线路保护基本原理

直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
夹角取决于保护面对系统的零序阻抗
（三）零序保护
三、线路保护基本原理
（四）重合闸
概念：
瞬时性故 障
利
三、线路保护基本原理
永久性故 障 弊
（四）重合闸
概念：
三、线路保护基本原理
单相重合闸
三相重合闸
综合重合闸
前 加速
后加 速
课件回顾（思考题）
1. 线路保护的配置？
①差流元件动作。 ②差流元件的动作相或动作相间电 压<0.65UN ③)收到对侧的允许信号。
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
TV断线对差动保护的影响： TV断线且有差流，IR>4*IL，延时30ms给对侧发允许信号（发生PT断线时） 这样，弱电源侧保护依靠此起动元件起动，两侧保护都可以跳闸。 TV断线可以理解成弱馈的一种形式。
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
零序功率： 分布：短路点零序功率最大； 方向：对于发生故障的线路，两端的零序功率方向为线路指向母线。
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
夹角取决于保护背后系统的零序阻抗，与被保护线路、故障位
置、过渡电阻有关。
（三）零序保护
答：分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件 构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套 后备保护。
2. 哪些情况会给对侧发差动允许信号？
答：装置起动且有差流；TWJ开入且有差流（线路空充）；PT未断线+低电压且 有 差流（弱馈）；PT断线且有差流，本对侧电流比，延时给对侧发出允许信 号（弱馈补充）；本保护动作（联跳）
三、线路保护基本原理
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
弱馈对差动保护的影响： 假设N侧是纯负荷侧，故障前负荷IN较小，故障后N侧差动保护如果不起动，则 N侧保护不能跳闸。同时由于N侧保护不起动，不能向M侧发允许信号，M侧保护也 不能跳闸。
解决措施: 除两相电流差突变量起动元件、
零序电流起动元件和不对应起动元件外， 931保护再增加一个低压差流起动元件:
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
从以上讨论可以看出，以下情况会给对侧发差动允许信号：
装置起动且有差流 TWJ开入且有差流（线路空充） PT未断线+低电压且有差流（弱馈） PT断线且有差流，本对侧电流比，延时给对侧发出允许信号（弱馈补充） 本保护动作（联跳）
（一）光纤纵联差动保护
带来的问题是动作值过大，内部故障的灵敏度降低。 采用带制动特性的差动保护，是解决可靠性与灵敏性之间矛盾的有效措施。
Id I cdqd
0.75
Ir
（一）光纤纵联差动保护
光纤差动保护动作逻辑见下图：
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
光纤差动启动元件动作框图：
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
（二）距离保护
作用原理：
1S 2
正常情况下： 测量阻抗
故障时： 测量阻抗
三、线路保护基本原理
M 3I
U Z
N4
K
Zm
U m Im
ZLD
Zm
U m Im
U 残 Ik
Zmk
（二）距离保护
作用原理：
三、线路保护基本原理
距离保护的实质是用测量阻抗Zm与被保护线路的整定阻抗Zset比较。
当短路点在保护范围以外时，即|Zm|>|Zset|时， 继电器不动作；
（一）光纤纵联差动保护
TWJ动作信号对差动保护的影响： 主要是空充于故障线路时。
因为断路器三相都断开的一侧突变量 电流起动元件和零序电流起动元件均未起 动，低压差流起动元件由于母线电压未降 低(用母线TV)也不起动。由于起动元件均 未起动，所以该侧不能向对侧发允许信号， 造成另一纵联差动保护拒动的问题。
3. 零序电压的分布特点？
答：故障点零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低，变压器中性点接地处 为零。
距离保护：是反应保护安装处至故障点的距离，并根据距离的远近而确定动作时 限的一种保护装置。
测量保护安装处至故障点的距离，实际上是测量保护安装处至故障点之间的阻抗 大小，故有时又称之为阻抗保护。
U Ik Zk Z0l
两个重要的基本概念：
测量阻抗Zm：加入继电器的电压、电流的比值 整定阻抗Zset：根据保护范围给出的阻抗整定值。发生短路时，当测量阻抗等于或小于 整定阻抗时继电器动作。
分类：零序方向过流保护、纵联零序保护、阶段式零序保护，定时限过电 流保护、反时限过流保护
零序电流保护： 受系统接地点和运行方式的影响较大 零序电流保护只反映接地性质故障
