【文章內容簡介】 護的 Ⅱ 段作為方向元件，簡化了縱聯(lián)保護，但也帶來后備保護檢修時主保護被迫停運的不足。 （ a）內部故障 （ b）外部故障 雙端電源線路區(qū)內、區(qū)外故障示意圖 距離 Ⅱ 段起動 距離 Ⅱ 段起動 距離 Ⅱ 段可能起動 距離 Ⅱ 段不起動 這兩種保護兩側保護繼電器僅反應本側的電氣量，利用通道將繼電器對故障方向判別的結果傳送到對側，每側保護根據兩側保護繼電器的動作經過邏輯判斷區(qū)分是區(qū)內還是區(qū)外故障?？梢娺@類保護是間接比較線路兩側的電氣量，在通道中傳送的是邏輯信號。 電流相位比較式縱聯(lián)保護 利用兩端電流相位的特征差異，比較兩端電流的相位關系構成電流相位比較式縱聯(lián)保護。 當輸電線路發(fā)生區(qū)內短路故障時，兩端電流相角差為 0 176。 ，保護動作，跳開本端斷路器。而正常運行或發(fā)生區(qū)外短路時兩端電流相角差180176。 ，保護不動作。 與 相角差 0176。 （ a）內部故障 （ b）外部故障 雙端電源線路區(qū)內、區(qū)外故障示意圖 與 相角差 180176。 I? M I? NI? M I? Nφ=0176。 φ=180176。 0 動 作 區(qū) 不動作區(qū) φb φb 考慮電流、電壓互感器的誤差以及輸電線路分布電容等的影響，當線路發(fā)生區(qū)外故障時兩端電流相角差并不等于 180176。 ，而是近似為 180176。 ，且故障前兩側電動勢有一定相角差，在區(qū)內短路時兩側電流也不完全同相位，保護的動作區(qū)一般如上圖所示。 電流相位比較式縱聯(lián)保護動作區(qū)示意圖 縱聯(lián)電流差動保護 電流差動保護的原理建立在基爾霍夫電流定律的基礎之上的具有良好的選擇性、靈敏性，能快速切除區(qū)內故障。 利用輸電線路兩端電流波形或電流相量和的特征構成縱聯(lián)電流差動保護。 當線路內部故障時 TAknmg nIIII /???????M NMI? NI?mI? nI?KgI?當線路正常運行或外部故障時 0??????nmg IIIM NMI? NI?mI? nI?KgI??討論 1）差動保護的原理是基于什么定律？保護范圍？ 2）為何兩側差動壓板必須同時投入？ 3）差動保護如何才能動作跳閘？ 4）縱聯(lián)保護按基本原理分哪二類？ 按縱聯(lián)通道的類型分類 按縱聯(lián)通道的類型分，可分為光纖縱聯(lián)保護、微波縱聯(lián)保護和高頻縱聯(lián)保護、導引線縱聯(lián)保護四類。 光纖通道 光纖通道就是采用光纖材料構成的傳輸通道。與輸電線沒有直接聯(lián)系。光纖通信廣泛采用 PCM調制方式。當被保護線路很短時，可以通過光纜直接將光信號送到對側，在每套保護裝置中都將電信號變成光信號送出，又將所接收之光信號變成電信號供保護使用。 光纖通道具有與高壓設備完全獨立，不受電磁干擾、不受天氣影響的優(yōu)點。短線路的 220kV線路逐步以光纖作為縱聯(lián)通道， 500kV線路基本使用光纖通道。光纖通道使用專門的光纖接口與縱聯(lián)保護裝置相連，光纖接口的作用與收發(fā)訊機類似，光纖接口具有一定的自我監(jiān)測功能，通道一旦發(fā)生斷線等故障會自動報警，不需要變電運行人員每日進行對試。 微波通道 微波通道與輸電線沒有直接聯(lián)系，輸電線發(fā)生故障時不會對微波通信系統(tǒng)發(fā)生任何影響，因而保護利用微波保護的方式不受限制。微波通信是一種多路通信系統(tǒng)，可以提供足夠的通道，徹底解決了通道擁擠的問題。微波通信具有很寬的頻帶，線路故障時信號不會中斷，可以傳送交流電的波形。采用脈沖編碼調制（ PCM）方式可以進一步擴大信息傳輸量，提高抗干擾能力，也更適合于數字保護。 