电力系统继电保护-第四章.

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1、第四章第四章 输电线路纵联保护输电线路纵联保护全线速动保护全线速动保护一、问题提出：一、问题提出： 电流电压保护和距离保护用于输电线路保电流电压保护和距离保护用于输电线路保护时，只需将线路一端的电流电压经过互感护时，只需将线路一端的电流电压经过互感器引入保护装置，但器引入保护装置，但由于互感器传变的误差，由于互感器传变的误差，线路参数值的不精确性以及继电器本身的测线路参数值的不精确性以及继电器本身的测量误差等原因量误差等原因，有可能，有可能把被保护线路对端所把被保护线路对端所连结的母线上的故障或母线所连接的其它线连结的母线上的故障或母线所连接的其它线路出口处的故障误判为本线路末端的故障路出口处

2、的故障误判为本线路末端的故障而而将被保护线路切断。将被保护线路切断。4.1.1 输电线纵联保护概述输电线纵联保护概述电流、距离保护的缺陷电流、距离保护的缺陷反映：一侧电气量，即只采集线路一侧的电气量反映：一侧电气量，即只采集线路一侧的电气量缺陷：缺陷：段有延时，无法实现全线速动，段有延时，无法实现全线速动，MN123220kV220kV线路线路 难以满足快速性要求。难以满足快速性要求。k1k2电流保护电流保护优点优点距离保护距离保护缺点缺点工作原理工作原理接线接线 简单简单可靠性好可靠性好受系统运受系统运行方式的行方式的影响大影响大适用范围适用范围35kv35kv及以及以下的低压下的低压配电网

3、络配电网络接线较复接线较复杂杂 可靠性可靠性相对差相对差受系统运受系统运行方式的行方式的影响小影响小110kv110kv及以及以上中高压上中高压输电网络输电网络 电流保护、距离保护利用线路一侧的信息量，实电流保护、距离保护利用线路一侧的信息量，实际应用中均构成阶段式保护。际应用中均构成阶段式保护。 为此，设法将被保护元件两端为此，设法将被保护元件两端( (或多端或多端) )的电气量进的电气量进行同时比较行同时比较, ,以便以便判断故障在区内？还是区外？判断故障在区内？还是区外？ 将两端保护装置的信号纵向联结起来，构成将两端保护装置的信号纵向联结起来，构成_纵联保护纵联保护( (又称为单元保护单

4、元保护)。 仅利用线路一侧的电气量所构成的继电保护（单端仅利用线路一侧的电气量所构成的继电保护（单端电气量），电气量），无法区分本线路末端与相邻线路无法区分本线路末端与相邻线路（或元（或元件）的出口故障，如：电流保护、阻抗保护。件）的出口故障，如：电流保护、阻抗保护。纵联保护：又称为单元保护。纵联保护：又称为单元保护。 Pilot Protection 或或 Unit Protection二、纵联保护的定义：二、纵联保护的定义：输电线的纵联保护是用输电线的纵联保护是用某种通信通道某种通信通道将输电线将输电线两两端的保护装置端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量纵向联结起来，将各端的电气量（电

5、流、功率方向等）传送到对端并将两端的电（电流、功率方向等）传送到对端并将两端的电气量比较以判断故障发生在本线路范围内还是在气量比较以判断故障发生在本线路范围内还是在本线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。本线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。在理论上，纵联保护具有绝对的选择性。在理论上，纵联保护具有绝对的选择性。纵联保护特点：纵联保护特点：可以快速、可靠地区分本线路可以快速、可靠地区分本线路内部任意点短路与外部短路，即可以实现全线内部任意点短路与外部短路，即可以实现全线速动。速动。输电线路纵联保护结构框图输电线路纵联保护结构框图在设备的在设备的“纵向纵向”之间，进行信号交换之间，进行信号

6、交换横向关系横向关系( (如：横向故障如：横向故障) )纵联保护分类纵联保护分类方向纵联和距离纵联保护方向纵联和距离纵联保护( (比较两端逻辑量比较两端逻辑量) )差动纵联保护（比较两端全量）差动纵联保护（比较两端全量） 按保护按保护动作原动作原理划分理划分导引线纵联保护导引线纵联保护电力线载波纵联保护电力线载波纵联保护微波纵联保护微波纵联保护光纤纵联保护光纤纵联保护按通信按通信通道划通道划分分单元保护单元保护非单元保护非单元保护方向比较纵联保护方向比较纵联保护距离纵联保护距离纵联保护按保按保护形护形式划式划分分相位比较纵联保护相位比较纵联保护纵联电流差动保护纵联电流差动保护输电线路纵联保护输

