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第七讲：输电线路高频、差动保护

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线路的差动保护和高频保护

线路的差动保护和高频保护
继技E术l精e华ctr保i电c网平P安ower System Relay Protection
电力系统微机保护
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
➢参考书目:
➢《电力系统微机继电保护》
高亮
➢《微型机继电保护原理》
张举
➢《微型机继电列超高压线路成套保护装置》
电压电 流模拟
量 交流量输入 与滤波插件
提供
开
+5V
关
电压 电流 数字
和
+24V 电源
量 输 入
量
CPU插件
开关量 输出
外部
操作回 回路
路插件
显示板提供人机接口
插件式结构：各插件之间通过底板走线实现电气联系。
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
1.1、硬件系统概述
1.数据采集单元:将模拟量转换为数字量。 电压形成 模拟滤波 采样保持 多路转换 模数转换
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
我国微机保护市场
➢我国自主研制较为有实力的四大集团公司 为南瑞、许继、南自、四方，南自在主变 保护等保护领域实力较强。许继在线路保 护实力很强，南瑞在主站及自动化监控方 面实力很强。四方也主要是在保护方面实 力较强。
➢ 国外的企业如西门子、施耐德、ABB等
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
2.微机保护的特点
（１）维护调试方便 （2）可靠性高 （3）易于获得附加功能 （4）灵活性大 （5）保护性能得到很好改善 （6）经济性好
沈阳工程学院继电教研室
继技术精华 保电网平安
第一章 硬件系统
1.1 概述 一般微机保护装置采用插件式结构（分为 前插式和后插式），各插件之间通过底板 走线实现电气联系。这样设计即考虑了现 场使用的便利性又提高了装置的可靠性。

输电线纵差保护高频保护

输电线纵差保护高频保护

信号。ห้องสมุดไป่ตู้
相-地制：收发信机接在一相导线和地之间
传送方式
相-相制：收发信机接在两相导线之间
11
阻止本线路的高频 信号传递到外线路
检修和调试高频保护 时保证人身安全
对工频电流呈现很大 的阻抗，对高频电流
则可顺利通过
①与两侧电容组成高 频串联谐振电路；② 阻抗匹配器；③隔离
工频高压线路。
12
（2）微波通道
• 对于故障发信方式：有高频电流，就是有信号； • 对于长期发信方式：无高频电流，就是有信号； • 对于移频方式，故障时发出的某一频率的高频电
流为有信号。
16
高频信号分类---按作用不同
• 跳闸信号：由线路对端保护发来的直接使保护动 作于跳闸的信号。
• 允许信号：允许保护动作于跳闸的信号。 • 闭锁信号：将保护闭锁、制止保护动作的信号。
• 微波：波长小于1m的电磁波，频段在300~ 30000MHz之间。我国采用的微波频率一般为 2000MHz。
• 缺点：投资大；微波信号只能直线传播，对于长 距离线路需建造若干个微波中继站来转送。
1
2 4 3
1
2 4 3
微波通道示意图
1-定向天线 2-连接电缆 3-收发信机 4-继电部分
13
（3）光纤通道
20
二、闭锁式高频方向保护的基本工作原理
• 规定：母线指向线路的功率方向为正方向；以线路指向母 线的功率方向为反方向。被保护线路两侧都装有方向元件， 且采用当线路发生故障时，若功率方向为正，则高频发信 机不发信，若功率方向为负，则高频发信机发信的方式。
• 故障时收不到高频信号表示两侧都为正方向，允许出口跳 闸；在一段相对较长的时间内收到高频信号时，表示两侧 中一侧为负方向，将保护闭锁。

