线路保护装置讲义PPT学习教案

1、会计学1第1页/共114页保护配置型型 号号主主 要要 功功 能能纵纵 联联 保保 护护后后 备备 保保 护护重合闸重合闸RCS-901工频变化量工频变化量方向和零序方向和零序方向方向工工频频变变化化量量距距离离三段式相间和接三段式相间和接地距离地距离二段零序方向过二段零序方向过流流(A(A型型) )四段零序方向过四段零序方向过流流(B(B型型) )零序反时限过流零序反时限过流（D D型）型）单重单重三重三重综重综重RCS-902纵联距离和纵联距离和零序方向零序方向RCS-931光纤分相电光纤分相电流差动流差动第2页/共114页第3页/共114页1F1F1F2F2F2F2FMNSE1231F2

2、FTATATA第4页/共114页三相金属性短路将影响高频信号三相金属性短路将影响高频信号的传输。容易受到电磁干扰。的传输。容易受到电磁干扰。第5页/共114页传输也可以有线传输。无线传输要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。当传输距离超过微波铁塔。当传输距离超过404060KM60KM时还需加设微波中继站。有时时还需加设微波中继站。有时微波站在变电站外，增加了维护困微波站在变电站外，增加了维护困难。难。第6页/共114页纤制成光缆直接与架空地线做在一纤制成光缆直接与架空地线做在一起，在架空线路建设的同时光缆的起，在架空线路建设的同

3、时光缆的铺设也一起完成。铺设也一起完成。第7页/共114页地耦合的高频通道。地耦合的高频通道。&高频信号高频信号就地保护信号就地保护信号跳闸跳闸第8页/共114页&高频信号高频信号就地保护信号就地保护信号跳闸跳闸第9页/共114页方跳闸装置里跳闸信号用二个通道，方跳闸装置里跳闸信号用二个通道，二个通道满足二个通道满足二取二二取二才能跳闸。才能跳闸。干扰信号同时具备二个通道的频率干扰信号同时具备二个通道的频率其机率就大大降低了。其机率就大大降低了。1高频信号高频信号就地保护信号就地保护信号跳闸跳闸第10页/共114页主程序采样程序起动？正常运行程序故障计算程序NY第11页/共11

4、4页故障线路的特征是：两侧的 均动作，两侧的 均不动作，这在非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是：两侧中至少有一侧（近故障点的一侧）的 不动作、而 可能动作也可能不动作，这在故障线路中是不存在的。采用闭锁信号时，在 不动作或 动作的这一侧一直发高频信号 ，所以非故障线路至少近故障点的一侧能一直发闭锁信号。如图。 采用允许信号时，在 动作、 不动作的这一侧一直发高频信号。 所以故障线路两侧都能发允许信号。把 元件换成阻抗元件 ，取消 元件就是纵联距离保护的原理。FFFFFFFFFFZFMSENREPFFFFFFFF第12页/共114页FMSENREPFFFFFFFF起动元件低高FF&am

5、p;1FXSXff跳闸88001T12345672T第13页/共114页FFFFZ第14页/共114页（除母线保护动作外）只要（除母线保护动作外）只要元件元件动作，说明是反方向短路，立即发动作，说明是反方向短路，立即发信闭锁保护（闭锁式）。信闭锁保护（闭锁式）。FFFFFF第15页/共114页FFFFFF0FFF第16页/共114页跳闸命令，打印报告为跳闸命令，打印报告为。当。当元件动作发的跳闸命令，打印报告元件动作发的跳闸命令，打印报告为为。F0FFFF0F0F0FFFFF0F0FDO第17页/共114页第18页/共114页FMSENREP第19页/共114页闭锁式纵联方向（距离）保护的一些

