差动保护课件
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第四章.输电线路纵联保护
▪输电线路纵联差动保护 ▪输电线路高频保护
差动保护课件
问题的提出：
前述保护存在的主要问题 ①单侧量保护只能保护本线路的一部分 ②受运行方式影响；长线路，重负荷Klm低
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第一节. 输电线纵联差动保护（纵差保护） 一．原理: 1. 纵联保护：就是用某种通信通道（简称通道）
差动保护课件
接地刀闸：当连接滤波器检修时作为接地极
（4）高频电缆
用来连接户内的收发信机与户外的连接滤波器 为屏蔽干扰信号，减少高频损耗，采用单芯同 轴电缆，波阻抗100欧姆。
（5）高频收、发信机 发送和接收高频信号
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三、高频通道的工作方式和高频信号的作用
1、工作方式 经常无高频电流（即故障时 发信号） 经常有高频电流（即长期发 信号）
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3.纵联保护按保护动作原理分类
（1）方向纵联保护
两侧保护继电器仅反应本侧的电气量，利用通道将 继电器对故障方向判别的结果传送到对侧，每侧保护根据 两侧保护继电器的动作过程逻辑判断区分是区内还是区外 故障。
（2）差动纵联保护
这类保护利用通道将本侧电流的波形或代表电流相 位、幅值的信号传送到对侧，每侧保护根据对两侧电流的 幅值和相位比较的结果区分是区内还是区外故障。
▪构成 ▪分类 ▪原理
差动保护课件
一、概念
1、定义 高频保护：是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护.
广泛应用于高压和超高压输电线路 无时限快速保护,无需与下一线路配合，同时比较两端电 流的相位或功率方向区分内、外故障
电流相位（功率方向）→高频信号→输电线本身 →对端→比较 2、分类
方向高频保护（功率方向比较） 相差高频保护（比较两端电流的相位）
Sd
Sd
图4-9 高频闭锁方向保护的作用原理
差动保护课件
高频保护
高频保护
A 1
d
B
2
3
4
C
5
6D
Sd
Sd
Sd
Sd
图4-9 高频闭锁方向保护的作用原理
d短路： 3、4功率方向为正，不发闭锁信号 2、5为负，发闭锁信号
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4.纵联差动保护原理
(1)定义
纵联差动保护: 用辅助导线或称导引线作为通道的纵联保护
(2)正常运行时
IJ II2bM PI02N
IbP——不平衡电流 由CT的幅值误差和相位误差造成 即由于CT的磁化特性不一致，励磁电流不等等原因引起。 稳态负荷时IbP很小→0 短路→铁心饱和→IbP较大
高频信号与高频电流的区别
2、传输的信号 传送闭锁信号 传送允许信号 传送跳闸信号
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3、信号的作用: 闭锁信号：指收不到这种信号是保护动作的 必要条件 允许信号：指收到这种信号是保护动作的 必要条件 跳闸信号：指收到这种信号是保护动作的充 分必要条件
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四、高频保护的分类
方向高频保护
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3、原理
耦合
耦合
保
收信
护
发信
收信
保
发信
护
载波：50KHZ～300KHZ 以“导线——大地”为通道
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4、特点：
（1）、全线快速保护 （2）、两套装置之间 （3）、与系统运行方式无关 （4）、不受振荡影响 （5）、Idz>Ibpmax （6）、主保护 （7）、价格高
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U n
均压法
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二、保护特点
1、保护原理本身可以区分内、外部故障，可 实现全线快速保护
2、保护范围是两个CT之间 3、与系统运行方式无关 4、不受系统振荡的影响 5、 IdzKkIbpmax
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6、可作为线路主保护（配置后备保护：电流
or距离）
7、只能用于短线路（由于通道导线的限制）
工频时
（（主3）要安为装L地的Z点 阻0抗.0）4
f1
f
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（2）结合电容器（耦合电容C电容很小）
作用：①将载波信号传递到输电线路(耦合信号) ②使高频收、发信机与高压线路绝缘
