线路保护纵联保护
- 格式：ppt
- 大小：338.50 KB
- 文档页数：56
下载文档原格式
合集下载
电力系统继电保护原理-输电线路纵联保护
3、电流相位比较式纵联保护
对比两侧电流相位差为0°保护动作； 对比两侧电流相位差为180°保护不动作；
4、距离纵联保护
距离Ⅱ段作为方向元件。 该保护的优点：既具有纵联保护的优点，又具有距离 保护的优点。
4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换
4.2.1 导引线通信（见P132图4.5）
4.2.2 电力线载波通信（见P134图4.6） “高频保护 ”
KD . Ir
. 正常、k外：Ir =
. IM2
-
. IN2
.. . d内：Ir = IM2 + IN2
线路两侧装有相同变比的TA
保护动作特性： 1）不带制动特性
I set K rel K np K er K st I k .max
2）带制动特性
动作方程：
I m I n K I m I n Iop0
2）使用线路侧电压 2、功率倒向对方向高频保护的影响
在环网或双回线路上，当一回线发生故障时，由于故障线 路两侧的断路器相继动作。造成非故障线路的短路功率改 变方向，从而有可能使得非故障线路的方向高频保护误动。
为防止在功率倒向中保护误动，采取的措施是： 一是反方向功率方向元件优先的原则。即一旦反方向元件 动作，立即闭锁正方向元件。 二是当故障发生后经过一段时间（大于本保护动作时间， 小于相邻线路断路器跳闸时间），尚未判为内部故障，则 认为是外部故障，程序转入另一模块。
protect ＆
GSX
跳闸
③跳闸讯号方式：高频讯号本身可直接使断路器跳闸
protect
பைடு நூலகம்GSX
≥1
跳闸
4.2.3 微波通道
利用150mHz到20gHz间的电磁波进行无线通信称为微波通 信。 优点： 微波通道频带宽。 微波通道独立于输电线之外，可靠。 因而用微波通道可实现传送允许信号和直接跳闸信号的 保护方式。 缺点： 微波信号的衰耗与天气有关。 必须沿线路建设微波中继站。
对比两侧电流相位差为0°保护动作； 对比两侧电流相位差为180°保护不动作；
4、距离纵联保护
距离Ⅱ段作为方向元件。 该保护的优点：既具有纵联保护的优点，又具有距离 保护的优点。
4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换
4.2.1 导引线通信（见P132图4.5）
4.2.2 电力线载波通信（见P134图4.6） “高频保护 ”
KD . Ir
. 正常、k外：Ir =
. IM2
-
. IN2
.. . d内：Ir = IM2 + IN2
线路两侧装有相同变比的TA
保护动作特性： 1）不带制动特性
I set K rel K np K er K st I k .max
2）带制动特性
动作方程：
I m I n K I m I n Iop0
2）使用线路侧电压 2、功率倒向对方向高频保护的影响
在环网或双回线路上，当一回线发生故障时，由于故障线 路两侧的断路器相继动作。造成非故障线路的短路功率改 变方向，从而有可能使得非故障线路的方向高频保护误动。
为防止在功率倒向中保护误动，采取的措施是： 一是反方向功率方向元件优先的原则。即一旦反方向元件 动作，立即闭锁正方向元件。 二是当故障发生后经过一段时间（大于本保护动作时间， 小于相邻线路断路器跳闸时间），尚未判为内部故障，则 认为是外部故障，程序转入另一模块。
protect ＆
GSX
跳闸
③跳闸讯号方式：高频讯号本身可直接使断路器跳闸
protect
பைடு நூலகம்GSX
≥1
跳闸
4.2.3 微波通道
利用150mHz到20gHz间的电磁波进行无线通信称为微波通 信。 优点： 微波通道频带宽。 微波通道独立于输电线之外，可靠。 因而用微波通道可实现传送允许信号和直接跳闸信号的 保护方式。 缺点： 微波信号的衰耗与天气有关。 必须沿线路建设微波中继站。
输电线路纵联保护
第四章.输电线路纵联保护
▪输电线路纵联差动保护 ▪输电线路高频保护 ▪微波保护
问题的提出：
前述保护存在的主要问题 ①单侧量保护只能保护本线路的一部分 ②受运行方式影响；长线路，重负荷Klm低
第一节. 输电线纵联差动保护（纵差保护）
一．原理:
1. 纵联保护：就是用某种通信通道（简称通道）
将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各 端电气量（电流、功率的方向等）传送到对端， 将两端电气量比较，以判断故障在本线路范围 内还是在本线路保护范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。
2、导引线的阻抗和分布电容 3、导引线的故障和感应过电压
第二节.输电线路的高频保护
▪构成 ▪分类 ▪原理
一、概念
1、定义 高频保护：是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护.
广泛应用于高压和超高压输电线路 无时限快速保护,无需与下一线路配合，同时比较两端电 流的相位或功率方向区分内、外故障
电流相位（功率方向）→高频信号→输电线本身 →对端→比较 2、分类
Sd
Sd
Sd
图4-9 高频闭锁方向保护的作用原理
d短路： 3、4功率方向为正，不发闭锁信号 2、5为负，发闭锁信号
则1、2、5、6被闭锁
(1)动作条件 功率方向为正 收不到高频载波信号
(2)讯号由功率方向为负一端发出，两端闭锁 (3)闭锁信号的优点：
当内部故障并伴随通道破坏时(如接地or断 线)保护仍能正确动作
复习题： 一.判断题
二.简答题
答案：
一.判断题 1.对 2.错 3.对 4.对 5.错 二.简答题 1.
2. 3.
4.
5. 6.