6、原则规定远方起信功能的设置。 1. 在通道检查中要用到远方起信功能。2. 收发信机中的远方起信功能应该退出，使用保护装置中的远方起信功能。 第20页/共114页FMNSERE1234FFF第21页/共114页=100&00弱电源侧=100100ms 0&00发信收信&00相电压30V相间30V三相无流三相TWJ均为1&00M1M5M6M2M3M4允许式纵联保护未起动时逻辑第22页/共114页在N侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生短路。N侧所有起动元件都不会起动，故而N侧无法向M侧发允许信号，导致M侧电流纵差保护拒动。为此采取当三相 收对侧允许信号且无流 同时发

7、100ms允许信号的措施。这样当线路上发生短路时，对侧电流纵差保护就可以动作。三相 发允许信号的作用1TWJ1TWJFMSERE三相断开三相断开N第23页/共114页RESEFUFUMNZKZUISEREMNFUlUlIMNFUUI短路后状态短路附加状态llIIIUUU正常负荷状态第24页/共114页t)(.IuopNktktT)(.loaloaopIu)(.Iuop第25页/共114页SZIUMNFUUIKZSZFI第26页/共114页RZIUUIRZMNFFUKZ第27页/共114页KRFsetRsetRsetOPZZIUZZIIZIZIZUUFOPUUSFYFUOPUR第28页/共114

8、页002702arg90setSmsetmZZZZZsetZsetSZZ 2mSsetSZZZZ第29页/共114页RjXSETSZZ 2SETZmZ2702arg90SETSmSETmZZZZZIImZ第30页/共114页mRsetRZZZZ002702arg90setmsetRmZZZZZsetRZZ 2setZ第31页/共114页0F0F0P第32页/共114页第33页/共114页第34页/共114页SETOPIZUU1UUPoPOPoUU90arg901PSET UZI-UUUOP103UUZIKIUUPSETOPMPUU.1第35页/共114页SZNEMEIKZGRMNFINKZIU

9、gFKCRZZIIICN/jMMeEU1IZZEKSMIZZUZDKOPjKSPeIZZU009090POPUUArg在记忆作用消失前：(为母线电压超前本侧电势的角度)第36页/共114页 正向不对称故障暂、稳态动作特性正向对称故障暂态动作特性设故障线母线电压与系统电势同相位=0（故障前空负荷），暂态动作特性如图；当不为零时，将是以到连线为弦的圆，动作特性向第或第象限偏移。 第37页/共114页当记忆电压消失后，正方向故障时 KMZIU1IZZUZDKOPKPZIU009090KZDKZZZArg反方向故障时 KMZIU1IZZUZDKOPKPZIU009090KZDKZZZArg第38页/共

10、114页 对称故障稳态动作特性第39页/共114页 反向不对称故障暂态稳态动作特性反向对称故障暂态动作特性ZDZRjXKZRZ第40页/共114页 当用于短线路时，为了进一步扩大测量过渡电阻的能力，还可将、段阻抗特性向第象限偏移；为防止接地阻抗继电器在区外短路时超越，再加一个零序电抗继电器。两个继电器构成逻辑与的关系。 第41页/共114页 当用于长距离重负荷线路，常规距离继电器整定困难时，可引入负荷限制继电器，负荷限制继电器和距离继电器的交集为动作区，这有效地防止了重负荷时测量阻抗进入距离继电器而引起的误动。 第42页/共114页.IIMNZMNRIRIIRIRIIIUmnMNMMN)(ZZ

11、R由于IM领前IN， 为感性，因此可能会误动。特别是对超高压系统，线路阻抗角在85度左右，更容易误动。 RIIMNZDZKZRjX第43页/共114页光纤电流纵差保护原理MNMINI以母线流向被保护线路方向为正方向动作电流(差动电流)为制动电流为动作电流与制动电流对应的工作点位于比率制动特性曲线上方，继电器动作。 NMCDIIINMRIII第44页/共114页输电线路电流纵差保护原理MINIKIMN线路内部短路动作电流 制动电流因为 继电器动作。 凡是在线路内部有流出的电流，都成为动作电流。 KNMCDIIIINMRIIIRCDII第45页/共114页输电线路电流纵差保护原理MINIKIMN线

