電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)-線路保護(hù)(含外文翻譯)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p><b>　　線路保護(hù) </b></p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)

2、 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　線路保護(hù)</b&

3、gt;</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文針對(duì)我國(guó)電網(wǎng)的情況闡述了我國(guó)線路繼電保護(hù)的發(fā)展歷史，介紹了線路保護(hù)的線路縱聯(lián)保護(hù)、線路距離保護(hù)、線路接地保護(hù)、線路自動(dòng)重合閘等幾種基本類型的概念。在論述了這些概念的基礎(chǔ)上逐個(gè)對(duì)其原理進(jìn)行分析、討論。討論了一種基于分相復(fù)合阻抗的輸電線路縱聯(lián)保護(hù)新原理，它根據(jù)線路兩端電壓、電流故障分量差的比值引入分

4、相阻抗，并以查找資料得到的阻抗數(shù)值判斷故障是否發(fā)生在區(qū)內(nèi)。該原理不僅易于整定、具有自選相功能，而且性能可靠、動(dòng)作靈敏、適應(yīng)性強(qiáng)。此外，討論了基于貝瑞隆模型的輸電線路縱聯(lián)保護(hù)的新原理，與傳統(tǒng)的分相電流差動(dòng)保護(hù)原理不受電容電流的影響，特別適用于超高壓和特高壓長(zhǎng)線路。從原理上詳細(xì)分析了它能更準(zhǔn)確地區(qū)分線路內(nèi)、外故障的原因。為了解決現(xiàn)代電力系統(tǒng)日趨復(fù)雜性，電壓等級(jí)的升高，所帶來(lái)的運(yùn)行過(guò)程中可靠性降低的情況，本文討論了自適應(yīng)性應(yīng)自動(dòng)重合閘裝置作為

5、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的重要組成部分。最后，結(jié)合近年來(lái)的研究動(dòng)態(tài)和最新進(jìn)展，展望了線路保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞　線路保護(hù)；輸電線路；繼電保護(hù)</p><p>　　Line Protection</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In this paper the

6、power grid this line relay protection in China, the development history of the line of line protection introduced the league protection, line distance protection, line ground protection, line automatic reclosing of sever

7、al basic types of concept. This article discusses the concept of one of its theory based on analysis and discussion. A novel transmission line pilot protection principle based on the composite impedance of individual pha

8、se is proposed. The impedance is calculate</p><p>　　Keywords　Line protection；Transmission line; Protective relaying</p><p>　　不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印</p><p><b>　　目錄</b></p&

9、gt;<p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 國(guó)產(chǎn)線路保護(hù)裝置的發(fā)展史1</p><p>　　

10、1.2.1 電磁型、機(jī)電型1</p><p>　　1.2.2 晶體管型、整流型2</p><p>　　1.2.3 高壓線路保護(hù)的“四統(tǒng)一”設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.2.4 集成電路和微機(jī)保護(hù)2</p><p>　　1.3 線路保護(hù)的基本類型3</p><p>　　1.3.1 線路縱聯(lián)保護(hù)概念3<

11、/p><p>　　1.3.2 線路距離保護(hù)概念4</p><p>　　1.3.3 線路接地保護(hù)概念4</p><p>　　1.3.4 線路自動(dòng)重合閘概念4</p><p>　　1.3.5 微機(jī)型線路保護(hù)概念5</p><p>　　第2章 線路保護(hù)的基本原則6</p><p>　　2.1 線

12、路縱聯(lián)保護(hù)6</p><p>　　2.1.1 基本原理6</p><p>　　2.1.2 高頻通道8</p><p>　　2.1.3 光纖通道9</p><p>　　2.1.4 輸電線路分相復(fù)合阻抗縱聯(lián)保護(hù)新原理9</p><p>　　2.2 線路距離保護(hù)14</p><p>　　2

13、.2.1 基本原理14</p><p>　　2.2.2 距離保護(hù)躲過(guò)渡電阻能力研究16</p><p>　　2.3 線路接地保護(hù)16</p><p>　　2.3.1 基本原理16</p><p>　　2.3.2 架空混聯(lián)線路接地保護(hù)17</p><p>　　2.3.3 自適應(yīng)接地距離保護(hù)新方案19</

14、p><p>　　2.4 線路自動(dòng)重合閘20</p><p>　　2.4.1 基本原理20</p><p>　　2.4.2 三相自動(dòng)重合閘20</p><p>　　2.4.3 線路發(fā)生故障三相跳閘后的暫態(tài)過(guò)程分析22</p><p>　　2.4.4 單相自動(dòng)重合閘23</p><p>　　2

15、.4.5 220KV輸電線路自動(dòng)重合閘裝置應(yīng)用研究24</p><p>　　2.5 微機(jī)型線路保護(hù)27</p><p>　　2.5.1 基本原理27</p><p>　　2.5.2 從一次保護(hù)動(dòng)作情況看線路保護(hù)微機(jī)化的優(yōu)勢(shì)29</p><p>　　2.5.3 有關(guān)微機(jī)成套保護(hù)裝置應(yīng)用的考慮29</p><p>

16、;　　2.5.4 微機(jī)型線路保護(hù)裝置在電網(wǎng)的應(yīng)用30</p><p>　　第3章 線路保護(hù)的展望33</p><p>　　3.1 線路繼電保護(hù)裝置可靠性選擇性靈敏性和速動(dòng)性的要求33</p><p>　　3.2 線路繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)33</p><p>　　3.2.1 光纖差動(dòng)、光纖距離為線路保護(hù)主保護(hù)34</p>&

17、lt;p>　　3.2.2 適用于光互感器的保護(hù)35</p><p>　　3.2.3 保護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化35</p><p>　　3.3 研究展望35</p><p><b>　　結(jié)論37</b></p><p><b>　　致謝38</b></p><p><

18、;b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　附錄A42</b></p><p><b>　　附錄B48</b></p><p>　　千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行&l

19、t;/p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　課題背景</b></p><p>　　線路繼電保護(hù)原理及技術(shù)是基于電力系統(tǒng)發(fā)展要求逐漸發(fā)展，隨著電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展逐步走向成熟。</p><p>　　19世紀(jì)90年代出現(xiàn)的電磁型過(guò)電流繼電器及1908年提出的電流差動(dòng)保

20、護(hù)原理，20世紀(jì)20年代初出現(xiàn)了距離保護(hù)，1927年出現(xiàn)了高頻保護(hù)，20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了微波保護(hù)，于此同時(shí)出現(xiàn)了行波保護(hù)的設(shè)想，1983年，南京電力自動(dòng)化研究院提出工頻變化量原理的繼電保護(hù)。我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)是建國(guó)后從仿照蘇聯(lián)的測(cè)繪、仿制、消化、吸收逐漸到自主研發(fā)制作，從電磁型、機(jī)電型、晶體管型、集成電路型到微機(jī)型。1987年推出了第一套8位機(jī)WXH-800微機(jī)線路保護(hù)，1994年推出16位機(jī)LFP-901微機(jī)線路保護(hù)，2000年推出3

21、2位機(jī)WXH-800微機(jī)線路保護(hù)。</p><p>　　我國(guó)的線路繼電保護(hù)從無(wú)到有，從最初的電磁型、機(jī)電型、整流型、晶體管型、集成電路型到現(xiàn)在廣泛采用的微機(jī)型，安裝機(jī)構(gòu)也從凸出式到嵌入式。微機(jī)型保護(hù)裝置已經(jīng)從最初的8位機(jī)到16位機(jī)發(fā)展到目前的32位機(jī)，電壓等級(jí)也從220kv發(fā)展到500kv高壓線路，甚至到750kv的特高壓線路，適用于我國(guó)各種電壓等級(jí)的要求。隨著光纖技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以及光互感技術(shù)

22、的采用，線路保護(hù)逐步向計(jì)算機(jī)化、光纖化、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。</p><p>　　國(guó)產(chǎn)線路保護(hù)裝置的發(fā)展史</p><p><b>　　電磁型、機(jī)電型</b></p><p>　　建國(guó)后，由東北抗聯(lián)的軍工廠改成生產(chǎn)儀表和繼電器的儀表廠，定名為阿城儀表廠。僅部分生產(chǎn)測(cè)繪的單個(gè)仿蘇電磁型電流電壓繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器及感應(yīng)型功率方向繼電器，到1

