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1、主要内容1.线路保护的配置目的2.线路保护的功能配置、要求及实现方式3.线路纵联距离保护4.线路纵联方向保护5.分相电流差动保护6.保护优缺点比较7.保护与通道的接口方式8.线路保护与断路器保护的配合9.其他保护功能介绍10.旁路保护11.过电压保护第1页/共76页断路器保护原理（下一讲）第2页/共76页1.线路保护的配置目的在线路上发生各种类型的故障时，将故障隔离开来，使电网中的其他部分正常运行。故障类型有：单相接地、两相短路、两相短路不接地、三相短路、跨线故障各种类型；包括金属性短路、非金属性短路；包括瞬时性故障、永久故障、合于故障（手合或重合）；包括发展性故障（从单相发展到多相）、转换性
2、故障（从区外转换到区内）；包括线路过负荷（电缆）、线路过电压（长线路，20km）等异常情况；一般不包括断线故障，但包括断线后发展的接地故障；不包括线路振荡异常运行情况，也不包括发生振荡后发展为系统失步的运行情况。线路保护也要满足保护的四性（选择性、灵敏性、可靠性、速动性）要求。第3页/共76页2.2.线路保护的功能配置、要求及实现方式线路保护的功能配置线路保护的要求线路主保护的实现方式第4页/共76页线路保护功能配置针对上述故障，对直接接地系统（大电流接地系统、Solid），根据220kV、500kV电网的不同特点，保护配置一般包括：纵联保护 三段式距离保护定/反时限零序方向过流保护特殊要求下
3、的保护第5页/共76页（1）纵联保护（又称全线速动的线路保护，或称为带通道的保护，Tele-protection，pilot protection）作用：对全线路上的任何一处故障，快速动作（不带时限动作、速动）。简称全线速动。快速动作：整组动作时间满足系统稳定性要求（100ms，特殊情况下低至80ms）。其中断路器动作时间按50ms考虑，保护动作时间最慢不大于30ms，通道时间最慢不大于15ms裕度5ms。或以保护整组动作时间来界定，不大于45ms（保护动作时间通道时间）。线路两侧的保护均要满足该要求。主要类型：线路纵联距离保护、线路纵联方向保护、分相电流差动保护（目前最常用的3种类型）通道方
4、式：主要有载波、光纤、微波（最常用的通道为前2种，光纤正越来越普及）第6页/共76页（2 2）三段式距离保护（又称为多段式距离保护）一般三段即满足要求，有些保护具有四段、五段，一般情况下不投四段、五段（设定太繁）。但可作为特殊应用：如四段设为反方向故障检测，五段作为合于故障保护使用。有时通称为三段式后备保护，其实这种称法不确切，距离1段为主保护，不为后备保护。1段又称为独立跳闸段，不依赖通道，不带时限。主保护：在所保护的故障区域内有选择性地、快速动作的保护。1段为通道故障时所剩的主保护，作为通道故障情况下的主保护后备。第7页/共76页距离1段一般保护线路的85，另留15的裕度，以保证选择性要求
5、。线路一侧的保护对85以内的线路故障，快速动作。作为无通道或通道失去时主保护的后备（不能误称之为后备保护）。对线路两侧的距离1段，相当于有70的纵联保护作用，还有30的区域不能代替纵联保护的作用。第8页/共76页距离2段保护本线路全长，即100，另加20的裕度（指本线路的20，不是指下一级线路的20），以保证全线灵敏性、可靠性要求；为满足选择性要求，带2段时限。整定范围：应大于本线路的20，宜小于下一级线路的1段。时限：一般宜在0.3s0.5s范围内。与1段不同的是，能保护线路全长；与纵联保护不同的是，不是速动，带时限；第9页/共76页距离3段保护下一级线路的全长，即100，另加20的裕度（指
