纵联保护通道基础知识
纵联保护工作原理和故障处置培训课件

(b) 接地距离继电器 工作电压: 极化电压: 动作特性如图2
图1 正方向故障时动作特性
图2 反方向故障时动作特性
(C) 相间距离继电器 工作电压: 极化电压: 动作特性如图3.7.5。 (d)反方向距离继电器 该继电器仅在保护投退控制字 ‘弱电 侧’=1 时才投入,它由三个接 地距离继电器和三个相间距离继电器 组成。 在弱电侧,当距离方向和零 序正反方向元件均不动作时,若反方 向距离继电器动作,则判为反方向故 障,若反方向距离继电器不动作,则 不认为是反方向故障。
4、纵联保护按信号传输通道,可分为4类: (1)导引线纵联保护 (2)电力线载波纵联保护 (3)微波纵联保护 (4)光纤纵联保护 采用电力线载波通道传输,以高频方向保护和高频闭锁距离保护为保护的双微机保护是220kV高压线路保护配置的主要方式。 随着光纤技术在电力系统通信中的广泛应用,目前已实现用光纤通道传输保护信息。光纤通道具有传输速率高、抗干扰性能好、安全可靠性高、能保持长期不间断地传输信号的特点,已成为纵联保护传输通道的首选方式。
2、高频通道的作用 高频保护需要良好的高频通道 高频保护依靠两侧收发信机通过高压输电线路传输高频信号。 电力系统无故障时,干扰相对来说较小,两侧高频保护基本处于待命状态; 电力系统突发故障时,高频保护要在比正常时严重几倍的干扰情况下,及时启动,并完成收、发信,把保护动作信息准确送至对侧高频保护装置; 高频保护除输电线路结合加工设备需提供良好的通道、对二次高频设备必须具有良好的抗干扰性能,避免高频保护在故障持续干扰时间内因信号的误收、误发而导致保护动作(误动和拒动)。
纵联保护通道基础知识

阻抗匹配
在图示的电路中,回路中的电流可按下 式求出:
I E R Rs
式中E为电源电势;RS为电源内阻; R为负载阻抗。 负载 R上所消耗的功率为:
E E2 R 2 PI R R 2 2 2 R R R 2 Rs R Rs RR s 2R R s s
GWWOP—地线缠绕式光缆
数字通信技术
数字通信技术
数字通信技术
数字通信技术—CCITT建议G.732规定的帧结构
数字通信技术
1. 根据抽样定理,每帧的频率为8000帧/秒,帧周期为125微秒,所以, PCM32/30路系统的总码数率为:
fb=8000帧/秒×32路时隙/帧×8bit/路时隙=2.048Mbit/s
纵联保护通道基础知识
(继电保护专业培训)
对数计算的基本法则
乘法:
lgA B lg A lg B
除法:
A lg lg A lg B B
乘方:
lg A n n lg A
1 lg A lg A n
n
开方:
电平的基本概念—相对电平
1.功率电平 •定义:电路中任意一点功率P1与另一点的功率 P2之比对数的10倍称之为相对电平。 相对电平的表达式: 2.电压电平
厘米波 毫米波
高频通道的构成
高频通道的构成—高频加工设备
高频通道的构成—阻波器
高频通道的构成—结合滤波器
CX:耦合电容器 JD:接地刀闸 BL:避雷器 T:变换器 L:排流线圈 F:放电管
高频收发信机及载波机
收发信机的通道电平
影响收发信机通道电平的主要原因
1.发信端收发信机发信电平降低; 2.发信端或收信端的收发信机出口放电管击穿;
纵联保护(5)

TIANJIN UNIVERSITY
三、方向纵联保护
保护1方向元件 动作, 保护 方向元件 动作,经 t₂延时 延时 通过 &₁停止本侧发信机发信 停止本侧发信机发信 使 &₃的一个输入变为高电平 的一个输入变为高电平 保护2方向元件不起动 方向元件不起动, 保护 方向元件不起动,这端的发信机继续发送闭锁信号 结果:保护1的 只有一个输入为高电平 而保护2的 二 只有一个输入为高电平, 结果:保护 的 &₃只有一个输入为高电平,而保护 的 &₃二 个输入均为低电平 两侧保护就一定被闭锁 待外部故障切除,起动元件返回以后, 待外部故障切除,起动元件返回以后,保护即复归原状