23、956年改為專業(yè)生產(chǎn)繼電保護(hù)裝置，派出技術(shù)人才到蘇聯(lián)繼電器廠進(jìn)行學(xué)習(xí)，引進(jìn)蘇聯(lián)的技術(shù)，按圖制作出蘇式機(jī)電型繼電器。1957年，蘇聯(lián)專家來(lái)廠指導(dǎo)，培訓(xùn)線路保護(hù)并在專家指導(dǎo)下研制了仿蘇3152、153、157的干硬性GH01、GH02\GH11距離保護(hù)和仿蘇31型電子管式GCH1型高頻相差保護(hù)，并與1958年投入批量生產(chǎn)，也具備了阻抗選相單相自動(dòng)重合閘，結(jié)束了我國(guó)不能生產(chǎn)高壓線路成套保護(hù)裝置的局面，建立了我國(guó)機(jī)電保護(hù)制造業(yè)，生產(chǎn)仿蘇凸出式成

24、套電磁感應(yīng)型繼電器和繼電保護(hù)裝置。</p><p><b>　　晶體管型、整流型</b></p><p>　　20世紀(jì)70年代初，許昌繼電器廠生產(chǎn)出嵌入式結(jié)構(gòu)的新一代繼電器，擺脫蘇聯(lián)一代凸出結(jié)構(gòu)繼電器的影響。1973年，許昌繼電器廠開(kāi)發(fā)出包括ZJH-1型距離保護(hù)、ZLL-1型零序電流保護(hù)、ZGC-1型高頻相差保護(hù)和SF5型收發(fā)信機(jī)、ZZC-3型綜合重合閘成套晶體管型的

25、保護(hù)在清華大學(xué)通過(guò)動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)；1972年在湖北220kv鍋?lái)斏今R路口線路上試運(yùn)行。1974年完成電氣化鐵道用的饋線保護(hù)和測(cè)距裝置，占領(lǐng)了剛興起的電氣化鐵道的饋線保護(hù)市場(chǎng)。其特點(diǎn)是單相式的采用晶體管四邊形特征的阻抗元件。測(cè)距裝置按過(guò)零測(cè)電抗的原理構(gòu)成，派出了受過(guò)渡電阻的影響，精度達(dá)到百分之二。</p><p>　　1964年，上海繼電器廠首先試著制作出帶助磁的整流型距離保護(hù)，用于110kv線路。1974年，許昌繼電

26、器廠開(kāi)發(fā)出整流型成套線路保護(hù)，在清華通過(guò)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)。包括ZGC-11型整流高頻相差保護(hù)和SF1A型電子管式收發(fā)信機(jī)、LH-15型整流式距離保護(hù)、ZZC-4綜合重合閘、ZFA-1型分相斷路器操作箱。1976年2月，到四川220kv豆渝線制作人工短路實(shí)驗(yàn)，主要是解決電氣化鐵道負(fù)荷不平衡，距離保護(hù)頻繁啟動(dòng)，啟動(dòng)后就在10s內(nèi)無(wú)保護(hù)的問(wèn)題。到1982年，500KV成套整流型線路保護(hù)屏按時(shí)裝備在我國(guó)自行設(shè)計(jì)、全部為國(guó)產(chǎn)設(shè)備的第一條500kv董遼線上

27、，另外一套晶體管構(gòu)成同意原理的線路保護(hù)由南京自動(dòng)化研究所提供。1983年10月順利的通過(guò)人工短路實(shí)驗(yàn)，保護(hù)正確快速動(dòng)作跳閘，一次實(shí)驗(yàn)投運(yùn)成功。1984年1月正式投入運(yùn)行，使我國(guó)列入世界先進(jìn)保護(hù)制作廠行列，并為四統(tǒng)一設(shè)計(jì)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。1986年成套500kv輸變電設(shè)備獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。</p><p>　　高壓線路保護(hù)的“四統(tǒng)一”設(shè)計(jì)</p><p>　　1983年，由電力部生產(chǎn)司、規(guī)

28、劃院、機(jī)械部主持，三大電力設(shè)計(jì)院，許昌繼電器所、許昌繼電器廠、阿城繼電器廠、上海繼電器廠、南京自動(dòng)化研究院、南京自動(dòng)化設(shè)備廠組成聯(lián)合四個(gè)統(tǒng)一設(shè)計(jì)工作組。四個(gè)統(tǒng)一即保護(hù)的接線原理統(tǒng)一、技術(shù)要求統(tǒng)一、圖形符號(hào)統(tǒng)一、端子排統(tǒng)一。1985年完成“四統(tǒng)一”工作。“四統(tǒng)一”產(chǎn)品規(guī)范了保護(hù)原理、技術(shù)要求、圖形符號(hào)、端子排，減少了現(xiàn)場(chǎng)因某些產(chǎn)品的缺陷造成的誤動(dòng)作而要求反措的工作量，也改善了維護(hù)工作，促進(jìn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行水平的提高，帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社

29、會(huì)效益。1990年該項(xiàng)目獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。</p><p><b>　　集成電路和微機(jī)保護(hù)</b></p><p>　　1980年，南京自動(dòng)化研究院推出8011集成電路式距離保護(hù)，開(kāi)發(fā)了CKF、CKJ工頻變化量方向、距離保護(hù)。東北電力學(xué)院1984年推出第一套微機(jī)線路保護(hù)在110kv線路上試運(yùn)行。1987年，第一套8位機(jī)WXH-1型微機(jī)線路保護(hù)在東北220kv線路

30、投運(yùn)成功。有雨調(diào)試方便簡(jiǎn)單，過(guò)去一套線路保護(hù)的調(diào)試要一個(gè)月，型微機(jī)線路保護(hù)從安排到整定實(shí)驗(yàn)，僅一天時(shí)間，且有強(qiáng)的自檢功能，收到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員歡迎，很快得到推廣，從此我國(guó)進(jìn)入微機(jī)保護(hù)時(shí)代。到1990年研制完成多CPU的WXH-11型線路保護(hù)，線路保護(hù)從集成電路型轉(zhuǎn)入微機(jī)型。1994年，南京自動(dòng)化研究院在集成電路線路保護(hù)的基礎(chǔ)上推出16位的LFP900系列微機(jī)線路保護(hù)，采用工頻變化量原理的微機(jī)保護(hù)代替了相差原理。北京四方繼保自動(dòng)化有限公司于1

31、994年，南京自動(dòng)化研究院在集成電路線路保護(hù)的基礎(chǔ)上推出16位機(jī)CSL100系列微機(jī)線路保護(hù)，16位微機(jī)保護(hù)裝置成為我國(guó)微機(jī)保護(hù)主流。整流型、晶體管型線路保護(hù)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始取代50年代仿蘇感應(yīng)、電磁型線路保護(hù)，約持續(xù)到90年代末被微機(jī)線路保護(hù)所取代。集成地阿奴的線路保護(hù)發(fā)展的構(gòu)成則更短，約1984~1994</p><p>　　2000年初。國(guó)內(nèi)許多繼電氣股份有限公司、國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司、南瑞繼保

32、電氣有限公司、北京四方繼保自動(dòng)化有限公司先后推出基于32位機(jī)的微機(jī)保護(hù)。由于32位機(jī)保護(hù)除了具備保護(hù)功能外采用了大容量RAM、FLASH。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和通信功能，與保護(hù)控制、聯(lián)網(wǎng)調(diào)度共享全系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)資源的能力。并且保護(hù)專職可靠性高，體積小，抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)滿足了變電站綜合自動(dòng)化的需要。2004年6月，國(guó)內(nèi)的32位微機(jī)保護(hù)在中國(guó)電力科學(xué)研究院通過(guò)了750kv動(dòng)模實(shí)驗(yàn)，國(guó)產(chǎn)微機(jī)保護(hù)已適用于特高壓線路，進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。&l

33、t;/p><p><b>　　線路保護(hù)的基本類型</b></p><p><b>　　線路縱聯(lián)保護(hù)概念</b></p><p>　　縱聯(lián)保護(hù)是利用某種通信通道將輸電線路兩端的保護(hù)縱向連接起來(lái)將各端的電氣量傳達(dá)到對(duì)策，將兩端的電氣兩比較，以判斷障礙在該線路范圍內(nèi)還是在線路范圍外，從而決定是否切斷被保護(hù)線路。</p>

34、<p>　　從理論上分析縱聯(lián)保護(hù)具有絕對(duì)的選擇性，因此又稱為全線速動(dòng)保護(hù)。</p><p>　　線路縱聯(lián)保護(hù)的通道類型如下：</p><p>　?。?）電力線載波縱聯(lián)保護(hù)。</p><p>　?。?）微波縱聯(lián)保護(hù)。</p><p>　?。?）光纖縱聯(lián)保護(hù)。</p><p>　?。?）導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(hù)。<