第7章 输电线路的差动保护

第7章 输电线路的差动保护
泸州职业技术学院 继电保护 8
纵联保护信号传输方式： 7.2.4 纵联保护信号传输方式：图7-1 （1）辅助导引线 （2）电力线载波：高频保护 （3）微波：微波保护 （4）光纤：光纤保护
线路电压（KV） 10KV及以上 35KV及以上 110～220KV
泸州职业技术学院
辅助导线长度（KM） ≤1～2 ≤3～4 ≤5～7
泸州职业技术学院 继电保护 3
输电线路差动保护：（全线速动保护） ：（全线速动保护 7.1.2 输电线路差动保护：（全线速动保护）
1.定义：比较被保护元件两端电流大小和相 位的保护。 2.种类：（1）输电线路的纵联差动保护 （2）输电线路的横联差动保护 （3）平行线路的电流平衡保护 3.接线原理：用导引线传送电流（大小或方 向），根据电流在导引线中的流动情况，可 分为环流式和均压式两种。
泸州职业技术学院
继电保护Βιβλιοθήκη 18§7-4 平行线路的电流平衡保护
电流平衡保护是横差方向保护的另一种形式， 其工作原理是比较平行线路上的电流大小，从而 有选择性的切除故障线路。 注意问题： 在电源侧才能采用电流平衡保护。如图所示的 网络，在L1线路上K点发生短路故障时，由于负荷 侧的短路电流大小相等，无法实现比较，因此不 能采用电流平衡保护。
第7章 输电线路差动保护
第7章 输电线路差动保护
教学要求：掌握输电线路纵联差动保护的工作 原理；熟悉反映故障分量电流相位差动保护工作原 理；熟悉横联差动保护工作原理；了解平衡保护工 作原理。 §7-1 §7-2 §7-3 §7-4 输电线路差动保护基本原理 输电线路纵差动保护 平行线路横差动保护 平行线路的电流平衡保护
泸州职业技术学院
继电保护
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泸州职业技术学院

输电线路的高频保护PPT课件

输电线路的高频保护PPT课件
输电线路的高频保护
高频保护结构框图
输电线路的高频保护
高频保护—将输电线路两侧电气量转换成 高频电流信号（40~500KHZ）， 利用输电线路构成高频通道，将 高频信号传送到对侧进行比较， 来决定是否动作的一种继电保护。
输电线路的高频保护
高频通道的工作方式： • 长期发讯 • 故障时发讯 高频信号的种类： • 闭锁信号——阻止保护动作与跳闸的信号； • 允许信号——允许保护动作与跳闸的信号； • 跳闸信号——直接使断路器跳闸的信号。 高频通道的种类： • 相——地制高频通道； • 相——相制高频通道。
一、高频保护（CPU1）功能配置： 1、高频闭锁距离保护——本线路内部相间故
障的主保护，利用阻抗元件作为启动元件， 发高频闭锁（或允许）信号。
2、高频闭锁零序保护——本线路内部单相接 地故障的主保护，利用零序电流元件作为 启动元件，发高频闭锁（或允许）信号。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
相差动高频保护 一、基本原理
根据比较被保护线路两端电流 相位的原理构成的高频保护，成为 电流相位差动保护。
相差动高频保护
二、工作原理：
当发生内部故障时，两端的电流同为正，即IM 与 I N同相位，其相位差ф=0o ;
当发生外部故障时，M端的电流为正，N的电 流为负，即IM 与 I N反相，其相位差ф=180o 。
The foundation of success lies in good habits
31
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
相—地制高频载波通道各主要元件的作用

第七章输电线路差动保护和高频保护

第七章输电线路差动保护和高频保护
IN
N
K
1、当线路正常运行或外部故障时:
IM
Im
In
流之差。

2、当线路内部故障时:
M
IM
K
IN
N
I g I m I n I unb
Im
Ig
In
I g I m I n I k / nTA




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二、不平衡电流
• （一）稳态不平衡电流 不平衡电流等于两侧电流互感器的励磁电流之差
M

I I I II 或 I I



' I
'' II
I
1QF
I
K
I
' I
N
5QF
I II
I
2QF '' II
I I I II 时，判别为线路I故障； I II I I 时，判别为线路Ⅱ故障。

3QF
II
4QF
同样，利用母线电压降低、两回线电流大小不等这一 特点，也可判别出故障线路。
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起动元件的作用是故障时起动发信机 和开放比相回路，并且要求起动发信机要 比开放比相回路更灵敏，动作更快。 操作元件的作用是将输电线路上的50 Hz电流转变为一个50Hz的方波电流，然后 以此工频方波电流对发信机中的高频电流 进行调制。 比相元件的作用是比较被保护线路两 侧操作电流的相位。
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第六节 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，这种保护称为相差高 频保护。