对工频呈极大阻抗——极小工频泄漏电流
（3）连接滤波器
与结合电容器共同组成一个四端网络——“带通滤波器” 输电线路波阻抗为：400Ω 同轴电缆波阻抗为：100Ω 作用：与（2）一起对载波进行滤波、隔离作用、阻抗匹配 作用、避免高频信号在传送过程中发生反射，减少损耗， 增加输出功率。
二、高频载波通道的构成
•阻波器 •结合电容器 •连接滤波器 •高频收、发信机
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1. 阻波器
L=0.1mH, C=20~250uF
（1）构成
由一电感线圈与可 变电容器并联组成的回路。
（2）阻抗 并联后阻抗与频率 Z
有关，当并联谐振时阻抗 最大。
一般取载波频率=并联谐振 频率（50KHZ～300KHZ）
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(3) 外部故障
IJ I2MI2NIb P
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(4)内部故障
IJ I2MI2Nn1CTId
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(5)原理接线 环流法 均压法 环流法
M
N
IM
I N
I Im
J
I n
i
U m 导引线
U n
环流法
差动保护课件
I I n
J
Im
均压法
M
N
IM
I N
I
I
Im
In
i 0
U m 导引线
高频闭锁方向保护 高频闭锁负序方向保护 高频闭锁距离保护 高频闭锁零序方向保护
相差高频保护： 相差高频保护
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五、高频闭锁方向保护
1、工作原理
经常无电流而在外部故障时发闭锁信号，闭锁 信号由短路功率方向为负一端发出，两端都接收， 把保护闭锁。
高频保护
高频保护
A 1
d
B
2
3
4
C
5
6D
Sd
Sd
1～10kV
1～2km
35kV
3～4km
110～330kV 5～7km
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三、影响输电线纵联差动保护的因素
1、电流互感器的误差和不平衡电流与 二次侧负载 误差 一次电流 误差
磁化特性不一致，励磁电流不等造成的
2、导引线的阻抗和分布电容 3、导引线的故障和感应过电压
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第二节.输电线路的高频保护
将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各 端电气量（电流、功率的方向等）传送到对端， 将两端电气量比较，以判断故障在本线路范围 内还是在本线路保护范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。
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2. 纵联保护按使用通道分类
为了交换信息，需要利用通道。纵联保护按照 所利用通道的不同类型可以分为4种（通常纵联 保护也按此命名）： (1)导引线纵联保护（简称导引线保护、纵联保护） (2)电力线载波纵联保护（简称载波保护） (3)微波纵联保护（简称微波保护） (4)光纤纵联保护（简称光纤保护）。
▪输电线路纵联差动保护 ▪输电线路高频保护
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问题的提出：
前述保护存在的主要问题 ①单侧量保护只能保护本线路的一部分 ②受运行方式影响；长线路，重负荷Klm低
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第一节. 输电线纵联差动保护（纵差保护） 一．原理: 1. 纵联保护：就是用某种通信通道（简称通道）
差动保护课件
接地刀闸：当连接滤波器检修时作为接地极
（4）高频电缆
用来连接户内的收发信机与户外的连接滤波器 为屏蔽干扰信号，减少高频损耗，采用单芯同 轴电缆，波阻抗100欧姆。
（5）高频收、发信机 发送和接收高频信号
差动保护课件
三、高频通道的工作方式和高频信号的作用
1、工作方式 经常无高频电流（即故障时 发信号） 经常有高频电流（即长期发 信号）
差动保护课件
3.纵联保护按保护动作原理分类
（1）方向纵联保护
两侧保护继电器仅反应本侧的电气量，利用通道将 继电器对故障方向判别的结果传送到对侧，每侧保护根据 两侧保护继电器的动作过程逻辑判断区分是区内还是区外 故障。
（2）差动纵联保护
这类保护利用通道将本侧电流的波形或代表电流相 位、幅值的信号传送到对侧，每侧保护根据对两侧电流的 幅值和相位比较的结果区分是区内还是区外故障。
▪构成 ▪分类 ▪原理
差动保护课件
一、概念
1、定义 高频保护：是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护.