6、下一级线路的20），作为下一级线路的后备保护，或整定为躲最大负荷。为满足选择性要求，带3段时限。整定范围：应大于下一级线路的20，宜小于下一级线路的2段，或整定为躲最大负荷。时限：下一级线路的2段时限0.5s（阶梯时限）或作为最后的后备保护：整定为躲最大负荷，时限稍加长，方向性也不严格要求。第10页/共76页配合关系 距离1段要有15的裕度，对短线路，如不能保证，则只能不投运1段。对距离2段，与下一级线路的1段配合，对下一级短线路，如不能保证，只能与下一级线路的2段配合，相应的时间级差为：下一级线路的2段时限0.5s（阶梯时限）；对3段，与下一级线路的2段配合，对下一级短线路，如不能保证，只能
7、与下一级线路的3段配合，相应的时间级差为：下一级线路的3段进限0.5s（阶梯时限）；或作为最后的后备保护：整定为躲最大负荷，时限稍加长，方向性也不严格要求。第11页/共76页距离保护特性 包括相间距离和接地距离，即ZA、ZB、ZC；ZAB、ZAC、ZBC；主要有3类：园特性（mho）、四边形特性、以及园/四边形特性园特性：构成简单，躲重负荷运行能力强，过渡电阻短路适应能力差。短线路、经较高过渡电阻短路时，保护可能拒动；四边形特性：构成复杂，躲重负荷运行能力差，过渡电阻短路适应能力强。长线路、重负荷运行时，保护可能误动；第12页/共76页距离保护主要特点n 出口金属性短路故障，要采用极化原理；n
8、 1段要考虑暂态超越；n PT断线要闭锁；n 线路上发生振荡要闭锁；n 双回线未端跨线故障，不能识别；n 受过渡电阻的影响较大；n 保护范围（即选择性）可由整定控制。第13页/共76页线路保护、断路器保护与各元件保护之间线路保护、断路器保护与各元件保护之间配合配合1.线路保护与断路器保护之间的配合 2.断路器保护之间的配合3.断路器保护与母线保护之间的配合4.断路器保护与主变保护之间的配合5.母线保护与主变保护之间的配合6.断路器保护与电抗器保护之间的配合 第14页/共76页暂态超越由于故障的过渡过程，使得保护在稳态及暂态情况下对故障点的检测判别不同，有可能会发生：对整定范围之外的故障，保护因
9、为暂态的影响而将其判为整定范围之内的故障，即谓之为超越；在过渡过程结束后，其能够正确检测设定范围内的故障；为防止暂态超越，需将1段设定的短于线路全长；一般要求超越5%；也就是说可设定的1段最大范围为95。第15页/共76页（3 3）定/反时限零序方向过流保护因为前述的后备保护均为距离保护，但距离保护有一个缺点，对过渡电阻不够灵敏。对相间短路，过渡电阻不大，所有的相间距离保护均能检测出；但对接地故障，过渡电阻较大，规程要求，对220kV，要有150欧的过渡电阻反映能力，对500kV，为300欧。一般的接地距离保护仅能检测出50欧过渡电阻以内的故障，故需要另外的保护。定/反时限零序方向过流保护正是
10、应这一要求而配置，它仅反映接地故障（零序过流）。一般选择反时限，因其较宜与下一级线路配合。方向一般为零序电流方向，也可为负序方向，这是应称为负序方向零序过流保护。一般使用零序方向，故完整地称为：零序方向零序过流，简称为零序方向过流。对负序或零序方向，可统称为方向零序过流。第16页/共76页（4 4）特殊要求下的保护配置过电压保护（长线路，至少大于120km，经一次计算后配置）。电缆线路，配过负荷保护。第17页/共76页线路保护要求双重化即2*（1234）配置2面屏使用独立的CT、PT、直流电源独立的通道(尽量为不同的通道、不同的路由、不同的通道设备、不同的电源供电)分别跳断路器的不同跳闸线圈第
11、18页/共76页线路主保护实现方式光纤通道独立，两套光纤保护（一般均为分相电流差动保护；有些情况下为一套电流差动，一套光纤距离或光纤方向）光纤通道载波通道（分相电流差动保护载波距离或载波方向保护）仅载波通道（载波距离或载波方向保护，可为两套距离、或一套距离*一套方向)厂家可相同或不同，由招标决定,宜为不同原理、不同厂家当载波通道改光纤保护不换时，只能为光纤距离或光纤方向。（一般叫法：保护通道保护原理）第19页/共76页3.线路纵联距离保护主要分为两类：允许式或闭锁式；因为纵联距离保护总是将命令信号进行高频调制后传送，故又常称之为高频距离保护。根据所用的通道不同，又分为光纤距离、载波距离。（微波
