输电线路纵联保护

1,输电线路纵联保护,主讲：李伟单位：浙江省电力公司培训中心电话：057151217204Email:liwei_7906163.com,2,主要内容,1概述2闭锁式纵联方向保护3闭锁式纵联距离保护 4超范围与欠范围允许式的纵联保护 5光纤纵联电流差动保护 6常见方向继电器原理,3,1概述,1.1反应输电线路一侧电气量变化保护缺陷,缺点：区分不开本线路末端和相邻线路始端的短路 。,纵联保护：综合反应两侧电气量变化的保护就叫做纵联保护 。（绝对选择性的保护 ）优点：瞬时切除本线路全长范围内的短路 。缺点：不能保护在相邻线路上的短路 。,4,1概述,1.2通道类型：电力线载波通道、光纤通道、导引线通道、微波通道等. 1.2.1电力线载波通道 ：A、这是目前使用较多的一种通道类型，其使用的信号频率是50400KHz。这种频率在通信上属于高频频段范围，所以把这种通道也称作高频通道，把利用这种通道的纵联保护称作高频保护。 B、高频信号耦合进入载波通道可采用相地通道，也可采用相相通道 。C、所谓相-相耦合是指收发信机（载波机）经两套高频加工设备耦合在两相输电线路上。用相-相耦合通道时高频电流衰耗较小，目前一般用在允许信号中。D、所谓相-地耦合是指收发信机经高频加工设备耦合在一相输电线路上，收发信机另一端接地。用相-地耦合通道的高频电流衰耗较大，受到的干扰也较大，目前一般用在闭锁信号中。E、目前220kV线路高频保护一般使用专用的高频收发信机和专用的载波通道，一般采使用闭锁式原理；500kV线路高频保护一般使用载波机复用高频保护，采用允许式原理。,5,相地制（C-地通道 ）通道,6,相相通道1接地刀闸；2主避雷器；3排流线圈；4调谐元件(包括匹配变量器)；5副避雷器；6平衡变量器；a耦合电容器高压端子；b耦合电容器低压 端子；c、c1、c2结合设备初级端子；d结合设备接地端子；e、f结合 设备次级端子,7,高频保护与收发信机的接口示意图,8,1概述,1.2.2光纤通道 ：A、目前大部分220kV及500kV变电站都有光缆穿过，光纤通道资源丰富，而光纤具有抗电磁干扰能力强、传输容量大、频带宽、传输衰耗小、资源丰富等优点，而被线路保护广泛使用。B、线路保护使用的光纤纵联通道主要有两种形式：一种是专用光纤通道方式，不需要附加其他设备，可靠性高且不涉及通信调度，管理比较方便，但由于光发功率和光纤衰耗的限制，通信距离一般限制在100km以内；一种是复用光纤通道方式，可用于长距离输电线路保护，不需为保护敷设专用光缆，而且利用了SDH自愈环的高可靠性，但需要附加通信复用设备，通道环节增多。,纤通信原理图,9,保护的专用光纤通道(点对点通道 ),10,保护的复用光纤通道,11,1概述,1.2.3微波通道 ：A、使用的信号频率是300030000MHz。这种频率在通信上属于微波频段范围，所以把这种通道称作微波通道，把这种纵联保护称作微波保护。B、微波通道有较宽的频带可以传送多路信号，采用脉冲编码调制（PCM）方式可以进一步提高通信容量，所以可利用来构成分相式的纵联保护。C、微波通道与输电线路没有联系，受到的干扰小，可用于传送各种信号（闭锁、允许、跳闸）。D、微波频率的信号可以无线传输也可以有线传输。无线传输要在可视距离内传输，所以要建高的微波铁塔。当传输距离超过4060km时还需加设微波中继站。有时微波站在变电站外，增加了维护困难。虽然微波通道容量很大，不存在通道拥挤问题，但由于上述原因目前利用微波通道传送继电保护信息并没有得到很大应用。E、华东地区仅在扬二厂至江都变电站双回线中的各一套保护采用，它由保护经音频调制至微波波段传输。,12,1概述,1.2.4引导线 ：A、在两个变电站之间铺设电缆，用电缆作为通道传送保护信息这就是导引线通道。B、用导引线为通道构成的纵联保护称作导引线保护。导引线保护一般做成纵联电流差动保护，在电缆中传送的是两侧的电流信息。C、考虑到雷击以及在大接地电流系统中发生接地故障时地中电流引起的地电位升高的影响，作为导引线的电缆也应有足够的绝缘水平，从而增大了投资。上述的影响也可能会引起保护的不正确动作。