广泛应用于高压和超高压输电线路 无时限快速保护,无需与下一线路配合，同时比较两端电 流的相位或功率方向区分内、外故障
电流相位（功率方向）→高频信号→输电线本身 →对端→比较 2、分类
方向高频保护（功率方向比较） 相差高频保护（比较两端电流的相位）
Sd
Sd
图4-9 高频闭锁方向保护的作用原理
差动保护课件
高频保护
高频保护
A 1
d
B
2
3
4
C
5
6D
Sd
Sd
Sd
Sd
图4-9 高频闭锁方向保护的作用原理
d短路： 3、4功率方向为正，不发闭锁信号 2、5为负，发闭锁信号
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4.纵联差动保护原理
(1)定义
纵联差动保护: 用辅助导线或称导引线作为通道的纵联保护
(2)正常运行时
IJ II2bM PI02N
IbP——不平衡电流 由CT的幅值误差和相位误差造成 即由于CT的磁化特性不一致，励磁电流不等等原因引起。 稳态负荷时IbP很小→0 短路→铁心饱和→IbP较大
高频信号与高频电流的区别
2、传输的信号 传送闭锁信号 传送允许信号 传送跳闸信号
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3、信号的作用: 闭锁信号：指收不到这种信号是保护动作的 必要条件 允许信号：指收到这种信号是保护动作的 必要条件 跳闸信号：指收到这种信号是保护动作的充 分必要条件
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四、高频保护的分类
方向高频保护
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3、原理
耦合
耦合
保
收信
护
发信
收信
保
发信
护
载波：50KHZ～300KHZ 以“导线——大地”为通道
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4、特点：
（1）、全线快速保护 （2）、两套装置之间 （3）、与系统运行方式无关 （4）、不受振荡影响 （5）、Idz>Ibpmax （6）、主保护 （7）、价格高
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U n
均压法
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二、保护特点
1、保护原理本身可以区分内、外部故障，可 实现全线快速保护
2、保护范围是两个CT之间 3、与系统运行方式无关 4、不受系统振荡的影响 5、 IdzKkIbpmax
差动保护课件
6、可作为线路主保护（配置后备保护：电流
or距离）
7、只能用于短线路（由于通道导线的限制）
工频时
（（主3）要安为装L地的Z点 阻0抗.0）4
f1
f
差动保护课件
（2）结合电容器（耦合电容C电容很小）
作用：①将载波信号传递到输电线路(耦合信号) ②使高频收、发信机与高压线路绝缘
对工频呈极大阻抗——极小工频泄漏电流
（3）连接滤波器
与结合电容器共同组成一个四端网络——“带通滤波器” 输电线路波阻抗为：400Ω 同轴电缆波阻抗为：100Ω 作用：与（2）一起对载波进行滤波、隔离作用、阻抗匹配 作用、避免高频信号在传送过程中发生反射，减少损耗， 增加输出功率。
二、高频载波通道的构成
•阻波器 •结合电容器 •连接滤波器 •高频收、发信机
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1. 阻波器
L=0.1mH, C=20~250uF
（1）构成
由一电感线圈与可 变电容器并联组成的回路。
（2）阻抗 并联后阻抗与频率 Z
有关，当并联谐振时阻抗 最大。
一般取载波频率=并联谐振 频率（50KHZ～300KHZ）
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(3) 外部故障
IJ I2MI2NIb P
差动保护课件
(4)内部故障
IJ I2MI2Nn1CTId
差动保护课件
(5)原理接线 环流法 均压法 环流法
M
N
IM
I N
I Im
J
I n
i
U m 导引线
U n
环流法
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I I n
J
Im
均压法
M
N
IM
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I
I
Im
In
i 0
U m 导引线
高频闭锁方向保护 高频闭锁负序方向保护 高频闭锁距离保护 高频闭锁零序方向保护
相差高频保护： 相差高频保护
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五、高频闭锁方向保护
1、工作原理
经常无电流而在外部故障时发闭锁信号，闭锁 信号由短路功率方向为负一端发出，两端都接收， 把保护闭锁。
高频保护
高频保护
A 1
d
B
2
3
4
C
5
6D
Sd
Sd
1～10kV
1～2km
35kV
3～4km
110～330kV 5～7km
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三、影响输电线纵联差动保护的因素
1、电流互感器的误差和不平衡电流与 二次侧负载 误差 一次电流 误差
磁化特性不一致，励磁电流不等造成的
2、导引线的阻抗和分布电容 3、导引线的故障和感应过电压
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第二节.输电线路的高频保护
将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各 端电气量（电流、功率的方向等）传送到对端， 将两端电气量比较，以判断故障在本线路范围 内还是在本线路保护范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。
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2. 纵联保护按使用通道分类
为了交换信息，需要利用通道。纵联保护按照 所利用通道的不同类型可以分为4种（通常纵联 保护也按此命名）： (1)导引线纵联保护（简称导引线保护、纵联保护） (2)电力线载波纵联保护（简称载波保护） (3)微波纵联保护（简称微波保护） (4)光纤纵联保护（简称光纤保护）。