下载文档原格式
第4章输电线路的差动保护和高频保护 思考题与习题的解答4-1 分别画出纵差保护在被保护线路外部、内部发生短路故障时的电流分布，并说明工作原理答：图4-1（a ）和（b ）分别为纵差保护内部故障和外部故障时的电流分布。
图4-1 纵差保护原理接线图（a ）外部故障时；（b ）内部故障时从图4-1（a ）中可见在正常运行或外部故障时，在理想条件下，差动继电器KD 中流过大小相等、方向相反的两个电流互相抵消，即221(）0r I II I II TAI I I I I K =-=-= 所以继电器KD 不动作。
当发生内部故障时，见图7-1（b ）所示流入继电器电流为：221()K r II I II TA TAI I I I I I K K I /=+=+= 当.r op r I I >（继电器动作电流），故继电器动作，将故障线路两端断路器跳开。
4-2纵联差动保护与阶段式电流保护的差别是什么？说明纵联差动保护的优点？答：纵联差动保护与阶段式电流保护的差别是差动保护的速动性好，没有死区。
不需要考虑与相邻元件的配合问题。
优点是可以全线快速切除故障。
4-3 纵差保护中不平衡电流是由于什么原因产生的，不平衡电流暂态过程中有哪些特性，它对保护装置有什么影响？答：不平衡电流是由纵差保护线路两端互感器的励磁特性不完全相同，在短路故障时通过很大一次电流使两个电流互感器的铁芯饱和程度不同，造成TA 二次电流差别较大，产生不平衡不平衡电流在暂态起始段和结束段都不大，最大不平衡电流发生在暂态过程中段。
因纵差保护要躲过不平衡电流，不平衡电流过大将使保护装置灵敏系数降低。
4-4纵差保护动作电流在整定计算中应考虑哪些因素，为什么？纵差保护动作电流整定要考虑两个因素，即躲过保护区外短路的最大不平衡电流和躲过被保护线路的最大负荷电流。
这样可提高纵差保护的灵敏系数。
4-5 说明横差方向保护的工作原理，为什么能有选择性地切除故障线路，为什么在直流操作电源中采用闭锁装置？答：横差方向保护是基于反应两回路中电流之差的大小及方向的一种保护。
纵联保护原理一、纵联保护：高频保护是利用某种通信设备将输电线路两端或各端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率方向等）传送到对端，将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是范围外，从而决定是否切除被保护线路。
二、相差高频保护原理：（已经退出主流，不做解释）相差高频保护作为过去四统一保护来说，占据了很长一段时间的主导地位，随着微机保护的发展，相差高频保护已经退出实际运行。
相差高频保护是直接比较被保护线路两侧电流的相位的一种保护。
如果规定每一侧电流的正方向都是从母线流向线路，则在正常和外部短路故障时，两侧电流的相位差为180°。
在内部故障时，如果忽略两端电动势相量之间的相位差，则两端电流的相位差为零，所以应用高频信号将工频电流的相位关系传送到对侧，装在线路两侧的保护装置，根据所接收到的代表两侧电流相位的高频信号，当相位角为零时，保护装置动作，使两侧断路器同时跳闸，从而达到快速切除故障的目的。
侧电流侧电流侧电流侧电流启动元件：判断系统是否发生故障，发生故障才启动发信并开放比相。
操作元件：将被保护线路工频三相电流变换为单相操作电压，控制收发信机正半波发信，负半波停信。
作为相差高频保护，其启动定值有两个，一个低定值启动发信，另一个高定值启动比相，采取两次比相，延长了保护动作时间。
对高频收发信机调制的操作方波要求较高，区外故障时怕出现比相缺口引起误跳闸，因此被现有的方向高频所取代。
二、闭锁式高频保护原理方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然后通过高频信号作出综合的判断，即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸。
一般规定从母线指向线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反方向。
闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧正方向元件判断为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机发出高频信号，对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。
在外部故障时是近故障侧的正方向元件判断为反方向故障，所以是近故障侧闭锁远离故障侧；在内部故障时两侧正方向元件都判断为正方向，都不发送高频信号，两侧收信机接收不到高频信号，也就没有输出脉冲去闭锁保护，于是两侧方向元件均作用于跳闸。
线路纵联（高频）保护基本知识1、什么是输电线路的纵联差动保护？其特点是什么？输电线路的纵联差动保护是指用某种通信通道（简称通道）将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是范围之外，从而决定是否切断被保护线路。
2、纵联保护的通道可分为几种类型？纵联保护的通道类型有：（1）电力线载波纵联保护（简称高频保护）。
（2）微波纵联保护（简称微波保护）。
（3）光纤纵联保护（简称光纤保护）。
（4）导引线纵联保护（简称导引线保护）。
3、什么是信号？需要传送的信息就是信号。
继电保护装置信号的作用就是信号与保护之间的逻辑关系。
例如：在故障启动发信方式中，高频电流的出现为信号；在长期发信方式中，高频电流的无成为信号；高频保护的信号有以下三种：4、通道的工作方式故障时发信、长期发信；5、高频信号的分类及作用（1）闭锁信号：他是阻止保护动作于跳闸的信号。
换言之，无闭锁信号时保护作用于跳闸的必要条件。
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。
其逻辑框图如图3-4（a）所示。
（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，其逻辑框图如图3-4（b）所示。
（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，如图3-4（c）所示。
远方跳闸式高频保护就是利用跳闸信号。
6、纵联保护出现的理由：（1）电流、距离保护存在问题：不能瞬时切除全线故障（切除线路末端故障时有一定的延时）；（2）电压等级提高，要求全线瞬时切除故障，电流、距离保护无法做到，纵联保护能瞬时切除全线故障7、高频通道的构成原理8、纵联保护的分类：（1）按通道分有：A、电力线载波纵联保护（简称高频保护）；B、微波纵联保护（简称微波保护）；C、光纤纵联保护（简称光纤保护）；D、导引线纵联保护（简称导引线保护）；（2）按判定故障是在区内还是在区外的方式分有：方向高频（比较电流或功率方向）和相差高频（比较电流相位）；（3）按信号方式分有：允许式高频和闭锁式高频；（4）启动方式分：距离、9、各类高频保护的特点：（1）导引线纵联保护（也称输电线路纵差动保护）：A、构成原理：通过比较被保护线路两端电气量（电流、功率）大小和方向原理构成；B、纵差动保护存在问题：⏹可瞬时动作切除全线范围内故障⏹需要敷设与输电线路等长的导引线，经济上不划算⏹导引线故障的监视问题如何解决？C、纵差动保护原理接线：采用环流法接线；（2）相差高频保护：比较被保护线路两端电流的相位，内部短路时线路两端电流方向均为母线流向线路，而外部短路时靠近故障点侧电流方向由线路流向母线，如图：通过鉴别高频信号的连续性可以判别是内部还是外部短路工作原理：起动元件：I2、I4低灵敏度，I1、I3高灵敏度，用于起动收发信机操作元件：控制收发信机发信比相元件：比较电流相位（3）方向高频保护：比较被保护线路两端的功率方向，以判别输电线路内部或外部故障；其工作基本原理是：若约定由母线送至线路的方向为正，则在外部故障时，两侧功率方向相反，保护不动作；内部故障时，两侧功率近似同相，保护应动作，因此只要得知线路两侧功率同时为正，就发出跳闸脉冲。
