电力系统继电保护——输电线路纵联保护概述及两侧信息交换.ppt

电力系统继电保护 电气工程及其自动化专业课程 武汉理工大学自动化学院 唐金锐 tangjinrui@whut.edu.cn 一、输电线路纵联保护概述 二、输电线路纵联保护两侧信息的交换 三、方向比较式纵联保护 四、纵联电流差动保护 输电线路纵联保护 一、引言 二、故障特征 三、基本原理 输电线路纵联保护概述 一、输电线路纵联保护概述之引言 电流保护、距离保护仅利用被保护元件（如线路）一侧的电气量构成保护判据，这类保护不可能快速区分本线末端和对侧母线（或相邻线路始端）的故障，因而只能采用阶段式的配合关系实现故障元件的选择性切除。 研究和实践表明：利用线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本线路内部任意点短路与外部短路，达到有选择、快速地切除全线路任意点短路的目的。 输电线路纵联保护：将线路一侧电气量信息传到另一侧去，安装于线路两侧的保护对两侧的电气量同时比较、联合工作。在国外又称为输电线的单元保护。具有输电线路内部短路时动作的绝对选择性。 一、输电线路纵联保护概述之引言 一套完整的纵联保护包括两端保护装置、通信设备和通信信道。 分类：按照所利用通道类型或保护动作原理 一、输电线路纵联保护概述之引言 利用通道类型：导引线纵联保护、电力线载波纵联保护、微波纵联保护、光纤纵联保护。 导引线通道：直接传输交流二次电量波形，铺设导引线电缆传送。导引线保护广泛采用差动保护原理。导引线的参数（电阻和分布电容）直接影响保护性能。 电力线载波通道：载波通道由输电线路及其信息加工和连接设备（阻波器、结合电容器及高频收发信机）等组成。载波应在技术上保证在线路故障、信号中断的情况下仍能正确动作。 微波通道：具有很宽的频带，采用脉冲编码调制PCM方式后微波通道可以进一步扩大信息传输量。保护专用微波通道及设备是不经济的，电力信息系统等在设计时应兼顾。 一、输电线路纵联保护概述之引言 光纤通道：也广泛采用脉冲编码调制PCM。保护使用的光纤通道一般与电力信息系统统一考虑。不受电磁干扰，目前应该是主要通道形式。 保护动作原理：方向比较式纵联保护、纵联电流差动保护 方向比较式纵联保护：两侧保护装置将本侧的功率方向、测量阻抗是否在规定的方向、区段内的判别结果传送到对侧，每侧保护装置根据两侧的判别结果，区分是区内故障还是区外故障。方向纵联保护、距离纵联保护。 纵联电流差动保护：利用通道将本侧电流的波形或代表电流相位的信号传送到对侧，每侧保护根据对两侧电流的波形和相位比较的结果区分是区内故障还是区外故障。 二、输电线路纵联保护概述之故障特征 方向比较式纵联保护：功率方向、测量阻抗 纵联电流差动保护：电流的波形或代表电流相位的信号 ---------------------------------------------------------------------------------- 功率方向：发生区内短路时，两端功率方向为由母线流向线路，两端功率方向相同，同为正方向。发生区外短路时，一为正，一为负，两端功率方向相反。 测量阻抗：区内短路时，两侧的II段同时启动；区外短路时，一侧为反方向，至少有一侧的距离保护II段不启动。 电流波形：区内短路：IM+IN=IK；区外短路：IM+IN=0。 电流相位：当发生区内短路，两侧电流同相位；区外短路时，两侧电流相位差180°。 三、输电线路纵联保护概述之基本原理 功率方向：发生区内短路时，两端功率方向为由母线流向线路，两端功率方向相同，同为正方向。发生区外短路时，一为正，一为负，两端功率方向相反。 ?两端保护的功率方向元件判别流过本端的功率方向，功率方向为负 者发出闭锁信号，闭锁两端的保护，闭锁式方向纵联保护；功率方向为正者发出允许信号，允许两端保护跳闸，允许式方向纵联保护。 测量阻抗：区内短路时，两侧的II段同时启动；区外短路时，一侧为反方向，至少有一侧的距离保护II段不启动。 ?原理和功率方向类似，II段范围内才启动，可靠。距离保护的II段作为方向元件，简化了主保护纵联保护，但后备保护检修时主保护将被迫停运。 三、输电线路纵联保护概述之基本原理 电流波形：区内短路：IM+IN=IK；区外短路：IM+IN=0。 ?动作判据|IM+IN|≥Iset 电流相位：当发生区内短路，两侧电流同相位；区外短路时，两侧电流相位差180°。 ?不动作区：180-φ~180+φ 一、输电线路纵联保护概述 二、输电线路纵联保护两侧信息的交换 三、方向比较式纵联保护 四、纵联电流差动保护 输电线路纵联保护 一、导引线通信 二、电力线载波通信 三、微波通信 输电线路纵联保护两侧信息的交换 四、光纤通信 一、导引线通信 导引线纵联保护：利用敷设在输电线路两端变电所之间