D、此外导引线的参数，例如电阻和分布电容也会影响电缆中传送的电流信号，从而影响保护的性能。显然从技术经济角度来看用导引线通道只适用于小于十公里的短线路上。,13,1概述,1.3高频信号的性质:A、闭锁式:线路内部故障时，线路侧的收发信机先自发自收高频信号，然后都不发信，通道中无高频信号，保护动作出口，当线路外部故障时，近故障点侧的高频收发信机常发信，该侧保护装置自发自收，远故障侧的保护装置收到对侧发过来的高频信号起到逻辑闭锁作用，远故障侧保护不动作。B、允许式:线路内部故障时，两侧的载波机都发允许信号（改发监频为跳频），线路两侧交换跳频信号，收到允许信号后保护动作出口，当线路外部故障时，判断为区外故障侧不发允许信号，线路中导频信号没有消失，通道没有交换的允许信号，保护不动作。C、直接跳闸式:国内载波通道中很少直接使用。跳闸信号是在故障线路上传输的，在故障线路上传送跳闸信号，保护收到跳闸信号就可以去跳闸。显然在使用跳闸信号时特别要注意别把干扰信号误认为是跳闸信号而造成保护误动。所以用跳闸信号时对抗干扰的要求比用闭锁信号和允许信号时高得多。目前国内在载波通道使用直接跳闸命令时，一般要与就地判据一起作用出口。,14,15,2 闭锁式纵联方向保护,2.1基本原理 ：A、故障线路的特征是：两侧的正方向元件均动作，两侧的反方向元件均不动作。B、非故障线路的特征是：两侧中有一侧（近故障点的一侧）正方向元件不动作、反方向元件可能动作。C、纵联方向保护：在正方向元件不动作或者反方向元件动作的这一侧一直发高频信号，这样在非故障线路上起码近故障点的一侧能一直发闭锁信号，两侧保护收到闭锁信号将保护闭锁。在故障线路上由于没有一侧是正方向元件不动作、或反方向元件动作的，所以最后故障线路上没有闭锁信号，两侧保护就都能发跳闸命令。,16,2 闭锁式纵联方向保护,2.2原理框图 ：除了高、低定值的起动元件和收发信机FX、SX外，其它元件都在程序框图中的故障计算程序中。起动元件一般采用两相电流差的突变量起动元件和零序电流起动元件。收发信机的发信频率和收信频率相同（单频制）。线路两侧的发信频率相同，所以收信机既能收对侧信号，也能收本侧信号。,17,2 闭锁式纵联方向保护,2.2原理框图 ：(1)各侧保护动作情况分析：A、故障线路NP线路：(I)NP线路N侧保护在发生短路后，低定值起动元件起动，立即发信。(II)同时高定值起动元件也起动，程序进入故障计算程序开始进行方向元件的计算。(III)由于正方向元件动作，与门2有输出，给与门5一个动作条件。在此期间发信机一直在发信，收信机也一直收到信号。一方面将与门7闭锁，闭锁跳闸回路，另一方面一直在计延时。当T1元件计满8ms后，T1元件有输出，或门4有输出给与门5另一个动作条件，所以与门5有输出给与门6一个动作条件。(IV)由于反方向元件不动作，与门3没有输出，所以与门6没有被闭锁。(V)与门6有输出后一方面闭锁与门1，使与门1没有输出于是发信机停信，另一方面给与门7一个动作条件。(VI)本侧信号停了以后收信机能否收到信号要看对侧的发信情况。由于对侧保护的动作情况与本侧一样，所以对侧在收信机收到8ms信号以后也停信。因此在两侧都停信以后，收信机收不到信号，解除了对与门7的闭锁。于是与门7有输出，经的8ms延时发跳闸命令。同理NP线路的P侧也可以发跳闸命令。,18,19,2 闭锁式纵联方向保护,2.2原理框图 ：(1)各侧保护动作情况分析：B、非故障线路MN：(I)近故障点的N侧保护动作情况。在发生短路后低定值起动元件起动并立即发信，高定值起动元件起动后程序进入故障计算程序，开始进行方向元件的计算。由于正方向元件不动作，与门2没有输出，所以与门5肯定没有输出，与门6没有动作条件。加之此时反方向元件如果也动作的话，与门3有输出，闭锁与门6，所以与门6肯定不会有输出。与门6没有输出，就不去闭锁与门1，与门1一直有输出，所以N侧保护一直发信、不停信。与门6没有输出，与门7就没有动作条件，加之收信机又一直收到本侧信号，闭锁了与门7。所以与门7肯定不会有输出，N侧保护不发跳闸命令。(II) 远离故障点的M侧保护的动作行为。