35、/p><p>　　線路縱聯(lián)保護(hù)的信號(hào)分為閉鎖信號(hào)、允許信號(hào)、跳閘信號(hào)三種，其作用分別是:</p><p>　　閉鎖信號(hào)。它是阻止保護(hù)動(dòng)作于跳閘的信號(hào)，即無(wú)閉鎖信號(hào)是保護(hù)作用于跳閘的必要條件。只有同時(shí)滿足本端保護(hù)元件動(dòng)作和無(wú)閉鎖信號(hào)兩個(gè)條件時(shí)候，保護(hù)才動(dòng)作于跳閘。</p><p>　　允許信號(hào)。它是如需保護(hù)動(dòng)作于跳閘的信號(hào)，即有允許信號(hào)是保護(hù)作用于跳閘的必要條件。只有同時(shí)

36、滿足本端保護(hù)元件動(dòng)作和無(wú)閉鎖信號(hào)兩個(gè)條件時(shí)，保護(hù)才動(dòng)作于跳閘、</p><p>　　跳閘信號(hào)。它是直接引起跳閘的信號(hào)，此時(shí)與保護(hù)元件是否動(dòng)作無(wú)關(guān)，只要收到跳閘信號(hào)，保護(hù)就作用于跳閘，遠(yuǎn)方跳閘形式的保護(hù)就是利用跳閘信號(hào)。</p><p><b>　　線路距離保護(hù)概念</b></p><p>　　距離保護(hù)是以距離測(cè)量元件為基礎(chǔ)構(gòu)成的保護(hù)裝置，其動(dòng)作

37、和選擇性取決于本地測(cè)量參數(shù)與設(shè)定的被保護(hù)區(qū)參數(shù)的比較結(jié)果，而阻抗、電抗又與輸電線的長(zhǎng)度成正比，所以叫做距離保護(hù)、</p><p>　　距離保護(hù)主要用于輸電線的保護(hù)，一般是三段或者四段式。第一、第二段帶方向性，作本線路的保護(hù)，其中第一段保護(hù)本線路的80%~90%。第二段保護(hù)全線，并作相鄰母線的后備保護(hù)。第三段帶方向或不帶方向，有的還沒(méi)有不帶方向的第四段，作本線及相鄰線路的后備保護(hù)。</p><p

38、>　　整套距離保護(hù)包括故障啟動(dòng)、故障距離測(cè)量、相應(yīng)的時(shí)間邏輯回路與交流電壓回路斷線閉鎖，有的還配有震蕩閉鎖等基本環(huán)節(jié)，以及對(duì)整套保護(hù)的連續(xù)監(jiān)視等裝置，有的接地距離保護(hù)還配備單獨(dú)的選相元件。</p><p><b>　　線路接地保護(hù)概念</b></p><p>　　低壓配電線路中的單相短路，回路中相線、中性線連接不良，這種情況容易被發(fā)現(xiàn)，例如燈會(huì)不亮或者熄滅。而占

39、短路80%的接地故障，相線與PE線、電器設(shè)備的外露到點(diǎn)部分或打的間的短路卻難以察覺(jué)。例如PE線，PEN連接松動(dòng)，燈照樣亮，如PEN線進(jìn)發(fā)火花，則容易釀成火災(zāi)。</p><p>　　配電線路應(yīng)設(shè)置接地故障保護(hù)，在發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)元件必須能及時(shí)自動(dòng)切斷電源，防止人身點(diǎn)擊傷亡，電器火災(zāi)和線路損壞。</p><p><b>　　線路自動(dòng)重合閘概念</b></p>

40、<p>　　自動(dòng)重合閘技術(shù)是保證系統(tǒng)安全供電的一種有效措施在高壓輸電線上獲得廣泛應(yīng)用。但是迄今所采用的重合閘都是在故障線路斷開(kāi)后不管線路故障是否存在都將進(jìn)行重合，若重合于帶有故障的線路不僅可能對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定造成不利影響，同時(shí)會(huì)對(duì)設(shè)備帶來(lái)沖擊和危害。為克服傳統(tǒng)自動(dòng)重合閘的這一缺點(diǎn)可以采用自適應(yīng)自動(dòng)重合閘。自適應(yīng)自動(dòng)重合閘具有實(shí)時(shí)判定斷開(kāi)線路上是否有故障存在的功能因此可防止重合于帶有故障的線路。自適應(yīng)單相重合閘的原理和判據(jù)已經(jīng)提出并

41、研制出相應(yīng)的裝置對(duì)超高壓輸電線運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，兩相和三相短路(包括接地在內(nèi))約占輸電線故障的20 %~30%。雖然相間故障在短路故障中所占比例較小，但三相重合于永久故障對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備沖擊所帶來(lái)的危害比單相重合于永久故障更為嚴(yán)重。</p><p>　　架空線路故障大多是“瞬時(shí)性”的故障，在線路被繼電保護(hù)迅速動(dòng)作控制斷路器斷開(kāi)后，故障點(diǎn)的絕緣水平可以自行恢復(fù)，故障隨即消失。此時(shí)，如果把斷開(kāi)的線路斷路

42、器重新合上，就能夠恢復(fù)正常的供電。</p><p>　　此外，也有永久性故障。永久性故障在線路被斷開(kāi)后，他們?nèi)匀皇谴嬖诘?，即使合上電源，也不能恢?fù)正常供電。</p><p>　　因此，在電力系統(tǒng)中采用了自動(dòng)重合閘裝置，即是當(dāng)斷路器由于繼電保護(hù)動(dòng)作或者其他非人工操作而跳閘后，能夠自動(dòng)控制斷路器重新合上的一種裝置。</p><p><b>　　微機(jī)型線路保護(hù)概

43、念</b></p><p>　　隨著電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的微機(jī)化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。微機(jī)型裝置由于具有功能強(qiáng)、維護(hù)調(diào)試方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，自問(wèn)世起就受到普遍重視與歡迎，并在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　微機(jī)型機(jī)電保護(hù)由于具有功能強(qiáng)、維護(hù)調(diào)試方便等一系列有點(diǎn)，自問(wèn)世以來(lái)就受到普遍重視與歡迎，近年來(lái)更是在國(guó)

44、內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。由于輸電線路保護(hù)在繼電保護(hù)的功能提出了更新、更高的要求，加之輸電線路保護(hù)本身具有的復(fù)雜功能和邏輯，使微機(jī)保護(hù)在輸電線路保護(hù)這一領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　線路保護(hù)的基本原則</b></p><p><b>　　線路縱聯(lián)保護(hù)</b></p><p><b>　　基本原理<

45、;/b></p><p>　　線路縱聯(lián)保護(hù)是當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)候，使兩側(cè)開(kāi)關(guān)同時(shí)快速跳閘的一種保護(hù)裝置，是線路的主保護(hù)。它以線路兩端判別量的特定關(guān)系作為依據(jù)。即兩側(cè)均將判別量借助通道傳送到對(duì)側(cè)，然后，兩側(cè)分別按照對(duì)側(cè)與本側(cè)判別量之間的關(guān)系來(lái)判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。因此，判別量和通道時(shí)縱聯(lián)保護(hù)裝置的主要組成部分。</p><p><b>　　方向高頻保護(hù)</b>&l

46、t;/p><p>　　方向高頻保護(hù)是比較線路兩端各自看到的故障方向，以判斷是線路內(nèi)部故障還是外部故障，若被保護(hù)線路內(nèi)部故障時(shí)看到的故障方向是正方向，則當(dāng)被保護(hù)線路外部故障時(shí)，總有一側(cè)看到的是反向的。</p><p><b>　　其特點(diǎn)是：</b></p><p>　　要求正向判別啟動(dòng)元件對(duì)于線路末端故障有足夠的靈敏性。</p><

47、;p>　　必須采用雙頻制收發(fā)信機(jī)。</p><p>　　相差高頻保護(hù)相差高頻</p><p>　　相差高頻保護(hù)是比較背保護(hù)線路兩側(cè)工頻電流相位的高頻保護(hù)。當(dāng)兩側(cè)故障電流相位相同時(shí)保護(hù)被閉鎖，兩側(cè)電流相位襄樊市保護(hù)動(dòng)作跳閘。</p><p><b>　　其特點(diǎn)是：</b></p><p>　　能反應(yīng)全相狀態(tài)下的各種對(duì)

48、稱和不對(duì)稱故障，裝置比較簡(jiǎn)單。</p><p>　　不反應(yīng)系統(tǒng)震蕩，在非全相運(yùn)行狀態(tài)下和單相重合閘構(gòu)成中保護(hù)能繼續(xù)運(yùn)行。</p><p>　　不受電壓回路斷線的影響。</p><p>　　對(duì)收發(fā)信機(jī)及通道要求較高，在運(yùn)行中兩側(cè)保護(hù)需要聯(lián)調(diào)。</p><p>　　當(dāng)通道或收發(fā)信機(jī)器停止使用時(shí)，整個(gè)保護(hù)藥退出運(yùn)行，因此需要配備單獨(dú)的后備用保護(hù)。&

