第五章全线速动保护

第4章电网的纵联保护1.什么是“全线速动”保护？在本线路上各处发生故障时，继电保护均能无延时切除故障，称为“全线速动”保护。

2.纵联电流差动的不平衡电流形成原因是什么？线路2侧的电流互感器之间的误差差异（励磁特性不一致）形成了纵联电流差动的不平衡电流；长线路上还应当考虑线路电容电流的影响。

3.以纵联方向为例，闭锁式保护、允许式保护的停信条件、跳闸条件有什么区别？闭锁式保护：反向故障发信，正向故障则停信；跳闸条件为本侧保护起动且没有收到闭锁信号。

允许式保护：正向故障向对侧保护发出允许信号，反向故障则停信；跳闸条件为本侧保护起动且收到对侧保护的允许信号。

4.允许式保护采用单频制通道会有什么问题？允许式保护需要区分“甲保护允许乙保护”、“乙保护允许甲保护”2个允许信号，采用单频制通道无法区分2种信号；必须采用双频制通道，给2种信号分配2个频率。

5.纵联方向保护采用两套定值分别起动发信、跳闸，哪个起动元件灵敏度高？采用低定值起动发信，灵敏度较高；采用高定值起动跳闸，灵敏度较低；这样设置的目的是当保护起动跳闸时保证线路2侧的低定值元件起动发信，确保准备跳闸时纵联方向保护进入双侧工作状态。

6.什么是“远方起动”，远方起动回路有什么作用？收到对侧纵联保护信号时，起动本侧保护发信回路、发信应答。

“远方起动”的作用是1.方便定期检查通道时单侧变电所工作人员操作；2.更加可靠地防止纵联保护单侧工作。

7.什么是“断路器位置停信”，设置该回路有什么作用？当线路一侧断路器分闸时，该侧保护无法控制闭锁信号的正确发出。

当对侧断路器合于故障线路时，本侧保护由于断路器尚未合闸、没有故障电流，不会判为正向故障、向对侧保护发出闭锁信号，阻止对侧纵联保护动作。

所以当断路器处于分闸状态时，会通过“断路器位置停信”回路，停止向对侧保护发出闭锁信号，保证对侧纵联保护动作。

8.为什么“短时发信”制式的收发信机需要定期检查通道？电力系统无扰动时，发信机不起动，这样无法检查通道、收发信机。

Q/001-113-2007黑龙江省220kV电力网继电保护装置运行管理规程1 范围本规程规定了黑龙江省电力有限公司调度中心对220kV继电保护及安全自动装置的运行规定；220kV 设备的继电保护及安全自动装置配置、运行方式；变压器220kV侧中性点接地情况。

本规程适用于黑龙江省220kV电力网继电保护及安全自动装置的运行管理工作。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程DL/T 559-1994 220kV～500kV电网继电保护装置运行整定规程DL/T 584-1995 3～110kV电网继电保护装置运行整定规程DL/T 995-2006 继电保护和电网安全自动装置检验规程220kV线路快速保护简况及变为负荷线路后的要求和措施省调2007年编制3 定义、符号和缩略语下列定义、缩略语和符号适用于本规程。

3.1 定义和符号3.1.1 定义3.1.1.1 全线速动保护全线速动保护是指高频保护、光纤纵差保护和光纤允许式保护。

3.1.1.2 故障鉴别重合闸故障鉴别重合闸是指单相故障跳三相允许重合，多相故障跳三相不允许重合。

3.1.1.3保护装置全部停用保护装置全部停用是指断开所有保护的跳、合闸压板、启动失灵压板和启动其它保护与安全自动装置的压板,不允许用停直流的方式来代替。

3.1.1.4 保护装置部分保护停用保护装置部分保护停用是指断开本保护的投入压板和出口压板。

3.1.2 符号TA——电流互感器TV——电压互感器3.2缩略语黑龙江省电力有限公司——省公司黑龙江省电力有限公司调度中心——省调省公司所属各电业局和并网发电厂——各局、厂黑龙江省电力网——省网继电保护及安全自动装置——继自装置反事故措施——反措继电保护专业人员——继电人员继电保护装置——保护装置远方跳闸装置——远跳装置继电保护及故障信息管理主站系统——信息管理主站继电保护及故障信息管理分站系统——信息管理分站继电保护及故障信息管理子站系统——信息管理子站4 总则4.1为了加强黑龙江省电力网220kV继自装置的运行和技术管理，保障电网的安全稳定运行，特制定本规程。

