1、電力系統繼電維護原理電力系統繼電維護原理第十二講第十二講 電流、電壓和間隔維護屬于單端維護，在動作值的整電流、電壓和間隔維護屬于單端維護，在動作值的整定定上必需與下一元件的維護相配合，才干滿足選擇性的要上必需與下一元件的維護相配合，才干滿足選擇性的要求，無法區分本線路末端短路與相鄰線路出口短路，所以求，無法區分本線路末端短路與相鄰線路出口短路，所以無法實現全線速動。無法實現全線速動。緣由：緣由： - 1電氣間隔接近相等；電氣間隔接近相等； - 2繼電器本身的丈量誤差；繼電器本身的丈量誤差； - 3線路參數不準確；線路參數不準確； 反映單側電氣量維護的缺陷反映單側電氣量維護的缺陷 - 4CT、P

2、T有誤差； - 5短路類型不同； - 6運轉方式變化等； 間隔維護可實現中間70%的速動，其他部分發生的短路，那么要靠帶時限的維護來切除 對于超高壓電路，普通要求采用可以瞬時切除本線路恣意點缺點的全線速動維護-輸電線縱聯維護反映單側電氣量維護的缺陷反映單側電氣量維護的缺陷-間隔維護的第一段能維護線路全長的85%，對雙側-電源的線路，至少有30%的范圍維護要以II段時間切除故-障。-間隔維護可實現中間70%的速動，其他部分發生的短-路，那么要靠帶時限的維護來切除反映單側電氣量維護的缺陷反映單側電氣量維護的缺陷輸電線縱聯維護的概念及分類輸電線縱聯維護的概念及分類 1、縱聯維護：、縱聯維護： - 所

3、謂輸電線路的縱聯維護，就是用某種通訊信道所謂輸電線路的縱聯維護，就是用某種通訊信道簡稱通道將輸電線首末兩端的維護安裝縱向聯簡稱通道將輸電線首末兩端的維護安裝縱向聯接起來，將各端的電氣量電流。功率的方向等接起來，將各端的電氣量電流。功率的方向等傳送到對端，將兩端的電氣量比較，以判別缺點在傳送到對端，將兩端的電氣量比較，以判別缺點在本線路范圍內還是在線路范圍之外。從而決議能否本線路范圍內還是在線路范圍之外。從而決議能否切斷被維護線路。切斷被維護線路。 - 因此，實際上這種縱聯維護具有絕對的選擇性。因此，實際上這種縱聯維護具有絕對的選擇性。 - 借助于通道構成全線速動的線路維護稱為線路縱聯式借助于通

4、道構成全線速動的線路維護稱為線路縱聯式維護。維護。輸電線的縱聯維護輸電線的縱聯維護2、分類、分類 - 按線路縱聯維護原理及所運用的通訊信道按線路縱聯維護原理及所運用的通訊信道 1、線路高頻相差維護；閉鎖式高頻方向維護；閉鎖、線路高頻相差維護；閉鎖式高頻方向維護；閉鎖式高頻間隔維護輸電線本身作為通道式高頻間隔維護輸電線本身作為通道 繼電維護公用高繼電維護公用高頻收發信機頻收發信機 超高壓輸電線路中最典型的一種縱聯維護超高壓輸電線路中最典型的一種縱聯維護 2、導引線縱差維護、導引線縱差維護 導引線導引線 架空地線：鐵塔架空地線：鐵塔中三相線路上面還有根較細線路，最主要作用是起到引雷中三相線路上面還

5、有根較細線路，最主要作用是起到引雷的作用，防止輸電線路直接被雷擊的作用，防止輸電線路直接被雷擊 三相不區分哪一相故三相不區分哪一相故障障 輸電線的縱聯維護輸電線的縱聯維護 3、允許式縱聯方向維護、允許式縱聯間隔維護、行波維護FSK音頻接口、電力載波機、微波、光纖等 4、分相式線路縱差維護 與導引線相類似，相對相微波、光纖超高壓輸電線路中以及110KV輸電線路中往往采用作為主維護，逐漸替代高頻維護輸電線的縱聯維護輸電線的縱聯維護4.1.1 輸電線縱聯差動維護的根本原理輸電線縱聯差動維護的根本原理 4.1 4.1 輸電線路的縱聯差動維護輸電線路的縱聯差動維護 縱聯差動維護是最簡單的一種用輔助導線或

