导引线纵联差动保护.doc

导引线纵联差动保护(简称导引线保护)直接比较线路两端电流的幅值和相位，以判别区内、外短路。它不受负荷电流、系统振荡的影响，也不反应区外短路，能快速切除全线各种类型短路故障。通常采用综合变流器将三相电流变为单相电气量，用一个执行元件、一对芯线来保护电力线路区内各种短路1。导引线保护有环流和均压两种接线方式。环流式导引线保护将线路两端电流互感器按同极性相连，执行元件并联跨接在环流回路。均压式导引线保护按反极性相连，执行元件串联接入在环流回路(如图1所示)。正常运行和区外短路时，环流接线的导引线中有电流环流，执行元件中电流为零，均压接线的导引线中没有电流环流，执行元件中也无电流。区内短路时，两种接线方式中的执行元件均有电流而动作，控制断路器跳闸。因其接线简单，能反应区内各种短路故障，可作为110220 kV、距离7 km以下的单、双回输电线路的主保护。重要线路或短线路可配置两套导引线保护，实行主保护双重化。导引线电缆若是架空或与动力电缆同沟敷设，则继电保护设备易受大气过电压或感应过电压的侵袭，引起保护误动作，危害设备及人身安全，所以要采取防护措施 7.3.1导引线保护 1.保护原理 导引线保护又称纵联电流差动保护（简称纵差保护），测量差动电流。当电流参考方向如 上图中定义时，流入封闭面的总电流忽略了线路电容电流后为 ，故习惯称差动电流。为统一保护测量电流的参考方向，我们后面规定保护测量电流参考方向一律由母线指向线路， ，仍使用差动电流的名称。 线路正常运行及外部故障时， ；线路内部故障时 ，为短路点总的短路电流。纵差保护判据可以理解为 。 2.不平衡电流 （1）不平衡电流形成原因 线路正常运行及外部故障时，差动电流不为零，是一个较小的数值，原因是存在不平衡电流以及线路电容电流。所谓不平衡电流是指一次侧差动电流严格为零时，二次侧流入保护的差动电流。由于存在励磁电流，电流互感器有误差，当线路两侧TA励磁特性不完全一致时，两侧TA的误差也就存在差异，二次侧就会有不平衡电流流入保护，外部故障导致TA饱和时情况尤为严重。 （2）不平衡电流计算 不平衡电流由以下经验公式计算： (7-6) 其中 Iunb不平衡电流 KssTA同型系数，TA型号相同时取0.5，否则取1 KerTA误差，取10 I1一次侧穿越电流 nTATA变比 线路外部故障时穿过的电流大，形成的不平衡电流也大，差动保护整定时应能躲过外部故障情况下最大的短路电流所形成的最大不平衡电流为： (7-7) (7-8) 7.3.2光纤分相差动保护 光纤分相差动保护采用光纤通道，电流差动原理，性能优越，目前广泛用于高压线路。 输电线路两侧电流采样信号通过编码变成码流形式后转换成光信号经光纤送至对侧保护，保护装置收到对侧传来的光信号先解调为电信号再与本侧保护的电流信号构成差动保护。光纤通道通信容量大，采用分相差动方式，即三相电流各自构成差动保护。 1.光纤分相差动保护原理 （1）电流差动元件 电流差动元件动作特性见图7-15所示，图中差动电流为 ，即两侧电流相量和的幅值；制动电流 ，即两侧电流相量差的幅值。图中Iset为整定电流，阴影部分为动作区，折线的斜率为制动系数Kbrk（0.5-0.75）。动作方程为： (7-9) 两项条件“与”逻辑输出。判据不是简单的过电流判据Id Iset，而是引入了“制动特性”，即制动电流增大时抬高动作电流。制动特性广泛用于各种差动保护，防止外部故障穿越性电流形成的不平衡电流导致保护误动。 如上图所示，外部故障时，Id =Iunb =0.05Ik，Ibrk =2Ik，Id /Ibrk =0.025Ik，Ik为“穿越性”的外部故障电流。差动电流不会进入动作区，保护不动作。 内部故障情况如上图所示，Id =Ik ，Ibrk =(01)Ik ，Id /Ibrk =(1)Ik ，Id (Ibrk)在图中标注的区间内，保护可靠动作。Ik为故障点总的短路电流，制动电流大小与短路电流的分布有关，注意制动系数Kbrk应小于1。 （2）电容电流问题 线路电容电流对于差动保护属于不平衡电流，整定时应躲过实测线路电容电流值。电容电流较大时可以进行电容电流补偿，式7-10中Id.c为补偿后相差动电流， Id为相差动电流，IC为相电容补偿电流。 (7-10) 式中 UM、UM0 为本侧的相电压、零序电压； UN、UN0 为对侧的相电压、零序电压； XC1、XC0 为线路全长的正序和零序容抗； （3）保护总起动元件 起动元件可以由反应相间工频变化量的过流继电器、反应全电流的零序过流继电器组成，两者构成“或”逻辑，互相补充。 电流变化量起动元件，动作方程： (7-11) 式中 Imax 相间电流的半波积分的最大值； Iset可整定的固定门坎； IT浮动门坎，随着变化量的变化而自动调整，取1.25倍可保证门槛电压始终略高于不平衡输出。 该元件动作并展宽秒，去开放出口继电器正电源。 零序过流元件起动 当零序电流大于整定值时，零序起动元件动作并展宽秒，去开放出口继电器正电源。 （4）采样同步问题 电流信号由光纤通道传输时会有ms级的延时，需考虑两侧保护信息的同步问题。两侧装置一侧作为同步端，另一侧作为参考端。以同步方式交换两侧信息，参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息。同步端随时调整采样间隔，如果满足同步条件，就向对侧传输三相电流采样值；否则，启动同步过程，直到满足同步条件为止。 由于采用同步数据通信方式，就存在同步时钟提取问题，若通道是采用专用光纤通道，装