M侧如果元件动作的话，其方向元件的动作行为与故障线路两侧的方向元件动作行为完全一样，因此前面的动作过程与故障线路的保护动作过程也完全相同。与门6有输出后一方面闭锁与门1停信。另一方面给与门7一个动作条件，但与门7能否有输出要看收信机的收信情况。M侧保护自己这一侧已停信了，但由于对侧近故障点的N侧一直发信，所以收信机一直能收到对侧信号，将与门7闭锁。所以M侧也不会跳闸。,20,2 闭锁式纵联方向保护,2.2原理框图 ：(1)各侧保护动作情况分析：C、保护发跳闸的条件：(I)高定值起动元件动作。(II) 反方向元件不动作。(III) 曾经连续收到过8ms的高频信号.(IV)正方向元件动作。同时满足上述四个条件时去停信。(V)收信机收不到信号。同时满足上述五个条件8ms后即可起动出口继电器，发跳闸命令。 (VI) 故障线路如果通道异常仍然能正确切除故障，非故障线路通道异常时将会造成保护的误动。所以闭锁信号的高频保护比允许信号的高频保护误动的几率高,21,2 闭锁式纵联方向保护,2.2原理框图 ：(2)对方向元件的要求：要有明确的方向性。正方向元件要确保在本线路全长范围内的短路都能可靠动作。反方向元件比正方向元件动作得更快、更加灵敏 。反方向方向元件闭锁保护优先的原则。 (3)为什么用两个方向元件 ： 在区外故障切除或功率倒向时，和在重负荷线路上发生单相接地时保护在跳开单相同时有时为了系统稳定的需要还要联锁切机、切负荷等情况时。由于在这些情况下变化源在区外，本线路的近变化源一侧的反方向元件将比对侧的正方向元件先动作。反方向元件动作后马上发信闭锁两侧保护，有利于保护不会误动。,22,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(1)为什么要用灵敏度不同的两个起动元件。低定值起动元件起动后起动发信，高定值起动元件起动后程序执行故障计算程序从而开放保护。若用一个起动元件会造成正常线路保护误动。,中MN起动元件的定值都1A。某一个点，在这点短路时流过MN线路的电流恰好是1A。由于误差的影响，出现在近故障点的N侧起动元件不起动，而远离故障点的M侧起动元件起动。于是M侧起动发信并开放保护。M侧方向元件判别结果是反向元件不动，正向元件动作。所以M侧保护在收到自发自收的8ms高频信号后停信。此时N侧保护由于起动元件未起动一直没有发信，于是M侧收信机再也收不到信号。M侧保护同时满足上述跳闸的五个条件而发出跳闸命令，造成保护误动。,设置两个起动元件：这两个起动元件的定值相差（1.62）倍。如果按两倍来说，现在M、N两侧都有一个1A的起动元件，还有一个2A的起动元件。当MN线路上流过1A的电流造成M侧的1A起动元件起动而N侧的1A起动元件不起动时，那么两侧的2A起动元件都不会起动。因为误差不会相差那么大。M侧的2A起动元件不起动就不会开放保护，避免了M侧保护的误动。,23,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(2)远方起信功能的设置 。远方起信设置的原因：一侧故障引起的保护误动。远方起信的条件 ： 低定值起动元件未起动， 收信机收到对侧的高频信号，满足这两个条件后发信10秒。 这种起动发信不是本侧低定值起动元件起动发信的，而是收到了对侧信号后起动发信的，所以叫做远方起信。,M侧的两个起动元件起动，N侧的两个起动元件都未起动，造成保护误动。,24,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(3)先收到8ms高频信号后才允许停信 ：防止保护误动。8ms的选择。(I)显然M侧等待延时应考虑N侧闭锁信号来得最慢、最严重的情况,即N侧是远方起信的情况。(II)高频信号往返一次的延时，加上对侧发信机起动发信的延时再加上足够的裕度时间。这时间一般为58ms,M侧的起动元件起动，方向元件都动作，无延时未等到N侧的闭锁信号就误动了。,25,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(4)功率倒向问题及其对策 ：问题的产生：,3、4号断路器切除故障的时间不可能完全一致 ，如4断路器先跳开。