微波在傳輸過程中容易受到雨、雪、霧等氣候的影響，造成較大的信號衰減。再加上保護專用微波通信設備不經濟，工程造價高、維護費用高的缺點，所以新建工程中較少使用。 高頻通道 高頻通道是利用電力線作為傳輸媒介，靠收發(fā)訊機、阻波器、耦合電容器，結合濾波器等設備在輸電線路上疊加高頻載波信號來傳遞線路兩側保護裝置信息。高壓輸電線機械強度大，十分安全可靠。對繼電保護來說分 專用 和 復用 通道兩種。 專用通道用相－地耦合，常在閉鎖式 220KV系統(tǒng)使用 復用通道一般為相－相耦合，常在允許式 220KV系統(tǒng)使用。 復用載波是載波通信和保護信息共用一個通道，平時傳送電話及遠動信號，載波機經常發(fā)送的導頻作縱聯(lián)保護的監(jiān)護信號，監(jiān)測載波電路是否正常。當線路發(fā)生故障時，繼電保護裝置動作，首先停發(fā)監(jiān)護信號，斷開電話及遠動信號的發(fā)送電路，再集中載波功率發(fā)出命令信號。 專 用 收 發(fā) 迅 機保 護ACB耦 合 電 容 器（ a）專用通道 結 合 濾 波 器載 波 機音 頻 接 口保 護ACB阻 波 器耦 合 電 容 器（ b）復用通道 高頻通道的構成分為“相 相”制和“相 地”制兩類 1）“相 相”制是通過在兩相輸電線路上疊加高頻信號由“相 相”兩線間形成回路的傳播通道。 2）“相 地”制是通過在一相線路上疊加高頻信號，這一相線路與大地一起形成回路來傳遞高頻信號。 3）“相 相”制具有信號衰減小，受外界干擾小的優(yōu)點，但造價較高。而“相 地”制在信號衰減和抗干擾方面都比“相 相”制差，但造價低廉，適合我國國情，在我國電力系統(tǒng)中得到廣泛應用。 “相 地”式載波高頻通道原理示意圖 線路 阻波器 耦合電容器 連接濾波器 高頻電纜 保護間隙 接地開關 高頻收發(fā)信機 高頻通道的組成： 輸電線路 。三相線路都用，以傳送高頻信號。 高頻阻波器 。高頻阻波器是由電感線圈和可調電容組成的并聯(lián)諧振回路。當其諧振頻率為選用的載波頻率時，對載波電流呈現很大的阻抗 (在 1000Ω以上 )，從而將高頻電流限制在被保護的輸電線路以內 (即兩側高頻阻波器之內 ) 。對 50Hz工頻電流而言，阻波器的阻抗僅是電感線圈的阻抗（約為 ） ,工頻電流可暢通無阻。 耦合電容器 。耦合電容器的電容量很小，對工頻電流具有很大的阻抗，可防止工頻高壓侵人高頻收發(fā)信機。對高頻電流則阻抗很小，高頻電流可順利通過。耦合電容器與連接濾波器共同組成帶通濾波器，只允許此通道頻率內的高頻電流通過。 連接濾波器 。連接濾波器與耦合電容器共同組成帶通濾波器。由于電力架空線路的波阻抗約為 400Ω，電力電纜的波阻抗約為 100Ω或 75Ω，因此利用連接濾波器和它們起阻抗匹配作用，以減小高頻信號的衰耗，使高頻收信機收到高頻功率最大。同時還利用連接濾波器進一步使高頻收發(fā)信機與高壓線路隔離，以保證高頻收發(fā)信機與人身的安全。 高頻電纜 。將戶內的高頻收發(fā)信機和戶外的連接濾波器連接起來。 保護間隙 。保護間隙是高頻通道的輔助設備，用以保護高頻收發(fā)信機和高頻電纜免受過電壓的襲擊。 接地開關 。接地開關也是高頻通道的輔助設備。在調整或檢修高頻收發(fā)信機和連接濾波器時，將它接地，以保證人身安全。 高頻收發(fā)信機 。高頻收發(fā)信機用來發(fā)出和接收高頻信號（發(fā)出預定頻率）。 高頻信號通過耦合電容器和結合濾波器組成的帶通濾波器再經過高頻電纜傳到收發(fā)信機，收發(fā)信機將疊加在高頻信號上的信息解讀出來，就得到了保護裝置所需的信號。 導引線通道 這種通道需要鋪設電纜，其投資隨線路長度而增加。當線路較長（超過十余公里）時就不經濟了。導引線越長，安全性較低。導引線中傳輸的是電信號。