12、距离一般不用）。包含6个元件：三个接地距离、三个相间距离第20页/共76页图6：1000kV系统未经高抗补偿的全线充电电流波形 第21页/共76页图7：1000kV系统，经高抗补偿后的全线充电电流的比对 第22页/共76页图8：500kV系统，400km未经高抗补偿的全线充电电流波形 第23页/共76页图8：500kV系统，400km未经高抗补偿的全线充电电流波形 第24页/共76页线路保护与断路器保护之间的配合线路保护与断路器保护之间的配合1.1 线路保护向断路器保护输入的信息方式一：（1）分相启动断路器保护的失灵（2）启动断路器保护的重合闸（单跳启动重合闸）（3）闭锁断路器保护的重合闸 第
13、25页/共76页线路保护与断路器保护之间的配合线路保护与断路器保护之间的配合1.1 线路保护向断路器保护输入的信息方式二：（1）分相启动断路器保护的失灵及重合闸（2）闭锁断路器保护的重合闸 第26页/共76页线路保护与断路器保护之间的配合线路保护与断路器保护之间的配合1.1 线路保护向断路器保护输入的信息方式三：（1）分相（及三相）启动断路器保护的失灵（2）单跳启动重合闸及三跳启动重合闸（3）闭锁断路器保护的重合闸 第27页/共76页线路保护与断路器保护之间的配合线路保护与断路器保护之间的配合1.2 断路器保护向线路保护输入的信息方式一：（1)启动线路的远方跳闸 第28页/共76页线路保护与断
14、路器保护之间的配合线路保护与断路器保护之间的配合1.2 断路器保护向线路保护输入的信息方式二：（1)启动线路的远方跳闸（2）加速线路保护或投入合于故障保护 第29页/共76页线路保护与断路器保护之间的配合线路保护与断路器保护之间的配合 第30页/共76页断路器保护之间的配合断路器保护之间的配合2.1 边断路器保护向中断路器保护输入的信息方式一：（1)闭锁中断路器的重合闸；第31页/共76页断路器保护之间的配合断路器保护之间的配合2.1 边断路器保护向中断路器保护输入的信息方式二：（1)闭锁中断路器的重合闸；（2)重合闸等待或重合闸在进行中、重合闸不成功 第32页/共76页断路器保护之间的配合断
15、路器保护之间的配合2.2 中断路器保护向边断路器保护输入的信息方式一：（1)闭锁边断路器的重合闸；第33页/共76页断路器保护与母线保护之间的配合断路器保护与母线保护之间的配合3.1 一个半接线母线保护向断路器保护输入的信息方式一：（1）母线保护动作后启动断路器保护的三相失灵（2）母线保护动作后闭锁断路器保护的重合闸 第34页/共76页断路器保护与母线保护之间的配合断路器保护与母线保护之间的配合3.1 一个半接线母线保护向断路器保护输入的信息方式二：（1）母线保护动作后启动断路器保护的三相失灵并闭锁重合闸 第35页/共76页断路器保护与母线保护之间的配合断路器保护与母线保护之间的配合3.2 断
16、路器保护向一个半接线母线保护输入的信息方式一：（1）断路器失灵保护出口跳故障母线段上所有断路器 第36页/共76页断路器保护与母线保护之间的配合断路器保护与母线保护之间的配合 第37页/共76页线路保护与母线保护之间的配合线路保护与母线保护之间的配合4.线路保护、主变保护与一个半接线的母线保护之间没有任何配合 第38页/共76页断路器保护与主变保护之间的配合断路器保护与主变保护之间的配合5.1 主变保护向一个半接线断路器保护输入的信息方式一：（1）主变保护动作后启动断路器保护的三相失灵（2）主变保护动作后闭锁线路断路器保护的重合闸 第39页/共76页断路器保护与主变保护之间的配合断路器保护与主
17、变保护之间的配合5.1 主变保护向一个半接线断路器保护输入的信息方式二：（1）主变保护动作后启动断路器保护的三相失灵并闭锁线路断路器重合闸 第40页/共76页断路器保护与主变保护之间的配合断路器保护与主变保护之间的配合5.2 一个半接线断路器保护向主变保护输入的信息方式一：（1）断路器失灵保护出口跳变压器各侧断路器（有源断路器）第41页/共76页断路器保护与主变保护之间的配合断路器保护与主变保护之间的配合 第42页/共76页断路器保护与主变保护之间的配合断路器保护与主变保护之间的配合 第43页/共76页断路器保护与电抗器保护之间的配合断路器保护与电抗器保护之间的配合6.1 电抗器保护向断路器保