瞬时出现：2的正向元件已动作，反向元件已返回；1的正向元件未返回，反向元件未动作。（故障线路特性，保护动作）,26,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(4)功率倒向问题及其对策 ：对策：(I)两个起动元件有一定作用。(II)加延时。如果纵联方向保护在35ms内一直不动作（收信时间满35ms），那么纵联方向保护再要动作的话要另加25ms的延时 。前一个35ms的延时用来判断发生了区外故障。用后一个25ms延时来躲过两侧方向元件动作竞赛带来的影响。,27,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(5) 收到TWJ动作后高频保护的行为：(I)如果高定值起动元件未起动，又收到了三相TWJ并确认三相均无电流时，把起动发信（含远方起信）往后推迟100ms.主要解决问题：系统从M侧向线路充电期间线路上发生短路时，M侧纵联方向保护拒动问题。,28,前：线路上发生短路后，N侧由于断路器三相都已断开起动元件不起动，但却收到M侧发来的高频信号，立即远方起信发信10秒，闭锁了M侧纵联方向保护，造成M侧保护拒动。如果此时故障发生在N侧出口，M侧保护只能由段的距离保护或零序电流保护带延时切除故障，对系统安全稳定运行显然是很不利的。,后：这时N侧保护由于起动元件不起动，跳闸位置继电器又一直处于动作状态，故把远方起信推迟100ms。这样发生短路时在这远方起信被推迟的100ms内，M侧纵联方向保护由于收不到闭锁信号可以动作跳闸。,29,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(5) 收到TWJ动作后高频保护的行为：(II)位置停信：如果高定值起动元件起动后，又收到了任一相TWJ的信号并确认该相无电流时立即停信。在起动元件起动后本断路器又单相或三相跳闸了，说明本线路上发生了短路，本侧保护动作跳闸了，所以采取马上停信措施后有利于对侧纵联方向保护跳闸。还能解决在靠近线路一侧发生单相高阻接地时由于另一侧阻抗继电器不动使纵联距离拒动问题。单相TWJ动作停信只停80ms，避免本线路非全相运行期间两侧一直停信在外部发生运行相上的故障时纵联方向（距离）保护误动而误切三相。三相TWJ动作停信一直停到装置整组复归。 位置停信在手动合闸和自动重合闸时自动退出，避免对侧合闸后本侧再合闸时由于三相触头不同期对侧某些原理的正方向的方向继电器可能动作造成纵联方向保护误动。,30,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(6) 保护动作停信：(I)母线保护、失灵保护动作停信。,纵联方向保护得知母线保护动作后立即停信是：断路器与电流互感器之间发生短路时让对侧的纵联保护能立即动作切除故障 。,原因分析：M侧的判为反方向短路，一直发信闭锁了两侧纵联方向保护。故障点落在M侧的母线保护的保护范围内，母线保护跳开的所有断路器。可是1号断路器跳开后，N侧还继续提供短路电流，该短路功率使M侧保护继续判为反方向短路。所以M侧保护继续发信，仍然闭锁N侧的纵联方向保护。如果不采取措施，N侧只能由段的距离保护或零序电流保护带延时切除故障，这显然对系统安全稳定运行是很不利的。母线保护动作于停信：M侧纵联方向保护在得知母线保护动作的信息后采取立即停信的措施，就可以使N侧纵联方向保护马上动作切除故障。为了让N侧纵联方向保护可靠跳闸，在M侧母线保护动作的开关量返还后继续停信150ms。,31,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(6) 保护动作停信：(I)母线保护、失灵保护动作停信。,如果真的在M母线上发生短路，M侧母线保护动作跳开1号断路器的同时采取停信措施使N侧纵联方向保护动作跳2号断路器也并未带来不良后果。可是如果M侧是3/2断路器接线，母线保护动作后不能采取停信措施。因为本线路连了两个断路器边断路器和中断路器。此时如果在断路器与电流互感器之间发生短路，母线保护动作跳开边断路器后起动失灵保护，由于电流互感器依然有电流，所以失灵保护动作。