输电线路纵联保护

第4章输电线路纵联保护(PilotProtectionforTransmissionLine)纵联保护：利用某种通信通道同时比较被保护元件两侧电气量（即在线路两侧之间发生纵向的联系）在正常运行与故障时差异的保护。4.1输电线路纵联保护概述4.1.1引言1纵联保护的一般构成框图TATV2分类：1)导引线纵联保护

(简称导引线保护)2)电力线载波纵联保护（简称载波保护)3)微波纵联保护

(简称微波保护)4)光纤纵联保护

(简称光纤保护)按照所利用信息通道的不同，纵联保护分为：按照保护动作原理，纵联保护分为：1)

方向比较式纵联保护2)

纵联电流差动保护

通道中传送的是逻辑信号，而不是电气量本身。依据所利用电气量的不同又可分为方向纵联保护与距离纵联保护。

通道中传送的是电流波形或代表电流相位的信号。分为纵联电流差动保护和纵联电流相位差动保护。4.1.2输电线路短路时两侧电气量的故障特征1．两端电流相量和的故障特征

规定：电流的正方向为由母线流向线路两侧电流相量和：1）区内短路时：2）区外短路时：1）区内短路时：2两端功率方向的故障特征规定：功率正方向为母线流向线路此时线路两侧功率方向相同，均与正方向一致此时线路两侧功率方向相反2）区外短路时：3）正常运行时：线路两侧功率方向相反3．两端电流相位特征

