电网的差动保护.ppt

I I I dZM
dz xl1
dz xl2
依据电压平衡方程式
Idzxl1 Z1 ( L

LM
)

I Z L ' dz xl1 1 M
I Z L dzxl2 1
( Idzx1

Idzxl2 )L

( Idzxl1

I )L ' dz xl1 M
I K K K I ' bpmax
TA
tx
fz dmax
式中Kfz——非周期分量的影响系数，在接有速饱和变流器 时，取为1，否则取为1.52。
三、纵联差动保护的整定计算
差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大不平衡
电流整定
I dz

K k KTA

K tx K fz nTA
相继动作区的长度百分数
LM

IdZM IdN
L
源自文库
LM %

LM L
100%

I dZM I dN
100%
50 ％．
3、 死区
功率方向继电器采用90接线，但当出口发生三相短路 时，母线残压为零，功率方向继电器不动作，这种不动作 的范围称为死区。死区在本保护出口，在对侧保护的相继 动作区内。在死区内发生三相短路，两侧横差保护都不能 动作。死区的长度不允许大于被保护线路全长的10％。
二、横联差动方向保护的相继动作区和死区
1、相继动作区
相继动作：线路两侧保护装置先后动作切除故障的方式。 相继动作区：产生相继动作的范围。
2、相继动作区长度的计算
假设相继动作区的临界点d的短路电流与N侧母线上的短
路时的短路电流相等
I I I'
dN
dz xl1
dz xl1
M侧保护中起动元件的一次动作电流为
流入继电器的电流为I2—I2， 即为电流互感器二次电流的差。 差回路：继电器回路。
正常运行： 流入差回路的电流
I j

I2

I2'

I1 nTA

I1' n'
TA
0
外部短路：流入差回路中的电流为
I j

I2d

I2' d

I1d nTA

I1' d n'
TA
0
指出： 被保护线路在正常运行及区外故障

I dmax
为防止电流互感器二次断线差动保护误动，按躲开电
流互感器二次断线整定
I dz

Kk
I fhmax nTA
灵敏度校验：
K lm

I dmin I dz

2
四、纵联差动保护的评价
优点： 全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响， 灵敏度较高。
缺点： 需敷设与被保护线路等长的辅助导线，且要求 电流互感器的二次负载阻抗满足电流互感器10％ 的误差。这在经济上，技术上都难以实现。
三、横联差动方向保护的整定计算
1．电流继电器的动作电流
（l）为保证横差保护范围外故障保护不动作，横差保护的 动作电流应按躲开外部短路最大不平衡电流整定
I K I K (I I ) '
"
dz
k bpmax
时，在理想状态下，流入差动保护差回
路中的电流为零。实际上，差回路中还
有一个不平衡电流Ibp。差动继电器KD 的起动电流是按大于不平衡电流整定的，
所以，在被保护线路正常及外部故障时
差动保护不会动作。
内部短路： 流入差动保护回路的电流为
I j

I2d

I2' d

I1d nTA

I1' d n'
第四章 电网的差动保护
基本要求 学习内容 习题与思考题
基本要求
掌握纵联差动保护的工作原理及其特点 掌握横联差动方向保护的工作原理及其相继动 作区和死区
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第一节 电网的纵联差动保护
电流、电压和距离保护属于单端保护， 不能瞬时切除保护范围内任何地点的故障。 这就不能满足高压输电线路系统稳定的要求。 如何保证瞬时切除高压输电线路故障？
解决办法： 采用线路纵差动保护 线路纵差动保护是利用比较被保护元件始末端电流的大小 和相位的原理来构成输电线路保护的。当在被保护范围内 任一点发生故障时，它都能瞬时切除故障。
－、纵联差动保护的工作原理
电网的纵联差动保护反应被保护线路首末两端电流的 大小和相位，保护整条线路，全线速动。纵联差动保护原 理接线如下图所示。
回路中产生不平衡电流最大值为
I K Kn I bpmax
TA
tx dmax
TA
式中 KTA一电流互感器 10％误差； Ktx—电流互感器的同型系数，两侧电流互感器为同型号 时，取0.5，否则取l；
Idmax—被保护线路外部短路时，流过保护线路的最大短路 电流。
2．暂态不平衡电流
纵联差动保护是全线速动保护，需要考虑在外部短路 时暂态过程中差回路出现的不平衡电流,其最大值为
需装设辅助导线断线与短路的监视装置，辅助导 线断线应将纵联差动保护闭锁。
应用： 在输电线路中，只有用其它保护不能满足要求的 短线路（一般不超过5～7km 线路）才采用。
第二节 平行线路横联差动方向保护
一、横联差动方向保护的工作原理
横差方向保护：是用于平行线路的保护装置，它装设于平 行线路的两侧。其保护范围为双回线的全长。横差方向保 护的动作原理是反应双回线路的电流及功率方向，有选择 性地瞬时切除故障线路。
正常运行及外部发生短路：
两线路中的电流相等。两电流互感器差回路中的电 流仅为很小的不平衡电流，小于继电器的起动电流，电 流继电器不会起动。
内部故障时 ： 如在线路XL－l的d点发生短路，M侧电流继电器中的电流
I j

1 nTA
( Idxl1

Idxl2 )
当Ij＞Idz时，电流继电器1动作。
功率方向继电器2承受正方向功率动作，功率方向继电器3 承受负功率不动作，因而跳开1QF。
线路N侧：流过差回路中的电流
I j

2 nta
I'dxl1
当Ij＞Idz时，电流继电器动作。
功率方向继电器 2承受正功率，接点闭合，跳开 3QF 瞬时切除故障线路XL一1横差保护退出工作，非故障线路 XL一2继续运行。
TA

Id nTA
被保护线路内部故障时，流入差回
路的电流远大于差动继电器的起动电流，
差动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，
断开线路两侧断路器。
结论：1、差动保护灵敏度很高 2、保护范围稳定 3、可以实现全线速动 4、不能作相邻元件的后备保护
二、纵联差动保护的不平衡电流
1．稳态情况下的不平衡电流
该不平衡电流为两侧电流互感器励磁电流的差。差动