相差高频保护： 相差高频保护
五、高频闭锁方向保护
▪输电线路纵联差动保护 ▪输电线路高频保护 ▪微波保护
问题的提出：
前述保护存在的主要问题 ①单侧量保护只能保护本线路的一部分 ②受运行方式影响；长线路，重负荷Klm低
第一节. 输电线纵联差动保护（纵差保护）
一．原理:
1. 纵联保护：就是用某种通信通道（简称通道）
将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各 端电气量（电流、功率的方向等）传送到对端， 将两端电气量比较，以判断故障在本线路范围 内还是在本线路保护范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。
2、导引线的阻抗和分布电容 3、导引线的故障和感应过电压
第二节.输电线路的高频保护
▪构成 ▪分类 ▪原理
一、概念
1、定义 高频保护：是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护.
广泛应用于高压和超高压输电线路 无时限快速保护,无需与下一线路配合，同时比较两端电 流的相位或功率方向区分内、外故障
电流相位（功率方向）→高频信号→输电线本身 →对端→比较 2、分类
Sd
Sd
Sd
图4-9 高频闭锁方向保护的作用原理
d短路： 3、4功率方向为正，不发闭锁信号 2、5为负，发闭锁信号
则1、2、5、6被闭锁
(1)动作条件 功率方向为正 收不到高频载波信号
(2)讯号由功率方向为负一端发出，两端闭锁 (3)闭锁信号的优点：
当内部故障并伴随通道破坏时(如接地or断 线)保护仍能正确动作
复习题： 一.判断题
二.简答题
答案：
一.判断题 1.对 2.错 3.对 4.对 5.错 二.简答题 1.
2. 3.
4.
5. 6.
相差高频保护： 相差高频保护
五、高频闭锁方向保护
电力系统继电保护 第四章输电线路的纵联保护
两侧均为正 两侧均动作 接近同相
（希望不动）
方向元件 阻抗元件 电流相位
一侧为正 一侧为负
一侧动作 一侧不动作
相位差 180
如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。
纵联保护：用某种通信信道将输电线 路两端的保护装置纵向联结起来，将 一端电气量（电流、功率方向等）传 到对端进行比较，判断故障在本线路 范围内还是范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。 可以实现本线路全长范围内任意一点 故障的零秒切除的保护。 纵联保护没有后备保护功能
(3) 微波通道 是一种多路通信通道，频带宽，可传送交流电 的波形。是理想的通道，但保护专用微波通道 是不经济的。 (4) 光纤通道 •采用光纤作为通信通道，目前超高压线路在 架线时已同时架设光纤通道，所以，已被越来 越多的超高压线路采用。
B. 按保护动作原理分：
(1) 方向比较式纵联保护
两侧的保护装置将本侧的功率方向、测量阻
继电保护通信通道的选择原则
优先考虑采用光纤通道
其他……
4.3 方向比较式纵联保护
一、概念
以正常无高频电流而在区外故障时发 出闭锁信号的方式构成。此闭锁信号 由短路功率为负的一侧发出，这个信 号被两端的收信机所接收，而把保护 闭锁，故称闭锁式方向纵联保护（高 频闭锁方向保护）。
两侧功率方向的故障特征
纵联保护按通道类型分类
纵联保护信号传输方式： （ 1 ）以导引线作为通信通道：纵联差 动保护 （ 2 ）电力线载波：高频保护（方向高 频保护，相差高频保护），其中方向高 频保护又包括高频闭锁方向保护，高频 闭锁负序方向保护，高频闭锁距离保护； （ 3 ）微波：微波保护，长线路，需要 中继站；
(2) 耦合电容器（滤波、隔工频） 耦合电容器与连接滤波器共同配 合，将载波信号传递至输电线路，同时 使高频收发信机与工频高压线路绝缘。 由于耦合电容器对于工频电流呈现极大 的阻抗，故由它所导致的工频泄漏电流 极小。
（希望不动）
方向元件 阻抗元件 电流相位
一侧为正 一侧为负
一侧动作 一侧不动作
相位差 180
如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。
纵联保护：用某种通信信道将输电线 路两端的保护装置纵向联结起来，将 一端电气量（电流、功率方向等）传 到对端进行比较，判断故障在本线路 范围内还是范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。 可以实现本线路全长范围内任意一点 故障的零秒切除的保护。 纵联保护没有后备保护功能
(3) 微波通道 是一种多路通信通道，频带宽，可传送交流电 的波形。是理想的通道，但保护专用微波通道 是不经济的。 (4) 光纤通道 •采用光纤作为通信通道，目前超高压线路在 架线时已同时架设光纤通道，所以，已被越来 越多的超高压线路采用。
B. 按保护动作原理分：
(1) 方向比较式纵联保护
两侧的保护装置将本侧的功率方向、测量阻
继电保护通信通道的选择原则
优先考虑采用光纤通道
其他……
4.3 方向比较式纵联保护
一、概念
以正常无高频电流而在区外故障时发 出闭锁信号的方式构成。此闭锁信号 由短路功率为负的一侧发出，这个信 号被两端的收信机所接收，而把保护 闭锁，故称闭锁式方向纵联保护（高 频闭锁方向保护）。
两侧功率方向的故障特征
纵联保护按通道类型分类
纵联保护信号传输方式： （ 1 ）以导引线作为通信通道：纵联差 动保护 （ 2 ）电力线载波：高频保护（方向高 频保护，相差高频保护），其中方向高 频保护又包括高频闭锁方向保护，高频 闭锁负序方向保护，高频闭锁距离保护； （ 3 ）微波：微波保护，长线路，需要 中继站；