在中性點接地系統(tǒng)中，除了雷擊外，在接地故障時地中電流會引起地電位升高，也會產生感應電壓，對保護裝置和人身安全構成威脅，也會造成保護不正確動作。所以導引線的電纜必須有足夠的絕緣水平，例如 15kV的絕緣水平，從而使投資增大。 導引線直接傳輸交流電量，故導引線保護廣泛采用差動保護原理，但導引線的參數（電阻和分布電容）直接影響保護性能，從而在技術上也限制了導引線保護用于較長的線路。 ?討論 1）按縱聯(lián)通道的類型分哪四類？ 2）按 高頻通道的構成分為哪二類 ？ 3） 高頻通道的構成有哪些原件 ？ 按通道上傳輸信號的性質分類 按縱聯(lián)通道上傳輸信號的性質分，可分為 閉鎖式縱聯(lián)保護、 允許式 縱聯(lián)保護和 直跳式 縱聯(lián)保護三類。 閉鎖式保護是系統(tǒng)故障時，收到對側信號（區(qū)外故障時）保護將被閉鎖，收不到對側信號（區(qū)內故障時）保護將動作跳閘。 允許式保護是在系統(tǒng)故障時，收到對側信號（區(qū)內故障時）保護將動作跳閘，收不到對側信號（區(qū)外故障時）保護將被閉鎖。 直接跳閘的保護，只要收到信號保護就作用于跳閘，與保護元件是否動作無關。遠方跳閘保護就是利用此跳閘信號。 序號 項 目 閉 鎖 式 允 許 式 1 信 號 的 作用 信號作為閉鎖保護 反方向故障發(fā)信 ， 正方向故障停信 信號作為允許保護跳閘 反方向故障不發(fā)允許信號 ，正方向故障發(fā)允許信號 2 通道 正常無高頻電流 ， 無信號， 無監(jiān)視 ， 安全性差 （ 需要試驗通道 ） 正常有高頻電流 ， 發(fā)監(jiān)頻 ，即正常通道有監(jiān)視 ， 較安全（ 不需要試驗通道 ） 3 安 全 性 及可靠性 通道壞 ， 區(qū)外故障將 誤動， 安全性差 ,區(qū)內故障 ，仍然正常動作 ， 可靠性高 通道壞 ， 區(qū)外故障 ， 不誤動作 ， 安全性高；區(qū)內故障 ，將 拒動 ， 可靠性低 閉鎖式、允許式比較 ?高頻收發(fā)信機交換信號 當按動 A側高頻收發(fā)信機遠方起動的試驗按鈕，發(fā)信回路瞬時起信將高頻信號送至 B側，起動 B側發(fā)信以實現遠方起動， B側被起動后發(fā)信 10s， A側起動 200ms后，被收到的來自 B側的信號閉鎖，同時起動 5s計時回路，并使A側停止 5s發(fā)信，在此 5s內， A側收信回路只收 B側發(fā)來的信號。 5s后， A側重新起動發(fā)信 10s，然后停止發(fā)信，兩側解環(huán)，試驗完畢。 邏輯回路 發(fā)信回路 收信回路 發(fā)信回路 收信回路 邏輯回路 試驗起動 A側 B側 A站 1 ~ B站 C站 2 4 閉鎖 ~ 3 閉鎖 + + + 故障時啟動，兩側同時發(fā)信（閉鎖信號）； 本側保護元件起動（判正方向）時， 5～ 7ms（ RCS系列8ms）停信； 同時收不到對側發(fā)來的閉鎖信號且本保護正方向，則出口跳閘。 閉鎖式高頻保護動作原理 AB線 BC線 A站 1 ~ B站 C站 2 4 允 許 ~ 3 + + + 故障時，本側保護元件起動（判斷正方向）； 向對側發(fā)送允許信號 8ms； 收到對側發(fā)來的允許信號且本保護元件起動，則出口跳閘。 允許式高頻保護動作原理 AB線 BC線 E sE RT AT AMNF故障發(fā)生在斷路器與 TA之間 如上圖所示， F點發(fā)生故障，此時短路功率由 N端流向F點。 M端保護判斷為反方向故障，該側 F+元件不動作 ,F元件動作，從而一直發(fā)信閉鎖了兩端的縱聯(lián)保護。 故障點落在 M側的母線保護范圍內，故 M側母差保護動作跳開母線上所有開關，但 M側開關跳開后， N端還持續(xù)提供短路電流，該功率使得 M端保護繼續(xù)判斷為反方向短路。故 M端保護持