依靠失灵保护动作停信后对侧纵联保护动作跳闸。,32,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(6) 保护动作停信：(II)本装置保护动作停信 。,目前一条线路的主保护、后备保护都做在一套保护装置内。本装置内任意一种保护发跳闸命令同时立即停信有利于对侧纵联保护跳闸。保护装置发三相跳闸命令停信直至跳闸命令返还后还继续停信150ms，保护装置发单相跳闸命令时只停信150ms，这段时间保证让对侧可靠跳闸。这些工作都由装置在软件中自动完成。,33,2 闭锁式纵联方向保护,2.3闭锁式纵联保护原则规定：(7)通道检查 ：,通道检查的程序在正常运行程序模块中。所以如果在通道检查期间系统发生了故障，保护装置只要起动元件一起动就离开正常运行程序转而进入故障计算程序模抉。,34,2 闭锁式纵联方向保护,2.4应用于弱电侧的纵联方向保护应注意问题 (1)当输电线路两侧有一侧的背后没有电源或者是一个小电源时把这一侧称作弱电侧 。以这一侧背后既没有电源（正序、负序阻抗为无穷大）、又没有中性点接地的变压器（零序阻抗为无穷大）为例来说明这样的单侧电源线路上发生短路时，该线路纵联方向保护会出现的问题 。(2)在空载情况下发生短路:受电侧电流在短路前后都为零。所以两相电流差突变量起动元件不起动。由于受电侧没有中性点接地的变压器，所以零序电流起动元件也不起动。在受电侧起动元件不动作的情况下，收到电源侧的高频信号后立即远方起信发信10秒。电源侧即使在发生短路8ms后自己停信了，但由于一直收到受电侧的闭锁信号而不能跳闸。,35,2 闭锁式纵联方向保护,2.4应用于弱电侧的纵联方向保护应注意问题 (3)在负载情况下发生短路：受电侧电流在短路前是负荷电流，短路后电流是零，所以电流突变量起动元件可以起动。起动元件起动以后一方面起动发信，另一方面在故障计算程序中判别方向元件的动作行为。在短路后三相稳态电流是零的情况下或者在突变量电流不太大的情况下有些原理的方向元件可能不动作，而不能停信，造成两侧纵联方向保护拒动。(4)解决方法：I、如果起动元件没有起动，当检查到任意一个相电压或相间电压低于0.6倍额定电压时，将远方起信推迟100120ms。II、如果起动元件起动了，当保护检测到 ：A、所有的正、反方向的继电器均不动作；B、 检查到任意一个相电压或相间电压低于0.6倍额定电压。C、 整定为弱电源侧时新增加的一个保护范围超过本线路全长的超范围的工频变化量阻抗继电器元件动作；D、 收到闭锁信号58ms。满足上面几个条件则立即停信，对侧的纵联方向保护就可以动作跳闸了。而弱电侧本身只要再检查到有一段时间收不到信号也可跳闸。,36,3闭锁式纵联距离保护,3.1基本原理 ：1、利用“方向性阻抗继电器”来代替“方向元件”构成纵联保护。2、故障线路的特征是：两侧的阻抗继电器均动作。3、非故障线路的特征是：两侧中至少有一侧（近故障点侧）的阻抗继电器不动作。4、阻抗继电器不动作的一侧一直发闭锁信号。,37,3闭锁式纵联距离保护,3.1基本原理 ：5、纵联距离保护的原理框图也与纵联方向保护的简略原理框图相似。,38,3闭锁式纵联距离保护,3.1基本原理 ：6、纵联距离保护的阻抗继电器的要求：（1）该阻抗继电器应有良好的方向性。从本质上讲该保护的原理就是利用它的方向性来实现的。（2）为了确保故障线路两侧的阻抗继电器都能可靠动作，该阻抗继电器应在本线路全长范围内故障都有足够的灵敏度（灵敏系数大于1.3）。所以该阻抗继电器的定值应该用距离保护第、III段的整定值，目前用的比较多的是III段整定值。,39,3闭锁式纵联距离保护,3.2系统振荡的影响 ：1、曾经采用过的做法是在短路后纵联距离保护只短时投入一段时间，例如150ms，以保证可靠切除本线路内部的短路，过了这一时间后把纵联距离保护退出。原理：这是距离保护中振荡闭锁短时开放保护的思路，基于发生振荡以后阻抗继电器的误动发生在短路后的200ms以后。缺点：但是这种短时投入纵联距离保护的做法将使得在起动元件起动后的150ms以后直到整组复归前的这一段时间内发生本线路的故障时丧失纵联距离保护。