(2) 耦合电容器（滤波、隔工频） 耦合电容器与连接滤波器共同配 合，将载波信号传递至输电线路，同时 使高频收发信机与工频高压线路绝缘。 由于耦合电容器对于工频电流呈现极大 的阻抗，故由它所导致的工频泄漏电流 极小。
输电线路纵联保护概述
4.两端的测量阻抗的特征
M IM UM
IN N
k1
UN
正常负荷时测量阻抗 位于II段保护范围外；
区内故障时两侧的测 量阻抗都落在本段的II 段保护范围内，两侧II 段同时启动；
外部故障时有一侧保 护为反方向，不启动。
4.1.3 纵联保护的基本原理
1.纵联电流差动保护 利用线路两端的电流和的特征可以构成纵联差动保护。 正常运行或区外故障时，
4.1.1 输电线路纵联保护概述
输电线路的纵联保护结构如下图所示：
~
~
继电保护装置 通信设备
通信通道
继电保护装置 通信设备
一套完整的纵联保护包括：两端保护装置、通信设 备和通信通道。
3.通信通道的分类
导引线通信：通过敷设电缆传送电气量信息。 电力线载波通道：以电力线作为通信通道。 微波通道 光纤通信：经济、容量大、不受干扰，是目前主流。
4.1.3 纵联保护的基本原理
3.电流相位比较式纵联保护 由于测量误差和输电线路
分布电容的影响，两端电流的 不动作区 实际电流的相位差不可能恰好
等于0°或180°。所以保护的
动作区和不动作区如图所示。
动作区
4.1.3 纵联保护的基本原理
4.距离纵联保护 构成原理和方向比较式纵联保护相似，只是用方向阻抗
传传送送的的是是判电别气的量逻，辑信量息，量信较息大量，较并少且，要但求对两可侧靠信性息要同求步较采高集。，对 通道要求较高。
4.1.2 输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析
纵联保护是利用线路两端的电气量在内部故障与非故障 时的特征差异构成的。
线路发生内部故障与其它运行状态（外部故障和正常运 行）相比，电力线两端电流波形、功率方向、电流相位以及 两端的测量阻抗都有明显的差异，利用这些差异可以构成不 同原理的纵联保护。
纵联距离保护的原理及优缺点
纵联距离保护的原理及优缺点引言：纵联距离保护是电力系统中常用的一种保护方式，它通过测量电力线路两端电流和电压的差值，判断线路是否发生故障，从而实现对电力系统的保护。
本文将详细介绍纵联距离保护的原理、优点和缺点。
一、纵联距离保护的原理纵联距离保护是基于传输线特性的电流和电压相位关系建立的，其主要原理可概括为以下几点：1. 电力线路的电流和电压之间存在一定的相位差，而这个相位差与线路的长度和特性有关。
2. 在正常运行状态下，电流和电压的相位差是稳定的，而当线路发生故障时，电流和电压的相位差会发生变化。
3. 根据电流和电压相位差的变化情况，可以判断出线路是否发生故障以及发生故障的位置。
二、纵联距离保护的优点纵联距离保护具有以下几个优点：1. 灵敏性高：纵联距离保护可以快速检测到线路的故障，减少对电力系统的损害。
2. 可靠性强：纵联距离保护采用了先进的电流和电压测量技术，能够准确地判断线路的故障位置，提高电力系统的可靠性。
3. 抗干扰能力强：纵联距离保护采用了差动测量原理，能够有效地抵抗电力系统中的干扰信号，提高保护装置的稳定性。
4. 适用范围广：纵联距离保护适用于各种电力线路，无论是高压输电线路还是低压配电线路都可以使用。
三、纵联距离保护的缺点纵联距离保护也存在一些缺点，主要包括：1. 定位误差：由于电力线路的特性和故障类型的不同，纵联距离保护在故障定位方面可能存在一定的误差。
2. 受电力系统结构的影响：纵联距离保护的工作性能受到电力系统结构的影响，当电力系统结构发生变化时，纵联距离保护需要进行相应的调整和优化。
3. 对电力系统的负荷变化敏感：纵联距离保护对电力系统的负荷变化比较敏感，当负荷变化较大时，保护装置可能会误判线路故障。
结论：纵联距离保护是一种常用的电力系统保护方式，它通过测量电流和电压的差值来判断线路是否发生故障。
纵联距离保护具有灵敏性高、可靠性强、抗干扰能力强和适用范围广的优点，但也存在定位误差、受电力系统结构影响和对负荷变化敏感的缺点。
输电线路纵联保护
• 当正常运行时，两侧的测量阻抗是负荷阻抗，阻抗 元件不起动；
• 当发生外部短路时，两侧的测量阻抗也是短路阻抗 ，但一侧为反方向，至少有一侧的阻抗元件不起动 。
4.1.3 纵联保护的基本原理
• 利用输电线两端电气量在正常运行、外部短 路和内部短路时的特征差异可以构成不同原 理的输电线路纵联保护：
➢纵联电流差动保护 ➢方向比较式纵联保护 ➢电流相位比较式纵联保护 ➢距离纵联保护
4. 输电线路纵联保护
4.1 输电线路纵联保护概述 4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换 4.3 方向比较式纵联保护 4.4 纵联电流差动保护
4.1 输电线路纵联保护概述
➢4.1.1 引言
仅反应线路一侧的电气量不可能无延时地快速区 分本线末端和对侧母线(或相邻线始端)故障。
反应线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本 线路内部任意点短路与外部短路，达到有选择性 、快速地切除全线路任意点短路的目的。
– 当输电线路发生内部短路时，两端电流相角差为0°， 保护动作，跳开本端断路器。
– 而正常运行或发生区外短路时两端电流相角差180 ° ，保护不动作。
4.1.3 纵联保护的基本原理
3.电流相位比较式纵联保护