天津大学— 天津大学—TIANJIN UNIVEISITY 姜惠兰
TIANJIN UNIVERSITY
三、方向纵联保护
(3)动作情况分析 ) a.外部故障 外部故障 以保护1和 为例 以保护 和2为例 两侧的起动元件1均动作 两侧的起动元件 均动作 经过 &₁起动发信机发出 起动发信机发出 闭锁信号 自己的收信机接收 经过高频通道被对端收讯机收到 两侧保护先经&₃ 两侧保护先经 把各自闭锁起来 两侧的起动元件2也同时动作 也同时动作, 两侧的起动元件 也同时动作,经过 &₂准备了跳闸回路 准备了跳闸回路
TIANJIN UNIVERSITY
二、纵联保护的通道
(1)高频阻波器 ) 由一电感线圈与可调电容器并联构成 并联谐振时,呈现的阻抗最大。 并联谐振时,呈现的阻抗最大。选其谐振频率为载波 , 则高频信号被限制在被保护输电线路的范围以内; 则高频信号被限制在被保护输电线路的范围以内;但不影响 工频电流传输。 工频电流传输。 (2)结合电容器和连接滤波器 ) a.共同组成一个“带通滤波器”,使高频电流能够通过 共同组成一个“ 共同组成一个 带通滤波器” b.实现了波阻抗的匹配。避免高频信号的电磁波在传送过 实现了波阻抗的匹配。 实现了波阻抗的匹配 程中发生反射,减小高频能量的附加衰耗。 程中发生反射,减小高频能量的附加衰耗。
纵联保护的原理及通道

Im In Icd
比例制动差动保护判据 Im In k Im In
|Im+In|
Icd:应躲过正常运行不平衡 电流
Icd
采样误差、同步误差、
输电线路对地电容电流等
|Im-In|
原理介绍----差动保护
M Im
F IF
N In
M Im
N In F
IF
线路内部流出电流只成为动作电流
穿越性的电流只成为制动电流
电流差动保护的原理
(1)差动元件直接比较两侧电气量判断故障 (2)通过通道交换两侧电流量的波形(采样点)和相量, 通道将两侧交流回路联系起来
纵联差动保护基本原理
M Im Im In 0 In
N
*
M Im
*
F
In N
*
*
F
Im In IF
原理介绍----差动保护
差动保护判据
差动保护基本判据
采用光纤通道按相传送两侧电流量,本身具有选相 能力,不受系统振荡影响,在非全相运行中有选择地 快速动作,不受TV断线影响。
由于带有制动特性,可防止区外故障误动,不受失 压影响,不反应负荷电流,抗过渡电阻能力强。在短 线路上使用,不需要电容电流补偿功能。在同杆并架 线路上应用广泛。
纵联保护
• 纵联距离保护
检查通道是否良好
• 三、测试光功率及自环试验 • 第五步:将远端保护装置的尾纤通过珐琅盘自环,
若复用则在远端接口设备的电接口处自环,将 “专用光纤”控制字置0、“通道自环试验”控制 字置1,经一段时间观察,保护不能报通道异常告 警信号,同时通道状态中的各个状态计数器可能 偶尔会增加。 • 第六步:恢复正常运行时的定值,同时将通道恢 复正常运行时的连接,投入差动压板,保护装置 应该通道异常灯不亮,无通道异常信号。通道状 态中的各个状态计数器可能偶尔会增加
纵联保护通道培训(厂家:叶文德)

纵联保护通道分类 模拟通道-载波通道
传输单个频率或多个频率的模拟 信号,对通道要求低。
数字通道-光纤、微波通道
传输实时数字信息(电流采样值, 开关变位,远跳命令等),信息量大, 不允许重传,对通道要求高(时延、 误码、对称通道)。
纵联保护用接口装置
Байду номын сангаас
模拟通道
载波通道:收发信机、载波机
数字通道
高频保护通道的组成