,40,3闭锁式纵联距离保护,3.2系统振荡的影响 ：2、让纵联距离保护也受距离保护的振荡闭锁控制。距离保护中的振荡闭锁装置考虑得是很完善的，用它控制纵联距离保护既能保证系统振荡时（无论是静稳定破坏还是暂态稳定破坏造成的振荡）纵联距离保护不误动，又能在区外短路后又紧接着发生本线路故障、非全相运行中发生本线路故障和振荡中发生本线路故障时纵联距离保护还能发挥作用。3、其它的如弱电侧问题与纵联方向保护相同。,41,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护1、允许信号的纵联保护在500KV线路中应用较多。目前国产的在500KV线路中应用的允许信号的纵联保护是超范围允许式的纵联保护。2、超范围允许式纵联方向保护(POTT式)原理：,由正方向元件动作而反方向元件不动作的一侧向对侧发允许信号，,允许信号主要是在故障线路上传送的,42,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护3、简略原理框图 ：,对方向元件的要求： 要有明确的方向性。 正方向元件一定要在本线路全长范围内故障可靠动作。因此元件保护范围超出本线路全长。 反向元件应比正向元件动作更灵敏、更快速。只要反向元件一动作（除母线保护动作外）立即闭锁发信，实行反方向方向元件动作闭锁保护优先的原则。 要用双频制 ：发信机的发信频率和收信频率是不同的两个频率 。,43,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护4、超范围允许式纵联距离保护：,由阻抗继电器动作的一侧向对侧发允许信号,44,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护5、允许式纵联保护原则说明 ：(1)不需要闭锁式有一套通道检测逻辑:超范围允许式纵联高频保护要复用载波机，正常运行时载波机一直在发一个功率较小的频率为的导频信号，另一侧收到导频信号表明通道是正常的，所以正常运行时通道检查工作是一直在进行着的。(2)纵联保护中也不必考虑由通道传输延时等带来的需要加8ms的延时问题。,45,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护5、允许式纵联保护原则说明 ：(3)收到TWJ动作信号后的动作：I、起动元件未起动、又收到了三相跳闸位置继电器都动作的信号并确认三相均无电流，如果收到对侧的信号立即发信100ms，向对侧提供允许信号。,为了解决在图中所示的N侧断路器三相断开，系统由M侧给线路充电时，线路上发生短路M侧纵联保护拒动问题。 （即三跳回授）,46,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护5、允许式纵联保护原则说明 ：(3)收到TWJ动作信号后的动作：II、在起动元件起动以后又收到任一相跳闸位置继电器动作的信号并确认该相均无电流时马上发信，给对侧提供允许信号。 此措施的目的是让对侧可靠跳闸。因为这种情况说明本线路上发生了故障，本侧断路器已经跳闸了，当然也应该让对侧跳闸了。,47,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护5、允许式纵联保护原则说明 ：(4)保护发信问题I、 母线保护、失灵保护动作发信。,为了解决图所示的短路发生在M侧的断路器与TA之间时，N侧纵联方向保护拒动问题 。M侧保护在母线保护动作的开关量返还后继续发信150ms，确保N侧可靠跳闸。对3/2接线方式，母线保护动作不发信。依靠失灵保护动作发信让对侧纵联保护动作跳闸。,48,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护5、允许式纵联保护原则说明 ：(4)保护发信问题II、本装置保护动作发信。本装置任一种保护发三相跳闸命令后立即发信，并在跳闸命令返还后继续发信150ms。本装置任一种保护发单相跳闸命令时只发信150ms，这段时间保证让对侧可靠跳闸。