• 考虑电流电压互感器的误差以及输电线分布电容等的影响， 当线路发生区外故障时两端电流相角差并不等于180°，而 是在180°附近；
导引线纵差保护的特点
• 导引线纵差保护的突出优点是：
– 不受电力系统振荡的影响，不受非全相运行的影响、在 单侧电源运行时仍能正确工作。
– 简单可靠，维修工作量极少，投运率极高，技术成熟， 服务年限长，动作速度快等优点。
• 导引线纵差保护的使用也受如下因素的限制：
– 保护装置的性能受导引线参数和使用长度影响，导引线 愈长，分布电容愈大则保护装置的安全可靠性愈低；
• 当发生外部短路时，两侧的测量阻抗也是短路阻抗 ，但一侧为反方向，至少有一侧的阻抗元件不起动 。
4.1.3 纵联保护的基本原理
• 利用输电线两端电气量在正常运行、外部短 路和内部短路时的特征差异可以构成不同原 理的输电线路纵联保护：
➢纵联电流差动保护 ➢方向比较式纵联保护 ➢电流相位比较式纵联保护 ➢距离纵联保护
4. 输电线路纵联保护
4.1 输电线路纵联保护概述 4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换 4.3 方向比较式纵联保护 4.4 纵联电流差动保护
4.1 输电线路纵联保护概述
➢4.1.1 引言
仅反应线路一侧的电气量不可能无延时地快速区 分本线末端和对侧母线(或相邻线始端)故障。
反应线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本 线路内部任意点短路与外部短路，达到有选择性 、快速地切除全线路任意点短路的目的。
– 当输电线路发生内部短路时，两端电流相角差为0°， 保护动作，跳开本端断路器。
– 而正常运行或发生区外短路时两端电流相角差180 ° ，保护不动作。
4.1.3 纵联保护的基本原理
3.电流相位比较式纵联保护
• 考虑电流电压互感器的误差以及输电线分布电容等的影响， 当线路发生区外故障时两端电流相角差并不等于180°，而 是在180°附近；
导引线纵差保护的特点
• 导引线纵差保护的突出优点是：
– 不受电力系统振荡的影响，不受非全相运行的影响、在 单侧电源运行时仍能正确工作。
– 简单可靠，维修工作量极少，投运率极高，技术成熟， 服务年限长，动作速度快等优点。
• 导引线纵差保护的使用也受如下因素的限制：
– 保护装置的性能受导引线参数和使用长度影响，导引线 愈长，分布电容愈大则保护装置的安全可靠性愈低；
纵联距离保护的原理及优缺点
纵联距离保护的原理及优缺点纵联距离保护（Pilot Distance Protection）是一种常用的电力系统保护方案，它通过测量电力系统中的纵向信息，实现对电力线路的保护。
纵联距离保护的原理是根据故障点到保护装置的距离来判断故障位置，并通过比较测量值和设定值之间的差异来实现保护动作。
本文将详细介绍纵联距离保护的原理及其优缺点。
一、原理纵联距离保护的原理基于以下两个假设：1. 电力线路上的故障点与保护装置之间的电压、电流及功率的关系是稳定的。
2. 电力线路上的故障点与保护装置之间的阻抗是稳定的。
根据这两个假设，纵联距离保护装置通过测量电力线路上的电压和电流，并计算出故障点到保护装置的阻抗值。
然后，将该阻抗值与设定值进行比较，如果二者之间的差异超过一定的阈值，就会发出保护信号，触发保护动作。
二、优点1. 灵敏度高：纵联距离保护可以根据电力线路上的电压和电流的变化情况，准确地判断故障点的位置。
它具有较高的灵敏度，能够快速准确地检测故障，并采取相应的保护措施，有效地保护电力系统的安全运行。
2. 速度快：纵联距离保护的动作速度非常快，可以在故障发生后的瞬间就做出反应。
这对于保护电力系统的设备和人员来说，非常重要，可以避免故障扩大和损害的发生，保护电力系统的可靠性和稳定性。
3. 抗干扰能力强：纵联距离保护对外界的干扰具有一定的抵抗能力。
它可以通过滤波和抗干扰算法来抑制电力系统中的干扰信号，确保保护装置的测量结果准确可靠。
4. 适应性强：纵联距离保护具有较强的适应性，可以适应不同类型的故障和电力系统结构。
它可以通过调整设定值和参数来适应不同的工况和系统变化，提高保护的准确性和可靠性。
三、缺点1. 距离测量误差：纵联距离保护的测量结果受到电力线路参数的影响，如电阻、电抗等。
这些参数可能会随着电力系统的运行状态和负载变化而发生变化，导致测量结果的误差增大，从而影响保护的准确性。
2. 故障位置误判：纵联距离保护只能判断故障点与保护装置之间的距离，不能准确判断故障的位置。
第六章输电线路纵联保护..
不平衡电流对纵联差动保护的影响
* *
I M1
I N1
*
K
*
I M2
I r
I N2
I
区外故障时，由于ＴＡ的传变误差使
五、高频通道的构成
高频保护由继电保护、高频收发信机和高频通 道组成。
电气量 继电 保护 发信机 收信机 通道
收信机 发信机
继电 电气量 保护
高频收发信机接入输电线路的方式有： “相-相”制：连接在两相导线之间； “相-地”制：连接在输电线一相导线和大 地之间。
1 2
3
输电线
4 4
3
2
7
6
6
7
电力系统继电保护原理
第六章 输电线路的纵联保护
6.1
输电线路纵联保护概述
一、反应单侧电气量保护的缺陷 （电流保护和距离保护）
•无法区分本线路末端短路与相邻 线路出口短路。
•无法实现全线速动。
二、输电线路纵联保护的概念
输电线路纵联保护：就是利用通信 通道将线路两端的保护装置纵向联 结起来，将各端的电气量（电流、 功率方向等）传送到对端，将两端 的电气量进行比较，判断故障在区 内还是在区外，从而决定是否切断 被保护线路。
5
5
GFX GSX 8
8 GSX GFX