18、护输入的信息方式一：（1）电抗器保护动作后启动断路器保护的三相失灵（2）电抗器保护动作后闭锁线路断路器保护的重合闸 第44页/共76页断路器保护与电抗器保护之间的配合断路器保护与电抗器保护之间的配合6.1 电抗器保护向断路器保护输入的信息方式二：（1）电抗器保护动作后启动断路器保护的三相失灵并闭锁线路断路器保护的重合闸 第45页/共76页断路器保护与电抗器保护之间的配合断路器保护与电抗器保护之间的配合6.2 断路器保护不向电抗器保护输入任何配合信息 第46页/共76页线路保护与电抗器保护之间的配合线路保护与电抗器保护之间的配合7.1 线路保护不向电抗器保护输入任何配合信息 第47页/共76页线
19、路保护与电抗器保护之间的配合线路保护与电抗器保护之间的配合7.2 电抗器保护向线路保护输入的信息方式一：（1）启动线路的远方跳闸 第48页/共76页线路保护与母线保护之间的配合线路保护与母线保护之间的配合8.1 母线保护(双母线接线)向线路保护输入的信息方式一：（1）启动线路的远方跳闸；或通过停信使线路对侧的线路主保护动作出口跳闸 第49页/共76页线路保护与母线保护之间的配合线路保护与母线保护之间的配合8.2 线路保护向母线保护(双母线接线)输入的信息方式一：（1）直接至母线保护的失灵保护启动失灵（电流检测在母线保护中失灵回路内）；第50页/共76页线路保护与母线保护之间的配合线路保护与母线
20、保护之间的配合8.2 线路保护向母线保护(双母线接线)输入的信息方式二：（1）至断路器保护与电流检测串接后再至母线保护的失灵延时 第51页/共76页断路器保护与母线保护之间的配合断路器保护与母线保护之间的配合9.1 母线保护(双母线接线)向断路器保护输入的信息方式一：（1）母线保护动作后一方面跳线路断路器，同时启动断路器保护的三相失灵（2)闭锁重合闸 第52页/共76页断路器保护与母线保护之间的配合断路器保护与母线保护之间的配合9.1 母线保护(双母线接线)向断路器保护输入的信息方式二：（1）母线保护动作后一方面跳线路断路器，同时启动断路器保护的三相失灵（并闭锁重合闸）第53页/共76页断路器
21、保护与母线保护之间的配合断路器保护与母线保护之间的配合9.2 断路器保护向输入母线保护(双母线接线)的信息方式一：（1）对500kV系统，断路器保护动作（失灵出口）后跳该母线段上的所有断路器 第54页/共76页断路器保护与母线保护之间的配合断路器保护与母线保护之间的配合9.2 断路器保护向输入母线保护(双母线接线)的信息方式二：（1)对220kV系统，断路器电流检测出口起动母线保护中所含的失灵保护功能的失灵延时计时 第55页/共76页主变保护与母线保护之间的配合主变保护与母线保护之间的配合110.1 母线保护(双母线接线)向主变保护输入的信息方式一：（1)启动该侧的断路器三相失灵 第56页/共
22、76页主变保护与母线保护之间的配合主变保护与母线保护之间的配合110.2 主变保护向母线保护(双母线接线)保护输入的信息方式一：（1)断路器失灵出口跳该母线段上的所有断路器（2)断路器失灵出口解除该母线段上的低电压闭锁 第57页/共76页主变保护与母线保护之间的配合主变保护与母线保护之间的配合110.2 主变保护向母线保护(双母线接线)保护输入的信息方式二：（1)失灵检测后起动母线保护中的失灵延时计时（2)失灵检测后解除该母线段上的低电压闭锁 第58页/共76页主变保护（旁代）与母线保护之间的配主变保护（旁代）与母线保护之间的配合合111.1 母线保护(双母线接线)向主变保护输入的信息方式一：
