电力系统继电保护 作者 韩笑 第三章－3.ppt

3.3 220kV及以上电压等级输电线路保护 第3章 电网保护原理 220kV及以上线路的保护要求：“加强主保护、简化后备保护”;全线速动；纵联保护；近后备保护。 知识点: 掌握全线速动保护概念与双侧测量保护原理 了解各种通道组成 掌握纵联保护分类及相应保护的工作原理 了解新型方向元件判据及特点 学习微机型纵联保护原理框图 3.4 电网保护配置 工频变化量阻抗继电器的特点 a.理论分析和构成原理简单； b.动作速度快； c.不需要振荡闭锁，振荡时又发生区内故障一般仍能正确动作； d.可以用做纵联方向保护的方向元件； e.故障时非故障相的继电器不动作，有较好的选相能力。 *正方向故障无死区，反方向故障肯定不会误动 （1）光纤分相差动保护原理 动作电流不是固定值 动作方程： 制动电流 外部故障情况 短路电流穿越M、N侧保护 0.5 10％ 只要Kres>0.025， 动作电流比不平衡电流增长快 始终有Id<Iset， 不会误动 内部故障情况 只要Id>Iset， 保护即可动作 采用“比率制动”优点 同样保证外部故障不误动情况下， 内部故障时动作电流小，灵敏度高 外部故障 无制动特性 时整定电流 KrelIunb.max 有制动特性 时整定电流 Iset 内部故障 *电容电流如何考虑？ 线路电容电流对于差动保护属于不平衡电流， 整定时应躲过实测线路电容电流值。 电容电流较大时可以进行电容电流补偿， （2）分相电流差动保护原理框图 ?保护总起动元件：起动后开放保护出口电源7秒 变化量 相间电流 浮动门坎 固定门坎 反应相间 工频变化量 反应零序电流 或 ?保护差动元件组成： 零序电流差动元件；线路两侧零序电流差动 稳态分相差动元件；线路两侧相电流差动 变化量分相差动元件，取相电流的工频变化量进行计算。 差动元件之间逻辑关系为“或” ?差动保护原理框图 起动 动作 动作 收信 内部故障，以A相接地为例 动作 TA断线，闭锁差动保护(以A相断线为例） 动作 闭锁 D5关闭 对侧保护 不动作 闭锁 动作 通道异常情况，闭锁差动保护 动作 闭锁 D5关闭 3.3.3方向比较式纵联保护 ?基本原理：两侧保护均判为正向故障即为内部故障 ?实现方式：“闭锁式”或“允许式” ?新型方向元件工作原理 ?纵联方向保护基本原则 ?纵联方向保护原理框图 1．纵联方向保护工作原理 (1)“闭锁式” 工作原理 保护起动，判为反向故障 发信 单频制 收信为两侧发信叠加 收信 闭锁两侧保护 外部故障， 近故障侧发闭锁信号 内部故障， 两侧均不发闭锁信号 (2)“允许式” 工作原理 保护起动，判为正向故障 发信 双频制 仅能收到对侧信号 本侧判正向故障且收到对侧信号 内部故障，跳闸 M侧判正向，但无N侧允许信号 N侧收到M侧允许信号，但本侧判反向 内部故障， 两侧均发允许信号 2.纵联方向保护基本原则 （1）起动元件 设两套起动元件分别起动发信以及开放跳闸回路， 低定值元件起动发信回路； 高定值元件开放跳闸回路， 单套起动元件存在的问题 M侧保护单侧工作，误动 纵联保护不能单侧工作 当外部故障切除后低定值元件应该延时返回， 继续发信一段时间。 M侧保护失去闭锁，误动 （2）远方起动 收到对侧信号而本侧起动发信元件未起动时，由收信起动本侧发信回路。 （2）方便手动检查通道 远方起动有如下作用： （1）更加可靠地防止纵联保护单侧工作 当一侧纵联保护低定值元件损坏时仍能依靠远方起动回路起动发信。 可以由线路任一侧变电所运行人员单独进行通道检查 （3）延时保护停信 保护停信 ： 闭锁式保护正方向元件动作时，停止发出闭锁信号。 纵联保护起动后无论正反向故障， 连续发信8ms用于远方起动。 8ms后根据方向元件动作情况决定是否停信。 闭锁式纵联保护收信示意图 （4）其他保护停信： 当其它保护动作，跳闸时，立即停止发信。 （5）断路器位置停信： 断路器为跳闸位置时始终停信。 **** “功率倒向”问题 功率倒向 外部故障切除过程会发生“功率倒向”， 闭锁信号可能出现小的缺口 3.纵联距离、零序方向保护 纵联距离、零序方向保护不设置专门的方向元件 “借用”方向阻抗继电器及零序方向元件 动作 故障为正方向 动作 故障为正方向 正常运行程序，与纵联方向完全相同 故障测量程序与纵联方向保护装置类似， 只是保护停信部分有所不同 ※基于变化量原理的方向元件 *3.3.4工频变化量原理在高压线路保护中的应用 以电压、电流变化量构成判据 与第6章工频变化量阻抗继电器分析一样， 电路模型为故障后状态减去故障前状态 （a）－（b）有 正方向故障 1．工频变化量电压电流 k点故障 利用叠加原理，有 正常运行 + 故障增量 电压电流增量定义 正方向故障