输电线路全线速动保护随着电力系统规模的不断扩大和输电线路的增多，保障电网安全和可靠运行的重要性也日益凸显。

输电线路全线速动保护作为电力系统保护的一种重要手段，可以在线路故障发生时迅速切除故障区域，防止电力系统进一步受损。

本文将介绍输电线路全线速动保护的基本原理、分类以及应用案例。

一、基本原理输电线路全线速动保护是一种基于电流和电压变化的保护手段。

它通过检测电流和电压的异常变化情况，结合故障元件的电气性质和输电线路的参数特性，判断故障位置并实施保护动作。

在故障发生时，全线速动保护能够迅速切除故障区域，隔离故障，从而避免故障的蔓延和对系统的影响。

二、分类根据保护动作的原理和触发条件，输电线路全线速动保护可以分为多种类型。

常见的有过流保护、距离保护、差动保护等。

以下将对这几种保护进行简要介绍。

1. 过流保护过流保护根据电流大小判断线路是否发生故障，并在故障发生时切除故障线路。

过流保护通常分为相间过流保护和零序过流保护两种，相间过流保护适用于对相间故障的保护，而零序过流保护则主要用于检测对地故障。

2. 距离保护距离保护是利用电压和电流之间的相位差及幅值大小来判断故障位置的保护方式。

距离保护根据远方终端测量的电流和电压与本地终端测量的电流和电压之间的差异，计算出故障位置的相对距离，并对故障线路进行保护动作。

3. 差动保护差动保护是一种采用比较保护原理的保护方式，它通过比较发电侧和负荷侧两端测量的电流大小和相位差来判断线路上是否发生故障，并实施差动定位保护动作。

差动保护具有灵敏度高、定位准确等优点，被广泛应用于输电线路的全线速动保护中。

三、应用案例输电线路全线速动保护在电力系统中应用广泛，以下列举几个具体案例。

1. X线路110kV差动保护该线路采用差动保护作为主要的全线速动保护手段。

差动保护装置通过监测发电侧和负荷侧的电流大小和相位差，及时切除发生故障的线路，并发送信号通知维护人员进行处理。

该保护方案能够满足线路的故障保护需求，有效提高了电网的可靠性和安全性。

1.全线速动保护在高压输电线路上，要求继电保护无时限地切除线路上任一点发生的故障。

2.单侧测量保护无法实现全线速动所谓单侧测量保护是指保护仅测量线路某一侧的母线电压、线路电流等电气量。

单侧测量保护有一个共同的缺点，就是无法快速切除本线路上的所有故障，最长切除时间为0.5秒左右。

由上图可以看出本线路末端故障k1与下线路始端故障k2两种情况下，保护测量到的电流、电压几乎是相同的。

如果为了保证选择性，k2故障时保护不能无时限切除，则本线路末端k1故障时也就无法无时限切除。

可见单侧测量保护无法实现全线速动的根本原因是考虑到互感器、保护均存在误差，不能有效地区分本线路末端故障与下线路始端故障。

3.双侧测量保护原理如何实现全线速动为了实现全线速动保护，保护判据由线路两侧的电气量或保护动作行为构成，进行双侧测量。

双侧测量时需要相应的保护通道进行信息交换。

双侧测量线路保护的基本原理主要有以下三种：（1）以基尔霍夫电流定律为基础的电流差动测量；（2）比较线路两侧电流相位关系的相位差动测量；（3）比较两侧线路保护故障方向判别结果，确定故障点的位置。

上图为电流差动保护原理示意图，保护测量电流为线路两侧电流相量和，也称差动电流。

将线路看成一个广义节点，流入这个节点的总电流为零，正常运行时或外部故障时忽略了线路电容电流后，在下线路始端发生故障时，差动电流为零；在本线末端发生故障时，差动电流为故障点短路电流，有明显的区别，可以实现全线速动保护。

电流差动原理用于线路纵联差动保护、线路光纤分相差动保护以及变压器、发电机、母线等元件保护上。

上图为相位差动保护（简称“相差保护”）原理示意图，保护测量的电气量为线路两侧电流的相位差。

正常运行及外部故障时，流过线路的电流为“穿越性“的，相位差为1800；内部故障时，线路两侧电流的相位差较小。

相位差动保护以线路两侧电流相位差小于整定值作为内部故障的判据，主要用于相差高频保护，由于该保护对通道、收发信机等设备要求较高，技术相对复杂，微机型线路保护已不采用相差高频保护原理。

