【学习课件】第4章-电网的纵联保护

混频后得到f1－f，f1＋f，f1＋2f，……
收到若干信 本机f0＝100kHz 号，例如： fM＝12kHz，f1＝112kHz
96kHz
100kHz
104kHz
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与112kHz 混频
16kHz、 208kHz……
12kHz、 12kHz 212kHz…… 滤波 8kHz、 216kHz……
本侧保护判断故障为正向后还必须收到对侧保护发的 允许信号，信号的含义为“允许”。
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跳闸信号
A
M
跳闸
Ⅰ NB
k
Ⅰ
Ⅰ段保护动作时，向对侧保护发跳闸信号
远跳式
两侧保护Ⅰ段动作跳开本侧断路器，同时向对侧保护 发出跳闸信号。
只要两侧保护Ⅰ段动作区均超过50％线路全长，即可 构成远跳式全线速动保护。 收到对侧信号立即跳闸，信号的含义为“跳闸”。
纵联方向保护 ※纵联保护采用专用的方向元 件判别故障方向
电流差动原理
纵联距离、零序保护
※纵联保护利用距离中的 方向阻抗元件及零序
电流保护中的零序方
向元件判别故障方向
纵联差动保护
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（3）按通道传送信息含义分类 闭锁信号
A
M
闭锁信号
NB
k
外部故障时，近故障侧保护发闭锁信号
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4.1.2 纵联保护分类 （1）按通道类型分类 （a）导引线：
两侧保护电流回路由二次电缆连接起来， 用于线路纵差保护。 敷设、维护困难，仅用于特殊的10km以下短线路上， 实际使用较少。
（b）载波通道： 使用电力线路构成载波通道，用于高频保护。
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2.载波通道 相－地制载波（高频）通道 有线通信，50-400kHz
1.阻波器
2.耦合 电容器
6.接地 刀闸
5.保护 间隙
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3.结合滤 波器
4.电缆
收信机 发信机
高频保护
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收发信机原理框图
发信机
获得基准频率 如0.25kHz
石英晶体
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4.2 纵联保护通道
1.导引线
二次电缆联系线路两侧保护的电流回路
问题：
敷设困难； 检测、维护通道困难； 电流互感器二次阻抗过大导致误差增大。
导引线为通道的电流差动保护较少用于线路保护， 广泛用于变压器、发电机、母线等元件保护。 本书第9、10、11章将详细讨论。
arg IM
IN 180
IN
(a) 正常运行或外部故障情况
M
A
N
B
线路两侧电流相位相近 内部故障
k
IM
内部故障时，
arg
IM
IN
IN act
(b) 内部故障情况
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c.比较两侧线路保护故障方向判别结果，纵联方向保护
A
M
NB
k1
k2
外部故障时，总有一侧保护判别为反向故障
信号源 锁相环（PLL）
振荡 分频
比相
低通 滤波
压控 振荡
＆
f0N•0.25kHz
获得载 波频率
fo
前置 放大
功率 放大
线路 滤波
衰耗
通道
分频
继电保护
发信控制
调制
产生基 准频率
fb如
1024kHz
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收信机
载波 信号
f
混频 滤波
放大
检波
收信 触发
继电保护 收信
中心频率fM 本振信号 f1＝f0＋fM
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“单侧测量”保护无法实现全线速动 因为“单侧测量”保护不利用动作时间则 无法区分本线末与下线始端故障
I
A
Pwk.baidu.com
1QF
B
2QF 3QF
4QF 5QF
6QF
M
k1 N k2
P
Q
U
k1、k2故障时保护P测量的电流、电压几乎一样
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“双侧测量”保护工作原理 a.以基尔霍夫电流定律为基础的电流差动保护
(a)外部故障情况
线路两侧保护均判为正向故障 内部故障
A
M
k
NB
内部故障时，两侧保护均判别为正向故障
(b) 内部故障情况
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纵联保护特点： 两侧保护需要通道联系 两侧保护必须双侧同时工作 纵联保护判据具有“绝对选择性”， 区内、外故障时保护判据有明显差异 纵联保护在区外故障时不动作，没有远后备作用
M
A
N
B 忽略了线路电容电流
IM
IN
正常运行或外部故障时，Id IM IN 0
(a) 正常运行或外部故障情况
M
A
N
B
k
IM
Ik
IN
内部故障时，Id IM IN Ik
(b) 内部故障情况
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b.比较线路两侧电流相位关系的相位差动保护
M
A
Ik
N
B
k
IM
正常运行或外部故障时，
N侧保护判断故障为反向故障，闭锁本侧纵联保护 同时发出信号闭锁对侧（M侧）保护， 纵联保护收到信号即闭锁，信号的含义为“闭锁”。
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允许信号
A
M
允许信号
k 允许信号
NB
内部故障时，两侧保护均向对侧发允许信号
两侧保护判断故障为正向故障后，同时向对侧保护 发出允许信号。
4.1.1全线速动保护与双侧测量原理 4.1.2纵联保护分类
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4.1.1全线速动保护与双侧测量原理
全线速动保护： 继电保护无时限地切除线路上任一点发生的故障
在高压输电线路上，为了保证电力系统运行的稳定 性，需要配置全线速动保护
前面学习的电流保护、方向电流保护、零序电流保 护、距离保护均为“单侧测量”保护。即保护判据 均来自线路一侧的电流、电压。
此信号 对应收 信频率 100kHz
12kHz
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“短时发信”与“长期发信”方式 短时发信：
继电保护不启动时，发信机功放电源不投入 发信机工作轻松。需要人工定期检查通道完好
第4章 电网的纵联保护
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要求: 掌握电网纵联保护工作原理
知识点: 掌握全线速动保护概念与双侧测量保护原理 了解各种通道组成 掌握纵联保护分类及相应保护的工作原理 了解新型方向元件判据及特点 学习微机型纵联保护原理框图
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4.1纵联保护的原理与分类
（c）微波通道： 用于微波保护。 技术复杂，成本昂贵，较少采用。
（d）光纤通道： 采用光纤数字通信技术，技术先进，信息传输量大， 抗干扰性能好。
目前迅速发展，正大量取代载波通道
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（2）按保护原理分类 目前实际应用的纵联保护有3种：
方向原理
※两侧保护均判为正向故障－－内部故障