23、（1)主变单元及旁路单元启动该侧的断路器三相失灵 第59页/共76页主变保护主变保护(旁代旁代)与母线保护之间的配合与母线保护之间的配合111.2 主变保护向母线保护(双母线接线)输入的信息方式一：（1)断路器失灵出口跳主变及旁路单元母线段上的所有断路器（2)断路器失灵出口解除主变及旁路单元母线段上的低电压闭锁 第60页/共76页主变主变(旁代旁代)保护与母线保护之间的配合保护与母线保护之间的配合111.2 主变保护向母线保护(双母线接线)输入的信息方式二：（1)失灵检测后起动母线保护中主变母线段及旁路母线段的失灵延时计时（2)失灵检测后解除主变母线段及旁路母线段的低电压闭锁 第61页/共76
24、页旁路保护旁路保护(双母线接线双母线接线)与主变保护之间的配合与主变保护之间的配合112.1 主变保护不向旁路保护(双母线接线)输入的信息但需将旁路CT电流切换给主变差动 第62页/共76页旁路保护旁路保护(双母线接线双母线接线)与主变保护之间的配合与主变保护之间的配合1 12.2 主变保护向旁路保护(双母线接线)输入的信息方式一：（1)主变保护动作后（旁代时）跳旁路断路器 第63页/共76页母联母联(母分母分)保护与母线保护之间的配合保护与母线保护之间的配合13.1 母联保护向母线保护(双母线接线)输入的信息方式一：（1)跳位接点起动母线保护CT不连（短接）回路（2)保护动作起动母线保护CT
25、不连（短接）回路（上海）第64页/共76页母联母联(母分母分)保护与母线保护之间的配合保护与母线保护之间的配合13.1 母联保护向母线保护(双母线接线)输入的信息方式二：（1)母联失灵出口起动两侧母线段跳闸 第65页/共76页母联母联(母分母分)保护与母线保护之间的配合保护与母线保护之间的配合13.2 母线保护(双母线接线)向母联保护输入的信息方式二：（1)当母联保护配置失灵保护时，母线保护动作起动失灵 第66页/共76页主变保护与母线保护之间的配合主变保护与母线保护之间的配合214.1 母线保护(双母线接线)向主变保护输入的信息方式一：（1)启动该侧的断路器三相失灵（主变本身）第67页/共7
26、6页主变保护与母线保护之间的配合主变保护与母线保护之间的配合214.2 主变保护向母线保护(双母线接线)保护输入的信息方式一：（1)失灵出口跳该母线段上(主变本身)的所有断路器（2)失灵出口解除该母线段上(主变本身)的低电压闭锁 第68页/共76页主变保护与母线保护之间的配合主变保护与母线保护之间的配合114.2 主变保护向母线保护(双母线接线)保护输入的信息方式二：（1)失灵检测后起动母线保护(主变本身母线段)中的失灵延时计时（2)失灵检测后解除该母线段上(主变本身)的低电压闭锁 第69页/共76页旁路保护与母线保护之间的配合旁路保护与母线保护之间的配合215.1 母线保护向旁路保护保护输入
27、的信息方式一：（1)跳旁路断路器并启动失灵（2)闭锁重合闸、启动远跳(旁代线路)第70页/共76页旁路保护与母线保护之间的配合旁路保护与母线保护之间的配合215.2 旁路保护向母线保护保护输入的信息方式一：（1)启动旁路母线段中的失灵计时（旁代主变或线路）（2)解除旁路母线段的低电压闭锁（旁代主变）第71页/共76页旁路保护与主变保护之间的配合旁路保护与主变保护之间的配合216.1 旁路保护向主变保护保护输入的信息方式一：（1)将旁路电流切换给主变保护（2)母线保护动作经旁路电流检测启动主变中压侧失灵计时跳主变三侧 第72页/共76页旁路保护与主变保护之间的配合旁路保护与主变保护之间的配合216.2 主变保护向旁路保护保护输入的信息方式一：（1)跳旁路断路器（2)主变保护动作后经旁路电流检测启动母差保护中的失灵计时跳母线段上的所有断路器 第73页/共76页旁路保护与线路保护之间的配合旁路保护与线路保护之间的配合17.1 旁路保护向线路保护保护输入的信息方式一：（1)将旁路电流切换给线路（线路为差动保护）（2)与线路保护中的通道接口装置配合（线路保护为载波或光纤允许式保护）第74页/共76页旁路保护与线路保护之间的配合旁路保护与线路保护之间的配合17.2 线路保护向旁路保护保护输入的信息 线路保护不向旁路保护输入信息。第75页/共76页感谢您的观看！第76页/共76页