输电线路纵联保护59

第4章输输电电线路路纵联联保护护(PilotProtectionforTransmissionLine)纵联保保护：：利用某某种通通信通通道同同时比比较被被保护护元件件两侧侧电气气量（（即在在线路两两侧之之间发发生纵纵向的的联系系）在正常常运行行与故故障时时差异异的保保护。。4.1输电线线路纵纵联保保护概概述4.1.1引言1纵联保保护的的一般般构成成框图图TATV2分类：：1)导引线线纵联联保护护(简称导导引线线保护护)2)电力线线载波波纵联联保护护（简称称载波波保护护)3)微波纵纵联保保护(简称微微波保保护)4)光纤纵纵联保保护(简称光光纤保保护)按照所所利用用信息息通道道的不不同，，纵联联保护护分为为：按照保保护动动作原原理，，纵联联保护护分为为：1)方向比比较式式纵联联保护护2)纵联电电流差差动保保护通道中中传送送的是是逻辑信信号，而不不是电电气量量本身身。依依据所所利用用电气气量的的不同同又可可分为为方向纵纵联保保护与距离纵纵联保保护。通道中中传送送的是是电流流波形形或代代表电电流相相位的的信号号。分为纵联电电流差差动保保护和纵联电电流相相位差差动保保护。4.1.2输电线线路短短路时时两侧侧电气气量的的故障障特征征1．两端端电流流相量量和的的故障障特征征规定：：电流流的正正方向向为由由母线线流向向线路路两侧电电流相相量和和：1）区内内短路路时：：2）区外外短路路时：：1）区内内短路路时：：2两端功功率方方向的的故障障特征征规定：：功率率正方方向为为母线线流向向线路路此时线线路两两侧功功率方方向相相同，，均与与正方方向一一致此时线线路两两侧功功率方方向相相反2）区外外短路路时：：3）正常常运行行时：：线路两两侧功功率方方向相相反3．两端端电流流相位位特征征区外短短路和和正常常运行行时，，两侧侧电流流相位位差180°区内短短路时时，两两侧电电流同同相位位假定全全系统统阻抗抗角相相同，，两侧侧电势势相位位一致致4．两端端测量量阻抗抗的特特征区内短短路时时：短短路阻阻抗，，两侧侧距离离Ⅱ段同时时启动动正常运运行时时：负负荷阻阻抗，，距离离Ⅱ段不启启动外部短短路时时：短短路阻阻抗，，但一一侧为为反方方向，，该侧侧的距距离Ⅱ段不启启动4.1.3纵联保保护的的基本本原理理1.纵联电电流差差动保保护故障判判别量量：两侧电电流相相量和和内部故故障特特征：：其值很很大，，为短短路点点电流流动作条条件：：2.方向比比较式式纵联联保护护故障判判别量量：内部故故障特特征：：动作条条件：：线路两两侧功功率方方向的的异同同线路两两侧功功率方方向相相同当线路路两侧侧功率率方向向相同同时，，保护护动作作；否否则不不动作作3．电流流相位位比较较式纵纵联保保护故障判判别量量：两两侧电电流相相位差差内部故故障特特征：：相位位差为为动作条条件：：内部短短路时时两侧侧电流流不能能完全全同相相位，，保护护的动动作区区一般般如下下图所所示：：4．距离离纵联联保护护构成原原理和和方向向比较较式纵纵联保保护相相似，，只是是用阻阻抗元元件替替代功功率方方向元元件。。优点：：减少少了方方向元元件的的启动动次数数，提提高了了保护护的可靠靠性缺点：：后备备保护护检修修时主主保护护被迫迫停运运（1）环流流式正常运运行或或外部部故障障时4.2.1导引线通通信4.2输电线路路纵联保保护两侧侧信息的的传送（2）均压式式(电压平衡衡原理)正常运行行或外部部故障时时优点：不受系统统振荡、、非全相相运行的的影响简单可靠靠，维修修工作量量极少不足：保护装置置的性能能受导引引线参数数和长度度影响阻波器耦合电容容器连接滤波波器接地开关关电缆高频收、、发信机机4.2.2电力线载载波通信信1．电力线线载波通通信的构构成“相一地”式载波通通道比较较经济(2)阻波器(1)输电线路路作用：““阻高频频，通工工频”阻波器(3)耦合电容容器(4)连接滤波波器作用：““通高频频，阻工工频”起到阻抗匹配配的作用，，从而减减少高频频能量的的附加衰衰耗⑸高频收、、发信机机(6)接地开关关耦合电容容器连接滤波波器连接滤波波器耦合电容容器2.电力线载载波通道道的特点点(1)无中继通通信距离离长(2)经济、使使用方便便(3)工程施工工比较简简单3.