线路保护及重合闸装置

1、线路保护及重合闸装置u 主要内容主要内容一、线路保护的应用一、线路保护的应用三三、断路器失灵保护断路器失灵保护二二、自动重合闸装置自动重合闸装置线路保护顾名思义是保护线路线路保护顾名思义是保护线路保护范围是否只限于线路呢？保护范围是否只限于线路呢？不是。不是。1、单相接地故障、单相接地故障2、相间故障（两相短路）、相间故障（两相短路）3、两相接地故障、两相接地故障4、三相短路、三相短路5、各类性质的开路、各类性质的开路l线路故障的性质：线路故障的性质：l故障时电气量的变化故障时电气量的变化l电流增大电流增大l电压降低电压降低l电流电压间相角发生变化电流电压间相角发生变化电流与电压的比值电流与电

2、压的比值Z=U/Il电流和电流和正常正常I入入=I出，出，短路短路I入入I出出l出现出现I2 、I0 序分量序分量接地故障必然产生零序分量；不对称故障必然产接地故障必然产生零序分量；不对称故障必然产生负序分量生负序分量u线路保护的分类及原理线路保护的分类及原理线路保护配置：线路保护配置：1、过流保护、过流保护2、阻抗保护、阻抗保护3、零序过流保护、零序过流保护4、纵联保护、纵联保护5、纵联电流差动保护、纵联电流差动保护l哪些可以保护全长，哪些可以延伸的其他部分，哪些可以保护全长，哪些可以延伸的其他部分，哪些只能保护部分线路？哪些只能保护部分线路？l全长：纵联保护全长：纵联保护l延伸：零序二段、

3、过流二段、距离二段延伸：零序二段、过流二段、距离二段l部分：电流速断（部分：电流速断（1520以上）、距离保护以上）、距离保护的一段（的一段（8085）、零序一段）、零序一段u过流保护过流保护l故障电流故障电流IIset，保护动作；，保护动作；l过流保护一般分为一段（速断）、二段（过流）过流保护一般分为一段（速断）、二段（过流）、三段；、三段；l速断的整定范围：躲过线路末端三相短路最大电速断的整定范围：躲过线路末端三相短路最大电流整定；流整定；l过流保护按躲过线路最大负荷整定，和下级线路过流保护按躲过线路最大负荷整定，和下级线路配合是时间上的配合。配合是时间上的配合。l速断、过流保护受系统运行

4、方式的影响较大，速断、过流保护受系统运行方式的影响较大，保护的范围不固定；保护的范围不固定；l能反映各种性质的故障，对于不同的故障保护能反映各种性质的故障，对于不同的故障保护范围不同。范围不同。u零序电流保护零序电流保护零序电流保护是比较零序电流大小和定值零序电流保护是比较零序电流大小和定值点的关系；点的关系；零序电流只有在接地系统中才会出现零序电流只有在接地系统中才会出现零序电流的保护范围较为稳定，但是受系零序电流的保护范围较为稳定，但是受系统接地点和运行方式的影响较大统接地点和运行方式的影响较大在在220kV线路中零序电流保护一般作为线路中零序电流保护一般作为后备保护；后备保护；在在110

5、kV线路中零序电流保护一般作为线路中零序电流保护一般作为主保护；主保护；零序电流保护只反映接地性质故障。零序电流保护只反映接地性质故障。u阻抗保护阻抗保护l阻抗保护的基本原理是：阻抗保护的基本原理是：Z=U/Il阻抗保护分为接地阻抗和相间阻抗保护；阻抗保护分为接地阻抗和相间阻抗保护；l接地阻抗保护一般反应各类性质的接地故接地阻抗保护一般反应各类性质的接地故障（单相接地和两相接地故障）；障（单相接地和两相接地故障）；l相间阻抗一般反应各类性质的相间故障。相间阻抗一般反应各类性质的相间故障。l阻抗一段一般保护线路全长的阻抗一段一般保护线路全长的80；l阻抗二段一般保护线路的全长并且和下级线路的阻抗

6、二段一般保护线路的全长并且和下级线路的一段有重合部分；一段有重合部分；l阻抗三段作为全部线路的后备保护，按躲过最大阻抗三段作为全部线路的后备保护，按躲过最大负荷阻抗整定。负荷阻抗整定。l保护范围较为稳定，不受负荷电流和系统保护范围较为稳定，不受负荷电流和系统方式变化的影响；方式变化的影响；l能反映各种性质的故障；能反映各种性质的故障；l阻抗保护带方向。阻抗保护带方向。l阻抗保护的特点l线路阻抗保护特殊点 不受系统运行方式的影响，但是保护范围受过渡不受系统运行方式的影响，但是保护范围受过渡电阻（短路点的电弧、放电点物体等）的影响较电阻（短路点的电弧、放电点物体等）的影响较大。大。在特殊线路上的保

