线路保护(距离保护、光纤电流差动)

α4
tgα=1/8
α3
α1
α2
动作方程：
一、距离保护原理 方向性多边形阻抗继电器
X mtg15 Rm Rset X m ctg60
Rm tg15
Xm
X set
Rm tg
方向判别的动作方程为：
15 arg Ur 90 15 Ir
一、距离保护原理 距离保护的组成
真正构成一套距离保护至少包含以下几个部分：起动元件、阻抗测量元件、 电压闭锁元件、振荡闭锁元件、时限元件、出口执行元件。
2A D c
2B D c
2AZmZmZsetZset
2BZmZmZset2ZmZset
动作9 方 0 程 ArZ gmZ m Zset27转 0 换为幅:值方 12Z程 set为 Zm12Zset
C
B
D
C BA D BA
A
90 arg
C
D
arg
C
270
D
一、距离保护原理 幅值与相位比较间关系
一、距离保护原理 三段距离保护
距离Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段之间的配合原则，基本上与电流保 护相似。
一、距离保护原理 三段距离保护
注意：距离保护的Ⅰ段保护范围通常选择为被保护线路 全长的80%~85%
原因：距离保护第1段的动作时限为保护装置本身的固有动作 时间，为了和相邻的下一线路的距离保护第1段有选择性的配 合，两者的保护范围不能有重叠的部分。否则，本线路第1段 的保护范围会延伸到下一线路，造成无选择性动作。 再者，保护定值计算用的线路参数有误差，电压互感器和电流 互感器的测量也有误差。考虑最不利的情况，这些误差为正值 相加。如果第1段的保护范围为被保护线路的全长，就不可避 免地要延伸到下一线路。此时，若下一线路出口故障，则相邻 的两条线路的第1段会同时动作，造成无选择性地切断故障。 除上弊，第1段保护范围通常取被保护线路全长的80％～85％。
U m 是保护安装处的电压，也叫极化电压 U op 是阻抗继电器的工作电压
Es F3 M
F1
F2 N
ER
ES F3 UM
F1
UOP F2
ER
一、距离保护原理 方向阻抗继电器
jX
Z set
Zm
动作 9 方 0A程 rZm gZse t 27 0 Zm
以灵敏角和Zset为直径作圆
R
方向与幅值9换 0算 Ar关 gC系 270 D
二、纵联保护 光纤电流差动保护
（一）定义
光纤纵联差动保护：输电线路纵联保护采用光纤通道将输电 线路两端的电流信号通过编码流形式然后转换成光的信号经 光纤传送到对端，保护装置收到对端传来的光信号先转换成 电信号再与本端的电信号构成纵差保护。
光纤纵联差动保护的方向：以母线流向保护 线路方向为正
（二）光纤差动保护原理
K
Z1 Z2 Z0
U U
输电线路上该相的压降是该相上的正序、负序、和零序压降之和
U UK I1Z1 I2Z2 I0Z0 I0Z1 I0Z1
UK (I1 I2 I0 )Z1 3I0 Z03Z1Z1 Z1 UK (I K3I0 )Z1
K——零序电流补偿系数。 UK ——短路点的该相电压。 (I K3I 0)Z1 ——输电线路上该相从短路点到保护安装处的压降。
一 距离保护原理 二 纵联保护 三 线路保护调试 四 检验中常见故障及处理
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线路保护
二、纵联保护 概述
（一）反应输电线路一端电气量变化的保护缺陷
电流、电压、零序电流和距离保护都是反应输电线路一端电气量 变化的保护，这种反应一端电气量变化的保护从原理上讲都区分 不开本线路末端和相邻线路始端的短路。
Es
M TA
TA
N
TA
TA P ER
1
23
4
二、纵联保护 概述
（二）通道类型
纵联保护既然是反应两端电气量变化的保护，那就一定要把对端 电气量变化的信息告诉本端，同样也应把本端电气量变化的信息 告诉对端，以便每侧都能综合比较两端电气量变化的信息做出是 否要发跳闸命令的决定。这样就要涉及的通信的问题。目前使用 的通道类型有下列几种：
一、距离保护原理 距离保护安装处电压计算公式
ES M Z
I1 I 2 I 0
K
Z1 Z2 Z0
U U
保护安装处相间电压的计算公式为：
UUKI Z1
UK ——短路点的相间电压。 I ——两相电流差 I Z 1 ——输电线路上从短路点到保护安装处的两相压降之差。
一、距离保护原理 阻抗继电器动作原理
UOP UMIMZset
一 距离保护原理 二 纵联保护 三 线路保护调试 四 检验中常见故障及处理
线路保护
一、距离保护原理 距离保护的理论基础:
欧姆定律
IU R
——电路中通过的电流与它两端的电压成正比， 与它的电阻成反比。
Z&
U& I&
——阻抗测量
一、距离保护原理 距离保护安装处电压计算公式
ES M Z
I1 I 2 I 0
• 动作电流(差动电流)为：
Id IMIN
Id
• 制动电流为：
Ir IM IN
I cdset
• 差流元件基本动作方程：
{ Id Icdset
Id 0.75Ir
二、纵联保护 光纤电流差动保护
0.75
Ir
区内故障示意图
Es M
TA
1
二、纵联保护 光纤电流差动保护
N
TA
ER
2
区内故障时，两侧实际短路电流都是由母线流向线路，和参考方向 一致，都是正值，差动电流就很大Id >>Ir ，满足差动方程，差流 元件动作。凡是在线路内部有流出的电流，都成为动作电流。
1、电力线载波通道 2、微波通道 3、光纤通道（OPGW） 4、导引线通道
（三）高频通道的性质
高频信号 &
就地保护信号
跳闸
二、纵联保护 概述
高频信号 ≥1
就地保护信号
跳闸
闭锁信号
高频信号 就地保护信号 &
跳闸
允许信号
跳闸信号
1、闭锁信号。一般通道采用相—地制 耦合通道。 2、允许信号。一般通道采用相—相制 耦合通道。
二、纵联保护 光纤电流差动保护
区外故障示意图
Es M
TA
N
TA
ER
1 IM
2 IN
区外故障时，一侧电流由母线流向线路，为正值，另一侧电流由线路 流向母线，为负值，两电流大小相同，方向相反，所以差动电流为零， 差流元件不动作。凡是穿越性的电流不产生动作电流，只产生制动电 流。制动电流是穿越性电流的2倍。
A
2A D C
2B DC
D
C B
一、距离保护原理 偏移特性阻抗继电器
Z set
Za
动作方程
90ArZ gmZset270 ZmZA
90 ArU gmImZset270 UmImZA
以灵敏角yZset为直径作圆
一、距离保护原理 方向性多边形阻抗继电器
为了减小过渡电阻对阻抗保护的 影响，各边都采用了倾斜角，特 性如图所示。