6、稱導引線作為通道的縱聯維護，其反響被維護線路首末兩端電流的大小和相位，維護整條線路，全線速動。 被維護線路兩側的LH變比相等，對 被維護線路來說，將兩側LH二次的內側及外側分別用二次線銜接，組成一個循環臂。 流入繼電器的電流為 1正常運轉和區外缺點情況正常運轉和區外缺點情況在正常運轉時，流入繼電器回路的電流為在正常運轉時，流入繼電器回路的電流為實際上：繼電器無電流流過，維護不動作實際上：繼電器無電流流過，維護不動作實踐中：即使同型號的兩臺電流互感器，由于勵磁電流的實踐中：即使同型號的兩臺電流互感器，由于勵磁電流的存在，其二次側電流也無法做到完全抵消存在，其二次側電流也無法做到完全抵消 由于由于

7、CT的誤差和勵磁電流的影響，在正常運轉和外部的誤差和勵磁電流的影響，在正常運轉和外部短路缺點下，仍有些電流流入差動回路，稱之為短路缺點下，仍有些電流流入差動回路，稱之為“不平衡電不平衡電流流4.1.1 4.1.1 輸電線縱聯差動維護的根本原理輸電線縱聯差動維護的根本原理 2區內短路情況區內短路情況當被維護線路內部當被維護線路內部d點短路時，流入差動點短路時，流入差動維護回路的電流為維護回路的電流為 所以，被維護線路內部缺點時，流入差動所以，被維護線路內部缺點時，流入差動回路的電流遠大于差動繼電器的啟動電流，回路的電流遠大于差動繼電器的啟動電流，差動繼電器動作，瞬時發出跳閘脈沖，斷開差動繼電器動

8、作，瞬時發出跳閘脈沖，斷開線路兩側斷路器線路兩側斷路器4.1.1 4.1.1 輸電線縱聯差動維護的根本原理輸電線縱聯差動維護的根本原理小結：小結： 由于區內缺點時，流入差動繼電器的缺點電流遠由于區內缺點時，流入差動繼電器的缺點電流遠大于繼電器的啟動電流，故差動維護靈敏度很高。大于繼電器的啟動電流，故差動維護靈敏度很高。縱縱聯差動維護的維護范圍為被維護線路兩側互感器之聯差動維護的維護范圍為被維護線路兩側互感器之間間的區域，維護范圍穩定。而且，差動維護在外部缺的區域，維護范圍穩定。而且，差動維護在外部缺點點時是不能動作的，所以不需求和相鄰維護在動作值時是不能動作的，所以不需求和相鄰維護在動作值和和

9、動作時限上相互配合，所以說，縱聯差動維護可以動作時限上相互配合，所以說，縱聯差動維護可以實實現全線速動維護。但它不能作相鄰元件的后備維護。現全線速動維護。但它不能作相鄰元件的后備維護。4.1.1 4.1.1 輸電線縱聯差動維護的根本原理輸電線縱聯差動維護的根本原理 不平衡電流是由于被維護線路兩側不平衡電流是由于被維護線路兩側CT二次負載阻抗及互感器本身勵二次負載阻抗及互感器本身勵磁特性不一致產生的勵磁支路分流，在正常運轉和維護范圍外部磁特性不一致產生的勵磁支路分流，在正常運轉和維護范圍外部發生缺點時，差回路中的電流不為零，這個電流叫差動維護的不平衡發生缺點時，差回路中的電流不為零，這個電流叫差