49、lt;/p><p><b>　　高頻閉鎖距離保護(hù)</b></p><p>　　高頻閉鎖距離保護(hù)是以線路上裝有方向性的距離高呼裝置作為基本保護(hù)，增加相應(yīng)的發(fā)信與收信設(shè)備，通過(guò)通道構(gòu)成縱聯(lián)距離保護(hù)。</p><p><b>　　其特點(diǎn)是：</b></p><p>　　能過(guò)靈敏和快速的反應(yīng)各種對(duì)稱或者對(duì)稱的故

50、障。</p><p>　　仍保持后備保護(hù)的功能。</p><p>　　電壓二次回路斷線時(shí)保護(hù)將會(huì)誤動(dòng)，需采取斷線閉鎖設(shè)施，使保護(hù)退出運(yùn)行。</p><p>　　輸電線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的新原理（Bergeron模型）</p><p>　　迄今為止,輸電線縱聯(lián)保護(hù)的原理主要有比較線路兩端功率方向的方向縱聯(lián)保護(hù)、比較線路兩端電流相位的相位差動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)和

51、比較兩端全電流的電流差動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)。這些原理各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。其中分相電流差動(dòng)原理具有明顯的優(yōu)越性。但是在超高壓、特高壓長(zhǎng)線路上，分布電容電流較大，尤其在故障的暫態(tài)過(guò)程中電容電流更大，并且隨著故障電壓中諧波的頻率增大而增大，難以進(jìn)行有效的補(bǔ)償。這極大地影響了電流差動(dòng)保護(hù)在外部故障時(shí)的安全性和內(nèi)部故障時(shí)的可靠性。</p><p>　　由Bergeron提出的貝瑞隆模型是一種比較精確的輸電線路模型，它反映了輸電線路內(nèi)部

52、無(wú)故障時(shí)( 包括穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和區(qū)外故障) 兩端電壓電流之間的關(guān)系，而線路內(nèi)部故障時(shí)，相當(dāng)于在故障點(diǎn)增加了一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這種關(guān)系被破壞。本文提出利用這一差別區(qū)分線路內(nèi)部和外部故障構(gòu)成一種新的差動(dòng)保護(hù)原理。這種新的保護(hù)原理自動(dòng)地考慮了電容電流的影響，不再需要進(jìn)行電容電流的補(bǔ)償。</p><p>　　輸電線路的各相之間都是有稠合的這表現(xiàn)在線路電阻、電容、電感參數(shù)(在超高壓和特高壓線路上可忽略電導(dǎo)) 矩陣中有非零非對(duì)角元素。無(wú)論

53、是完全換位的平衡線路還是不平衡線路，都可以通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換矩陣使其參數(shù)矩陣完全對(duì)角化或近似對(duì)角化即轉(zhuǎn)化為模分量，從而形成相互之間沒(méi)有藕合的模分量。其中線路的每一模分量都滿足貝瑞隆模型，如圖2-1 所示。</p><p>　　圖 2-1 輸電線每一模量上的貝瑞隆等值計(jì)算電路</p><p>　　圖2-1 中所示為每一模分量的一相線路。對(duì)于三相均勻換位線路來(lái)說(shuō),本文采用Karenbauer變換矩

54、陣求模分量,變換矩陣形式如下：</p><p><b>　　, </b></p><p>　　對(duì)于非均勻換位線路，不能使用固定的模變換矩陣?？梢愿鶕?jù)線路參數(shù)在實(shí)域或復(fù)數(shù)域中求解模變換矩陣。對(duì)于每一模分量有：</p><p>　　式中：L和C分別為模量上線路每千米的電感容；R為模量上線路全長(zhǎng)的電阻；Z為無(wú)損線波阻抗；Z為近似考慮線路損耗以后的

55、等值波阻抗；l 為線路長(zhǎng)度(單位km )； 為模量上的波速；和為等值電流源，代表從對(duì)端來(lái)的反射波；為模量上波在線路上的傳播時(shí)間；和分別為模量上線路兩側(cè)電壓； 和分別為模量上線路兩側(cè)電流，其正方向如圖1 所示。</p><p>　　上文提出的基于貝瑞隆法的輸電線路縱聯(lián)保護(hù)新原理，從原理上不受電容電流的影響，解決了電容電流影響縱聯(lián)保護(hù)的難題。</p><p><b>　　高頻通道&l

56、t;/b></p><p>　　目前實(shí)現(xiàn)保護(hù)全線速動(dòng)的唯一辦法是將線路兩側(cè)的保護(hù)裝置的信息進(jìn)行交換。對(duì)于短線，可用輔助導(dǎo)線，但對(duì)于長(zhǎng)線，因受干擾和衰耗等因素的影響，疆場(chǎng)使用高頻通道。</p><p>　　電力線的主要功能是傳輸工頻電流，要是它兼容的作用于傳輸高頻信號(hào)的通道，就必須使用工頻電流和高頻電流分開(kāi)。這就是需要一套加工結(jié)合設(shè)備。加工結(jié)合設(shè)備的工程，也是電力線路的載波通道的構(gòu)成，

57、主要包括電力線、高頻阻波器、耦合電容器、結(jié)合濾波器、高頻電纜和高頻接受發(fā)射信機(jī)，這就是在我國(guó)電網(wǎng)中得到的廣泛應(yīng)用的相一地制作電力線高頻通道的構(gòu)成（相一相制通道在本文中不討論）。</p><p>　　高頻阻波器是一個(gè)由電感線圈和可調(diào)電容器組成的并聯(lián)諧波電路，當(dāng)其諧振頻率為選用的載波頻率時(shí)，對(duì)載波電流呈現(xiàn)很大的阻抗。對(duì)工頻電流而言，高頻阻波器的阻抗僅僅是電感線圈的阻抗，其值約為0.04，不影響工頻電流的傳輸。其作用是

58、分離工頻電流和高頻電流，阻止高頻電流向變電站或分支線的泄漏達(dá)到減小高頻能量損耗的目的。</p><p>　　耦合電容器接近電力線和結(jié)合濾波器之間，耐高壓，電容量小，它對(duì)工頻信號(hào)，呈現(xiàn)很大阻抗，對(duì)地泄漏電流小，而對(duì)高頻信號(hào)，呈現(xiàn)阻抗很小，高頻信號(hào)可以順利傳輸。</p><p>　　結(jié)合濾波器和耦合電容器構(gòu)成帶通濾波器。利用結(jié)合濾波器使電力線路與電力電纜起到阻抗匹配作用，以減小高頻信號(hào)的衰耗，

59、使高頻收發(fā)信機(jī)收到的高頻功率最大、同時(shí)還利用結(jié)合濾波器進(jìn)一步使高頻收發(fā)信機(jī)于高壓線路隔離，以保證高頻收發(fā)信機(jī)以及人身安全。</p><p>　　高頻電纜的作用是把戶外的帶通濾波器和戶內(nèi)保護(hù)屏上的收發(fā)信機(jī)連接起來(lái)，并屏蔽信號(hào)。</p><p>　　收發(fā)信機(jī)是發(fā)送和接受高頻信號(hào)的設(shè)備。渡口變電站用的收發(fā)信機(jī)位南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的LFX-912，可遠(yuǎn)距離傳送閉鎖式保護(hù)信號(hào)。</p&g

60、t;<p>　　此外，還有被雷器、保護(hù)間隙和接地開(kāi)關(guān)，是保護(hù)設(shè)備和人身安全的設(shè)備。當(dāng)線路有雨遭受雷擊或其他原因產(chǎn)生微機(jī)高頻設(shè)備安全的高電壓時(shí)，避雷器的間隙擊穿接地，起到保護(hù)作用。在檢查、調(diào)試高頻保護(hù)時(shí)候，將接地開(kāi)關(guān)合上，可以防止高壓竄入。</p><p><b>　　光纖通道</b></p><p>　　光纖縱聯(lián)保護(hù)是在目前高頻縱聯(lián)保護(hù)的基礎(chǔ)上煙花而來(lái)的

