频电缆免受过电 发信机和高频电缆免受过电 压的袭击. 压的袭击.
三,闭锁式方向纵联保护的构成
I1低定值起动元件:灵敏度较高,起动发信机 发信; I2高定值起动元件:灵敏度较低,起动保护的 跳闸回路;
三,闭锁式方向纵联保护的构成
采用两个灵敏度不同的起动元件,灵敏度高 的起动发信机发闭锁信号,灵敏度低的起动跳 闸回路,以保证在外部故障时,远离故障点侧 起动元件开放跳闸时,近故障点侧起动元件肯 定能起动发信机发闭锁信号.
3. 微波通道(300～30000MHZ)----微波保护
频带宽,需采用脉冲编码调制,适合于数字式保 护,不经济.(40 ～ 60kM)
4. 光纤通道----光纤保护
采用脉冲编码调制PCM方式,光信号不受干扰.
四,纵联保护的分类
按照保护动作原理分为: 纵联电流差动保护; & 正常运行和外部短路时, ∑I = 0; & & 内部短路时, ∑I = I k 方向比较式纵联保护; 比较被保护线路两侧的功率方向; 电流相位比较式纵联保护; 比较被保护线路两侧电流的相位;
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"相-地"制高频通道示意图
接地刀闸
接地刀闸也是高频通道的辅助 接地刀闸也是高频通道的辅助 1 设备.在调整或维修高频收发信机 2 2 设备.在调整或维修高频收发信机 3 3 和连接滤波器时,将它接地,以保 和连接滤波器时,将它接地,以保 证人身安全. 证人身安全.
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输电线路纵联保护:利用通信通道将一 端的电气量信息传送到另一端,继电保护装 置综合两侧的信息,来判断故障发生在区内 还是区外. k A B C + - + +
QF1 QF2 QF3 QF4
电流相量, 电流相位特征, 电气量信息: 功率方向, 测量阻抗特征等. 不需要与相邻线路保护配合,理论上具 有绝对的选择性.
第四章输电线纵联保护主要内容41纵联保护的基本概念42高频通道及高频信号44纵联电流差动保护43方向纵联保护41输电线纵联保护概述一侧瞬时动另一侧05s后动152015206070两侧瞬时动不能实现全线速动一反应单侧电气量保护的缺陷qf1qf2qf3qf4输电线路纵联保护
第四章
输电线纵联保护
主要内容
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输电线 输电线
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"相-地"制高频通道示意图
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阻波器
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并联谐振回路,其谐振频率为载 并联谐振回路,其谐振频率为载 6 4 4 7 波频率. 波频率. 5 5 对载波电流:Z>1000Ω----将 对载波电流:Z>1000Ω----将 高频电流限制在被保护线路以 高频电流限制在被保护线路以 8 内. 8 内. 对工频电流:Z≈0.04Ω----工 对工频电流:Z≈0.04Ω----工 频电流可畅流无阻. 频电流可畅流无阻.
4.2
输电线路高频保护
一,高频保护概述
高频保护是以输电线载波通道作为通信通道 的纵联保护.
1. 构成
高频保护由继电保护,高频收发信机和高频 通道组成.
电气量 继电 保护 发信机 收信机 通道 收信机 发信机 继电 电气量 保护
二,高频通道的构成
高频收发信机接入输电线路的方式有: "相-相"制:连接在两相导线之间; "相-地"制:连接在某一相导线和大地之 间.
纵联保护结构框图:
TA TV 继电保护装置 通信设备 通信通道
TA TV 继电保护装置 通信设备
三,信息通道的类型
1. 导引线通道----导引线纵联差动保护
它只适用于< 10公里的短线路.它在发电 机,变压器,母线保护中应用得更广泛.
2. 电力线载波通道----高频保护
利用输电线路本身作为通道在工频电流上叠加载 波信号(50～400kHZ)传送两侧电气量的信息.
举例:纵联电流差动保护
& I M1 & I M2
& Ir
& I N1 & I N2
I
区内故障:
& & & & & & Ir = IM2+IN2 = (IM1+IN1) / nLH = Ik / nLH > I dz 动作
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"相-地"制高频通道示意图
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高频收发信机
"相-地"制高频通道示意图 用来发出和接收高频信号. 用来发出和接收高频信号.