10、動維護的不平衡電流。電流。 - 繼電器的啟動值必需躲過最大的不平衡電流繼電器的啟動值必需躲過最大的不平衡電流不平衡電流分為兩種：不平衡電流分為兩種：1、穩態不平衡電流、穩態不平衡電流 在正常運轉，或者外部缺點曾經趨于穩定以后，對應的在正常運轉，或者外部缺點曾經趨于穩定以后，對應的不平衡電流情況。不平衡電流情況。2、暫態不平衡電流、暫態不平衡電流 發生短路這個過程中的不平衡電流發生短路這個過程中的不平衡電流 4.1.2 4.1.2 縱聯差動維護的不平衡電流縱聯差動維護的不平衡電流 1、穩定情況下的不平衡電流 穩態不平衡電流實踐上就是兩側CT勵磁電流的差。應采用外部缺點時流過CT的最大短路電流，當

11、CT進展10%誤差校驗后，每個CT的誤差均不會大于10%，電流互感器的誤差為負誤差，其差動回路中產生的不平衡電流最大值為 Iumb=0.1KstKnpIkmax式中 Knp 非周期分量系數 Kst 電流互感器的同型系數，兩側電流互感器為同型號時，取0.5，否那么取1。 Ik被維護線路外部短路時，最大運轉方式下三相短路，流過兩個互感器被維護線路的最大短路電流。4.1.2 4.1.2 縱聯差動維護的不平衡電流縱聯差動維護的不平衡電流 2、暫態不平衡電流 縱聯差動維護是全線速動維護，需思索在外部短路時暫態過程中差回路出現的不平衡電流。在短路后的暫態過程中，短路電流中除周期分量電流外，還有按指數規律衰

12、減的非周期分量不能變換到二次側，主要作為勵磁電流，使二次電流誤差增大由于LH原副邊回路對非周期分量電流衰減時間常數不同，兩側電流互感器直流勵磁程度不同，所以使暫態不平衡電流加大。在縱差維護計算中，其最大值為 Iumb=KnpKerKstIkmax式中：Knp為非周期分量的影響系數，在接有速飽和變流器時，取1,當差動回路運用串聯電阻降低不平衡電流時取1.52。 Ker電流互感器10%的誤差系數 Kst同型系數，同型號取0.5，不同取1 Ikmax線路正常運轉最大負荷電流的二次值4.1.2 4.1.2 縱聯差動維護的不平衡電流縱聯差動維護的不平衡電流 為了消除勵磁涌流非周期分量的影響，通常在差動回

13、路中接入速飽和變流器Tsat。當勵磁涌流進入差動回路時，其中很大的非周期分量使速飽和變流器的鐵芯迅速嚴重飽和，勵磁阻抗銳減，使得一、二次之間的傳變性能變差，差動繼電器的電流很小，維護不起動。通常將速飽和變流器與電流繼電器合在一同消費，從而產生出差動繼電器。4.1.2 4.1.2 縱聯差動維護的不平衡電流縱聯差動維護的不平衡電流 1、為保證正常運轉及維護范圍外部缺點時差動維護不動作，差動維護的動作電流按躲開外部缺點時的最大不平衡電流整定 Iset=KrelKnpKerKstIkmax式中 Krel 為可靠系數，1.21.3。在有速飽和變流器時取1.3 2、為防止電流互感器二次斷線差動維護誤動，按

14、躲開電流互感器二次斷線整定。 Iset=KrelIL.max取兩者中的較大值 靈敏度校驗：維護范圍內缺點時的最小短路電流與差動維護動作電流之比 Ksen=Ir/Iset=Ikmin/Iset24.1.3 4.1.3 縱聯差動維護的整定計算縱聯差動維護的整定計算4.2 4.2 輸電線的高頻維護輸電線的高頻維護 4.2.1 高頻維護的根本概念高頻維護的根本概念 一、一、 高頻維護的定義高頻維護的定義 - 所謂高頻維護，即是運用載波技術，以輸電線路本身作為通道，所謂高頻維護，即是運用載波技術，以輸電線路本身作為通道，將線路兩側工頻電氣量或兩側階段式維護中丈量元件的判別將線路兩側工頻電氣量或兩側階段式