区外短路和正常运行时，两侧电流相位差180°

区内短路时，两侧电流同相位假定全系统阻抗角相同，两侧电势相位一致4．两端测量阻抗的特征

区内短路时：短路阻抗，两侧距离Ⅱ段同时启动正常运行时：负荷阻抗，距离Ⅱ段不启动外部短路时：短路阻抗，但一侧为反方向，该侧的距离Ⅱ段不启动

4.1.3纵联保护的基本原理

1.纵联电流差动保护故障判别量：两侧电流相量和内部故障特征：其值很大，为短路点电流动作条件：2.方向比较式纵联保护

故障判别量：内部故障特征：动作条件：线路两侧功率方向的异同线路两侧功率方向相同当线路两侧功率方向相同时，保护动作；否则不动作3．电流相位比较式纵联保护

故障判别量：两侧电流相位差内部故障特征：相位差为动作条件：内部短路时两侧电流不能完全同相位，保护的动作区一般如下图所示：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导引线线通信信4.2输电线线路纵纵联保保护两两侧信信息的的传送送（2）均压压式(电压平平衡原原理)正常运运行或或外部部故障障时优点：：不受系系统振振荡、、非全全相运运行的的影响响简单可可靠，，维修修工作作量极极少不足：：保护装装置的的性能能受导导引线线参数数和长长度影影响阻波器器耦合电电容器器连接滤滤波器器接地开开关电缆高频收收、发发信机机4.2.2电力线线载波波通信信1．电力力线载载波通通信的的构成成“相一地地”式载波波通道道比较较经济济(2)阻波器器(1)输电线线路作用：：“阻阻高频频，通通工频频”阻波器器(3)耦合电电容器器(4)连接滤滤波器器作用：：“通通高频频，阻阻工频频”起到阻抗匹匹配的作用用，从从而减减少高高频能能量的的附加加衰耗耗⑸高频收收、发发信机机(6)接地开开关耦合电电容器器连接滤滤波器器连接滤滤波器器耦合电电容器器2.电力线线载波波通道道的特特点(1)无中继继通信信距离离长(2)经济、、使用用方便便(3)工程施施工比比较简简单3.电力线线载波波通道道的工工作方方式(1)正常无无高频频电流流方式式（故障障启动动发信信的方方式）（2）正常常有高高频电电流方方式（（长期期发信信方式式）（3）移频频方式式4.电力线线载波波信号号的种种类（1）闭锁锁信号号（2）允许许信号号（3）跳闸闸信号号4.2.3微波通通信1构成2微波通通信纵纵联保保护的的优点点（（与电电力线线高频频载波波保护护相比比）(1)独立的的信道道，输输电线线路的的干扰扰不影影响通通信系统；；通道道的检检修不不影响响线路路运行行。(2)传递的的信息息容量量增加加、速速率加加快。。(3)受外界干扰扰的影响小小，可靠性性高。(4)输电线路的的任何故障障都不会使使通道工作作破坏。缺点：微波波通道价格格较贵（微微波中继站站）。4.2.4光纤通信1.光纤通信的的构成2．光纤通信信的特点(1)通信容量大大(2)节约大量金金属材料(3)保密性好，，敷设方便便，不怕雷雷击，无感应性能能，不受外界电电磁干扰，，抗腐蚀和和不怕潮。。不足：长距距离通信时时，要用中中继器及其其附加设备备；当光纤纤断裂时不不易找寻或或连接。4.3.2闭锁式方向向纵联保护护1．闭锁式方方向纵联保保护的工作作原理闭锁信号闭锁信号4.3方向比较式式纵联保护护4.3.1工频故障分分量的方向向元件2．闭锁式方方向纵联保保护的构成成4.3.3闭锁式距离离纵联保护护4.3.4影响方向纵纵联保护正正确工作的的因素及应应对措施1非全相运行行对负序方方向纵联保保护的影响响及应对措施负序方向元元件的动作作条件：防止其误动动的措施：：采用线路路侧电压2功率倒向对对方向比较较式纵联保保护的影响响及应对措措施应对措施：：发信元件件动作后延延时t1返回3分布电容对对负序方向向纵联保护护的影响及及应对措施施影响：当TV接于线路上上时，由于于电容电流流的影响会会使负序方方向纵联保保护误动措施：增大定值或或增加延时时；在保护护装置中加加进消除分分布电容影影响的补偿偿措施4.4.1纵联电流差差动保护4.4纵联电流差差动保护1工作原理正常运行及及外部故障障时，差动动继电器中中的电流为为不平衡电电流最大暂态不不平衡电流流：最大稳态不不平衡电流流：2纵联电流差差动保护的的整定计算算采用不带制制动特性的的差动继电电器时1）2）取1、2中大者灵敏度：带有制动特特性的差动动继电器动作方程：：动作特性：：当采用具有有制动特性性的差动继继电器时，，制动电流流的选取：：1）2）3）4.4.2两侧电流的的同步测量量1基于数据通通道的同步步方法(1)通道延时的的测定(2)主站时标与与从站时标标的核对(3)采样时刻的的调整:为使两侧采采样保持同同步，常采采用的稳定定调整方式式：2基于具有统统一时钟的的同步方法法4.4.3纵联电流相相位差动保保护1工作原理利用被保护护元件两侧侧电流在区区内短路时几乎同相、区外短路时几乎反相的差异，构构成电流相相位差动保保护分析问题时时，假定全全系统阻抗抗角相同，，两侧电势势相位一致致规定电流正正方向为母母线指向线线路M侧N侧M侧N侧M侧N侧M侧N侧单频制闭锁锁式电流相相位差动保保护原理框框图2纵联电流相相位差动保保护的动作作特性与相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）动作特性性选择保护的的闭锁角为为：（2）相继动作作k点短路时，，M侧收到的两两侧高频信信号的相位位差：此时，N侧收到的两两侧高频信信号的相位位差：当输电线路路较长时，，M侧保护可能能不动作N侧保护能动动作最终线路会会出现相继继动作的现现象3负序滤过器器（1）负序电电压滤过器器当输入量为为正序分量量时：当输入量为为负序分量量时：（2）负序电电流滤过器器当输入量为为正序分量量时：当输入量为为零序分量量时：当输入量为为负序分量量时：2输电线路的的分布电容容电流及其其补偿措施施3负荷电流对对纵联电流流差动保护护的影响4.4.4影响纵联电电流差动保保护正确动动作的因素素1电流互感器器的误差和和不平衡电电流第5章自动重重合闸5.1自动重合闸闸的作用及及对它的基基本要求5.1.1自动重合闸闸的作用手动(停电时间长长)效果不显著