第4章输电线路纵联保护

⑵耦合电容器：耦合 电容器与连接滤过器 共同配合将载波信号 传递至输电线路，同 时使高频收发信机与 工频高压线路绝缘。
电力线载波通道构成示意图
ຫໍສະໝຸດ Baidu
⑷高频收、发信机： 发信机部分系由继电 保护装置控制，通常 都是在电力系统发生 故障时，保护起动之 后它才发出信号。
1—阻波器；2—耦合电容器；3—连接滤波器；4—电缆； 5—载波收发信；6—接地刀闸
3.8.2 工作原理
I
Ek Zs Zk
U
IZs
距离元件的工作电压 （P89 参见3.72式）
UOP U IZset I (Zs Zset )
图3.42，可见比较工作电压与 非故障状态下短路点的电压大
小，就能够区分区内外的故障。动作判据：UOP EK1 Uk0 Um0
3.8 工频故障分量距离
图4.1
4.1 输电线路纵联保护概述
4.1.1 引言
分类： 按通道类型分类，四种： 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 按动作原理分类，两类： 1）方向比较式纵联保护：传送逻辑量 2）纵联电流差动保护：传送电流量
4.1.2 输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析 4.1.3 纵联保护的基本原理
4、优点 （1）不反应故障前的负荷量和系统振荡； （2）不反应暂态分量，动作稳定； （3）动作判据简单，实现方便，动作快； （4）具有明确的方向性； （5）具有较好的选相能力。
工频故障分量距离保护可以作为快速距离保护的I段，还可以作为 纵联保护的方向元件。
4.3 方向比较式纵联保护
4.3.1 工频故障分量的方向元件 常用工频电压、电流的故障分量构成方向元件，
1、两端电流相量和的故障特征 图4.2，表4.1：
双端电源线路区内、外故障示意图 (a)内部故障；(b)外部故障
•• •
•
I I M I N I k1
••
•
I IMIN 0
1、纵联电流差动保护
电流内部故障实际判据： IM IN Iset
4.1.2 输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析 4.1.3 纵联保护的基本原理
3、电流相位比较式纵联保护 图4.4
4.1.2 输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析 4.1.3 纵联保护的基本原理
4、两端测量阻抗的故障特征 区内：II段同时启动，区外：一侧II段不启动。
4、距离纵联保护 用阻抗代替功率方向元件，II段作为启动元件，减少了方向元件 的启动次数，提高了可靠性。
4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换
4.2.3 微波通讯
2．微波通讯纵联保护的优点 与载波比，优点： （1）独立通道，无干扰； （2）拓展了通信频段，速率快，可以实现纵联电流差动原理的保护。 缺点：
中继站，造价高。
4.2.4 光纤通信
光纤通信网，电力通信网的主干网 图4.10
（1）通信容量大； （2）节约金属材料； （3）保密性好，不受外界干扰； 缺点： 距离还不够长，需采用中继器。
4.2.1 导引线通讯 图4.5 环流式、均压式
问题：导引线开路和短路时？
4.2. 输电线路纵联保护两侧信息的交换
4.2.2 电力线载波通讯
通道信号频率：50-400KHz
⑴阻波器：阻波器 是由一个电感线圈 与可变电容器并联 组成的回路。
⑶连接滤波器：连 接滤波器由一个可 调节的空心变压器 及连接至高频电缆 一侧的电容器组成。
3.8 工频故障分量距离保护
3.8.1 概念 图3.41
um im
u0 u i0 i
u um u0 i im i0
保护安装处的故障分量电压、 电流间的相位关系由保护安装 处到背侧系统中性点间的阻抗 决定。不受系统电动势和短路 过渡电阻的影响。
3.8 工频故障分量 距离保护
第四章 输电线路纵联保护
Pilot Protection for Transmission Lines
4.1 输电线路纵联保护概述
4.1.1 引言
电流保护和距离保护，其测量信息均取自输电线路的一侧，无法 区分本线路末端短路与相邻线路出口短路，无法实现全线速动。
输电线路的纵联保护，就是用某种通信通道将输电线两端或各端 的保护装置纵向连接起来，进行各端电气量的比较，以判断故障 在本线路范围内或外，从而决定是否动作。
4.2.2 电力线载波通讯
2、电力线载波通道的特点 优点： （1）无中继，通讯距离长； （2）经济、使用方便； （3）工程施工比较简单。 缺点： （1）易受高压线路的干扰； （2）速率低，难于满足纵联电流差动保护实时的要求。一般用来传递
状态信号，用于构成方向比较式纵联保护和电流相位比较式纵联保 护
2、两端功率方向的故障特征 区内：功率方向同；区外：功率方向反 图4.3：
2、方向比较式纵联保护 1）如果功率方向负，发闭锁信号，闭锁两端的保护，闭锁式。 2）如果功率方向正，发允许信号，允许式。
4.1.2 输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析 4.1.3 纵联保护的基本原理
3、两端电流相位的故障特征 区内：同相位；区外：180 ̊
（工频故障分量概念见P111-112)
正向：U IZs 反向：U IZs
正向：270 arg U 0 Zr I
反向：90 arg U 0 Zr I
4.3.2 闭锁式方向纵联保护
1、基本原理 正常时无信号，故障时在非故障线路上传送高频信号，由短路功
2．允许信号。允许信号是允许保护作用于跳闸的信号，或者说有允 许信号是保护动作于跳闸的必要条件。
3．跳闸信号。跳闸信号是直接引起跳闸的信号，或者说收到跳闸信 号是跳闸的充要条件。
逻辑图
4.2.3 微波通讯
频率：300-30000MHz，频带宽，信息量大 超短波，大气层无发射，“视线”传播，40-60km，中继站 1．微波通讯纵联保护构成 图4.9
4.2.2 电力线载波通讯
3、电力线载波通道的工作方式
（1）正常无高频电流方式；（中国） （2）正常有高频电流方式；（通道经常处于监视） （3）移频方式：正常时f1、故障时f2。（国外）
4.2.2 电力线载波通讯
4、电力线载波信号的种类
1．闭锁信号。即无闭锁信号是保护作用于跳闸的必要条件，或者说 闭锁信号是阻止保护动作于跳闸的信号。