2)耦合电容器 与阻波器相反,对载波信号为低阻抗, 畅通无阻,对工频电流为高阻抗,阻止 分流,防止高电压对通信设备的危害。
高频保护通道的组成
3)结合滤波器 它的作用主要是阻抗匹配,220KV高压输 电线的波阻抗约为400Ω左右,330KV、 500KV线路的阻抗约为300Ω左右。系统中 用的高频电缆一般有75Ω,100Ω等,需 要进行匹配,防止反射,以减少衰耗。 4)高频电缆 高频电缆采用同轴电缆,早期阻抗为 100Ω,近年按通信标准采用75Ω,一是 减少衰耗,二是减少干扰。
收发讯机和保护装置的连接
线路保护 收发信机 T10 T12 RCS901 +24V 收 信 开 入 LFX912 收 信 高频电缆 发 信
通道实验
1)保护发信时,发信接点闭合,收发信机收到此 接点后发出高频信号。 2)收发信机LFX-912收到对侧高频信号后,起动 收信,收信接点闭合,送给保护装置。
PCM 交换机
专用光纤的连接形式
(纵联方向、纵联距离)
保护机房 保护机房
RCS-901F、RCS-902F RCS-901FM、RCS-902FM
RCS-901F、RCS-902F RCS-901FM、RCS-902FM
复用光纤的连接形式
纵联保护

在高压输电线路上,要求无延时地切除 被保护线路内部的故障。此时,电流保护和 距离保护都不能满足要求。纵联差动保护可 以实现全线速动。但其需敷设与被保护线路 等长的辅助导线,这在经济上、技术上都有 难以实现。
采用高频保护 解决办法:
高频保护: 是用高频载波代替二次导线,传送线路两侧电信号,所 以高频保护的原理是反应被保护线路首末两端电流的差或功 率方向信号,用高频载波将信号传输到对侧加以比较而决定 保护是否动作。
二、高频闭锁负序方向保护
方向高频保护在系统振荡时可能误动, 如何防止系统振荡的影响?
采用高频闭锁负序方向保护。 解决方法:
双向动作的负序功 率方向继电器
起动发信 机继电器
起动闭锁 继电器
1.区内故障 负序功率方向继电器KPD2触点向下闭合、停信,起动闭 锁继电器KL发出跳闸脉冲。
2.区外故障
2.纵联差动保护的评价
全线速动,不受过负荷及系统振荡的影响, 优点: 灵敏度较高。 缺点: 需敷设与被保护线路等长的辅助导线,且要求 电流互感器的二次负载阻抗满足电流互感器10% 的误差。这在经济上,技术上都难以实现。 需装设辅助导线断线与短路的监视装置,辅助导 线断线应将纵联差动保护闭锁。 在输电线路中,只有用其它保护不能满足要求的 应用: 短线路(一般不超过5~7km 线路)才采用。
第九节
高频闭锁距离保护
高频闭锁距离保护的评价: 优点: 内部故障时可瞬时切除故障,在外部故障时可起到后 备保护的作用。 缺点: 主保护(高频保护)和后备保护(距离保护)的接线互相连 在一起,不便于运行和检修。
第四、七节
相差高频保护
一、相差高频保护的工作原理
比较被保护线路两侧电流的相位,即利用高频信号将电 流的相位传送到对侧去进行比较而决定跳闸与否。
纵联保护定义

纵联保护的相关知识一、纵联保护定义:借助通道(如导引线、载波、微波)传送保护区各端规定的保护信息,并按规定进行综合比较、判别而动作的一种保护。
线路纵联保护是当线路发生故障时,使两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置,是线路的主保护。
它以线路两侧判别量的特定关系作为判据。
即两侧均将判别量借助通道传送到对侧,然后,两侧分别按照对侧与本侧判别量之间的关系来判别区内故障或区外故障。
因此,判别量和通道是纵联保护装置的主要组成部分。
研究和实践表明,反应线路两侧的电气量可以快速、可靠的区分本线路内部任一点短路与外部短路,达到有选择、快速地切除全线路任意点短路的目的。