三,高频通道工作方式
(1) 正常无高频电流方式 (短期发信方式) 短期发信是指在正常运行情况下,发信机 不发信,高频通道中没有高频电流通过.只有 在系统中发生故障时,发信机才由起动元件起 动,高频通道中才有高频电流通过.
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"相-地"制高频通道示意图
连接滤波器
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连接滤波器是一个可调空 连接滤波器是一个可调空 1 心变压器.在其连接至高频电 心变压器.在其连接至高频电 2 3 缆一侧的线圈中串接有电容器 缆一侧的线圈中串接有电容器 连接滤波器与结合电容器 连接滤波器与结合电容器 共同组成带通滤波器,使所需 共同组成带通滤波器,使所需 6 4 7 频带的高频电流能够通过. 频带的高频电流能够通过. 5
三,闭锁式方向纵联保护的构成
S+ 功率方向元件:判断短路功率的方向; t1延时返回元件:外部故障切除后,保证近故 障点侧继续发信t1时间,避免高频闭锁信号过 早解除而造成远离故障点侧保护误动.
三,闭锁式方向纵联保护的构成
t3延时动作元件:防止外部故障时,远离故障 侧的保护在号在保护 线路上的传输时间.
本章学习重点
掌握高频保护的基本概念. 掌握方向高频保护的工作原理,基本组成 元件及作用.
举例:纵联电流差动保护
& I M1 & I M2
& Ir
& I N1 & I N2
I
正常运行或区外故障:
& & & & & & & IM1 = I N1 I M2 = I N2 Ir = IM2 + IN2 = 0 不动作
二,基本原理
S+
S S+
S+ S
S+
对BC线路:保护3和保护4的功率方向都为正, 保护应动作于跳闸.
二,基本原理
高频信号
S+
S S+
S+ S
S+
B侧的功率方向为负,该侧发出高频 对AB线路: 闭锁信号,被对侧和本侧保护接收,保护1,2 均不动.
二,基本原理
高频信号
S+
S S+
S+ S
S+
对CD线路:C侧的功率方向为负,该侧发出高频 闭锁信号,被对侧和本侧保护接收,保护5,6 均不动.
信号
短期发信方式
三,高频通道工作方式
(2)正常有高频电流方式(长期发信方式) 长期发信方式是指在正常运行情况下, 收,发信机一直处于发信和收信工作状态,高 频通道中始终有高频电流通过.
信号
长期发信方式
三,高频通道工作方式
(3)移频方式 移频方式是指在正常运行情况下,发信机 长期发送一个频率为 f1 的高频信号,其作用 是闭锁保护和对通道进行连续检查.在被保护 线路发生故障时,保护控制发信机移频,改为 发送频率为 f2 的高频信号.
4.1 纵联保护的基本概念 4.2 高频通道及高频信号 4.3 方向纵联保护 4.4 纵联电流差动保护
4.1
输电线纵联保护概述
一,反应单侧电气量保护的缺陷
1, Ⅰ段保护不能保护线路全长 2, 不能实现全线速动 60～70% 两侧瞬时动
15～20%
15～20%
一侧瞬时动,另一侧0.5s后动
二,输电线路纵联保护的概念
信号
f1 f2 f1
移频发信方式
四,高频信号的应用 可分为跳闸信号,允许信号和闭锁信 号. (1) 跳闸信号
(或)
跳闸
四,高频信号的应用 (2) 允许信号
(与)
跳闸
四,高频信号的应用 (3) 闭锁信号
(否)
跳闸
4.3
闭锁式方向纵联保护
一,概念
以正常无高频电流而在区外故障时发 出闭锁信号的方式构成.此闭锁信号由短 路功率为负的一侧发出,这个信号被两端 的收信机所接收,而把保护闭锁,故称闭 锁式方向纵联保护.
"相-地"制高频通道示意图
结合电容器
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结合电容器的电容量 结合电容器的电容量 1 很小,对工频电流具有很大 很小,对工频电流具有很大 2 3 的阻抗.对高频电流则阻抗 的阻抗.对高频电流则阻抗 很小,高频电流可顺利通 很小,高频电流可顺利通 过.结合电容器与连接滤波 过.结合电容器与连接滤波 6 4 7 器共同组成带通滤波器,只 5 器共同组成带通滤波器,只 允许通带内的高频电流通 允许通带内的高频电流通 过. 过.