“相-地”制高频通道示意图
1
2
3
阻波器
3
2
7
6
并联谐振回路，其谐振频率为 6 4 4 7 载波频率。 5 5 对载波电流：Z>1000Ω----将 高频电流限制在被保护线路以 8 GSX GFX GFX GSX 8 内。 对工频电流：Z≈0.04Ω----工频 电流可畅流无阻。
输电线路纵联保护
零；均压法接线在导引线中没有电流环流，差动继电器中电流也为零。在内部短
路时，两种接线旳差动继电器中都有电流流过，从而能够精确地动作。当发生外
部短路时，均压法接线旳导引线将会承受高电压，而环流法接线旳导引线将在内
部短路时承受高电压。对于短线路来说，外部短路旳机会多，而内部短路又能够
由纵联保护不久地切除，所以从这个观点来看，环流法很好，但两种接线对保护
。
•
•
•
Ik1 Ik1M Ik1N
1.12
第4章 输电线路纵联保护
4.2 导引线纵联保护
式(4-2)阐明内部短路时流入差动继电器旳电流为故障点总电流旳二次值，且 远不小于正常运营和外部短路时流入差动继电器旳不平衡电流。当差动继电 器为反应电流过量动作时，线路内部短路时，它就动作，即向被保护线路两 侧送出跳闸信号，而正常运营和外部短路时，差动继电器不动作。 从以上分析可见，导引线纵联保护在原理上区别了线路旳内部和外部故障， 可无延时地切除线路两侧电流互感器之间任何地点旳故障。因为在正常情况 下，上述连接方式旳纵联保护旳二次侧电流在导引线中成环流，所以也称为 环流法纵联保护。实际上图4.2旳接线只能用于短线路、变压器、发电机和母 线等作为主保护，而不用于输电线路，因为在正常情况下，它要求沿线路敷 设流过电流互感器二次电流旳多根导引线，这在技术上是有诸多困难旳，在 经济上也是不合理旳。
•
IN
1.20
线路纵联保护旳动作特征取决于线路两侧电流旳关系。两侧电流旳关
系能够用幅值关系和相位关系来表达，也能够用复数比来表达，所以动作
特征旳分析措施如下：
从纵联保护整定计算旳基本原则可知，其动作条件可表达为
•
•
| IM IN |≥ Iop
第4章 输电线路纵联保护
M IM
k1
IN N
2）区外短路时： Ik1
M IM
IN
N k2
规定：电流的正方向为由母线流向线路
两侧电流相量和： 区内短路：IM IN Ik1 区外短路：IM IN 0
4.1.2 输电线路短路时两侧电气量的故障特征
2 两端功率方向的故障特征
1）区内短路时：
M IM
k1
IN N
SM
第4章 输电线路纵联保护
4.1 输电线路纵联保护概述 4.1.1 引言 电流保护、距离保护：
仅利用被保护元件一侧的电气量构成保护判据。
不可能快速区分本线末端和对侧母线（或相邻线 首端）故障。
导致II段延时切除，在高压系统中难以满足稳定 性对快速切除故障的要求。
4.1 输电线路纵联保护概述 4.1.1 引言 纵联保护：利用某种通信通道同时比较被保护元 件系1 两）纵在侧联正电保常气护运量的行（一与即般故在构线障成路时框两差图侧异之的间保发护生。纵向的联
4.3.4 影响方向纵联保护正确工作的因素及应 对措施
2 功率倒向对方向比较式纵联保护的影响及应对措施
1
2
QF3跳闸后： 线路L2：M侧功率正，N侧功率负，功率倒向。2向1发闭锁信号， 但信号有延时，在M侧未收到闭锁信号前可能误动作跳开QF1。
4.3.4 影响方向纵联保护正确工作的因素及应 对措施
1 基于数据通道的同步方法——采样时刻调整法
(1)通道延时的测定（正式采样同步前）
从站采样时刻点 tm1：主站发送信息
td
tr 2
tm1 2
tm
主站采样时刻点
(2) 主站时标与从站时标的核对 tr2：主站收到返回信息
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在“四统一”中采用这种“位置停信”还有一种 目的：如果线路出口短路，零序Ⅰ段等快速保护先发 跳闸命令并将断路器跳开时若高频保护还未跳闸（当 时系统用的相差高频保护由于两次比相，动作时间将 到40～60ms），断路器跳闸后高频保护立即恢复发 信，闭锁了对端的高频保护。采取了“位置停信”后 使该端一直处于停信状态可确保对端高频保护可靠跳
“零序高频”是指其方向元件由零序功率方向元件充当。 同样其零序功率方向元件应保证对本线范围内的所有接地 故障有绝对灵敏度。（如LFP901中的O++）
“方向高频”，从字面上理解可以指所有的基于两侧方向 判别的高频保护。但是有一种方向元件是由工频突变量方 向元件充当的高频保护，我们习惯称其为“方向高频” 。 （如LFP901中的D++）
（4）关于闭锁式的两个关键元件的说明：
1.启动元件 （1）高定值启动元件起动后，终止主程序，执行故处理程
序，开放保护。
（2）低定值启动元件动作，控制收发信机启动发信。 （3）启动元件无方向性，灵敏度高。 2.方向元件 （1）有明确的方向性。 （2）正方向元件要确保在本线路全长范围内的短路都能可
靠动作（超范围闭锁式）。
最大的优点就是可以瞬时切除本线路全长范围 内的短路。这种综合反应两端电气量变化的保
护就叫做纵联保护。纵联保护的优点是明显的，
但它的缺点是不能保护在相邻线路上的短路， 不能作相邻线路上的短路的后备。
小结：
纵联保护既然是反应两端电气量 变化的保护，那就一定要把对端电气 量变化的信息告诉本端，同样也应把 本端电气量变化的信息告诉对端，以 便每侧都能综合比较两端电气量变化 的信息做出是否要发跳闸命令的决定。 这必然涉及到通信的问题，而通信需 要通道。
跳闸。这些工作都由装置在软件中自动完成。
7.闭锁式高频纵联保护的具体称谓（什么是距离高频？什么 是零序高频？什么是方向高频？………..）