为此需要将线路一侧电气量信息传到另一侧去,两侧的电气量同时比较、联合工作,也就是说线路两侧之间发生纵向的联系,以这种方式构成的保护称之为输电线路的纵联保护。
由于保护是否动作取决于安装在输电线两端的装置联合判断的结果,两端的装置组成一个保护单元,各端的装置不能独立构成保护,因此理论上这种纵联保护具有输电线路内部短路时动作的绝对选择性。
二、纵联保护分类:一般纵联保护可以按照所利用通道类型或者保护动作原理进行分类。
纵联保护按照所利用信息通道的不同类型分4类:1.导引线纵联保护2.电力线载波纵联保护3.微波纵联保护4.光纤纵联保护按照保护动作原理,纵联保护可以分2类:1.方向比较式纵联保护2.纵联电流差动保护纵联保护的信号有以下三种:1.阻止保护动作于跳闸的信号。
换言之,无闭锁信号是保护作用于跳闸必要条件。
只有同时满足本端保护元件动作和无闭锁信号两个条件时,保护才作用于跳闸。
2.允许信号。
它是允许保护动作于跳闸的信号。
换言之,有允许信号是保护动作于跳闸的必要条件。
只有同时满足本端保护元件动作和有允许信号两个条件时,保护才动作于跳闸。
3.跳闸信号。
它是直接引起跳闸的信号。
此时与保护元件是否动作无关,只要收到跳闸信号,保护就作用于跳闸,远方跳闸式保护就是利用跳闸信号。
继电保护纵联保护资料ppt课件

TA TV
TA TV
继电保护装置
继电保护装置
通信设备
通信通道
通信设备
输电线路纵联保护结构框图
3/91
纵联保护有多种分类方法,可以按照通道类型或 动作原理进行分类。
1)通道类型:
导引线
电力线载波
微 光波 纤
2)动作原理:
比较方向
比较相位
基尔霍夫电流定律
(差电流)
还可以将通道类型与动作原理结合起来进行称呼。 如:光纤电流差动(简称:光差),高频距离。
平时 故障时
信号
也是信号
1是信号,0也是信号!
42/91
2.高频通道工作方式 2)故障启动发信方式 —— 正常无高频电流方式
信号 信号
故障时刻
3)移频方式
信号
信号 f1
f2
43/91
3、高频信号的应用
(1)跳闸信号
(3)闭锁信号
继电保护 载波信号
跳闸 ≥1
继电保护 载波信号
跳闸 &
高频信号是跳闸的充分条件
区外短路时,至少有一侧为负(或不动)。
M
N
I
Z II M
&
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
I
Z II N
&
2)区内故障
先发闭锁信号; 闭锁两侧保护
阻抗动作
26/91
区外短路时,至少有一侧为负(或不动)。
M
N
I
Z II M
&
停本侧 信号
跳闸 &
跳闸 &
信号线上“有1出1”, 并闭锁两侧保护
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sinω2t×cos(ω1-ω2)t =
1 [sin (2ω2-ω1)t+sinω1 机原理——调制与解调
电力载波机原理
有关纵联保护接口的几个问题
通道传输时间:继电保护接口的通道传输时间直接关系到整套纵联保护在 系统故障时的动作速度,因此十分重要。通道传输时间必须根据相应的继 电保护装置原理进行选择。 延迟时间:部分厂家的产品为了提高抗干扰能力,收信侧在收到对端传送 的继电保护命令后并不立即将其转换为接点信号,而是在连续数毫秒收到 继电保护命令后才转为接点信号传送给继电保护装置,延迟时间的选择应 根据相应继电保护装置的原理,选择延迟时间时应综合考虑通道传输时间 和抗干扰两个因素。
2
U2 R 0 U2 ∵ Lpx 10 lg 20 lg +10 lg R0 R2 U0 R2 U0 3. 电压电平 当R0 600; 且 R2 600时
U Luj 20 lg 0.775 此时,电压电平等于功率电平!!