7、护范围是有变化的，从系统的在特殊线路上的保护范围是有变化的，从系统的角度考虑可能阻抗一段保护线路的全长。角度考虑可能阻抗一段保护线路的全长。 输电线路的纵联保护是指用某种通信通道输电线路的纵联保护是指用某种通信通道 (简称通道简称通道)将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量 (电流、功率的方向等电流、功率的方向等)传送到对端，将两端的电气量比较传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在范围之外，从而决定，以判断故障在本线路范围内还是在范围之外，从而决定是否切断被保护线路。是否切断被保护线路。 由于纵联保护在电网中

8、可实现全线速动，因此它可保由于纵联保护在电网中可实现全线速动，因此它可保证电力系统并列运行的稳定性、提高输送功率、缩小故障证电力系统并列运行的稳定性、提高输送功率、缩小故障造成的损坏程度以及改善与后备保护的配合性能。造成的损坏程度以及改善与后备保护的配合性能。u纵联保护纵联保护图图1 输电线路纵联保护结构框图输电线路纵联保护结构框图l 纵联保护的分类纵联保护的分类按照所利用信息通道的不同类型可以分为按照所利用信息通道的不同类型可以分为4种：种：（1）导引线纵联保护；）导引线纵联保护； （铺设导引线电缆传送电气量信息，线路较长时不经济，导引线参数电阻和分布电容直接影响保护性能）（2）电力线载波纵

9、联保护；）电力线载波纵联保护； （利用输电线路构成通道，输电线路故障时通道可能遭到破坏）（3）微波纵联保护；）微波纵联保护； （利用微波通道通信，保护专用微波通道及设备不经济）（4）光纤纵联保护。）光纤纵联保护。 （利用光纤通道通信，通道与电力信息系统统一考虑，光信号不受干扰，近年来广泛采用）1 1、母差跳闸停信、母差跳闸停信 （1 1）当母线故障发生在电流互感器与断路器之间时，母）当母线故障发生在电流互感器与断路器之间时，母线保护虽然正确动作，但故障点依然存在，依靠母线出口动线保护虽然正确动作，但故障点依然存在，依靠母线出口动作停止该线路高频保护发信，让对侧断路器跳闸切除故障。作停止该线路高

10、频保护发信，让对侧断路器跳闸切除故障。 （允许式为起动发信，光纤纵差远跳）（允许式为起动发信，光纤纵差远跳）l 纵联保护中母差跳闸停信和跳闸位置停信纵联保护中母差跳闸停信和跳闸位置停信接母线保护接母线保护接线路保护接线路保护党党2626纵联保护纵联保护动作跳闸动作跳闸答：答：（1 1）B B母线发生单相接地故障，母线保护动作跳开母线发生单相接地故障，母线保护动作跳开QF2QF2、QF3QF3和和QF5QF5，重合闸不动作，同时由于母线保护停信回路，重合闸不动作，同时由于母线保护停信回路动作，使动作，使QF2QF2、QF3QF3高频保护停信，高频保护停信，QF1QF1、QF4QF4高频保护动高频

11、保护动作跳开故障相。作跳开故障相。（2 2）A A、C C站由于站由于B B站高频保护停信，站高频保护停信，QF1QF1、QF4QF4跳开故障跳开故障相，并重合成功。相，并重合成功。QF2QF2、QF3QF3、QF5QF5由母差保护动作跳闸，由母差保护动作跳闸，不重合。不重合。l 220kV220kV两套重合闸的配合两套重合闸的配合 一条线路有两套微机保护时，一般情况下：一条线路有两套微机保护时，一般情况下： 两套微机重合闸的选择开关切在单重两套微机重合闸的选择开关切在单重（或三重、综重）（或三重、综重）的位置，的位置，合闸出口连接片只投一套合闸出口连接片只投一套。如果将两套重合闸出。如果将两

12、套重合闸出口连接片都投人，可能造成断路器短时内两次重合。口连接片都投人，可能造成断路器短时内两次重合。 220kV220kV线路一般采用单重方式。线路一般采用单重方式。 在220kV及以上的线路上，由于线间距离大，其中绝大部分的故障都是单相接地短路。如果把发生故障的一相断开，然后再进行单相重合，而未发生故障的两相仍然继续运行，就能够大大提高供电的可靠性和系统并列运行的稳定性。如果线路发生的是瞬时性故障，则单相重合闸将重合成功，即三相恢复正常运行。 如果先停用重合闸出口压板，而沟通三跳压板尚未投如果先停用重合闸出口压板，而沟通三跳压板尚未投入时，当发生线路单相故障，线路开关单相跳闸，不能重入时，

13、当发生线路单相故障，线路开关单相跳闸，不能重合，则造成非全相运行。合，则造成非全相运行。 投入重合闸时，应先投入重合闸出口压板，再停用沟投入重合闸时，应先投入重合闸出口压板，再停用沟三跳压板。如果先停用沟三跳压板，重合闸出口压板未投，三跳压板。如果先停用沟三跳压板，重合闸出口压板未投，线路发生故障时保护可能选相跳闸不重合，造成非全相运线路发生故障时保护可能选相跳闸不重合，造成非全相运行。行。 （两套重合闸方式切换开关应在一致的位置，否则投（两套重合闸方式切换开关应在一致的位置，否则投三重时保护仍将选相跳闸）三重时保护仍将选相跳闸）l 停用重合闸时，应先投入沟三跳压板，再停用重合闸出停用重合闸时