“距离高频”（或称“高频距离”）是指其方向元件由距 离元件充当，一般使用II段或III段的阻抗测量元件，前提 是保证本线范围内各类故障有绝对灵敏度。（如LFP902 中的Z++）
（2）如果高定值起动元件起动后，又收到了任 一相相跳闸位置继电器都动作的信号并确认该 相无电流时立即停信。这停信通常称作“位置 停信”。
在起动元件起动后本断路器又单相或三相 跳闸了，这说明本线路上发生了短路，本端保 护动作跳闸了，所以采取马上停信措施后有利 于对端纵联方向保护跳闸。
（3）“位置停信”的由来
（3）功率倒向时的防误动措施
a.保护启动后如果纵联保护在连续35ms内一直未收到信号或不 满足正方向方向元件动作、反方向方向元件不动作的条件（对纵联距 离保护是不满足阻抗继电器动作的条件），那么纵联保护再要动作的 话要另加25ms的延时。
b.保护启动后先反方向元件动作然后再正方向元件动作且反方向 动作期间收到对侧允许信号，那么该正方向元件动作后延时 25~35mS向对侧发允许信号。
闭锁。 4.在故障线路上最后应该没有闭锁信号，保护才能跳闸。 5.在使用闭锁信号时，一般都采用相-地耦合的高频通道（当然也
可采用相-相耦合高频通道，允许式高频保护一般使用相相耦合 通道）。需要指出的是虽然收发信机接在一相输电线路与大地 之间，但由于相与相之间和相与地之间是有分布电容的，所以 实际上三相输电线路和部份大地都是参与高频电流的传输的。 6.闭锁式纵联保护区内故障时不怕通道断，怕区外故障时通道断。 7.闭锁式纵联保护使用单频制。正常运行时保护通道中无高频信 号。
1.高频闭锁纵联方向保护 WXB-11C+GSF6；LFP-901+LFX-912； PSL-602+YSF-10A；RCS-901+LFX-912； CSC-101+BSF3；LFP-902+LFX-912； 2.光纤纵联方向保护 PSL-602+GXC-01；RCS-901+FOX40E CSC-102+CSY-102A；WXH-801+ ZSJ-900 3.光纤分相电流差动保护 PSL-603；RCS-931；CSC-103； WXH-803；PRS-753
Id IM IN IK IK 0
Ir IM IN IK IK 2I K
2.允许式光纤纵联方向保护
1.允许式纵联方向保护的简化框图：
保护启动 正方向元件动作 反方向元件不动作
有对侧允许信号
＆
保护启动 出口
正方向元件动作 反方向元件不动作
＆ 向对侧发允许信号
保护启动
开关任一相分位 且该相无流
＆ 向对侧发允许信号 有对侧允许信号 开关任三相分位 且三相无流
＆ 向对侧发允许信号
（2）本装置其他保护动作停信
现在输电线路保护都做成成套的保护装置。
一条线路的主保护、后备保护都做在一套保护 装置内。本装置内任意一种保护发跳闸命令同
时立即停信有利于对端纵联保护跳闸。保护装 置发三相跳闸命令停信直至跳闸命令返还后还 继续展宽停信150ms，保护装置发单相跳闸命 令时只停信150ms，这段时间保证让对端可靠
6.其他保护停信和本装置保护动作停信的问题。 （1）母差（失灵）保护动作停信
双母线接线的母差保护动作停信一般通过启动线路保护中操作箱内 的TJR继电器实现。
对于CT在开关断口两端布置时（如GIS设备），线路保护CT与母差 保护CT可实现交叉，避免了死区的存在，此时可不用母差停信。
3/2开关接线的母差保护动作不停信，开关失灵时需要强制停信 母差停信一般展宽150mS，也是在母差出口元件返回后继续停信 150mS。
一、反应输电线路单端电气量变化的保护的缺陷
电流、电压、零序电流和距离保护都是反应 输电线路单端电气量变化的保护，这种反应 单端电气量变化的保护从原理上讲都区分不 开本线路末端和相邻线路始端的短路 。
凡是反应单端电气量变化的保护都做成多 段式的保护，其中瞬时动作的第Ⅰ段保护， 其定值都要按躲本线路末端短路（其实质
高频信号在通道上传输是有时滞的，如果M端保护判正方向后不 经延时而匆忙停信后，由于M端收信机收不到对册信号将造成保护误 动。
M端保护只有确保近故障点的N端保护的闭锁信号到达M端以后 才允许停信，这样M端保护才不会误动。
显然这等待的延时应考虑N端闭锁信号来得最慢、最严重的情况。 这种情况出现在N端是远方起信的情况。发生短路后N端起动元件因 故没有起动，所以一开始不发信。要等M端高频信号先送过来后，N 端由远方起信才起动发信。等N端的信号再送到M端后，M端再去停 信保护就不会误动了。所以M端停信等待的延时应包括高频信号往返 一次的延时，加上对端发信机起动发信的延时再加上足够的裕度时间。 这时间一般为（5~8）ms就足够了。
（3）反方向元件灵敏度高于正方向元件，反方向元件动作 则闭锁正方向元件。
（4）正方向元件动作则停止收发信机发信。
（5）关于闭锁式纵联保护的几个问题的讨论：
1.为什么要用灵敏度不同的两个起动元件？
为防止区外故障时，近故障端保护不能可靠启动发信 而远故障端的保护因收不到对侧闭锁信号而误动。
2.为什么要先收到8ms高频信号后才允许停信？
3.纵联分相电流差动保护
（1）稳态分相电流差动保护的基本原理
在系统图中，设流过两端保护的电流、以
母线流向被保护线路的方向规定为其正方向， 如图中箭头方向所示。以两端电流的相量和作 为继电器的动作电流，该电流有时也称作差动 电流、差电流。另以两端电流的相量差作为继 电器的制动电流。
差动门槛值
差动电流
1.闭锁式高频纵联保护
（1）闭锁式高频纵联保护的通道介绍
（2）闭锁式高频纵联方向保护简化原理框图：
（3）关于闭锁式的几个基本特点
1.收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件。 2.闭锁信号主要是在非故障线路上传输的（并不表示在故障线路