电平的基本概念—绝对电平
1.基准值
•功率基准值:规定 : P0 = 1mW •电压基准值:规定:一支600欧姆电阻上消耗1毫 瓦功率时,在电阻两端产生的电压降。
U0 ∵ P U ;
2
PR 0.6 0.775 v
R
2. 功率电平
Lpj 10 lg
P
P0
10 lg
p (dBm ) 1mW
2
75 100
9dB 7.78dB 6dB 3dB 1.76dB 0
Lpj 20 lg
U 600 10 lg 0.775 Z
150 300 400 600
Luj 10 lg
600 Z
电平的基本概念—电压电平与功率电平的互换
当被测元件阻抗为75时,有如下关系:
电压电平 -10 dBv -4 dBv -2 dBv -1 dBv 0 dBv 1 dBv 2 dBv 4 dBv 10 dBv 31 dBv 电压值 0.245V 0.489V 0.616V 0.69V 0.775V 0.87V 0.976V 1.23V 2.45V 27.5V 功率电平 -1dBm 5dBm 7dBm 8dBm 9dBm 10dBm 11dBm 13dBm 19dBm 40dBm 功率值 0.79mW 3.16mW 5.01mW 6.3mW 7.94mW 10mW 12.59mW 19.95mW 79mW 10W
数字通信技术—基本概念
光纤通信系统的分类 — 光纤通信的分类方法很多,按波长分为短波长 (λ=0.85μm)、长波长(λ=1.33μm、 λ=1.55μm );按传输 模式分为多模光纤通信系统和单模光纤通信系统;按信号方式分为模拟 通信和数字通信;按同步方式分为准同步方式( PDH )和同步方式 (SDH)。 OPGW—架空地线复合光缆 ADSS—架设在输电线上的自承式光缆
对下一级电路的正确工作产生影响,并有可能对系统中的其它通信设备造
成干扰。 3. 阻抗失配后会导致信号源的有效输出降低,对收信端则意味着信杂比下
降,相当于噪音信号的提高,降低了收信端的抗干扰能力。
4. 阻抗失配将导致功放元件、电源部分的过载;降低设备的寿命并可能造 成设备的损坏。
电磁波的频段划分
波段名称
GWWOP—地线缠绕式光缆
数字通信技术
数字通信技术
数字通信技术
数字通信技术—CCITT建议G.732规定的帧结构
数字通信技术
1. 根据抽样定理,每帧的频率为8000帧/秒,帧周期为125微秒,所以, PCM32/30路系统的总码数率为:
fb=8000帧/秒×32路时隙/帧×8bit/路时隙=2.048Mbit/s
数字通信技术—基本概念
同向接口 — 同向接口是指通过这个接口的 64kHz/s 信号和与它相关 的定时信号(8kHz、64kHz定时信号)是以同一方向传输的,即相 关的上述三个信号是在同一平衡线对中传输。 反向接口—反向接口是指通过这个接口的两个传输方向的相关定时信号 都是由线路终端侧发向接口的业务侧,即在反向接口的每一个传输方向, 都应有两个对称线对,一对传送 64k/s 的信号;另一对传送性关的定 时信号。 主主方式—数字通信系统时钟的一种方式,在此方式下,信道两侧的通信 系统均设为主时钟方式,不跟随对侧时钟的变化。 主从方式—数字通信系统时钟的一种方式,在此方式下,信道一侧的通 信系统设为主时钟方式,另一侧设为从时钟方式,设为从时钟一侧的时 钟跟随对侧时钟的变化而变化。
四端口网络的概念—四端口网络的阻抗
输入阻抗: 接有负载的四端口网络的输入阻抗等于输入端的电压与电流之比。
Zin1
特性阻抗:
U1 I1
Z1特 Z2开 Z2短
Z2特 Z1开 Z1短
当 Z 1 =Z 1 特 ;且 Z 2 =Z 2 特 时, 四端口网络处于匹配状态,此 时 Z 2 可 获 得 最 大 功 率
展宽时间:部分厂家的接口对于继电保护的命令信号进行了展宽处理,最 长可展宽至数百毫秒,对于允许式的纵联保护,较长的展宽时间将有可能 在功率倒向时导致保护误动。
数字通信技术
数字通信技术—基本概念