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
直接接地系统零序网络：与线路、接地变压器的数目和位置相关，和 发电机没有关系。
线路保护基本原理 培训课件
2020.10.20
目录
一
线路保护的配置
二
线路保护通道情况
三
线路保护基本原理
一、线路保护的配置
（一）线路保护的典型配置
一、线路保护的配置
一、线路保护的配置
（二）南瑞RCS-931系列简要说明
RCS-931 系列保护包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护， 由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及多个零序 方向过流构成的全套后备保护，RCS-931 系列保护有分相出口，配有自动重合闸功 能, 对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。
二、线路保护通道情况
二、线路保护的通道情况
线路保护采用光纤保护通道，保护双重化配置，A套保护使用专用光纤通道，B 套保护使用复用光纤通道。
特点：对光纤长度有要求， 信号有衰耗
特点：因大部分为电缆， 不受线路长度限制，但 是相对专用通道环节较 多
三、线路保护基本原理
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
（二）距离保护
三段式距离保护时限：
距离保护II段：
三、线路保护基本原理
与相邻线路的距离I段配合(不超过下一条线路距离I 段的保护范围，同时高出一个时限)
ZII set1
K
II rel
(ZAB
ZI set2
)
其中
K II rel
0.8
灵敏度校验：
K sen
ZII set1
ZAB
1.25
（二）距离保护
差动联跳对差动保护的影响： 主要是空充于故障线路时。为了防止长距离输电线路出口经高过渡电阻接地时， 近故障侧保护能立即启动，但由于助增的影响，远故障侧可能故障量不明显，从而 不能启动，差动保护不能快速动作。
本侧任何保护动作元件动作（如距离、 零序保护等）后，立即发对应相的联跳信号 给对侧，对侧收到联跳信号后，启动保护装 置，并结合差动允许信号联跳对应相。
制动电流为： Ir IM IN
差流元件动作方程：
Id Icdqd Id 0.75 Ir
三、线路保护基本原理
M IM
IN N
Id I cdqd
0.75
Ir
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
如果故障在区内： 两侧实际短路电流都是由母线流向线路，差动电流远大于制动电流，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。
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
如果故障在区外： M侧电流由母线流向线路，N侧电流由线路流向母线，为负值，两个电流大小相 同，方向相反，所以差动电流为0，差流元件不动作。此时制动电流为穿越电流的2 倍。
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
在实际情况下，由于电流互感器误差等因素的存在，在正常运行及外部故障时 也会有一定量的不平衡电流流入差动继电器KD，特别是在外部故障电流互感器饱和 的情况下，误差将会大大增加，会有比较大的不平衡电流流入KD。为防止差动保护 误动，KD的动作电流必须按躲过外部故障的最大不平衡电流来整定。
三段式距离保护时限：
三、线路保护基本原理
距离保护III段： 定值计算： 按躲过正常运行最小负荷阻抗整定 本线路的近后备，相邻线路远后备。
（二）距离保护
三段式距离保护时限：
三、线路保护基本原理
（三）零序保护
概念：
三、线路保护基本原理
根据零序分量的特点，可知系统发生接地短路，会出现零序电流和零 序电压。可根据有无零序分量，可判断系统是否发生接地短路，从而构成 接地短路保护。
当短路点在保护范围以内时，即|Zm|<|Zset|时， 继电器动作。
距离保护又称为低阻抗保护.
（二）距离保护
三段式距离保护时限：
三、线路保护基本原理
（二）距离保护
三段式距离保护时限：
距离保护I段： 按躲过线路末端短路整定。
ZI set1
K
I rel
ZAB
其中
K
I rel
0.8
~
0.85
三、线路保护基本原理
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
零序电压：故障点零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低，变压 器中性点接地处为零。
（三）零ห้องสมุดไป่ตู้保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
零序电流： 分布：与变压器中性点接地的多少和位置有关； 大小：与线路及中性点接地变压器的零序阻抗有关。
TA断线对差动保护的影响： 此时Id=IM，Ir=IM，满足差动动作方程。 如果不采取措施，那么，差动保护会误动。