12、路外部短路 动作电流制动电流因为 继电器不动。凡是穿越性的电流不产生动作电流，只产生制动电流。0KKNMCDIIIIIKKKNMRIIIIII2RCDII第46页/共114页输电线路电流纵差保护的主要问题MINICIMN 电容电流的影响 电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作电流。由于负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流。所以在空载或轻载下电容电流最容易造成保护误动。 解决方法： 提高起动电流定值 必要时进行电容电流补偿第47页/共114页输电线路电流纵差保护的主要问题MINIKIMN 重负荷情况下线路内部经高电阻接地短路，灵敏度可能不够。 负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流

13、而不产生动作电流。 经高电阻短路，短路电流 很小，因此动作电流很小 因而灵敏度可能不够。 解决方法： 采用工频变化量比率差动继电器和零序差动继电器KI第48页/共114页输电线路电流纵差保护的主要问题 TA断线，差动保护会误动。 为了在单侧电源线路内部短路时电流纵差保护能够动作，因此差动继电器在动作电流等于制动电流时应能保证动作。这样在一侧TA断线时差动保护会误动。 解决方法： 采取措施防止TA断线时差动继电器误动。第49页/共114页输电线路电流纵差保护的主要问题 由于两侧TA暂态特性和饱和程度的差异、二次回路时间常数的差异在区外故障或区外故障切除时出现差动电流（动作电流），容易造成差动继电

14、器误动。 解决方法： 提高比率制动特性的起动电流和制动系数。在制动量上增加浮动门槛。第50页/共114页输电线路电流纵差保护的主要问题 两侧采样不同步，造成不平衡电流的加大。 线路纵差保护与元件保护中用的纵差保护不同，线路纵差保护两侧电流是由不同装置采样的。两侧电流采样时间不一致，使动作电流不是同一时刻的两侧电流的相量和，最大的误差是相隔一个采样周期（931保护是0.833ms,折合工频电角度为 ）。这将加大区外故障时的不平衡电流。 解决方法： 使两侧采样同步，或进行相位补偿。015第51页/共114页工频变化量的理论基础重叠原理的应用RESEFUFUMNZKZUISEREMNFUlUlIMN

15、FUUI短路后状态短路附加状态llIIIUUU正常负荷状态第52页/共114页931保护中差动继电器的种类和特点CDIRI75. 0HI工频变化量分相差动继电器的构成 动作电流 制动电流 取为定值单中差动电流高定值、4倍实测电容电流和 中的最大值。由于 大于电容电流,依靠定值躲电容电流影响. NMCDIIINMRIIIHI14CNXUHI第53页/共114页第54页/共114页工频变化量差动继电器的特点 在单侧电源线路上发生短路，只要短路前有负荷电流，短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流。 由于上述原因该继电器很灵敏。提高了重负荷线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。第55页/共114页

16、931保护中差动继电器的种类和特点CDIRI75. 0HI稳态段分相差动继电器的构成 动作电流 制动电流 取为定值单中差动电流高定值、4倍实测电容电流和 中的最大值。依靠 定值躲电容电流。NMCDIIINMRIIIHI14CNXU第56页/共114页931保护中差动继电器的种类和特点稳态段分相差动继电器的构成 动作电流 制动电流 取为定值单中差动电流低定值、1.5倍实测电容电流和 中的最大值。依靠定 值躲电容电流。 经40ms延时动作。NMCDIIINMRIIIMI15 . 1CNXUCDIRI75. 0MI第57页/共114页第58页/共114页931保护中差动继电器的种类和特点零序差动继电

