线路的差动保护和高频保护

2019/12/131第七章线路的差动保护和高频保护本章主要内容一、输电线路的纵差动保护二、平行双回线路横联差动保护三、高频保护的基本原理四、高频通道及高频信号类型五、方向高频保护六、相差高频保护2019/12/132第一节输电线路的纵差动保护一、纵差动保护的基本原理纵差动保护的基本原理是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位原理构成的。1、当线路正常运行或外部故障时:MNMINImInIK2、当线路内部故障时:MNMINImInIKgITAknmgnIIII/不平衡电流等于两侧电流互感器的励磁电流之差。bunnmgIIII2019/12/133第二节平行双回线路横联保护一、双回线路内部故障的特点1、在正常运行或区外故障时:2、当平行双回线内部故障时:'IIIIIINMIKII''IIIQF4QF2QF1QF3QF5IIIII'''IIIII或IIIII时，判别为线路I故障；同样，利用母线电压降低、两回线电流大小不等这一特点，也可判别出故障线路。IIIII时，判别为线路Ⅱ故障。2019/12/134第三节高频保护的基本原理将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后，利用输电线路本身构成高频电流通道，将此信号送至对端，以比较两端电流的相位或功率方向的一种保护装置。按工作原理可分为:方向高频保护和相差高频保护。比较线路两端的功率方向方向高频保护比较线路两端的电流相位相差高频保护2019/12/135第四节高频通道及高频信号类型一、高频通道的组成QF1QF2继电部分GR继电部分GR耦合电容器高频电缆耦合继电器T高频阻波器输电线路高频通道部分器雷避关开地接MN2019/12/136二、高频通道的工作方式1、故障起动发信方式:在正常条件下发信机不工作，通道中没有高频电流，只在电力系统发生故障期间才由起动元件起动发信。2、长期发信方式:在正常工作条件下发信机始终处于发信状态，沿高频通道传送高频电流。3、移频方式:在正常工作条件下，发信机向对侧传送频率为f1的高频电流；当发生故障时，继电保护装置控制发信机移频，停止发送频率为f1的高频电流，而发出频率为f2的高频电流。2019/12/137三、高频通道及高频信号类型1、闭锁信号：阻止保护动作跳闸的信号，无闭锁信号是保护作用于跳闸的必要条件。&信号闭锁脉冲跳闸PR2、允许信号：允许保护动作跳闸的信号，是保护作用于跳闸的必要条件。信号允许&脉冲跳闸PR3、跳闸信号：直接引起跳闸的信号，是保护作用于跳闸的充分条件。信号跳闸脉冲跳闸PR2019/12/138第五节方向高频保护一.高频闭锁方向保护原理通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向，以判别是被护范围内部故障还是外部故障。KADBC2K高频闭锁信号213456高频闭锁信号当线路BC上的K点发生故障时，它两侧的功率都是从母线流向输电线路，两侧保护3和4的发信机都不发信，两侧高频收信机均收不到高频闭锁信号，断路器3和4无延时跳闸。当线路BC上的K点发生故障时，它两侧的功率都是从母线流向输电线路，两侧保护3和4的发信机都不发信，两侧高频收信机均收不到高频闭锁信号，断路器3和4无延时跳闸。当线路BC上的K点发生故障时，它两侧的功率都是从母线流向输电线路，两侧保护3和4的发信机都不发信，两侧高频收信机均收不到高频闭锁信号，断路器3和4无延时跳闸。对输电线路AB和CD来说，均为外部故障，流经2和5保护的功率方向都为负，2和5保护的发信机发信，使本侧与对侧的收信机分别收到高频闭锁信号，故使断路器1、2和5、6都不跳闸。2019/12/139第五节方向高频保护二.高频闭锁方向保护的框图1KW为反方向元件，反向短路故障时动作，起动发信机；2KW为正方向元件，正向短路故障时动作，准备跳闸。&跳闸02t01t&GR至通道KW1KW21JZ2JZT1T2时间元件T1延时t1动作，瞬时返回；时间元件T2瞬时t2动作，延时返回。二者的作用是防止区外故障误动；高频收发信机2019/12/1310第五节方向高频保护三.高频闭锁方向保护的框图说明MN1K2K侧）MKW(2侧）NKW(2侧）MKW(1QF2QF1当K1点发生故障时，两侧的正方向元件2KW动作，反方向元件1KW不动作，不发闭琐信号，于是两侧的2KW通过时间元件T1和禁止门JZ2将两侧的断路器1QF、2QF跳开；当发生K2故障时，N侧的1KW动作，发出闭琐信号，在时间元件T1有输出前到达M侧收信输出端,从而保证了虽然M侧的2KW动作，但不会发出跳开1QF的跳闸脉冲。2019/12/1311第五节方向高频保护四.高频闭锁方向保护的实现特点反方向元件1KW动作后立即起动发信，发出闭琐信号;正方向元件2KW动作后，准备作用于跳闸。1KW的灵敏度必须高于2KW的灵度。时间元件T1的作用是防止外部短路故障时，远离故障点侧保护误动。时间元件T2作用是防止高频闭锁信号过早解除而造成远离故障点侧保护的误动。2019/12/1312第六节相差高频保护一、相差高频保护的工作原理比较被保护线路两侧电流的相位—即利用高频信号将电流的相位传送到对侧去进行比较，这种保护称为相差高频保护。内部故障相位相同外部故障相位差为180°NIMI1KMINIMNoiMINItNINI2019/12/1313比相元件的作用是比较被保护线路两侧操作电流的相位。因为采用单频率制，所以收信机同时接收到线路两侧发信机发出的高频信号。第六节相差高频保护二、相差高频保护的构成&GR01t02t2T1TY操作元件比相元件高定值低定值道通至跳闸起动元件起动元件的作用是故障时起动发信机和开放比相回路，并且要求起动发信机要比开放比相回路更为灵敏，动作更为迅速。操作元件的作用是将输电线路上的50Hz电流转变为一个50Hz的方波电流，然后以此工频方波电流对发信机中的高频电流进行调制。2019/12/1314第六节相差高频保护三、相差高频保护的相位特性1、保护范围内部发生故障，M侧和N侧高频信号间的相位差最大为：lMl1226100157100在最严重情况下，高频信号间断角是：610058)122(180minll2019/12/1315第六节相差高频保护三、相差高频保护的相位特性2、保护范围外部发生故障时，可能出现的最大间断角为：61002222180180maxll3、闭锁角的确定：610037lrellPTAB2019/12/1316第六节相差高频保护三、相差高频保护的相位特性opBB0001800360B2mIDIBI动作范围2019/12/13172019/12/1318