输电线路的高频保护

输电线路的高频保护

先收讯后停讯的原则
作用：防止启动元件与正方向元件动作时间 的不配合而误动（启动元件应比跳闸准备元 件动作快）。规定必须先收到信号10ms （证明通道完好）才允许正方向停信，准备 跳闸。
（1）启动元件动作首先发讯
（2）停讯必须满足2个条件
A、反方向元件不动作，正方向元件动作， 与门3有输出
（除此，还有跳位停讯、其它保护动作停讯） （3）区内故障时须满足两个条件 A、正方向元件动作，反方向元件不动作 B、先收信10ms后，无闭锁信号，与门5有输出
允许式保护一般采用键控移频的方式。 正常运行时，收信机经常收到对端发送的 频率为fG 的监频信号，其功率较小，用以 监视通道的完好性。当正方向区内故障时， 对端方向元件动作，键控发信机停发监频 信号，改发跳频信号fT，其功率提升，收 信机收到此信号后即允许本端保护跳闸。
1、高频通道的工作方式 故障时发信－－－正常时无高频电流 ，故障时有高 频电流 长期发信－－－正常时有高频电流，故障时高频电流 消失 2、高频信号的性质
闭锁信号：收不到该信号是保护跳闸的必要条件。 允许信号：收到该信号是保护跳闸的必要条件。 跳闸信号：收到该信号是保护跳闸的充分而必要
的条件。
四、高频闭锁方向保护
第一节 输电线纵联差动保护
阶段式的保护不能实现全线速动。
原因：只取一侧电气量，不能区分本线路 末端故障和相邻线路首端故障。
实现全线速动需同时获取线路首端和末端 的电气量。为此，要将线路一侧的电气量的信 息传送到另一侧去，即线路两侧之间发生纵向 的联系。这种保护称输电线的纵联保护。
（Pilot Protection）
远方启动
发讯机既可由启动元件启动，也可由收信 机的输出启动。
T1及门1 1、远方启动的作用

7.线路差动高频


第六节 方向高频保护
高频闭锁方向保护基本原理
高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保 护线路两侧的功率方向，以判别是被保护范围内部故 障还是外部故障。
高频闭锁信号 高频闭锁信号
A
B
1 2
3
K
4
C
5
K2
6
D
K sen
I d min I op
2
四、纵联差动保护的评价
优点： 全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响， 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。
4．高频电缆
用来连接户内的收发信机和装在户外的连接滤波 器。为屏蔽干扰信号，减少高频损耗，采用单芯同轴 电缆，其波阻抗为100Ω。
5．保护间隙
保护间隙是高频通道的辅助设备。用它来保护 高频电缆和高频收发信机免遭过电压的袭击。
6．接地刀闸
接地刀闸也是高频通道的辅助设备。在调整或检修 高频收发信机和连接滤波器时，用它来进行安全接地， 以保证人身和设备的安全。
在相同灵敏系数点发生故障时，要求保护的灵敏度为2， 即
K sen I d M I op M I d N I op N 2
当在相继动作区内短路时，一侧断路器已经断开的情 况下．要求另一侧保护的灵敏度系数大于1.5。
四、横联差动方向保护的优缺点及应用范围
优点： 能够迅速而有选择性地切除平行线路上的故障， 实现起来简单、经济，不受系统振荡的影响。 缺点： 存在相继动作区，当故障发生在相继动作区 时，切除故障的时间增加1倍。保护装置还存 在死区。需加装单回线运行时线路的主保护 和后备保护。 应用： 适用于66kV及以下的平行线路上。

第七讲：输电线路高频、差动保护


为什么要采用纵联保护 ?

一般将保护的I段定值整定为线路全长的 80%－85%，对于其余的15%－20%线路 段上的故障，只能等第II段的时限切除， 为了保证故障切除后电力系统的稳定运行， 这样做，对于某些重要线路是不能允许的。
II I
为什么要采用纵联保护 ?

在这种情况下，只能采用所谓的纵联保护原理保护输电 线路，以实现线路全长范围内故障的无时限切除。反映 单端量的保护不能全线速动,造成在高压保护中速度慢, 对电力系统稳定造成影响,并且有一些情况单端量保护 不能满足要求：比如有零序互感的平行线；T型接线； 串补电容线路等。这些都需要纵联保护。

第二节 输电线路纵联保护两侧信息的交换

输电线路纵联保护的主要特点是需要对 端信息，两端保护要通过通信设备实时地 进行信息传递。因而纵联保护系统和一般 保护相比，需增加通信通道。根据通信通 道的不同，输电线路纵联保护分为：导引 线通信、电力高频载波通信、微波通信、 光纤通信等。
一 、导引线通信