61、，以穩(wěn)定可靠地光纖通道代替高頻通道，從而提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性，光纖閉鎖保護(hù)的鑒頻信號(hào)能很好的對(duì)光纖保護(hù)通道起到監(jiān)視作用，這比目前高頻閉鎖保護(hù)需要值班人員定時(shí)交換信號(hào)，來(lái)鑒定通道正?？煽颗c否靈敏很多，提高了閉鎖式保護(hù)的動(dòng)作可靠性。此外，有雨光纖縱聯(lián)保護(hù)在原理上與目前大量運(yùn)行的高頻保護(hù)類似，在完成光纖通道的敷設(shè)后，只需要換光收發(fā)信機(jī)即可接入目前使用的高頻保護(hù)上，因此具有改造方便的特點(diǎn)。與光纖電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)比較，光纖縱聯(lián)保護(hù)不受負(fù)荷電流的影

62、響，不受線路分布電容電流的影響，不受兩端TA特性是否一致的影響。</p><p>　　輸電線路分相復(fù)合阻抗縱聯(lián)保護(hù)新原理</p><p>　　在傳統(tǒng)保護(hù)原理中，電流縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)一直處于很重要的地位，但在高阻接地及系統(tǒng)振蕩期間發(fā)生故障的情況下，其故障電流相對(duì)較小，使動(dòng)作量小于制動(dòng)量，從而保護(hù)可能拒動(dòng)。近年來(lái)，微機(jī)保護(hù)大量普及，基于故障分量的保護(hù)原理逐漸得到推廣應(yīng)用，有效地克服了傳統(tǒng)保護(hù)中所存

63、在的缺陷。其中負(fù)序、零序方向縱聯(lián)式保護(hù)可快速切除不對(duì)稱故障，并可快速切除由不對(duì)稱故障引發(fā)的三相短路等故障，但其可靠性還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證，而且缺相運(yùn)行需閉鎖退出，因此不能成為輸電線路的主保護(hù)。將來(lái)縱聯(lián)主保護(hù)原理仍將是研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。非周期電流分量縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)利用光電流互感器和最小二乘算法，從故障初期提取電流非周期分量，利用其在線路兩側(cè)的方向特性構(gòu)成保護(hù)的模型，而具備獨(dú)特的特性；但非周期電流分量數(shù)值受短路時(shí)刻的影響大，且在論證中假設(shè)條件過(guò)

64、多、計(jì)算復(fù)雜。正序故障分量的方向式元件不受故障類型、系統(tǒng)負(fù)荷和過(guò)渡電阻的影響，動(dòng)作靈敏度高，廣泛應(yīng)用于線路的主保護(hù)；但由于此保護(hù)模式不是分相式的，故在非全相運(yùn)行及系統(tǒng)發(fā)生大幅度的強(qiáng)烈振蕩期間其工作的可靠性將明顯降低，并且在大電源側(cè)由于正序故障分量的數(shù)值較小，保護(hù)將不能正確動(dòng)作。此外，線路的行波及小波保護(hù)近年雖</p><p>　　本文根據(jù)輸電線路故障附加網(wǎng)絡(luò)和零序網(wǎng)絡(luò)的電氣特性，用線路兩端經(jīng)過(guò)零序電壓補(bǔ)償后的相電

65、壓故障分量差與相電流故障分量差的比值來(lái)組成分相阻抗，并按照分相阻抗在線路故障時(shí)的特性，建立起基于三組不同分相阻抗算法的分相復(fù)合阻抗輸電線路縱聯(lián)保護(hù)新原理。該原理在區(qū)內(nèi)及區(qū)外故障時(shí)所對(duì)應(yīng)的分相阻抗分別具有合理的物理含義和特性并保持其數(shù)值之間留有可靠的分辨差值。</p><p>　　當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，利用各相故障電流縱聯(lián)差動(dòng)的模值作為啟動(dòng)量，如果三組判據(jù)中有一組以上滿足要求，則必然為區(qū)內(nèi)故障，兩側(cè)保護(hù)可瞬時(shí)同步跳閘；否則

66、定為區(qū)外故障，兩側(cè)保護(hù)都可靠不動(dòng)。該原理雖建立在R-L 電路模型上，但其抗分布電容的能力較強(qiáng)，可不經(jīng)補(bǔ)償直接應(yīng)用在中、短線路上(如本文使用的500 kV300 km 的仿真線路模型)。EMTP數(shù)字仿真驗(yàn)證了它的有效性，可成為未來(lái)輸電線路縱聯(lián)主保護(hù)最主要和有力的競(jìng)爭(zhēng)者之一。</p><p>　　分相阻抗的算法及特性 </p><p>　　圖2-2 為忽略輸電線路保護(hù)區(qū)內(nèi)并聯(lián)電容影響后，采用線

67、路R-L 集中參數(shù)模型時(shí)，a相區(qū)內(nèi)單相接地故障時(shí)的三相故障附加網(wǎng)絡(luò)，其中兩側(cè)區(qū)外等效系統(tǒng)自阻抗、正序阻抗和互阻抗分別為、、 、、、，線路單位長(zhǎng)度自阻抗、正序阻抗和互阻抗分別為和，線路全長(zhǎng)和故障點(diǎn)到m 端的距離分別為D 和d ，線路兩端測(cè)量點(diǎn)的電壓、電流故障分量按照繼電保護(hù)慣例給予定義和符號(hào)(具體符號(hào)如圖2-2所示)，故障點(diǎn)過(guò)渡電阻為， 等效故障電壓為。</p><p>　　圖2-2 a相單相接地時(shí)的三相故障附加網(wǎng)

68、絡(luò)</p><p>　　如圖2-2 所示，以兩端電壓故障分量推算到故障點(diǎn)故障電壓相等的原則，健全相(b 相)m 端的電壓故障分量可表示為</p><p>　　圖2-3 為基于線路R-L 集中參數(shù)模型下系統(tǒng)的零序網(wǎng)絡(luò)，其中兩側(cè)區(qū)外等效系統(tǒng)零序阻抗分別為、 ，線路單位長(zhǎng)度零序阻抗為 ，故障點(diǎn)零序過(guò)渡電阻為，零序等效電壓為。由圖2-3的電路結(jié)構(gòu)和電氣參數(shù)可以得出：</p><

69、p>　　圖2-3 系統(tǒng)的零序網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　故障相的分相阻抗算法及特性</p><p>　　依據(jù)健全相(b 相)在1.1節(jié)中所描述的電氣特性和推導(dǎo)過(guò)程，故障相(a 相)m 端的電壓故障分量可表示為</p><p>　　仿照式(4)的變換方法，將經(jīng)零序電壓補(bǔ)償后的2倍故障相(a 相)電壓故障分量差和電流故障分量差的比值按照其物理意義命名為，得</

70、p><p>　　如圖2-2 所示，故障相(a相)的電壓故障分量還可由區(qū)外等效系統(tǒng)阻抗來(lái)表示</p><p><b>　　分相阻抗算法及特性</b></p><p>　　根據(jù)上文的分析結(jié)果及式(4)和式(7)所表示的函數(shù)關(guān)系，將線路兩端經(jīng)零序電壓補(bǔ)償?shù)母飨嚯妷汗收戏至坎畹?倍和各相電流故障分量差的比值，命名為分相阻抗，量綱為Ω，其計(jì)算公式為</

71、p><p>　　當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，在各相故障電流縱聯(lián)差動(dòng)的模值滿足保護(hù)啟動(dòng)要求的條件下，式(14) 可適用于各種故障狀態(tài)下的健全相和故障相。</p><p>　　基于分相復(fù)合阻抗縱聯(lián)保護(hù)原理</p><p>　　分相復(fù)合阻抗及其算法 根據(jù)1.2節(jié)的特性分析可知，基于R-L輸電線路集中參數(shù)模型下的分相阻抗算法在線路中點(diǎn)故障時(shí)存在唯一的死區(qū)。為了彌補(bǔ)分相阻抗在中點(diǎn)處的死區(qū)，

72、本文提出分相復(fù)合阻抗的計(jì)算方法，通過(guò)集中參數(shù)R-L 模型下的故障附加網(wǎng)絡(luò)和零序網(wǎng)絡(luò)，分別運(yùn)用兩端測(cè)量點(diǎn)的各相電壓故障分量直接推導(dǎo)獲得中點(diǎn)處的等效相電壓故障分量、，其表達(dá)式分別為</p><p>　　顯然，以中點(diǎn)至 n 端電氣狀態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算獲得的分相阻抗，其保護(hù)的死區(qū)在距m端3/4線路全長(zhǎng)的位置，以m端至中點(diǎn)電氣狀態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算獲得的分相阻抗，其保護(hù)的死區(qū)在距 m端1/4線路全長(zhǎng)的位置，而前文證實(shí)的以m端至n端電氣狀態(tài)數(shù)