因为既然本装置已发跳闸命令了说明是本线路故障，立即向对侧提供允许信号有利于对侧可靠跳闸。,49,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护5、允许式纵联保护原则说明 ：(4)保护发信问题III、 功率倒向时出现的问题及对策。（与闭锁式相同）如果纵联保护在连续35ms内一直未收到信号或不满足正方向方向元件动作、反方向方向元件不动作的条件（对纵联距离保护是不满足阻抗继电器动作的条件），那么纵联保护再要动作的话要另加25ms的延时。用前一个35ms的延时用来判断发生了区外故障。用后一个25ms延时来躲过两侧方向元件的竞赛带来的影响。,50,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护5、允许式纵联保护原则说明 ：(5)道阻塞现象时防止保护拒动的措施。如果出现通道阻塞时，载波机根据原来一直收到过导频信号（说明通道是正常的），而现在导频、跳频信号都收不到了判断为通道阻塞。因为如果在相邻线路上发生短路，对侧不发允许信号时本侧应该收到对侧的导频信号。现在导频、跳频信号都没有了表明是本线路故障而通道阻塞，载波机里的UNBLOCKING接点闭合。再确认是相间故障时就把该接点输入当作允许信号（跳频信号）使用，并展宽100ms，避免纵联保护拒动。,51,4允许式纵联保护,4.1超范围允许式纵联方向(距离)保护5、允许式纵联保护原则说明 ：(6)应用于弱电侧的允许式纵联方向保护。动元件没有起动，当检查到任意一个相电压或相间电压低于0.6倍额定电压，且收到对侧的允许信号时，立即发100ms的允许信号。起动元件起动了： 所有的正、反方向的方向继电器均不动作。 检查到任意一个相电压或相间电压低于0.6倍额定电压。 新增加的一个保护范围超过本线路全长的超范围的工频变化量阻抗继电器 元件动作。 收到对侧允许信号58ms。满足上面几个条件则立即发信，给对侧提供允许信号，对侧的纵联保护就可以动作跳闸了。,52,4允许式纵联保护,4.2欠范围允许式纵联方向保护1、基本原理与简略原理框图：,MN线路两侧各装有保护方向性继电器，保护范围不超过本线路全长，但两侧继电器的保护范围有重叠区。可见两侧继电器和的保护范围之和是本线路的全长，从逻辑关系来说是或逻辑。所以只要是本线路内的故障，两侧继电器至少有一个动作。而在本线路以外的故障，两侧继电器都不动作。所以比较两侧保护继电器的动作行为即可区分故障线路还是非故障线路。,53,4允许式纵联保护,4.2欠范围允许式纵联方向保护1、基本原理与简略原理框图：,PI是第段，保护范围不超过本线路全长。PII是第段的保护继电器，保护范围超过本线路全长。（1）近处短路，本侧两个继电器都起动元件，去跳闸同时向对侧发允许信号。（2）远处短路，本侧起动元件起动， PII保护继电器动作。本侧的PI保护继电器不动作，那么对侧的PI保护继电器一定会动作，对侧可向本侧发允许信号。本侧收到信号以后知道对侧继电器动作了，也可立即发跳闸命令。（3）线路外短路时，两侧保护继电器都不动作，本线路也没有允许信号，两侧都不跳闸。，收到信号是保护动作于跳闸的条件之一，所以该信号是允许信号。另外收发信机可以用单频制，因为只有本线路故障才会有允许信号。,54,4允许式纵联保护,4.2欠范围允许式纵联方向保护2、对保护继电器PI的要求 ：（1）要有明确的方向性。（2）保护范围不能超过本线路的全长。否则将造成相邻线路短路保护误动。（欠范围允许式纵联保护）（3） 两侧保护继电器的保护范围一定要有重叠区。否则在线路中间一段非重叠区范围内短路时，两侧保护继电器都不动作而导致保护有死区。（4）继电器可以选择具有方向性的阻抗继电器。,55,5、光纤纵联电流保护,5.1概述（1）采用光纤通道后由于通信容量很大所以往往做成分相式的电流纵差保护。（2）这传送的电流信号可以是该侧采样以后的瞬时值，该瞬时值包含了幅值和相位的信息。（3）保护装置收到对侧传来的光信号先转换成电信号再与本侧的电流信号构成纵差保护。 （4）当然通过光纤传送的也可以不是反应该侧电流的信号，而是反应该侧阻抗继电器、方向继电器动作行为的逻辑信号，这样可构成光纤纵联距离保护、光纤纵联方向保护。