利用敷设在电站或变电所之间的金属电缆作为 传递被保护线路各侧信息的通道称之为导引线 通信。以导引线为通道的纵联保护称为导引线 纵联保护。导引线纵联保护是线路纵联保护的 一种型式，它是以金属电缆作为通道，借助通 道将被保护线路对侧传递来的工频信息与本侧 的工频信息相比较以判别区内或区外故障。仅 在被保护线路的内部发生故障时，它将瞬时切 除被保护线路的各侧开关，实现无时限的快速 隔离故障。
微波通道

微波通道与输电线没有直接的联系,输电线发生故障 时不会对微波通信系统产生任何影响,因而利用微波 保护的方式不受限制。微波通信是一种多路通信系 统,可以提供足够的通道,彻底解决了通道拥挤的问 题。微波通信具有很宽的频带,线路故障时信号不会 中断,可以传送交流电的波形。采用脉冲编码调制 (PCM)方式可以进一步扩大信息传输量,提高抗干扰 能力,也更适合于数字保护。微波通信是理想的通信 系统,但是保护专用微波通信设备是不经济的,应当 与远动等在设计时兼顾起来。同时还要考虑信号衰 耗的问题。

线路主保护之差动与高频详解


案例分析
针对历史上发生的线路主保护异常案例进行分析，总 结经验教训，提出改进措施。案例分析可以帮助运行 人员更好地了解异常发生的原因和处理方法，提高应 对异常情况的能力。同时，也可以为保护装置的研发 和改进提供有价值的参考信息ENKU DESIGN
线路主保护技术发展趋势
差动元件
差动保护通过比较线路两端的电流或功率方向来判断故障位置。当线路内部故 障时，两端电流或功率方向相反；当外部故障时，两端电流或功率方向相同。
差动保护的实现方式
纵联差动保护
利用通信通道将线路两端的电流或功率方向信息传送到对端 ，进行比较判断。这种方式可以实现全线速动保护，但需要 依赖可靠的通信通道。
保护系统应在尽可能短的时间内切除故障 ，以减小故障对系统和设备的影响。
差动保护与高频保护的选型依据
差动保护选型依据
对于短线路或电缆线路，由于其对地电容较 大，宜采用差动保护作为主保护。差动保护 通过比较线路两侧电流的大小和相位来判断 故障位置，具有原理简单、动作可靠、速度 快等优点。
高频保护选型依据
高频保护
高频保护主要用于输电线路的全线速动保护，通过高频信号传输和比较两侧电气量的变化来判断是否发生故障。 其保护范围较大，可以覆盖整条输电线路。
动作速度比较
差动保护
差动保护的动作速度相对较慢，因为需要等待两侧电流的差值达到一定程度才能判断为故障。同时， 差动保护的整定计算也相对复杂，需要考虑多种因素。
线路主保护的配置原则
可靠性原则
选择性原则
保护系统应具有高可靠性，确保在故障发 生时能够准确、迅速地动作，避免误动或 拒动。
保护系统应能够准确区分被保护元件内部 故障和外部故障，实现有选择性地切除故 障部分，保证非故障部分的正常运行。

电网的差动保护

序电流、电压元件 • 距离元件：判断故障方向，以控制发信机是否
停信，通常用第二段方向距离元件 • 高频收发信机 • 工作情况：正常运行、内（外）部故障、振荡 高频闭锁零序方向保护
2020/8/4
18
５、相差动高频保护
基本原理
比较被保护线路两 端短路电流的相位； 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。
纵差保护的原理及动作情况分析 高频保护概念及高频通道的构成、工作
方式 高频闭锁方向保护的基本原理 相差高频保护的基本原理及其组成
2020/8/4
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2020/8/4
14
保护工作情况说明
正常运行和过负荷 线路故障 单测电源线路内部故障 系统振荡，两侧电流起动元件动作
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高频闭锁负序方向保护
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高频闭锁距离和零序方向保护
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高频闭锁距离和零序方向保护
高频闭锁距离保护 • 起动元件：在故障时起动发信机，通常采用负
2020/8/4
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相差高频保护的动作原理说明
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
2020/8/4
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相差高频保护的原理接线图
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
2020/8/4
3）分类 。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 。相差高频保护：比较被保护线路两端电流的相位，内
部故障，两侧电流同相位；外部故障，两侧电流反相
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180 b arg
IM

180 b
N
IN
通 讯 媒 介
方 波
比 相
跳闸
比 相
方 波
纵联距离保护
纵联距离保护的基本原理和方向比较纵联保 护的基本原理相似，只是用距离元件替代功 率方向元件。 线路发生内部故障时：M端和N端距离元件方 向均为正向； 线路发生外部故障时：M端和N端距离元件方 向为一正一反。因此可以根据比较两端距离 元件的方向来判别线路内部或者外部短路。
U I