73、據(jù)計(jì)算獲得的分相阻抗，其保護(hù)的死區(qū)在線路的中點(diǎn)。這樣，3組分相阻抗保護(hù)算法的死區(qū)相互分離，從而可相互彌補(bǔ)使用其中任何單個(gè)保護(hù)算法時(shí)所帶來(lái)的影響。將這3組分相阻抗組合為分相復(fù)合阻抗。</p><p>　　基于分相復(fù)合阻抗的縱聯(lián)保護(hù)原理和相關(guān)判據(jù)</p><p>　　根據(jù)2.1 節(jié)的內(nèi)容：區(qū)外故障時(shí)，分相復(fù)合阻抗分別為線路全長(zhǎng)或半長(zhǎng)的正序阻抗；區(qū)內(nèi)故障時(shí)，至少有一組分相阻抗明顯偏離上述正序阻抗

74、，故障特征明顯。據(jù)此可區(qū)分區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障。因此本文提出基于分相復(fù)合阻抗的輸電線路縱聯(lián)保護(hù)原理?？紤]在實(shí)際輸電線路Π模型和分布參數(shù)模型中存在分布電容對(duì)分相阻抗的影響及由于忽略各分相阻抗相位數(shù)據(jù)所帶來(lái)的影響，并根據(jù)繼電保護(hù)慣例，分別按照幅值特性設(shè)置縱聯(lián)保護(hù)跳閘的判據(jù)：</p><p>　　式中：利用各相故障電流縱聯(lián)差動(dòng)的模塊為啟動(dòng)單元；t作為保護(hù)跳閘的最小啟動(dòng)量門檻，應(yīng)保證既能躲過(guò)區(qū)外故障時(shí)所產(chǎn)生的不平衡電流及其影響

75、，又可將在不對(duì)稱故障時(shí)的非故障相( 主要指相間短路)予以篩除，按照慣例一般可固定取為 0.1 A(二次側(cè)電流)；其余3 式為保護(hù)判據(jù)，之間為邏輯或運(yùn)算，即其中只要有一個(gè)判據(jù)滿足條件，保護(hù)立即跳閘。保護(hù)判據(jù)流程如圖2-4 所示。</p><p>　　圖2-4 分相復(fù)合阻抗的縱聯(lián)保護(hù)判據(jù)流程圖</p><p><b>　　線路距離保護(hù)</b></p><

76、;p><b>　　基本原理</b></p><p>　　距離保護(hù)也有一個(gè)保護(hù)范圍，短路發(fā)生在這一保護(hù)范圍，保護(hù)動(dòng)作，否則不動(dòng)作，這個(gè)保護(hù)范圍通常只用給定阻抗的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)安裝處測(cè)量到的線路阻抗為負(fù)荷阻抗為符合阻抗如圖2-5所示，即</p><p>　　圖2-5 近距離保護(hù)示意圖</p>

77、<p>　　在被保護(hù)線路任一點(diǎn)發(fā)生故障的時(shí)候，測(cè)量阻抗位保護(hù)安裝地點(diǎn)到短路點(diǎn)的短路阻抗，即</p><p>　　距離保護(hù)反應(yīng)的信息量比反應(yīng)單一物理量的電流保護(hù)靈敏度高。</p><p>　　距離保護(hù)的實(shí)質(zhì)是用整定阻抗與被保護(hù)線路的測(cè)量阻抗比較。當(dāng)短路點(diǎn)在保護(hù)范圍以外時(shí)。即時(shí)，繼電器不懂。當(dāng)短路點(diǎn)在保護(hù)范圍內(nèi)，即時(shí)，繼電器動(dòng)作。因此，距離保護(hù)又稱為低阻抗保護(hù)。</p>

78、<p>　　三段式距離保護(hù)裝置一般由以下四種元件組成，其邏輯關(guān)系如圖2-6所示。</p><p>　　圖 2-6 距離保護(hù)原理的組成元件框圖</p><p><b>　　啟動(dòng)元件</b></p><p>　　啟動(dòng)元件的主要作用是在發(fā)生故障的瞬間啟動(dòng)整套保護(hù)。早起的距離保護(hù)，啟動(dòng)元件采用的式過(guò)電流繼電器或者阻抗繼電器。</p

79、><p><b>　　方向元件</b></p><p>　　方向元件的作用是保證保護(hù)動(dòng)作的方向性，防止反方向故障時(shí)，保護(hù)誤動(dòng)作。采用單獨(dú)的方向繼電器或方向元件和元件相結(jié)合。</p><p><b>　　距離元件</b></p><p>　　距離元件（、、）的主要作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（即測(cè)量

80、阻抗），一般采用阻抗繼電器。</p><p><b>　　時(shí)間元件</b></p><p>　　時(shí)間元件（、）的主要作用是，根據(jù)預(yù)定的時(shí)限特性確定動(dòng)作的時(shí)限，以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇，一般采用時(shí)間繼電器。</p><p>　　正常運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)元件1不啟動(dòng)，保護(hù)裝置處于被閉鎖狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)正方向發(fā)生故障時(shí)，啟動(dòng)

81、元件1和方向元件2動(dòng)作，距離保護(hù)投入工作。</p><p>　　距離保護(hù)躲過(guò)渡電阻能力研究</p><p>　　如果故障點(diǎn)位于第一保護(hù)階段范圍內(nèi)，則動(dòng)作直接地洞出口元件8，瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘。如果故障點(diǎn)位于距離一段之外的距離二段保護(hù)范圍內(nèi)，則不動(dòng)作，而動(dòng)作，啟動(dòng)距離二段時(shí)間繼電器5，經(jīng)時(shí)限，出口元件8動(dòng)作，使斷路器跳閘，切除故障。</p><p>　　如果故障點(diǎn)位于距離

82、二段之外的距離三段保護(hù)范圍內(nèi)，則、不動(dòng)作，而動(dòng)作，啟動(dòng)距離三段時(shí)間繼電器7，經(jīng)時(shí)限，出口元件8動(dòng)作，使段利器跳閘，切出故障。</p><p><b>　　線路接地保護(hù)</b></p><p><b>　　基本原理</b></p><p>　　TN系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，用電設(shè)備金屬外殼接觸點(diǎn)位低，故障電流大，一般過(guò)電流保護(hù)電器

83、可快速切斷故障線路，TN系統(tǒng)的低壓配電線路采用過(guò)電流保護(hù)兼作接地故障保護(hù)需要滿足（式中：為接地故障回路阻抗，；為保護(hù)電氣在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切斷故障回路的電流，A，值應(yīng)取低壓斷路器相應(yīng)過(guò)電流脫扣器額定電流的1.3倍）的動(dòng)作特性，以及切斷故障電流的時(shí)間上的要求。</p><p>　　其切斷故障電流的時(shí)間應(yīng)符合:</p><p>　　配電干線和供電給固定式用電設(shè)備的末級(jí)配電線路不應(yīng)大于5s。<

84、;/p><p>　　供電給手握式和移動(dòng)式用電設(shè)備的末級(jí)配電線路不應(yīng)大于0.4s。</p><p>　　當(dāng)過(guò)電留保護(hù)電器不能滿足上式要求時(shí)，可采用帶有單相接地保護(hù)的斷路器或設(shè)零序電流保護(hù)措施。斷路器的單相接地保護(hù)功能的時(shí)限原理有剩余電流型和零序電流型兩種。剩余電流型是利用四個(gè)電流互感器分別檢測(cè)三項(xiàng)電流和中性線（N線）的電流。無(wú)論三項(xiàng)電流是否平衡，此矢量和為零（嚴(yán)格講為線路與設(shè)備的正常泄露電流），

85、即 + ++=0。當(dāng)發(fā)生某一相接地故障時(shí)候，故障電流會(huì)通過(guò)保護(hù)線PE及與地相關(guān)聯(lián)的金屬構(gòu)件。此時(shí)電流為接地故障電流加正常的泄露電流?；仉娏鬟_(dá)到脫扣器征訂電流時(shí)，即可以報(bào)警或者驅(qū)動(dòng)短路器動(dòng)作，時(shí)限單相接地保護(hù)。零序電流型是在三相上各安裝一個(gè)電流互感器，檢測(cè)三相電流矢量和，即零序電流當(dāng)發(fā)生某一相接地故障時(shí)候，此時(shí)電流為接地故障電流加正常泄露電流，與脫扣器整定值比較，即可區(qū)分出接地電流，實(shí)現(xiàn)單相接地保護(hù)，帶有單相接地保護(hù)的斷路器到底是剩余電