14、，应先投入沟三跳压板，再停用重合闸出口压板。为什么？口压板。为什么？重合闸后加速保护重合闸后加速保护 重合闸后加速，是指当线路发生故障后，保护将有选择重合闸后加速，是指当线路发生故障后，保护将有选择性地跳开断路器，然后进行重合闸，若是瞬时性故障，在线性地跳开断路器，然后进行重合闸，若是瞬时性故障，在线路断路器跳开后故障随即消失，重合闸成功，线路将恢复送路断路器跳开后故障随即消失，重合闸成功，线路将恢复送电。若是永久性故障，重合闸后，保护装置的时间元件将被电。若是永久性故障，重合闸后，保护装置的时间元件将被退出，保护将无选择性地瞬时跳开断路器切除故障。退出，保护将无选择性地瞬时跳开断路器切除故障

15、。重合闸前加速保重合闸前加速保护护 重合闸前加速是指重合闸与继电保护之间的一种配合方重合闸前加速是指重合闸与继电保护之间的一种配合方式。重合闸前加速，是指在重合闸动作前，保护将无选择性式。重合闸前加速，是指在重合闸动作前，保护将无选择性地瞬时切除故障；在重合闸重合后，保护将有选择性地延时地瞬时切除故障；在重合闸重合后，保护将有选择性地延时切除故障。可见保护在重合闸动作前得到了加速。切除故障。可见保护在重合闸动作前得到了加速。 前加速主要用于前加速主要用于35kV35kV以下由发电厂或重要变电站引出的以下由发电厂或重要变电站引出的直配线路上，以便快速切除故障，保证母线电压。直配线路上，以便快速切

16、除故障，保证母线电压。 220kV220kV线路保护一般都按双重化配置，可靠性线路保护一般都按双重化配置，可靠性较高。较高。220kV220kV开关一般也装设两组跳闸线圈，并接开关一般也装设两组跳闸线圈，并接至不同的操作电源，防止因线圈断线、短路和操至不同的操作电源，防止因线圈断线、短路和操作电源故障等导致拒动。尽管如此，开关仍然有作电源故障等导致拒动。尽管如此，开关仍然有拒动的可能，例如拒动的可能，例如SF6SF6压力低闭锁分闸、机构故障压力低闭锁分闸、机构故障等。等。 开关拒动不能切除故障，就要靠后备保护切开关拒动不能切除故障，就要靠后备保护切除故障。除故障。110kV110kV及以下开关

17、拒动，一般采用远后备及以下开关拒动，一般采用远后备，由靠近电源侧的相邻元件保护动作切除故障，由靠近电源侧的相邻元件保护动作切除故障，所需时间较长。所需时间较长。220kV220kV开关拒动，一般采用近后备开关拒动，一般采用近后备，即装设开关失灵保护。当发生故障保护动作而，即装设开关失灵保护。当发生故障保护动作而开关拒动时，启动开关失灵保护，跳开连接在同开关拒动时，启动开关失灵保护，跳开连接在同一母线上的所有开关。一母线上的所有开关。 当系统发生故障，断路器因操作失灵拒绝跳闸时，通过当系统发生故障，断路器因操作失灵拒绝跳闸时，通过故障元件的保护，作用于本变电站相邻断路器跳闸，有条件故障元件的保护

18、，作用于本变电站相邻断路器跳闸，有条件的还可以利用通道，使远端断路器同时跳闸的接线称为失灵的还可以利用通道，使远端断路器同时跳闸的接线称为失灵保护。保护。 某某500kV500kV变电站失灵保护有远跳出口变电站失灵保护有远跳出口，另一另一220kV220kV变电站变电站失灵保护无远跳出口。失灵保护无远跳出口。* * 断断路器失灵保护可以与母线保护公用跳闸出口。当母线路器失灵保护可以与母线保护公用跳闸出口。当母线所连的某断路器失灵时，由该线路或元件的失灵起动装置提所连的某断路器失灵时，由该线路或元件的失灵起动装置提供一个失灵起动接点给母线保护装置，母线保护装置起动该供一个失灵起动接点给母线保护装置，母线保护装置起动该段母线失灵跳闸出口。段母线失灵跳闸出口。失灵保护失灵保护l110kV110kV线路故障性质判断线路故障性质判断110kV线路一般都投三相重合闸，任何故障都跳线路一般都投三相重合闸，任何故障都跳三相，重合三相；三相，重合三相；故障性质只能从保护报告上或者故障录波器上反故障性质只能从保护报告上或者故障录波器上反映出来映出来一般来说微机保护装