7、电线路纵联保护 （两端的保护（两端的保护装置组成一个装置组成一个保护单元）保护单元）1. 1. 各种传送信息通道的特点各种传送信息通道的特点 (1)(1)导引线通道导引线通道 这种通道需要铺设导引线电缆这种通道需要铺设导引线电缆, ,其投资随线路长度而增加。其投资随线路长度而增加。当线路较长当线路较长( (超过超过10km10km以上以上) )时不经济。导引线越长时不经济。导引线越长, ,安全性越安全性越低，维护困难。低，维护困难。导引线中传输的是电信号。在中性点接地系统中导引线中传输的是电信号。在中性点接地系统中, ,除了雷除了雷击外击外, ,在接地故障时地中电流会引起地电位升高在接地故障时

8、地中电流会引起地电位升高, ,也会产生感应也会产生感应电压电压, ,对保护装置和人身安全构成威胁对保护装置和人身安全构成威胁, ,从而造成保护不正确动从而造成保护不正确动作。所以作。所以导引线的电缆必须有足够的绝缘水平导引线的电缆必须有足够的绝缘水平( (例如例如15kV15kV的绝的绝缘水平缘水平), ),这就使投资增大。这就使投资增大。导引线直接传输交流电量导引线直接传输交流电量, ,故导引线保护广泛采用故导引线保护广泛采用差动保差动保护原理护原理, ,但导引线的参数但导引线的参数( (电阻和分布电容电阻和分布电容) )直接影响保护性能直接影响保护性能, ,从而在技术上也限制了导引线保护用

9、于较长的线路。从而在技术上也限制了导引线保护用于较长的线路。(2)(2)电力线载波通道电力线载波通道这种通道在保护中应用最广。以这种通道在保护中应用最广。以电力线作为通电力线作为通信通道信通道。 载波通道由高压输电线及其信息加工和连接设载波通道由高压输电线及其信息加工和连接设备备( (阻波器、结合电容器及高频收发信机阻波器、结合电容器及高频收发信机) )等组成。等组成。 高压输电线机械强度大高压输电线机械强度大, ,十分安全可靠。但是十分安全可靠。但是在线路发生故障时通道可能遭到破坏在线路发生故障时通道可能遭到破坏( (高频信号衰高频信号衰减增大减增大), ),为此需考虑在此情况下高频信号是否

10、能有为此需考虑在此情况下高频信号是否能有效传输的问题。效传输的问题。当载波通道采用当载波通道采用“相相- -地地”制制, ,在线路中点发在线路中点发生单相短路接地故障时衰减与正常时基本相同生单相短路接地故障时衰减与正常时基本相同, ,但在线路两端故障时衰减显著增大。但在线路两端故障时衰减显著增大。当载波通道采用当载波通道采用“相相- -相相”制制, ,在单相短路接在单相短路接地故障时高频信号能够传输地故障时高频信号能够传输, ,但在三相短路时仍但在三相短路时仍然不能。为此载波保护在利用高频信号时然不能。为此载波保护在利用高频信号时应能使应能使保护在本线路故障信号中断的情况下仍能正确动保护在本线

11、路故障信号中断的情况下仍能正确动作。作。(2)(2)电力线载波通道电力线载波通道(3)(3)微波通道微波通道 微波通道与微波通道与输电线没有直接的联系输电线没有直接的联系, ,输电线输电线发生故障时不会对微波通信系统产生任何影响发生故障时不会对微波通信系统产生任何影响, ,因而利用微波保护的方式不受限制。微波通信是因而利用微波保护的方式不受限制。微波通信是一种多路通信系统一种多路通信系统, ,可以提供足够的通道可以提供足够的通道, ,彻底解彻底解决了通道拥挤的问题。决了通道拥挤的问题。微波通信具有很宽的频带微波通信具有很宽的频带, ,线路故障时信号不线路故障时信号不会中断会中断, ,可以传送交