4纵联保护第2讲New讲解

Z2M
正方向判据 270 arg U2 90
Z2r I2
（ａ）系统图；（ｂ）负序分量网络图； （ｃ）负序电压分布图；（ｄ）相量图
非超全高相压运线行路保电护压不互应感动器作（C，VNT侧） 总安是装判于为线正路向侧，M侧使用线路侧 电压时判为反向，不会误动，使 用母线电压会误动。
4.3.4 影响其正确工作的因素及克服措施
Zr
Zr
U M
φ
IM
4.3.1 方向保护和方向元件
故障序分量反方向故障判据：
正序故障分量反方向判据 负序故障分量反方向判据 零序故障分量反方向判据
90 arg U1 90 Z1r I1
90 arg U2 90 Z2r I2
90 arg U0 90 Z0r I0
4.3.1 方向保护和方向元件
• 下面示出线路一相仅在M侧断开时的负序电压分布图和相量图，其中 下标M代表母线侧，下标L代表线路侧，负序电压源接在M、L间的 端口间（纵向不对称故障）
4.3.4 影响其正确工作的因素及克服措施
负序电流 线路侧电压
I2
U2 Z2
U2L
I2Z2N
U2 Z2
Z2N
母线侧电压 U2M
I2Z2M
U2 Z2
270 arg U1 90 Z1r I1
270 arg U2 90 Z2r I2
270 arg U0 90 Z0r I0
4.3.1 方向保护和方向元件
反向故障分析
•
•
UM
IM
Z
' N
Z
' N
ZL
ZN
UM KW-
AC
IM
反向故障判据：
90 arg UM
arg
Z
' N
=0
90
Zr I M
闭锁信号
A1
B
2
3
闭锁信号
C
4
5
6D
F
优点——利用非故障线路上靠近故障的一端发闭锁信号， 灵敏度高，闭锁非故障线路不跳闸。对于故障线路跳闸， 则不需要闭锁信号，即使在内部故障伴随有通道破坏（例 如通道相接地或断线）时，两端保护仍能可靠跳闸。
4.3.2 闭锁式方向纵联保护
故障启动闭锁式保护需要注意的几个问题
两侧的 Z II 特性与动作区需要配合，保证区外故障近故障端灵敏于远故 障端动作，防止两侧保护误动。一般采用偏移阻抗圆特性。 在被保护线路内、外部短路时的工作过程自行分析。
4.3.3 闭锁式距离纵联保护
• 闭锁式距离纵联保护的主要优缺点—— 主、后备保护一体化，简化了保护回路。 当后备保护检修时，主保护也被迫停运，运行检修灵活 性不够。
• 闭锁式零序方向纵联保护的实现原理与上相同，只需用三 段式零序方向保护代替三段式距离保护元件并与收、发信 机部分相配合即可。
• 可以构成允许式纵联保护。
4.3.4 影响其正确工作的因素及克服措施
1 非全相运行对方向纵联保护的影响及应对措施
非全相运行状态——为了提高电力系统的稳定性，经常采用单相故障 跳开故障单相的方式，保留非故障的两相继续运行的运行状态。
1. 故障启动元件要灵敏 2. 区外故障时可靠闭锁 3. 延时确认闭锁信号
闭锁信号
A1
B
2
3
F
闭锁信号
C
4
5
6D
4.3.2 闭锁式方向纵联保护
• 2 闭锁式方向纵联保护的构成
KW+ 功率正方向元件 KA1 低定值电流启动发信元件 KA2 高定值电流启动停信元件 t1 瞬时动作发信，延时约 100ms停信，防止功率倒向 t2 延时约4~16ms跳闸，确认无 闭锁信号
4.3.1 方向保护和方向元件
工频故障分量方向元件
正向故障分析
U M
Zs
KW+
IM
•
•
UM I M Zs
Zr
AC
正向故障判据：
U M
270 arg UM arg( Zs )=180 90
Z r I M
Zr
φ
IM
IM
Zr：模拟阻抗
4.3.1 方向保护和方向元件
故障序分量正向故障判据
正序故障分量方向判据 负序故障分量方向判据 零序故障分量方向判据
第四章 输电线路纵联保护
4.3 方向比较式纵联保护
4.3.1 方向保护和方向元件
区内故障：两端保护均判别为正方向 区外故障：至少有一端保护判别为反方向
本侧正方向 元件
对侧正方向 元件
跳闸 与
两侧只交换正、反方向的状态信息，简单、信息少！使用不同 的电参量作出故障方向判别，构成不同的方向判别元件。
4.3.1 方向保护和方向元件
2 功率倒向对方向纵联保护的影响及应对措施
假设故障发生在线路L1 近M侧的d点：
3QF d
M
L1
4QF N
先
后
1QF
L2
2QF
图4－17 功率倒向电网示意图Biblioteka Baidu
4.3.4 影响其正确工作的因素及克服措施
2 功率倒向对方向纵联保护的影响及应对措施
应对措施：
依靠M侧 t1 延时停信、 两侧 t2 延时跳闸的逻 辑配合，避免误动作。
• 闭锁式距离纵联保护原理
用方向阻抗元件做方向元件，将方向比较式纵联保护和距离保护结合 起来，可使内部故障时能够瞬时动作，外部故障时则具有后备保护的 作用，从而兼有两种保护的优点，并且能简化整个保护的接线。
图4-15 闭锁式距离纵联保护所用的阻抗元件的动作范围和时限
4.3.3 闭锁式距离纵联保护
闭锁式距离纵联保护是由两端完整的三段式距离保护附加高 频通信部分组成，其一端保护的工作原理框图如图4.16所示。
工频故障分量方向元件的特点
➢ 不受负荷状态的影响 ➢ 不受故障点过渡电阻的影响 ➢ 正、反方向短路时，方向性明确 ➢ 无电压死区 ➢ 不受系统振荡影响
用其它的原理也可以构成方向判别元件，如第二章功率 方向元件、阻抗方向元件等。
4.3.2 闭锁式方向纵联保护
（一）工作原理
闭锁式方向纵联保护——此闭锁信号由功率方向为负的一侧 发出，被两端的收信机接收，闭锁两端的保护，其工作原 理如下图所示。
B端区外故障：
4.3.2 闭锁式方向纵联保护
2 闭锁式方向纵联保护的构成
区内故障：
KW+ 功率正方向元件
KA1 低定值电流启动发信元件
KA2 高定值电流启动停信元件
t1 瞬时动作发信，延时约 100ms停信，防止功率倒向
t2 延时约4~16ms跳闸，确认无 闭锁信号
4.3.3 闭锁式距离纵联保护的原理
对方向元件的基本要求
➢ 正确反映所有类型故障时故障点的方向，无方向死区。 ➢ 不受负荷影响，在正常负荷状态下不启动。 ➢ 不受系统振荡影响，振荡无故障时不误动，振荡中再故
障仍能正确判断方向。 ➢ 非全相运行又发生故障时仍能正确判断故障方向。
方向元件的基本原理 利用电流、电压相位关系实现故障方向判别！