縱聯保護的基本原理:
保護原理的本質是甄別系統正常和故障狀態下電氣量或非電氣量之間的差別,縱聯保護也不例外。輸電線路的縱聯保護就是利用線路兩端的電氣量在故障與非故障時的特徵差異構成的。當線路發生區內故障、區外故障時,電力線兩端電流波形、功率、電流相位以及兩端的測量阻抗都有明顯的差異,利用這些差異就可以構成不同原理的縱聯保護。
特徵:1.兩側電流量特徵
2.兩側電流相位特徵
3.兩側功率方向特徵
4.兩側測量阻抗值特徵
縱聯保護的分類:
縱聯保護按照所利用資訊通道的不同型別可以分為導引線縱聯保護、電力線載波縱聯保護、微波縱聯保護和光纖縱聯保護四種。
縱聯保護按照保護動作原理,可以分為方向比較式縱聯保護和縱聯電流差動保護兩類。
通訊通道的構成
1.導引線通道
特點:資訊無須加工,直接傳送至對端,因而基本不存在同步問題
保護原理一般採用電流差動原理,故也稱導引線差動保護。
簡單可靠,不受系統執行方式影響,不受振盪影響
缺點:需鋪設專門的導引線,投資高,互感器二次負載較大。
導引線本身的故障,會引起保護的拒動或誤動。
2.電力線載波(高頻)通道:
1—阻波器;阻波器是由乙個電感線圈與可變電容器併聯組成的迴路。
2—結合電容器;結合電容器與連線濾過器共同配合將載波訊號傳遞至輸電線路,同時使高頻收發信機與工頻高壓線路絕緣。
3—連線濾波器;連線濾波器由乙個可調節的空心變壓器及連線至高頻電纜一側的電容器組成。
4—電纜;
5—高頻收發信;發信機部分系由繼電保護裝置控制,通常都是在電力系統發生故障時,保護起動之後它才發出訊號。
6—刀閘
優點:無中繼通訊距離長;經濟,使用方便;工程施工比較簡單
缺點:由於其直接通過高壓輸電線路傳送高頻載波訊號,因此高壓輸電線路上的干擾直接進入載波通道,高壓輸電線路的電暈、短路、開關操作等都會在不同程度上對載波訊號進行干擾
電力線載波通道工作方式:
正常有高頻電流方式(長期發信方式)
正常無高頻電流方式(故障啟動發信方式)
移頻方式
3.微波通道
特點通訊通道獨立於輸電線路通訊頻帶寬,300-30000mhz ,傳輸速度快受外界干擾的影響小傳輸距離有限
4.光纖通道
特點通訊容量大,光纖通訊的經濟性佳光纖通訊還有保密性好光纖最重要的特性之一是無感應效能通訊距離有限
高頻訊號的分類
1.閉鎖訊號:即無閉鎖訊號是保護作用於跳閘的必要條件,或者說閉鎖訊號是阻止保護動作於跳閘的訊號。
2.允許訊號:允許訊號是允許保護作用於跳閘的訊號,或者說有允許訊號是保護動作於跳閘的必要條件。
3.跳閘訊號:跳閘訊號是直接引起跳閘的訊號,或者說收到跳閘訊號是跳閘的充要條件。
電流差動保護基本原理
差動保護通過比較被保護裝置各埠的電流相量、瞬時值等,依據基爾霍夫電流定律,來判斷被保護裝置內部是否發生故障。當發生故障時,從故障支路流過的電流沒有計入式中。
影響因數:電流互感器的誤差和不平衡電流,導引線的阻抗和分布電容,導引線的故障和感應過電壓
優點:全線速動,不受過電荷和系統振盪的影響,靈敏度較高
缺點:需導引線及其檢測裝置;互感器精度高
制動方式的選擇標準:防止區外誤動的前提下,提高區內故障的靈敏度。區外故障,制動電流要大;區內故障,制動電流要盡可能的小
方向元件的基本要求:
正確反映所有型別故障時故障點的方向,無方向死區
不受負荷影響,在正常負荷狀態下不啟動
不受系統振盪影響,振盪無故障時不誤動,振盪中再故障仍能正確判斷方向
非全相執行又發生故障時仍能正確判斷故障方向
故障分量方向元件的特點:
不受負荷狀態的影響
不受故障點過渡電阻的影響
正、反方向短路時,方向性明確
無電壓死區
不受系統振盪影響
閉鎖式方向縱聯保護的基本原理:通過高頻通道間接比較被保護線路兩端的功率方向
閉鎖式方向縱聯保護的基本構成 ⑴區外短路故障;⑵兩端供電線路區內短路故障; ⑶單電源供電線路區內短路故障。
兩個問題:
1,等待對端的閉鎖訊號確實沒有發出或消失後才能根據本端的判別結果跳閘,延遲了保護動作的時間。
2,需要乙個起動發信元件ka1和乙個停信元件ka2,並且本側ka1靈敏度要比兩側的ka2要高。若ab線路上保護1、2的兩個元件的靈敏度配合不當,保護2的ka1靈敏度低於保護1的ka2而沒有起動,則會造成保護1的誤跳閘。
影響方向比較式縱聯保護正確動作的因素:
⑴系統非全相執行的影響
當使用線路側電壓時,受電側功率方向為正,送電側的負序功率方向為負,發出閉鎖訊號,保護不會誤動作;如果使用母線電壓,兩側的負序功率方向同時為正,保護將誤動作。零序功率方向在非全相執行期間與負序功率方向的特點一致。
(2)功率倒向
克服非全相執行期間負序、零序方向縱聯保護誤動的措施一般是:
使用線路側電壓,這也是超高壓線路電壓互感器裝於線路側的主要原因;在兩相執行期間退出負序、零序方向元件,僅保留使用工頻突變量的方向元件。
相位比較式縱聯保護
相差高頻保護工作原理
(a)網路圖
(b)內部故障時兩端電流波形
(c)外部故障時兩端電流波形三圖
相差高頻保護的構成:
⑴故障啟動發信元件⑵啟動跳閘元件 ⑶發信操作元件⑷收信比較時間元件
相差高頻保護的相位特性和相繼動作
這種一側保護隨著另一側保護動作而動作的情況被稱為保護的「相繼動作」,保護相繼動作的一側故障切除時間變慢。
對於相差高頻保護,在外部故障時,由對端送來的高頻脈衝電流恰好填滿本端高頻脈衝空隙,使本端保護閉鎖。而在內部故障時,沒有這種填滿空隙的脈衝,就構成了保護動作於跳閘的必要條件。因此,相差高頻保護是一種傳送閉鎖訊號的保護。
第四章知識要點
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