第四章_输电线纵联保护

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1、4 4 输电线路纵联保护输电线路纵联保护4.1 4.1 输电线路纵联保护概念输电线路纵联保护概念4.2 4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换输电线路纵联保护两侧信息的交换4.3 4.3 方向比较式纵联保护方向比较式纵联保护4.4 4.4 纵联电流差动保护纵联电流差动保护第四章第四章 输电线纵联保护输电线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电流电压保护和距离保护用于引入保护装置，但引入保护装置，但由于互感器传变的误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差，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本身的测量误差等原因，电

2、流电压保护，电流电压保护和距离保护的和距离保护的段段无法区分本级线路末无法区分本级线路末端故障和下级线路出口处的故障端故障和下级线路出口处的故障。输电线路保护时，只需将线输电线路保护时，只需将线路一端的电流电压经过互感路一端的电流电压经过互感 段保护不能保护段保护不能保护线路全长线路全长，比如距，比如距离保护一般将保护的离保护一般将保护的I I段整定为线路全长段整定为线路全长的的8080-85%-85%其余的其余的1515-20%-20%上的故障只能带第上的故障只能带第IIII段的段的时限切除时限切除。这样难以满足。这样难以满足220KV220KV及及以上电压等级的电力系统中对速动性的要以上电

3、压等级的电力系统中对速动性的要求，因此需要求，因此需要采用纵联保护采用纵联保护，以实现，以实现线路线路全长范围内故障的无时限切除全长范围内故障的无时限切除。解决办法：解决办法：单端保护单端保护双端保护（纵联保护）双端保护（纵联保护）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端的保护装置两端的保护装置纵向联结起来，纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率方向等）传将各端的电气量（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本线路范围障发生在本

4、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。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。输电线纵联保护结构输电线纵联保护结构 继电保继电保护装置护装置继电保继电保护装置护装置通 信通 信设备设备通 信通 信设备设备通信介质通信介质TATATVTVTVTVTATA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

5、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通按通信通道划分道划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护形按保护形式划分式划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电线路纵联保护(1)(1)导引线通道导引线通道 这种通道需要铺设电缆，其投资随这种通道需要铺设电缆，其投资随线路长度而增加。当线路较长线路长度而增加。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, ,安全安全性越低，维护困难。性越低，维护困难。导引线中传输的是电信号。导

6、引线的电缆必须有导引线中传输的是电信号。导引线的电缆必须有足够的绝缘水平足够的绝缘水平( (例如例如15kV15kV的绝缘水平的绝缘水平) )，这就使投，这就使投资增大。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, , 导引线的参数导引线的参数( (电阻电阻和和分布电容分布电容) )直接影响保护性能，从而在技术上也直接影响保护性能，从而在技术上也限制了导引线保护用于较长的线路。限制了导引线保护用于较长的线路。缺点：(2)(2)电力线载波通道电力线载波通道 这种通道在保护中这种通道在保护中应用最广应用最广。载波通道由。载波通道由高压输电线及其信息加工和连接设备高压输电线及其信息加工和连

7、接设备( (阻波器、阻波器、结合电容器及高频收发信机结合电容器及高频收发信机) )等组成。等组成。优点：优点：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。十分安全可靠。缺点：缺点：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( (高高频信号衰减增大频信号衰减增大),),为此需考虑在此情况下高频为此需考虑在此情况下高频信号是否能有效传输的问题。信号是否能有效传输的问题。 当载波通道采用当载波通道采用“相相- -地地”制，在线制，在线路中点发生单相短路接地故障时衰减与正路中点发生单相短路接地故障时衰减与正常时基本相同常时基本相同, ,但在线路两端故障时衰减但在线

8、路两端故障时衰减显著增大。显著增大。 当载波通道采用当载波通道采用“相相- -相相”制，在单制，在单相短路接地故障时高频信号能够传输相短路接地故障时高频信号能够传输, ,但但在三相短路时仍然不能。为此载波保护在在三相短路时仍然不能。为此载波保护在利用高频信号时应能使保护在本线路故障利用高频信号时应能使保护在本线路故障信号中断的情况下仍能正确动作。信号中断的情况下仍能正确动作。(3)(3)微波通道微波通道 微波通道与输电线没有直接的联系微波通道与输电线没有直接的联系, ,输电线发生故障时不会对微波通信系统输电线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产生任何影响，因而利用微

9、波保护的方式不受限制。式不受限制。微波通信微波通信是一种多路通信是一种多路通信系统系统, ,可以提供足够的通道可以提供足够的通道, ,彻底彻底解决了解决了通道拥挤的问题。通道拥挤的问题。优点：微波通信具有很宽的频带，线路故优点：微波通信具有很宽的频带，线路故障时信号不会中断，可以传送交流电的波障时信号不会中断，可以传送交流电的波形。形。采用脉冲编码调制采用脉冲编码调制(PCM)(PCM)方式可以进一方式可以进一步扩大信息传输量步扩大信息传输量, ,提高抗干扰能力提高抗干扰能力, ,也更也更适合于数字保护。适合于数字保护。微波通信是理想的通信微波通信是理想的通信系统系统, ,缺点：保护专用微波通

10、道及设备是缺点：保护专用微波通道及设备是不经济不经济的，应当与远动等在设计时兼顾起来。同的，应当与远动等在设计时兼顾起来。同时还要考虑信号衰耗的问题。时还要考虑信号衰耗的问题。(4)(4)光纤通道光纤通道 光纤通道与微波通道有相同的优点。光纤通道与微波通道有相同的优点。光纤通信也广泛采用光纤通信也广泛采用(PCM)(PCM)调制方式。当调制方式。当被保护线路很短时，通过光缆直接将光信被保护线路很短时，通过光缆直接将光信号送到对侧，在每半套保护装置中都将电号送到对侧，在每半套保护装置中都将电信号变成光信号送出，又将所接收之光信信号变成光信号送出，又将所接收之光信号变为电信号供保护使用。由于光与电

11、之号变为电信号供保护使用。由于光与电之间互不干扰，所以光纤保护没有导引线保间互不干扰，所以光纤保护没有导引线保护的问题，护的问题，在经济上也可以与导引线保护在经济上也可以与导引线保护竞争。竞争。 纵联保护是纵联保护是利用利用线路两端的电气量线路两端的电气量在故障与非故障时的在故障与非故障时的特征差异特征差异构成保护，构成保护，当线路发生区内故障、区外故障时，电当线路发生区内故障、区外故障时，电力线两端的力线两端的电流波形电流波形、功率方向功率方向、电流电流相位相位以及两端的以及两端的测量阻抗测量阻抗都具有明显的都具有明显的差异，利用这些差异可以构成不同原理差异，利用这些差异可以构成不同原理的纵