电力线载载波通道道的工作作方式(1)正常无高高频电流流方式（故障启启动发信信的方式）（2）正常有有高频电电流方式式（长期期发信方方式）（3）移频方方式4.电力线载载波信号号的种类类（1）闭锁信信号（2）允许信信号（3）跳闸信信号4.2.3微波通信信1构成2微波通信信纵联保保护的优优点（（与电力力线高频频载波保保护相比比）(1)独立的信信道，输输电线路路的干扰扰不影响响通信系统；通通道的检检修不影影响线路路运行。。(2)传递的信信息容量量增加、、速率加加快。(3)受外界干干扰的影影响小，，可靠性性高。(4)输电线路路的任何何故障都都不会使使通道工工作破坏坏。缺点：：微波波通道道价格格较贵贵（微微波中中继站站）。。4.2.4光纤通通信1.光纤通通信的的构成成2．光纤纤通信信的特特点(1)通信容容量大大(2)节约大大量金金属材材料(3)保密性性好，，敷设设方便便，不不怕雷雷击，，无感应应性能能，不受外外界电电磁干干扰，，抗腐腐蚀和和不怕怕潮。。不足：：长距距离通通信时时，要要用中中继器器及其其附加加设备备；当当光纤纤断裂裂时不不易找找寻或或连接接。4.3.2闭锁式式方向向纵联联保护护1．闭锁锁式方方向纵纵联保保护的的工作作原理理闭锁信信号闭锁信信号4.3方向比比较式式纵联联保护护4.3.1工频故故障分分量的的方向向元件件2．闭锁锁式方方向纵纵联保保护的的构成成4.3.3闭锁式式距离离纵联联保护护4.3.4影响方方向纵纵联保保护正正确工工作的的因素素及应应对措措施1非全相相运行行对负负序方方向纵纵联保保护的的影响响及应应对措施负序方方向元元件的的动作作条件件：防止其其误动动的措措施：：采用用线路路侧电电压2功率倒倒向对对方向向比较较式纵纵联保保护的的影响响及应应对措措施应对措措施：：发信信元件件动作作后延延时t1返回3分布电电容对对负序序方向向纵联联保护护的影影响及及应对对措施施影响：：当TV接于线线路上上时，，由于于电容容电流流的影影响会会使负负序方方向纵纵联保保护误误动措施：：增大定定值或或增加加延时时；在在保护护装置置中加加进消消除分分布电电容影影响的的补偿偿措施施4.4.1纵联电电流差差动保保护4.4纵联电电流差差动保保护1工作原原理正常运运行及及外部部故障障时，，差动动继电电器中中的电电流为为不平平衡电电流最大暂暂态不不平衡衡电流流：最大稳稳态不不平衡衡电流流：2纵联电电流差差动保保护的的整定定计算算采用不不带制制动特特性的的差动动继电电器时时1）2）取1、2中大者者灵敏度度：带有制制动特特性的的差动动继电电器动作方方程：：动作特特性：：当采用用具有有制动动特性性的差差动继继电器器时，，制动动电流流的选选取：：1）2）3）4.4.2两侧电电流的的同步步测量量1基于数数据通通道的的同步步方法法(1)通道延延时的的测定定(2)主站时时标与与从站站时标标的核核对(3)采样时时刻的的调整整:为使两两侧采采样保保持同同步，，常采采用的的稳定定调整整方式式：2基于具具有统统一时时钟的的同步步方法法4.4.3纵联电电流相相位差差动保保护1工作原原理利用被被保护护元件件两侧侧电流流在区区内短路时时几乎同相、区外短路时几乎反相的差异，构成成电流相位差差动保护分析问题时，，假定全系统统阻抗角相同同，两侧电势势相位一致规定电流正方方向为母线指指向线路M侧N侧M侧N侧M侧N侧M侧N侧单频制闭锁式式电流相位差差动保护原理理框图2纵联电流相位位差动保护的的动作特性与与相继动作区外短路时，两侧收到的高频电流之间相差时，与理想情况偏差最大。（1）动作特性选择保护的闭闭锁角为：（2）相继动作k点短路时，M侧收到的两侧侧高频信号的的相位差：此时，N侧收到的两侧侧高频信号的的相位差：当输电线路较较长时，M侧保护可能不不动作N侧保护能动作作最终线路会出出现相继动作作的现象3负序滤过器（1）负序电压压滤过器当输入量为正正序分量时：：当输入量为负负序分量时：：（2）负序电流流滤过器当输入量为正正序分量时：：当输入量为零零序分量时：：当输入量为负负序分量时：：2输电线路的分分布电容电流流及其补偿措措施3负荷电流对纵纵联电流差动动保护的影响响4.4.4影响纵联电流流差动保护正正确动作的因因素1电流互感器的的误差和不平平衡电流第5章自动重合