15、維護中丈量元件的判別結果調制在頻率為結果調制在頻率為50400kHz的高頻電波上，沿通道相互傳的高頻電波上，沿通道相互傳送；兩側維護收到此高頻電波頻電波上，沿通道相互傳送；兩送；兩側維護收到此高頻電波頻電波上，沿通道相互傳送；兩側維護收到此高頻電波后，再將其復原為工頻電氣量或判別側維護收到此高頻電波后，再將其復原為工頻電氣量或判別結果并在各自的維護中比較這些量，以判別是區內還是區外結果并在各自的維護中比較這些量，以判別是區內還是區外缺點。缺點。 - 目前，高頻維護是目前，高頻維護是220KV及以上電壓等級復雜電網的主要維護及以上電壓等級復雜電網的主要維護方式。方式。 二、高頻維護的構成 - 高

16、頻維護由繼電維護部分、高頻收、發信機和高頻通道構成 三、高頻維護的分類 - 按任務原理分為方向高頻維護和相差高頻維護 方向高頻維護的根本原理是比較被維護線路兩側的功率方向 相差高頻維護的根本原理是比較被維護線路兩側的電流相位 - 按比較方式分：直接比較方式和間接比較方式 - 按兩側發信機任務頻率的異同分：有單頻制和雙頻制。 - 按高頻通道的任務方式分：有長期發信方式、缺點起動發信方式和移頻發信方式。4.2.1 4.2.1 高頻維護的根本概念高頻維護的根本概念 高頻通道分為“相-相制和“相-地制兩種方式我國普通采用“相-地制 高頻通道由五個部分組成4.2.2 4.2.2 高頻通道的構成高頻通道的

17、構成 一、阻波器 - 1.原理： L、C并聯諧振回路，諧振于載波頻率。 - 對載波電流：Z1500限制在本線路。 - 對工頻電流：Z0.04 暢流無阻。 - 2.作用：通工頻、阻高頻 將高頻信號限制在被維護線路上傳送，而不至于分流到其他線路 上去。 二、耦合電容器 - 1. 原理： 耦合電容器的電容量很小，對工頻電流呈現很大的阻抗；對高頻電流呈現的阻抗值很小 - 2.作用：低壓高頻設備耦合到高壓線路上，通高頻、阻工頻 4.2.2 4.2.2 高頻通道的構成高頻通道的構成 三、銜接濾波器 - 1.原理 一個繞組匝數可以調理的變壓器。 - 2.作用 與結合濾波器共同組成帶通濾波器，減少其他高頻信號

18、的干擾 阻抗匹配 衰減盡量減小、信號盡量大 使高頻收發信機與高壓設備進一步隔離 四、高頻收發信機 - 作用： 向本端及對側發送高頻信號 接受本端或對側的高頻信號 五、高頻電纜 - 作用：銜接高頻收發信機與銜接濾波器 公用電纜，單芯電纜減少損耗4.2.24.2.2高頻通道的構成高頻通道的構成4.2.3 4.2.3 高頻通道的任務方式和高頻信號的作用高頻通道的任務方式和高頻信號的作用 一、高頻通道的任務方式 - 高頻通道的任務方式有正常無高頻電流方式、正常有高頻電流方式兩種 - 1.正常無高頻的電流方式 正常情況下發信機不發信，通道中無高頻電流經過。 當系統缺點時，發信機由起動元件起動發信，通道中才有高頻電流出現 優點： - 對臨近通道的影響小，可以延伸收發信機的壽命 缺陷： - 必需求有起動元件，且需求定時檢查通道能否良好 目前電力系統中廣泛采用這一方式。 4.2.3 4.2.3 高頻通道的任務方式和高頻信號的作用高頻通道的任務方式和高頻信號的作用 - 2. 正常有高頻電流方式正常有高頻電流方式 正常情況下，發信機延續發信，通道中經常有高頻電正常情況下，發信機延續發信，通道中經常有高頻電流經過。流經過。優點優點 1 通道的任務形狀可得到經常監視，可靠性較高。通道的任務形狀可得到經常監視，可靠性較高。 2 無需發信起動元件，使維護簡化，并可提高維護的無需發信起動元件，使維護