输电线路的全线速动保护

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
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
方向原理
※两侧保护均判为正向故障－－内部故障
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
第3章 电网的纵联保护
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（3）按通道传送信息含义分类 闭锁信号
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。
第3章 电网的纵联保护
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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
第3章 电网的纵联保护
第3章 电网的纵联保护
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3.1.2 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。
第3章 电网的纵联保护
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。
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”。
第3章 电网的纵联保护
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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。
3 输电线路的全线速动保护
第3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
第3章 电网的纵联保护
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A
M
NB
k1
k2
外部故障时，总有一侧保护判别为反向故障
(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
第3章 电网的纵联保护
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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
3.1纵联保护的原理与分类
3.1.1全线速动保护与双侧测量原理 3.1.2纵联保护分类
第3章 电网的纵联保护
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3.1.1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。
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（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
第3章 电网的纵联保护
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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：
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，
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
第3章 电网的纵联保护
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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
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”。
第3章 电网的纵联保护
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3.2 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。
与112kHz 混频
104kHz
第3章 电网的纵联保护
16kHz、
208kHz…… 12kHz、 12kHz
滤波 212kHz…… 8kHz、
“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
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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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
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
第3章 电网的纵联保护
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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
P
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
第3章 电网的纵联保护
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A
M
闭锁信号
NB
k
外部故障时，近故障侧保护发闭锁信号
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”。
第3章 电网的纵联保护
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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