电力系统继电保护原理(第四版)-6(最详细版)

使其谐振频率为所用的载波频率

z 但对50周的工频电流而言，

阻波器基本呈现电感线圈

的阻抗，数值很小，并不

影响它的传输。

z 高频信号就被在被保护输电线路的范围以内，而不能穿越到相邻线路上去

阻波器

z 由一个可调空心变压器和连接到高频电缆侧的电容器组成者共合组成带通滤波

z 两者共同配合组成带通滤波器 高频收、发信机

z 发信机

由继电保护装置控制，发出信号

使高频载波信号能够通过传递至输电线路

使高频收发信机与工频高电压线路绝缘

通过高频通道送到对端，自己也

能收到

z 收信机

接收本端和对端发送的高频信号

z ——带宽大，可同时传送多个带宽为4kHz 通信容量大带宽大可同时传多个带宽为音频信号

z 免除载波通道昂贵的高频加工设备

z 缺点

z 微波信号的衰耗与天气有关

z 组成原理

z 应用情况

z 国外应用很多

z 可与载波通道一起实现通道双重化

z 我国电力系统微波保护应用不多

四、光纤通道

z 光纤通道是将电信号调制在激光信号上，通过光纤（optical fiber ）来传递。

z 光导纤维由高纯度石英做成，可传输激光

激光的频率比微波高得多能传输更多信息

z 激光的频率比微波高得多，能传输更多信息光纤的结构

z 光纤的组成

z 纤芯、包层、涂敷层和塑套

z 光是依靠全反射原理在光纤中传输

z 光缆的结构光缆的结构

光的折、反射

z与微波通道相似，对光波进行调制和解调

z应用前景及现状

z目前，利用新建输电线路的走廊，采用“光纤复合架空地线(OPGW)”建成了以大容量通信光纤为主、跨区域的骨干网络。

z截止2009年底，我国电网（国网和南网）I-IV级骨干通信线路总长45万公里，形成以光纤传输为主（占90%），辅之以

件的电流(按相构成)之和的一种保护1

k =件的电流(按相构成)之和的种保护0

N

I =&z 正常或外部z 最理想的保护原理——具有绝对选择性的快速保护原理

z 基于基尔霍夫电流定律——流向一个节点的电流之和等于零

1N

k f

k I I ==∑&&1

k k =∑0>>故障时恒有：z 内部故障时：故障点电流，

不属于正常时

的对外端口

绝对选

择性f I &z 电流差动保护的应用

z 被广泛用于电力系统发电机、变压器、母线以及输电线路等重要设备

发电机电流差动保护

母线电流差动保护

输电线路电流差

动保护

z 应用于输电线路时的问题？

z 必须解决各端电流信息的

相互交换问题变压器电流差动保护

差动继电器并联连接在电流互感器的二次端子上。z 内部故障：1k 差动继电器并联连接在电流互感器的次端子上221111()k m n M N f I I I I I I n n =+=+=&&&&&&z 流入差动继电器的为短路电流，从而使继电器动作跳闸。

1M I &1N

I &2m I &k

I &2n

I &n z 流入差动继电器的电流为零，继电器不动作。

应用电流综合器将相电流合成单相电流

z 应用电流综合器将三相电流合成单相电流12

I I KI Σ=+&&& 对称分量复合滤序器：环流法接线均压法接线

四、电流差动保护的动作特性z 无制动电流差动保护的动作判据：

&&22.m n K act

I I I +≥z 如何整定？

z 考虑正常运行和外部故障时的不平衡电流

z 输电线路纵联差动保护中产生不平衡电流的主要因素

1.电流互感器传变误差产生的不平衡电流0

I I +=&&z 在正常运行和外部短路时，输电线路两端的一次电流大小相等，方向相反，即恒有（电流正方向为母线指向线路）：z 保护装置实际反应的是通过电流互感器

传变后的二次电流，理想传变状态下有

22111()0

K m n M N TA I I I I I n =+=+&&&&&＝11M N z 但实际上，电流互感器总是存在

电流互感器等效电路

励磁电流。

L I &z 其中励磁电流是非线性的，由

铁磁材料的磁化曲线确定

典型磁化曲线

211

()

L TA

I I I n =−&&&二次侧电流应为：

z 当线路两侧CT传变特性不一致时，正常运行及外部故障时，二次侧的差动电流不再为零，而是存在不平衡电流，为两个CT励磁电流之差

21.1()m M L M I I I n =−&&&21.1()

n N L N I I I n =−&&&TA TA

221

()0

bu m n LM LN TA

I I I I I n =+=−+≠&&&&&z 影响因素：电流互感器励磁特性的差别

和导致励磁电流增加的各种因素

z 稳态不平衡电流——互感器磁化特性不一致造成稳态负荷时通过电流较小不平衡电流也小

稳态负荷时，通过电流较小，不平衡电流也小；

z 暂态过程的不平衡电流

非周期分量使电流偏向时间轴

z 差动保护是瞬时动作的，需

要进一步考虑外部故障暂态

过程出现的不平衡电流

外部短路电流

z 的一侧从而导致铁心饱和

z 励磁电流大大超过其稳态值，并含有大量缓慢衰减的非周期

分量

z 因此，为了保证差动保护的

两侧互感器的励磁电流两个励磁电流之差选择性，差动继电器的整定值必须躲开上述最大不平衡

电流实验录取的

不平衡电流

可忽略其对差动保护的影响

小, 可忽略其对差动保护的影响在超高压长线路或电缆线路上, 分布电容的等值

容抗大大减小, 电容电流变得较大，产生的不平

障线路。

故障线路：保护3、4均判为正方向故障，不发闭锁信号，因此动作切除故障线路BC；

非故障线路：保护2和5判为反方向故障，（向本端和对端1、6）发闭锁信号，保护1、2和5、6因有闭锁信号，保护不动作，不会将非故障线路AB和CD错误切除。

用于内部故障时（功率方向继电器z中间继电器4KM，用于内部故障时（功率方向继电器

动作）停发高频闭锁信号；

z极化继电器5KM：工作线圈有电流、制动线圈无电流时动作。

工作线圈制动线圈

作，“与”无输出，一直发闭锁信号

作，与1无输出，直发闭锁信号

z远离故障侧的保护1：判为正方向故障，I2和S动作，使“与1”有输出，而停止发信

z两端由于收到闭锁信号而使“与3”没有输出而不会动作于跳闸

z延时T：大于故障开始

到对端闭锁信号到达本

端所需时间作，使“与”有输出，而停止发信

作，使与1有输出，而停止发信

z两端由于与1”有输出，且没有收到闭锁信号而使“与3”有输出，经过T延时后动作跳闸

向故障的判别元件和停止发信元件z III段可作为相邻线路保护的后备。

z当收不到对侧闭锁信号将马上动作

z否则，经过一定延时后动作

z外部故障时

z一直发闭锁信号。

向的动作范围必须大于对端正方向跳闸元件的动作范围z内部故障（k1）

z两端均不发闭锁信号，经过一定延时后动作（等待对侧闭锁信号的到来所必需的时间）