上从来没有传送过闭锁信号）， 3.在非故障线路上一直存在闭锁. 电力线载波(高频)通道。 2. 微波通道 3.光纤通道 4.导引线通道
上述四种通道应该说光纤通道是最有发展 前途的。目前继电保护制造厂家生产光纤 保护的产量已大于高频保护的产量。但由 于历史的原因，高频通道还有一定的数量。
二、220kV系统常见的几种纵联保护配置
3.功率倒向时出现的问题及对策 。
1号保护
2号保护
F+动作 F-动作 F+动作 F-动作情
情况
情况 情况
况
功率倒向前
√
×
×
√
功率倒向后
×
√
√
×
如果纵联方向保护在35ms内一直不动作（收信时间满35ms） ，那么纵联方向保护再要动作的话要另加25ms的延时。
4.远方启信的作用和通道交换的过程。
远方启信作用： （1）通道检查 （2）防止因发信启动回路故障而造成的保护不正确动作
是躲相邻线路始端短路）来整定。这类反
应输电线路单端电气量变化的保护，它的 缺陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的 短路。它的优点是它的带延时的第Ⅲ段 （或第Ⅳ段）可以作为相邻线路上短路的 后备。这类保护有时称作具有相对选择性
的保护。
既然反应M端电气量变化的保护无法区别F1和 F2点的短路，可是反应N端电气量变化的保护 确是很容易区分这两点短路的。例如用一个方 向继电器就可以区分：F1点是正方向短路， F2点是反方向短路。所以如果有一种保护它可 以综合反应两端电气量的变化，这样的保护一 定可以区分F1和F2点的短路。那么它的一个
2.允许式光纤纵联保护的通道
（1）直连光纤通道
（2）复用光纤通道
3.允许式光纤纵联保护的其他一些问题
（1）母差（失灵）保护动作向对侧发允许信号，并在母差（失灵）元 件返回后展宽150mS发信。
（2）本保护装置其他保护动作发三相跳令后立即向对侧发信并展宽 150mS。本保护装置任一保护发单跳令只发信150mS，不展宽。
“零序高频”是指其方向元件由零序功率方向元件充当。 同样其零序功率方向元件应保证对本线范围内的所有接地 故障有绝对灵敏度。（如LFP901中的O++）
“方向高频”，从字面上理解可以指所有的基于两侧方向 判别的高频保护。但是有一种方向元件是由工频突变量方 向元件充当的高频保护，我们习惯称其为“方向高频” 。 （如LFP901中的D++）
（4）关于闭锁式的两个关键元件的说明：
1.启动元件 （1）高定值启动元件起动后，终止主程序，执行故处理程
序，开放保护。
（2）低定值启动元件动作，控制收发信机启动发信。 （3）启动元件无方向性，灵敏度高。 2.方向元件 （1）有明确的方向性。 （2）正方向元件要确保在本线路全长范围内的短路都能可
靠动作（超范围闭锁式）。
最大的优点就是可以瞬时切除本线路全长范围 内的短路。这种综合反应两端电气量变化的保
护就叫做纵联保护。纵联保护的优点是明显的，
但它的缺点是不能保护在相邻线路上的短路， 不能作相邻线路上的短路的后备。
小结：
纵联保护既然是反应两端电气量 变化的保护，那就一定要把对端电气 量变化的信息告诉本端，同样也应把 本端电气量变化的信息告诉对端，以 便每侧都能综合比较两端电气量变化 的信息做出是否要发跳闸命令的决定。 这必然涉及到通信的问题，而通信需 要通道。
跳闸。这些工作都由装置在软件中自动完成。
7.闭锁式高频纵联保护的具体称谓（什么是距离高频？什么 是零序高频？什么是方向高频？………..）
“距离高频”（或称“高频距离”）是指其方向元件由距 离元件充当，一般使用II段或III段的阻抗测量元件，前提 是保证本线范围内各类故障有绝对灵敏度。（如LFP902 中的Z++）
（2）如果高定值起动元件起动后，又收到了任 一相相跳闸位置继电器都动作的信号并确认该 相无电流时立即停信。这停信通常称作“位置 停信”。
在起动元件起动后本断路器又单相或三相 跳闸了，这说明本线路上发生了短路，本端保 护动作跳闸了，所以采取马上停信措施后有利 于对端纵联方向保护跳闸。
（3）“位置停信”的由来
（3）功率倒向时的防误动措施
a.保护启动后如果纵联保护在连续35ms内一直未收到信号或不 满足正方向方向元件动作、反方向方向元件不动作的条件（对纵联距 离保护是不满足阻抗继电器动作的条件），那么纵联保护再要动作的 话要另加25ms的延时。
b.保护启动后先反方向元件动作然后再正方向元件动作且反方向 动作期间收到对侧允许信号，那么该正方向元件动作后延时 25~35mS向对侧发允许信号。
闭锁。 4.在故障线路上最后应该没有闭锁信号，保护才能跳闸。 5.在使用闭锁信号时，一般都采用相-地耦合的高频通道（当然也
可采用相-相耦合高频通道，允许式高频保护一般使用相相耦合 通道）。需要指出的是虽然收发信机接在一相输电线路与大地 之间，但由于相与相之间和相与地之间是有分布电容的，所以 实际上三相输电线路和部份大地都是参与高频电流的传输的。 6.闭锁式纵联保护区内故障时不怕通道断，怕区外故障时通道断。 7.闭锁式纵联保护使用单频制。正常运行时保护通道中无高频信 号。
1.高频闭锁纵联方向保护 WXB-11C+GSF6；LFP-901+LFX-912； PSL-602+YSF-10A；RCS-901+LFX-912； CSC-101+BSF3；LFP-902+LFX-912； 2.光纤纵联方向保护 PSL-602+GXC-01；RCS-901+FOX40E CSC-102+CSY-102A；WXH-801+ ZSJ-900 3.光纤分相电流差动保护 PSL-603；RCS-931；CSC-103； WXH-803；PRS-753