第五章输电线路保护的全线速动保护在《电力系统继电保护及安全自动装置技术规程》中对全线速动保护的规定有：一、110～220kV中性点直接接地电力网中的线路保护，符合下列条件之一时，应装设一套全线速动保护1．根据系统稳定要求有必要时；2．线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值(一般约为70%额定电压)，且其他保护不能无时限和有选择地切除短路时；3．如电力网的某些主要线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护的性能。

二、对220kV线路，符合下列条件之一时，可装设二套全线速动保护。

（一）根据系统稳定要求；（二）复杂网络中，后备保护整定配合有困难时。

对于220kV以上电压等级线路，应按下列原则实现主保护双重化：1．设置两套完整、独立的全线速动主保护；2．两套主保护的交流电流、电压回路和直流电源彼此独立；3．每一套主保护对全线路内发生的各种类型故障（包括单相接地、相间短路、两相接地、三相短路、非全相运行故障及转移故障等），均能无时限动作切除故障；4．每套主保护应有独立选相功能，实现分相跳闸和三相跳闸；5．断路器有两组跳闸线圈，每套主保护分别起动一组跳闸线圈；6．两套主保护分别使用独立的远方信号传输设备。

若保护采用专用收发信机，其中至少有一个通道完全独立，另一个可与通信复用。

如采用复用载波机，两套主保护应分别采用两台不同的载波机。

三、对于330~500kV线路，应装设两套完整、独立的全线速动保护。

接地短路后备保护可装设阶段式或反时限零序电流保护，亦可采用接地距离保护并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。

相间短路后备保护可装设阶段式距离保护。

500kV线路的后备保护应按下列原则配置1．线路保护采用近后备方式。

2．每条线路都应配置能反应线路各种类型故障的后备保护。

当双重化的每套主保护都有完善的后备保护时，可不再另设后备保护。

只要其中一套主保护无后备，则应再设一套完整的独立的后备保护。

1.在继电保护中，通常依靠什么方法获取零序电压和零序电流？试说明获取零序电压和零序电流的基本原理和基本组成元件。

依靠零序电压过滤器和零序电流过滤器获取零序电压和零序电流。

为获取零序电压，通常采用三个单项式电压互感器，其一次绕组接成星形并将中性点接地，其二次绕组接成开口三角形。

二次侧绕组端电压即可测得零序电压。

为获取零序电流，可把零序电流过滤器接入相间保护用电流互感器的总线上。

2.什么是全线速动保护，采用全线速动保护对提高电力系统并列运行的动稳定性有何影响？线路任何一处发生短路，线路两端的保护都能瞬时动作，跳开线路两端的断路器，切除故障。

可以提高电力系统的稳定性，提高输电线路的输送负荷能力。

3.纵联线路差动的不平衡电流的形成原因是什么？不平衡电流是指一次侧差动电流严格为零时，二次侧流入保护的差动电流。

由于存在励磁电流，电流互感器有误差，当线路两侧TA励磁特性不完全一致时，两侧TA的误差也就存在差异，二次侧就会有不平衡电流流入保护。

4.简述“相--地”制载波通道的主要组成及各部分功能。

A高频阻波器减小衰耗和防止与相邻线路的纵联保护相互干扰。

B耦合电容器与结合滤波器串联谐振于载波频率，允许高频电流，阻止工频电流。

C结合滤波器电气隔离与阻抗匹配。

D电缆E保护间隙过电压保护 F接地刀闸保证人身安全5.纵联方向保护采用两套定值分别启动发信、跳闸，哪个启动元件灵敏度高？发信回路启动元件灵敏度高。

低定值元件启动发信回路，高定值元件开放跳闸回路。

.什么是“远方启动”，远方启动回路有什么作用？收到对侧信号而本侧启动发信元件未启动时，由收信启动本侧发信回路。

作用：A更加可靠地防止纵联保护单侧工作 B方便手动检测通道8.自动重合闸的基本类型有哪些？它们一般适用于什么网络？A按其功能可分为：三相、单相、综合自动重合闸装置；B按其运行于不同结构的输电线路来分：单、双电源线路的自动重合闸装置；C按其与继电保护配合的方式来分：前加速、后加速；9.电力系统对自动重合闸的基本要求是什么？为什么？A动作应迅速。