180

线路发生内部故障时：M侧和N侧功率方向元件均为正； 线路发生外部故障时：M侧和N侧功率方向元件均为一正一负。因此可 以根据线路两端功率元件的方向来判别线路内部或者外部短路。
纵联相位比较保护
d d
M
dz d dz
180
0
线路发生内部故障时：M端和N端电流同相（均为正相） （表示线路两端相角差）； 线路发生外部故障时：一端电流为母线流向线路，另一 端为由线路流向母线，于是两端电流相位相反可以根据 电流的相位差来判别线路内部或者外部短路。
微波通道

微波通道与输电线没有直接的联系,输电线发生故障 时不会对微波通信系统产生任何影响,因而利用微波 保护的方式不受限制。微波通信是一种多路通信系 统,可以提供足够的通道,彻底解决了通道拥挤的问 题。微波通信具有很宽的频带,线路故障时信号不会 中断,可以传送交流电的波形。采用脉冲编码调制 (PCM)方式可以进一步扩大信息传输量,提高抗干扰 能力,也更适合于数字保护。微波通信是理想的通信 系统,但是保护专用微波通信设备是不经济的,应当 与远动等在设计时兼顾起来。同时还要考虑信号衰 耗的问题。
理 动 按 划 作 保 分 原 护
分 形 按 式 保 划 护
非单元保护(Non-Unit Protection)
纵联保护分类
–方向纵联保护与距离纵联保护 –两侧保护继电器仅反应本侧的电气量,利用
通道将继电器对故障方向判别的结果传送到 对侧,每侧保护根据两侧保护继电器的动作 过程逻辑判断区分是区内还是区外故障。可 见这类保护是间接比较线路两侧的电气量, 在通道中传送的是逻辑信号。按照保护判别 方向所用的继电器又可分为方向纵联保护与 距离纵联保护。

利用敷设在电站或变电所之间的金属电缆作为 传递被保护线路各侧信息的通道称之为导引线 通信。以导引线为通道的纵联保护称为导引线 纵联保护。导引线纵联保护是线路纵联保护的 一种型式，它是以金属电缆作为通道，借助通 道将被保护线路对侧传递来的工频信息与本侧 的工频信息相比较以判别区内或区外故障。仅 在被保护线路的内部发生故障时，它将瞬时切 除被保护线路的各侧开关，实现无时限的快速 隔离故障。
保护设备名称
动作时间(单位：ms) 可靠动作周期(50Hz)
继电器
断路器 通道信号传输 整个时间
8-10
30-50 10-30 48-90
0.4-0.5
1.5-2.5 0.5-1.5 2.4-4.5
从上表可以看出纵联保护最快可以在50ms内切除全线范围内的故障，最慢可以在100ms以 内切除。
什么是纵联差动保护

I I
M
I N Id
I I
M
IN 0
功率方向特征
电压参考方向：大地或者中性点； 电流参考方向：母线流向线路为“+”,线路 流向母线为“-”

UM
外部 故障 内部 故障
+
I M W U I M M M
+ +
UN
+

各种传送信息通道的特点
(1)导引线通道 (2)电力线载波通道 (3)微波通道 (4)光纤通道

导引线通道

这种通道需要铺设电缆,其投资随线路长度而增加。 当线路较长(超过10km以上)时就不经济了。导引线 越长,安全性越低。导引线中传输的是电信号。在中 性点接地系统中,除了雷击外,在接地故障时地中电 流会引起地电位升高,也会产生感应电压,对保护装 置和人身安全构成威胁,也会造成保护不正确动作。 所以导引线的电缆必须有足够的绝缘水平(例如15kV 的绝缘水平),从而使投资增大。导引线直接传输交 流电量,故导引线保护广泛采用差动保护原理,但导 引线的参数(电阻和分布电容)直接影响保护性能,从 而在技术上也限制了导线保护用于较长的线路。
I N WN UN IN
-
+
+
+
+
+
+
M
N
两端距离方向特征
ZM ZN
M
Z
d1
Z
N
d2
jX
距离元件参考方向：如图箭头所示
区内故障 M端距离元件方 向
R
区外故障 正向距离Ⅱ段外 部 反向距离Ⅱ段内 部
正向距离Ⅱ段 内部 正向距离Ⅱ段 内部
N端距离元件方 向
电流相位特征
内部故障 外部故障