下面讨论光纤纵联电流差动保护 。,56,5、光纤纵联电流保护,5.2纵联电流差动继电器的原理,57,5、光纤纵联电流保护,5.3纵联电流差动保护主要问题（1）输电线路电容电流的影响。,58,5、光纤纵联电流保护,5.3纵联电流差动保护主要问题（2）外部短路或外部短路切除时，由于两侧电流互感器的变比误差不一致、短路暂态过程中由于两侧电流互感器的暂态特性不一致、二次回路的时间常数的不一致产生的不平衡电流 。,电流互感器等效电路,纵差动保护的暂态不平衡电流,59,5、光纤纵联电流保护,5.3纵联电流差动保护主要问题（3）重负荷线路区内经高电阻接地时灵敏度不足的问题,由于是高阻接地，短路点的短路电流并不大，动作电流不大。又是重负荷的线路负荷电流比较大，所以制动电流较大，这样继电器的灵敏度可能不够。如果短路点两侧系统不对称更会加剧这种缺陷。,60,5、光纤纵联电流保护,5.3纵联电流差动保护主要问题（4）防止TA断线造成的纵联电流差动保护误动 。,应小于1。,在单侧电源线路上发生短路，如果负荷侧的变压器中心点不接地，短路后负荷侧的电流为零。动作电流和制动电流都是电源侧一侧的短路电流，动作电流与制动电流相等。为了使差动继电器动作，显然图的比率制动特性曲线中斜线的斜率应小于1。,当正常运行发生TA断线时，动作电流与制动电流都是TA未断线一侧的负荷电流，动作电流与制动电流也是相等的，而差动继电器的起动电流又是躲不过最大负荷电流的，于是将造成差动继电器的误动。,61,5、光纤纵联电流保护,5.3纵联电流差动保护主要问题（5）输电线路两侧保护采样时间不一致所产生的不平衡电流 。,应小于1。,输电线路的纵联电流差动保护与发电机、变压器、母线的纵差保护不同，发电机、变压器、母线的纵差保护对各侧的电流是由同一套装置同步采样的，各侧电流都在同一时刻测量，它们的幅值和相位关系是正确的。所以正常运行或者区外短路在忽略其它产生不平衡电流因素的情况下，动作电流是零。,可是输电线路的纵差保护情况不同，两侧电流的采样是由两套装置分别完成的，它们的采样时间如果不加调整一般情况下是不相同的。,62,5、光纤纵联电流保护,5.4 防止电容电流造成保护误动的措提高定值：可取为正常运行情况下本线路电容电流值的（46）倍。加短延时：保护动作能加一个例如40ms的短延时，经过这个延时高频分量的电容电流已经得到很大的衰减，这样比率制动特性曲线中的起动电流的定值就可以降低。进行电容电流的补偿 ：如果能用某种方法计算出本线路的电容电流，然后在求动作电流时将该电流减去，实现电容电流的补偿。,应小于1。,63,5、光纤纵联电流保护,5.4 防止电容电流造成保护误动的措提高定值：可取为正常运行情况下本线路电容电流值的（46）倍。加短延时：保护动作能加一个例如40ms的短延时，经过这个延时高频分量的电容电流已经得到很大的衰减，这样比率制动特性曲线中的起动电流的定值就可以降低。进行电容电流的补偿 ：如果能用某种方法计算出本线路的电容电流，然后在求动作电流时将该电流减去，实现电容电流的补偿。,应小于1。,64,5、光纤纵联电流保护,5.5差动继电器稳态量的分相差动继电器 。可做成二段式，瞬时第段和带延时第段。第段依靠定值躲电容电流的影响。第段差动继电器其起动电流值取较小，依靠定值加延时躲电容电流的影响。工频变化量的分相差动继电器 。来解决重负荷输电线路内部发生经高阻接地时差动继电器的灵敏度问题是十分理想的 。零序差动继电器 。用以解决重负荷线路内部经高阻短路时的灵敏度问题，但是两侧零序电流的关系，没有选相功能。,应小于1。,65,5、光纤纵联电流保护,5.6TA断线时误动措施及长期有差流告警信号每一侧纵联电流差动保护跳闸出口必须满足下述几个条件： 本侧起动元件起动。 本侧差动继电器动作。同时满足上两个条件，向对侧发差动动作的允许信号。 收到对侧差动动作的允许信号。表明对侧起动元件、差动继电器也已动作。 高压差流元件，在TA断线时发出告警信号。满足下述条件发长期有差流信号： 差流元件动作。差流元件的动作相或动作相间的电压大于0.6倍的额定电压。 满足上两条件10秒钟。第一个条件证明出现差