模拟信号—信号波形模拟信息的变化而变化,其特点是幅度连续(连续 的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值。 数字信号 —信号的幅值被限制在有限个数值之内,数字信号在时间轴上 不是连续的而是离散的。 PCM—脉冲编码调制 误码率—信码在传输过程中由于信道的不理想以及噪声干扰,以致于在 接收端判决再生后的码元可能出现错误,这被称为误码。误码的多少通 常用误码率来衡量,误码率是数字通信系统中单位时间内错误码元与总 发送码元之比。误码越多,无码率越高。 微波信号的频率—国内电力系统使用的微波频率大致在2GHz~17GHz
3.发信端或收信端的高频电缆接头接触不良或绝缘损坏;
4.发信端或收信端结合滤波器接线方式错误或结合滤波器元件损坏; 5.结合滤波器与结合电容器参数不匹配; 6.发信端或收信端的高频阻波器元器件损坏,导致分流衰耗过大; 7.天气原因造成通道衰耗增大; 8.接地短路故障造成通道阻塞; 9.继电保护与收发信机之间的连线接触不良; 10.系统故障时受外界的影响造成收发信机不正常停信。
2
最大。
R R s2 4 R s R 显而易见,当 R = Rs时负载阻抗所获得的功率
E2 R
电路中,当负载阻抗与电源内阻相等时,负载可获得最大功率, 电源所提供的功率全部为负载所吸收,此时称为负载与电源为匹配连
接,宜称之为负载与电源阻抗相匹配。
四端口网络的概念—四端口网络及分类
任何复杂的电气网络,如果能将其输入、输出部分等值为四个端子, 其中一对端子为电能的输入端;另一对端子为电能的输出端,则可将 其称为四端口网络。 四端口网络通常按以下两种原则分类: (1)无源或有源的四端口网络。内部没有电 源的四端口网络称之为无源四端口网络。典 型的无源四端口网络如变压器、结合滤波器 等。 ( 2 )线性或非线性的四端口网络。输入阻抗值不随外加电压或通入电 流大小而变化的四端口网络称之为线性四端口网络;输入阻抗值随着外 加电压或通入电流大小而变化的四端口网络称之为非线性四端口网络。
纵联保护通道基础知识
(继电保护专业培训)
对数计算的基本法则
乘法:
lgA B lg A lg B
除法:
A lg lg A lg B B
乘方:
lg A n n lg A
1 lg A lg A n
n
开方:
电平的基本概念—相对电平
1.功率电平 •定义:电路中任意一点功率P1与另一点的功率 P2之比对数的10倍称之为相对电平。 相对电平的表达式: 2.电压电平
阻抗失配后的危害
1. 阻抗失配后信号源的能量不能全部被负载所吸收,信号将会产生反射。 反射波对入射波产生影响,使信号产生失真。 2. 阻抗失配后部分信号将反射回信号源的功放元件 ,严重时使得信号源设 备内产生振荡,放大器部分的工作点漂移,并进入饱和区,使信号中含有 一定的谐波成分,可能会导致放大器产生交叉调制,信号产生严重失真,
Lpx 10 lg
p2 p1
∵
PU R
2
U R U R ∴ Lpx 10 lg 2 1 20 lg 2 +10 lg 1 U1
R2
2
U1
R2
如果:R1=R2
则: Lpx 10 lg
p2
U2 20 lg p1 U1
阻抗匹配
在图示的电路中,回路中的电流可按下 式求出:
I E R Rs
式中E为电源电势;RS为电源内阻; R为负载阻抗。 负载 R上所消耗的功率为:
E E2 R 2 PI R R 2 2 2 R R R 2 Rs R Rs RR s 2R R s s
厘米波 毫米波
高频通道的构成
高频通道的构成—高频加工设备
高频通道的构成—阻波器
高频通道的构成—结合滤波器
CX:耦合电容器 JD:接地刀闸 BL:避雷器 T:变换器 L:排流线圈 F:放电管
高频收发信机及载波机
收发信机的通道电平
影响收发信机通道电平的主要原因
1.发信端收发信机发信电平降低; 2.发信端或收信端的收发信机出口放电管击穿;
2. 数字复接技术:将四个基群经过时分复用合成一个二次群,二次群的总
码率为 8.448Mbit;将四个二次群经过时分复用合成一个三次群,三次群
的总码率为 34.368Mbit,相当于480个话路,以此类推。
3. 新型采用SDH同步技术的通信设备,直接将PCM32/30路系统的信
号复接到155Mbit。其帧结构为9×270字节的块结构,每个字节8bit。
电力载波机原理——调制与解调