86、流型，還是零序電流性，以產(chǎn)品樣本為準(zhǔn)。單相接地保護(hù)的斷路器主要是針對(duì)配電線路的干路，主干路和近變壓器端的單相對(duì)敵短路保護(hù)，在線路的末端，通常都裝漏電電流保護(hù)器，其動(dòng)作時(shí)間為0.1s采用RCD時(shí)，因?yàn)門N-C接地系統(tǒng)中保護(hù)線PE和中性線N合用以根線PEN。PEN在正常</p><p>　　TT系統(tǒng)中性點(diǎn)接地與PE線接地分開(kāi)，中性線N與PE線無(wú)連接，供電線路一般較長(zhǎng)，相一地回路阻抗較大。發(fā)生接地故障時(shí)候，故障電路內(nèi)包

87、含外露導(dǎo)電部分接地極和電源接地極的接地電阻阻抗大，故障電流小，過(guò)電流保護(hù)元件不易啟動(dòng)，在這種系統(tǒng)中裝設(shè)RCD作單相接地保護(hù)是有效的措施之一。</p><p>　　對(duì)于TT系統(tǒng)，裝有RCD的支路與不裝RCD的支路不應(yīng)使用公共接地極，必須有獨(dú)立的接地板與PE線專供有RCD的分支回路用。</p><p>　　IT系統(tǒng)是變壓器中性點(diǎn)不接地或者經(jīng)過(guò)大阻抗接地，用電設(shè)備外殼直接接地，發(fā)生單相接地故障時(shí)

88、，接地電流為電容電流。電流通道為：電源-相線-大地-網(wǎng)絡(luò)電容-電源。故障電流為另兩個(gè)相對(duì)地電容電流的向量和，故障電流小，不需要中斷供電，一般不裝設(shè)漏電保護(hù)。但是應(yīng)該由絕緣監(jiān)察器發(fā)出信號(hào)，以便及時(shí)排除故障。IT系統(tǒng)中的漏電保護(hù)器主要用于切除兩處異相同時(shí)接地故障，應(yīng)該根據(jù)具體情況按需要裝設(shè)。</p><p>　　IT系統(tǒng)兩處異相同時(shí)接地故障，IT系統(tǒng)內(nèi)外露導(dǎo)電部分分別裝設(shè)接地極。這是故障電流流過(guò)兩個(gè)接地極電阻，故障回

89、路的切斷應(yīng)該符合TT系統(tǒng)接地故障保護(hù)的要求。</p><p>　　IT系統(tǒng)兩處異相同時(shí)接地故障，IT系統(tǒng)內(nèi)外露電部分公用一個(gè)接地極，這是故障電流將經(jīng)PE線形成的金屬短路，故障回路的切斷應(yīng)符合TN系統(tǒng)接地故障保護(hù)的要求。</p><p>　　為了用電安全，采用了接地故障保護(hù)后，仍需要可靠地接地，采用等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)的作用是降低故障情況下，電氣設(shè)備間，電器設(shè)備與其他設(shè)備間的接觸電壓，是人

90、體在接觸時(shí)，身體所承受的電壓降低時(shí)最低。</p><p>　　架空混聯(lián)線路接地保護(hù)</p><p>　　接地保護(hù)Ⅰ段整定計(jì)算</p><p>　　接地距離保護(hù)接線為時(shí)，它是以測(cè)量接地短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的</p><p>　　相阻抗，來(lái)反映線路長(zhǎng)度距離。因此，整定公式也以線路相阻抗(正序阻抗)表示。</p><p>

91、　　按躲開(kāi)本線路末端故障整定，即</p><p>　　式中K為可靠系數(shù)，取K≤0.7，Z為本線路全長(zhǎng)的阻抗值，dz1Z 為被整定線</p><p>　　路接地距離保護(hù)I段定值。</p><p>　　單回線送變壓器終端方式，送電側(cè)伸入受端變壓器時(shí)</p><p>　　接地距離保護(hù)Ⅱ段整定原則</p><p>　　接地距離

92、保護(hù)11保護(hù)按如下幾個(gè)原則整定:</p><p>　　按本線路末端接地故障有足夠靈敏度整定，即</p><p>　　式中K 為靈敏系數(shù)，取可靠系數(shù)k</p><p>　　K 為1.3～1.5。</p><p>　?、?按與相鄰線路接地距離Ⅰ段配合整定，即</p><p>　　式中可靠系K 取0.7～0.8dzΙZ 為相

93、鄰線路接地距離I段動(dòng)作阻抗，Z</p><p>　　K 為助增系數(shù)，選用正序助增系數(shù)與零序助增系數(shù)中的較小值。</p><p>　　③ 按與相鄰線路縱聯(lián)保護(hù)配合整定，躲相鄰線路末端接地故障，即</p><p>　　式中可靠系數(shù)K 取0.7～0.8，Z為相鄰線路正序阻抗。</p><p>　?、?如果是線路變壓器組，則按躲變壓器另一側(cè)母線三相短

94、路，即</p><p>　　式中可靠系數(shù)K 取0.7～0.8，Z為相鄰變壓器正序阻抗。</p><p>　?、?按躲變壓器其他側(cè)(大接地系統(tǒng))母線接地故障：</p><p><b>　　a.單相接地故障時(shí)</b></p><p>　　b.兩相短路接地故障時(shí)</p><p>　　式中、、和、、 分別

95、為變壓器其他側(cè)母線接地故障時(shí)，在繼電器安裝處測(cè)得的各相序電壓和相序電流，E為發(fā)電機(jī)等值電勢(shì)，可取額定值，K取0.7～0.8。</p><p>　　在接地距離保護(hù)Ⅱ段整定計(jì)算中，通常按原則①～⑤整定，并獲得定值，然后按照原則⑥、⑦進(jìn)行較核。</p><p>　　傳統(tǒng)架空線路接地距離保護(hù)的評(píng)價(jià)</p><p>　　傳統(tǒng)架空線接地距離保護(hù)，在理論和運(yùn)行上已經(jīng)相對(duì)完善，對(duì)于

96、架空線路的保護(hù)可以說(shuō)是盡善盡美，并且長(zhǎng)期的使用中，也積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。但是，由于電力電纜所具有的特殊電器特性，若將傳統(tǒng)架空線路接地距離保護(hù)的整定原則應(yīng)用到電力電纜，就出現(xiàn)較大的計(jì)算誤差。</p><p>　　前面已經(jīng)提到了，電力電纜的零序阻抗和零序電流成非線性關(guān)系，這對(duì)于保護(hù)整定都是定值的傳統(tǒng)接地距離保護(hù)來(lái)說(shuō)，就會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題。在繼電器中加入的電流為，其中。運(yùn)用在普通架空線時(shí)，由于零序電流和零序阻抗成線性關(guān)系，在

97、計(jì)算時(shí)通常認(rèn)為零序阻抗角和正序阻抗角相同，故K被認(rèn)為是一個(gè)實(shí)數(shù)。</p><p>　　而當(dāng)運(yùn)用在電力電纜中，卻不相同，Z會(huì)隨著零序電流的不同而變化。因此，將傳統(tǒng)接地距離保護(hù)的整定計(jì)算方法運(yùn)用到電力電纜時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)較大誤差，甚至?xí)?lái)運(yùn)行上的錯(cuò)誤。</p><p>　　自適應(yīng)接地距離保護(hù)新方案</p><p>　　電力電纜自適應(yīng)接地保護(hù)方案的提出，對(duì)于電纜的繼電保護(hù)工

98、作是一個(gè)極大的進(jìn)步?，F(xiàn)有諸多電力電纜繼電保護(hù)方案中，零序阻抗和零序電流非線性關(guān)系都未能很好的解決，而自適應(yīng)方案的提出，對(duì)解決這一非線性關(guān)系提供了較好的解決思路，對(duì)于今后電力電纜的繼電保護(hù)工作也起到了很大的作用。傳統(tǒng)自適應(yīng)方案也存在較大的不足之處，它的基本前提是假設(shè)電力電纜為集中參數(shù)模型，而非分布參數(shù)模型，這將對(duì)較長(zhǎng)線路的保護(hù)帶來(lái)不小的誤差，對(duì)于過(guò)渡電阻的影響也顯得無(wú)能為力。</p><p>　　首先，需要選擇正確

99、的阻抗繼電器。由于以零序電流為極化量的接地方向阻抗繼電器和多邊形阻抗繼電器可以減小保護(hù)區(qū)受過(guò)度電阻的影響，這使得保護(hù)區(qū)更加穩(wěn)定；并且采用極化量后，比較起普通繼電器而言，受電力電纜的特殊電氣特性影響較小，利于保護(hù)的可靠性和選擇性。所以，本文在對(duì)比幾種阻抗繼電器后，決定采用以零序電流為極化量的接地方向阻抗繼電器和多邊形阻抗繼電器。本文根據(jù)高壓電力電纜的發(fā)生接地故障后，其零序電流與零序電抗成非線性的電氣特性，運(yùn)用迭代和擬合方法來(lái)計(jì)算電力電纜的