17、器的构成 动作电流 制动电流 为定值单中零序起动电流定值。 经100ms延时动作。 零序差动继电器本身无选相功能，所以再另外用稳态分相差动继电器选相。两者构成与门。 000NMCDIII000NMRIII0QDI0CDI0RI75. 00QDI第59页/共114页LCDRCDIIII00075.0第60页/共114页931保护中差动继电器的种类和特点 零序差动继电器的特点 由于不反应负荷电流，所以负荷电流不产生制动电流。 受过渡电阻的影响较小。 因此在重负荷线路上发生经高电阻短路时灵敏度较高。第61页/共114页931保护中差动继电器的种类和特点 选相用稳态分相差动继电器特点判别电容电流很小的

18、判据 及 满足上两判据说明电容电流很小，认为两者不具备可比性，不再判别容抗整定是否同实际系统相符。不需进行电容电流的补偿。但为了在空载电容电流作用下该继电器不误动，将起始动作电流由 抬高到 。因为电容电流很小，该 值也不是很大，不会影响线路内部短路灵敏度。NCNIXU1 . 01NCDII1 . 0LIMIMI第62页/共114页防止TA断线误动的措施差动保护部分的计算，包括:差动继电器的计算、逻辑程序和出口程序都在故障计算程序中进行。也可以说只有起动元件起动后才投入差动保护。起动元件如果不起动，在正常运行程序中差动保护根本没有计算，相当于差动保护没有投入。主程序采样程序起动？正常运行程序故障

19、计算程序NY第63页/共114页长期有差流的装置异常信号 在TA断线时应发长期有差流的装置异常信号。为此在 正常运行程序中加一个有压差流元件。该差流元件就用 选相用的稳态分相差动继电器，该继电器十分灵敏。可 有效地检测出出现差电流的异常情况。 有压差流元件的动作条件: 差流元件动作 差流元件的动作相或动作相间电压 、 上两条件与门经10秒延时发长期有差流信号。 第一个条件说明有差电流，第二个条件说明系统无故 障，满足这两个条件说明可能是TA断线，也可能是电 流的数据采集通道有故障。 UUNU6 .0第64页/共114页长期有差流的装置异常信号在TA断线侧如果起动元件没有起动（例如空载情况下发生

20、断线），在正常运行运行程序中有压差流元件动作，10秒后发长期有差流信号。如果起动元件起动了，程序进入故障计算程序。在该程序中，由于收不到对侧允许信号保护不会误动。起动元件连续7秒不动作，返还正常运行程序。再经10秒后发长期有差流信号。在TA未断线侧在正常运行程序中10秒后也可发出长期有差流信号。第65页/共114页长期有差流的装置异常信号 装置发了长期有差流的信号后 如果TA断线闭锁差动控制字 则闭锁差动保护。 如果TA断线闭锁差动控制字 则不闭锁差动保护。但是将差动继电器的定值抬高到 TA断线差流定值。10第66页/共114页弱电侧电流纵差保护存在的问题当有一侧是弱电源侧或无电源侧，在线路内

21、部短路时，无电源侧起动元件可能不起动。例如无电源侧变压器中性点不接地，短路前线路空载，短路后由于既无电流突变量又无零序电流，起动元件不动作。起动元件不动作，程序在正常运行程序。此时无电源侧差动继电器没有进行计算，不会向对侧发允许信号。导致电源侧电流纵差保护拒动。为解决该问题，931保护中增加一个低压差流起动元件。第67页/共114页在N侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生短路。N侧所有起动元件都不会起动，故而N侧无法向M侧发允许信号，导致M侧电流纵差保护拒动。为此采取当三相 时发允许信号的措施。这样当线路上发生短路时，对侧电流纵差保护就可以动作。三相 发允许信号的作用1TWJMN1TWJ第68

22、页/共114页同步采样 在正常运行中一直在测量两侧采样时间差 。当测得的 大于步幅调整的时间时，从机立即将采样时刻作小步幅调整。由于此时 的值很小，对保护没有影响，故作这种调整时电流纵差保护仍然是投入的。STSTST第69页/共114页同步采样 装置刚上电时，或测得的两侧采样时间差 超过规定值时，启动一次同步过程。 在同步过程中测量信号传输延时 ，并计算两侧采样时间差 。然后由从机将采样时刻作多次的小步幅调整，直到两侧采样同步为止。 在同步过程中两侧电流纵联差动保护自动退出。但由于每次仅作小步幅调整，所以其它保护仍旧能正常工作，不必退出。 DTST第70页/共114页RESEFUFUMNZKZ