其动作判据可写为 : I M I N I dz

I IM I N 0
I dz
为整定值，它由固定值和浮动值两部分组成。
(二)纵联方向比较保护
M N UM
IM
IN
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱN
通讯媒介
& WM

&
跳闸
WN

当采用故障分量时，其动作判据可写为
360 arg

所谓输电线的纵联保护，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接起来，将各 端的电气量（电流、电流相位和功率的方向等）传送 到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路 范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保 护线路。因此，理论上这种纵联保护具有绝对的选择 性。它是一种利用输电线路双端信息量的保护。
光纤通道

光纤通道与微波通道有相同的优点。光纤通信 也广泛采用(PCM)调制方式。当被保护线路很 短时,通过光缆直接将光信号送到对侧,在每半 套保护装置中都将电信号变成光信号送出,又 将所接收之光信号变为电信号供保护使用。由 于光与电之间互不干扰,所以光纤保护没有导 引线保护的问题,在经济上也可以与导引线保 护竞争。期发展的在架空输电线的接地线中铺 设光纤的方法既经济又安全,很有发展前途。 当被保护线路很长时,应与通信、远动等复用。
纵联保护分类
差动纵联保护 这类保护利用通道将本侧电流的波形或代表电流 相位的信号传送到对侧,每侧保护根据对两侧电流 的幅值和相位比较的结果区分是区内还是区外故 障。可见这类保护在每侧都直接比较两侧的电气 量。类似于差动保护,因此称为差动纵联保护。如 果将两侧保护的原理图绘在一张图上(实际每侧只 是整个单元保护的半套),那么前一种保护的通道 是在逻辑图中将两侧保护联系起来,而后一种保护 的通道是将两侧的交流回路联系起来。
纵联保护分类
1)方向纵联保护与距离纵联保护 2)差动纵联保护

二 输电线路短路时两侧电气 量的故障特征分析
UM IM
M
d1
IN UN
N
UM IM
M
IN UN
N d2
内部故障

外部故障
d1表示区内故障，d2表示区外故障
电流全量特征
根据基尔霍夫电流定律(KCL)可知： 在集总参数电路中，任何时刻，对任意 一节点，所有支路电流相量和等于零。 用数学表达式表示如下： I 0 ,对于输 电线路如图所示线路MN可以认为是一个 节点。 内部故障 外部故障
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(一)纵联电流差动保护
当输电线发生内部故障时 当输电线发生外部故障时 I I M I N 0 因此可以根据两端电流向量和来判别线 路内部或者外部短路。

第二节 输电线路纵联保护两侧信息的交换

输电线路纵联保护的主要特点是需要对 端信息，两端保护要通过通信设备实时地 进行信息传递。因而纵联保护系统和一般 保护相比，需增加通信通道。根据通信通 道的不同，输电线路纵联保护分为：导引 线通信、电力高频载波通信、微波通信、 光纤通信等。
一 、导引线通信


1．环流式 线路两侧电流互感器的同极性端子经导引线连接起来。 继电器的动作线圈跨接在两导引线芯之间。如果有制动线圈则它 被串接在导引线的回路中。在正常运行或外部故障时，被保护线 路两侧电流互感器的同极性端子的输出电流大小相等而方向相反， 故此时导引线流过循环电流，而动作线圈中却没有电流流过，即 处在电流平衡状态。由于平衡状态时导引线流过循环电流，故称 环流法，此种平衡的工作模式也称之为电流平衡原理。 2．均压法 线路两侧电流互感器的相异极性端子经由导引线连接 起来，继电器的动作线圈串接在导引线回路上。若有制动线圈， 则它被并接在两导引线线芯之间 。在正常运行或外部故障时， 被保护线路两侧电流互感器极性相异的端子的输出电流大小相等 且方向相同，故导引线及动作线圈中均没有电流通过，二次电流 只能分别在各自的制动线圈及互感器二次绕组中流过，在两侧导 引线线芯间之电压大小相等方向相反，即处在电压平衡状态。这 种工作模式也称为电压平衡原理。
为什么要采用纵联保护 ?

一般将保护的I段定值整定为线路全长的 80%－85%，对于其余的15%－20%线路 段上的故障，只能等第II段的时限切除， 为了保证故障切除后电力系统的稳定运行， 这样做，对于某些重要线路是不能允许的。