100、零序阻抗和零序電流，以此通過(guò)阻抗繼電器判斷電力電纜的接地短路。</p><p><b>　　線路自動(dòng)重合閘</b></p><p><b>　　基本原理</b></p><p>　　自動(dòng)重合閘裝置其功能分為：</p><p>　　三相自動(dòng)重合閘。指的是線路上不論發(fā)生了單相短路還是相間短路時(shí)，繼電保護(hù)

101、裝置均將線路三相斷路器斷開(kāi)，然后啟動(dòng)重合閘的同時(shí)合上三相斷路器的方式。</p><p>　　單向自動(dòng)重合閘。指的是線路上發(fā)生單向接地故障時(shí)候，保護(hù)動(dòng)作只斷開(kāi)故障相的斷路器，然后再進(jìn)行單向重合，若是瞬時(shí)故障，則合閘成功，若是永久故障，則跳開(kāi)三相斷路器不再進(jìn)行重合。</p><p>　　綜合自動(dòng)重合閘。指的是線路上發(fā)生單向接地故障時(shí)，斷開(kāi)故障相的斷路器進(jìn)行一次單向重合。</p>

102、<p><b>　　三相自動(dòng)重合閘</b></p><p>　　單側(cè)電源線路的三相一次重合閘</p><p>　　當(dāng)線路上的故障(單相接地短路、相間短路) 保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)三相重合閘啟動(dòng)合三相。故障時(shí)瞬時(shí)性的，重合成功；故障時(shí)永久性的，保護(hù)再次跳開(kāi)三相，不在重合。</p><p>　　通常三相一次自動(dòng)重合閘裝置由啟動(dòng)元件，延時(shí)元件，一次合

103、閘脈沖元件和執(zhí)行元件四部分組成，如圖2-7。</p><p>　　圖2-7 三相一次自動(dòng)重合閘裝置</p><p>　　啟動(dòng)元件。當(dāng)斷路器跳閘后，使延時(shí)元件啟動(dòng)。</p><p>　　啟動(dòng)方式有兩種：控制開(kāi)關(guān)外置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)；保護(hù)裝置啟動(dòng)。</p><p><b>　　延時(shí)元件。</b></p>&l

104、t;p>　　一次合閘脈沖元件。保證重合閘裝置只重合一次。</p><p>　　執(zhí)行元件。啟動(dòng)合閘回路和信號(hào)回路，還可與保護(hù)配合，實(shí)現(xiàn)重合閘后加速保護(hù)。</p><p>　　兩側(cè)電源線路三相一次重合閘</p><p>　　快速自動(dòng)重合方式。當(dāng)線路上發(fā)生故障時(shí)候。繼電保護(hù)快速動(dòng)作而后進(jìn)行自動(dòng)重合。其特點(diǎn)是快速，需要具備以下條件：</p><p&

105、gt;　　線路兩側(cè)均裝有全線瞬時(shí)保護(hù)。</p><p>　　有快速動(dòng)作的斷路器，如快速空氣斷路器。</p><p>　　沖擊電流小于允許值。</p><p>　　非同時(shí)期的重合閘方式。就是不考慮系統(tǒng)是否同步而進(jìn)行自動(dòng)重合的方式（期望系統(tǒng)自動(dòng)拉入同步，需效驗(yàn)沖擊電流，防止保護(hù)誤動(dòng)）。</p><p>　　檢查雙回線另一回線電流的重合閘方式。&l

106、t;/p><p>　　自動(dòng)解列重合閘方式。雙側(cè)電源單回線上，如圖2-8所示，k點(diǎn)回路，保護(hù)1動(dòng)IQF跳閘，小電源側(cè)保護(hù)動(dòng)跳3QF處自動(dòng)重合閘檢無(wú)壓后重合，若成功，恢復(fù)對(duì)非重要負(fù)荷供電，在解列點(diǎn)實(shí)行同步并列恢復(fù)正常供電。</p><p>　　圖2-8 自動(dòng)解列重合閘方式</p><p>　　具有同步檢定和無(wú)壓檢定的重合閘。圖2-9所示，在兩側(cè)的斷路器上，除了裝有單側(cè)電源線

107、路的自動(dòng)重合閘外，在一側(cè)M側(cè)裝有低電壓繼電器，用以檢查線路上有無(wú)電壓，在另一次N側(cè)裝有同步檢定繼電器，進(jìn)行同步檢定（檢定同步側(cè)）。</p><p>　　圖2-9 具同步檢測(cè)和無(wú)壓檢定的重合閘方式</p><p>　　工作過(guò)程。當(dāng)線路短路時(shí)候，兩側(cè)斷路器斷開(kāi)線路失去電壓，M側(cè)低電壓繼電器動(dòng)作時(shí)，經(jīng)自動(dòng)重合閘重合。</p><p>　　——重合成功，N側(cè)同步檢定繼電器

108、在兩側(cè)電源符合同步條件后在進(jìn)行重合，恢復(fù)正常供電。</p><p>　　——重合不成功，保護(hù)再次動(dòng)作，跳開(kāi)M側(cè)斷路器不再重合，N側(cè)不重合。</p><p><b>　　兩點(diǎn)說(shuō)明</b></p><p>　　——由上述分析可見(jiàn)，M側(cè)斷路器如重合于永久性故障，就將連續(xù)兩次切斷短路電流，所以工作條件比N側(cè)惡劣，為此，通常兩側(cè)都裝設(shè)低壓繼電器和同步檢定

109、繼電器，利用連接片定期切換其它工作方式，以使兩側(cè)工作條件接近相同。</p><p>　　——在正常工作情況下，由于某種原因（保護(hù)誤動(dòng)、誤碰跳閘機(jī)構(gòu)等）使檢無(wú)壓側(cè)M側(cè)誤跳閘時(shí)候，因線路上仍有電壓，無(wú)法進(jìn)行重合，為此，在檢無(wú)壓側(cè)也同時(shí)投入同步檢定繼電器，使兩者的觸點(diǎn)并聯(lián)工作。這樣，在上述情況下，同步檢定繼電器工作，可將誤跳閘的斷路器重新合閘[20]。</p><p>　　線路發(fā)生故障三相跳閘后

110、的暫態(tài)過(guò)程分析</p><p><b>　　基本分析方法</b></p><p>　　已充電的超高壓輸電線路兩端的斷路器三相跳閘后線路上各儲(chǔ)能元件所儲(chǔ)存的電磁能量可以用各儲(chǔ)能先件的初始條件來(lái)表示。對(duì)于三相輸電線路，由于短路時(shí)各相電流和電壓(包括工頻分量和暫態(tài)分量)不對(duì)稱、斷路器三相跳閘的不同期性等因素，跳閘后的三相初始條件也是不對(duì)稱的。對(duì)于不對(duì)稱的三相初始條件可以分為

111、1、2、0三序。當(dāng)采用拉氏變換分析線路三相跳閘后的暫態(tài)過(guò)程時(shí)，各儲(chǔ)能元件的初始條件可以轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流源或電壓源。如果以F(s)表示這種非零初始條件的網(wǎng)絡(luò)則計(jì)算三相跳閘后線路上暫態(tài)過(guò)程的1、2、0序網(wǎng)可以表示如圖7[以下將簡(jiǎn)稱為F(s)網(wǎng)絡(luò)]。</p><p>　　圖2-10- 三相跳閘后線路上暫態(tài)過(guò)程</p><p>　　無(wú)故障時(shí)開(kāi)斷三相空載長(zhǎng)線后的暫態(tài)過(guò)程</p><

112、;p>　　為了對(duì)輸電線路三相跳閘后線路上的暫態(tài)過(guò)程有一個(gè)全面的了解下面先討論無(wú)故障時(shí)開(kāi)斷三相空載長(zhǎng)線的情況，這時(shí)相當(dāng)于圖2-10 各序網(wǎng)絡(luò)故障端口K-都懸空的情況。已充電的超高壓線路兩端的斷路器在無(wú)短路故障情況下三相分閘后，線路上各儲(chǔ)能元件存儲(chǔ)的電磁能量將隨線路情況衰減。當(dāng)線路上無(wú)并聯(lián)電抗器時(shí)，電磁能量主要以直流的形式衰減。當(dāng)線路上接有并聯(lián)電抗器時(shí)，電磁能量將按線路的自由振蕩頻率衰減振蕩自由振蕩頻率一般在30-40Hz左右，自由振