23、UISEREMNFUlUlIMNFUUI短路后状态短路附加状态llIIIUUU正常负荷状态第71页/共114页t)(.IuopNktktT)(.loaloaopIu)(.Iuop第72页/共114页工频变化量方向继电器（RCS-901)工频变化量继电器正方向短路的基本关系式SZIUMNFUUIKZSZFI第73页/共114页工频变化量方向继电器(RCS-901)工频变化量继电器反方向短路的基本关系式RZIUUIRZKZMNFFU第74页/共114页工频变化量方向继电器（RCS-901) 工频变化量方向继电器测量电压、电流故障分量的相位。 正方向元件的测量相角为： 反方向元件的测量相角为： 动作

24、方程为：DCOMZIZIUArg121212DZIUArg1212oo27090第75页/共114页 正方向故障时： 反方向故障时：0Zrg180ZrgSSDDCOMZAZZA180Zrg0ZrgRRDDCOMZAZZA工频变化量方向继电器（RCS-901)第76页/共114页工频变化量方向继电器特点（RCS-901) 在RCS-901中构成纵联方向保护。 该纵联方向保护可保护各种故障类型包括非全相运行下运行相再发生故障。 测量的角度只与短路方向相反一侧的电源等值阻抗的阻抗角有关。因而与过渡电阻大小无关。与负荷电流大小无关。 不反映系统振荡，灵敏度高。因而用它构成的纵联保护可始终投入，而不是仅

25、投入20-30ms 正、反方向元件相配合，提高了安全性 适用于串补线路 动作速度510ms第77页/共114页第78页/共114页SZIUMNFUUIKZSZFI第79页/共114页RZIUUIRZMNFFUKZ第80页/共114页F1( A )F3F2U( B )( C )( D )0ME1FE0NEU3FE2FEZDZIOPUOPUOPU3FE1FEUU2FEF44FE U( E )OPU 4FE 第81页/共114页MOPOPUU.MOPU.OPU第82页/共114页KSFsetSsetSsetOPZZIUZZIIZIZIZUUsetKZZFOPUUsetKZZFOPUUSRFUOPUF

26、YSRFYFUOPU第83页/共114页KRFsetRsetRsetOPZZIUZZIIZIZIZUUFOPUUSFYFUOPUR第84页/共114页FOPUUMOPU.FUMOPOPUU.第85页/共114页KSFsetSsetSsetOPZZIUZZIIZIZIZUUKZKZmZmSFsetSsetSsetOPZZIUZZIIZIZIZUU第86页/共114页002702arg90setSmsetmZZZZZsetZsetSZZ 2mSsetSZZZZ第87页/共114页RjXSETSZZ 2SETZmZ2702arg90SETSmSETmZZZZZIImZ第88页/共114页 长，动作量

27、长，动作量比制比制动量动量大得越大得越多。多。，继电器动作越快。最继电器动作越快。最快可达到快可达到。 现现场曾有场曾有动作于动作于出口的记录。出口的记录。SMMYFUSPYQYQOPUSMMYOPUFUFOPUUmS4SMNYFUOPUPQmS3第89页/共114页KRKRFsetRsetRsetOPZZIZZIUZZIIZIZIZUUKZmZKmZZmRKRFsetRsetRsetOPZZIZZIUZZIIZIZIZUU第90页/共114页mRsetRZZZZ002702arg90setmsetRmZZZZZsetRZZ 2setZ第91页/共114页第92页/共114页SETOPIZUU1UUPoPOPoUU90arg901PSET UZI-UUUOP