Id IM IN IK IK 0
Ir IM IN IK IK 2I K
2.允许式光纤纵联方向保护
1.允许式纵联方向保护的简化框图：
保护启动 正方向元件动作 反方向元件不动作
有对侧允许信号
＆
保护启动 出口
正方向元件动作 反方向元件不动作
＆ 向对侧发允许信号
保护启动
开关任一相分位 且该相无流
＆ 向对侧发允许信号 有对侧允许信号 开关任三相分位 且三相无流
＆ 向对侧发允许信号
（2）本装置其他保护动作停信
现在输电线路保护都做成成套的保护装置。
一条线路的主保护、后备保护都做在一套保护 装置内。本装置内任意一种保护发跳闸命令同
时立即停信有利于对端纵联保护跳闸。保护装 置发三相跳闸命令停信直至跳闸命令返还后还 继续展宽停信150ms，保护装置发单相跳闸命 令时只停信150ms，这段时间保证让对端可靠
6.其他保护停信和本装置保护动作停信的问题。 （1）母差（失灵）保护动作停信
双母线接线的母差保护动作停信一般通过启动线路保护中操作箱内 的TJR继电器实现。
对于CT在开关断口两端布置时（如GIS设备），线路保护CT与母差 保护CT可实现交叉，避免了死区的存在，此时可不用母差停信。
3/2开关接线的母差保护动作不停信，开关失灵时需要强制停信 母差停信一般展宽150mS，也是在母差出口元件返回后继续停信 150mS。
一、反应输电线路单端电气量变化的保护的缺陷
电流、电压、零序电流和距离保护都是反应 输电线路单端电气量变化的保护，这种反应 单端电气量变化的保护从原理上讲都区分不 开本线路末端和相邻线路始端的短路 。
凡是反应单端电气量变化的保护都做成多 段式的保护，其中瞬时动作的第Ⅰ段保护， 其定值都要按躲本线路末端短路（其实质
高频信号在通道上传输是有时滞的，如果M端保护判正方向后不 经延时而匆忙停信后，由于M端收信机收不到对册信号将造成保护误 动。
M端保护只有确保近故障点的N端保护的闭锁信号到达M端以后 才允许停信，这样M端保护才不会误动。
显然这等待的延时应考虑N端闭锁信号来得最慢、最严重的情况。 这种情况出现在N端是远方起信的情况。发生短路后N端起动元件因 故没有起动，所以一开始不发信。要等M端高频信号先送过来后，N 端由远方起信才起动发信。等N端的信号再送到M端后，M端再去停 信保护就不会误动了。所以M端停信等待的延时应包括高频信号往返 一次的延时，加上对端发信机起动发信的延时再加上足够的裕度时间。 这时间一般为（5~8）ms就足够了。
（3）反方向元件灵敏度高于正方向元件，反方向元件动作 则闭锁正方向元件。
（4）正方向元件动作则停止收发信机发信。
（5）关于闭锁式纵联保护的几个问题的讨论：
1.为什么要用灵敏度不同的两个起动元件？
为防止区外故障时，近故障端保护不能可靠启动发信 而远故障端的保护因收不到对侧闭锁信号而误动。
2.为什么要先收到8ms高频信号后才允许停信？
3.纵联分相电流差动保护
（1）稳态分相电流差动保护的基本原理
在系统图中，设流过两端保护的电流、以
母线流向被保护线路的方向规定为其正方向， 如图中箭头方向所示。以两端电流的相量和作 为继电器的动作电流，该电流有时也称作差动 电流、差电流。另以两端电流的相量差作为继 电器的制动电流。
差动门槛值
差动电流
1.闭锁式高频纵联保护
（1）闭锁式高频纵联保护的通道介绍
（2）闭锁式高频纵联方向保护简化原理框图：
（3）关于闭锁式的几个基本特点
1.收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件。 2.闭锁信号主要是在非故障线路上传输的（并不表示在故障线路
上从来没有传送过闭锁信号）， 3.在非故障线路上一直存在闭锁. 电力线载波(高频)通道。 2. 微波通道 3.光纤通道 4.导引线通道
上述四种通道应该说光纤通道是最有发展 前途的。目前继电保护制造厂家生产光纤 保护的产量已大于高频保护的产量。但由 于历史的原因，高频通道还有一定的数量。
二、220kV系统常见的几种纵联保护配置
3.功率倒向时出现的问题及对策 。
1号保护
2号保护
F+动作 F-动作 F+动作 F-动作情
情况
情况 情况
况
功率倒向前
√
×
×
√
功率倒向后
×
√
√
×
如果纵联方向保护在35ms内一直不动作（收信时间满35ms） ，那么纵联方向保护再要动作的话要另加25ms的延时。
4.远方启信的作用和通道交换的过程。
远方启信作用： （1）通道检查 （2）防止因发信启动回路故障而造成的保护不正确动作
是躲相邻线路始端短路）来整定。这类反
应输电线路单端电气量变化的保护，它的 缺陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的 短路。它的优点是它的带延时的第Ⅲ段 （或第Ⅳ段）可以作为相邻线路上短路的 后备。这类保护有时称作具有相对选择性
的保护。
既然反应M端电气量变化的保护无法区别F1和 F2点的短路，可是反应N端电气量变化的保护 确是很容易区分这两点短路的。例如用一个方 向继电器就可以区分：F1点是正方向短路， F2点是反方向短路。所以如果有一种保护它可 以综合反应两端电气量的变化，这样的保护一 定可以区分F1和F2点的短路。那么它的一个
2.允许式光纤纵联保护的通道
（1）直连光纤通道
（2）复用光纤通道
3.允许式光纤纵联保护的其他一些问题
（1）母差（失灵）保护动作向对侧发允许信号，并在母差（失灵）元 件返回后展宽150mS发信。
（2）本保护装置其他保护动作发三相跳令后立即向对侧发信并展宽 150mS。本保护装置任一保护发单跳令只发信150mS，不展宽。