线路纵联差动保护只适用于短线路
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13-14-2输电线路纵联保护解析
电力系统继电保护原理主讲教师：刘青电自教研室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。
单端电气量保护：仅利用被保护元件的一侧电气量，无法区分线路末端和相邻线路的出口短路，可以作为后备保护（三段式）。
纵联保护：利用被保护元件的各侧电气量，可以识别：内部和外部的故障，作为主保护。
继电保护装置继电保护装置TA TATVTV 输电线路纵联保护结构框图在设备的“纵向”之间，进行信号交换通信设备通信设备通信通道三、通信通道的类型1.导引线通道----导引线纵联差动保护它只适用于< 15－20公里的短线路。
它在发电机、变压器、母线保护中应用得更广泛。
2. 电力线载波通道----载波（高频）保护利用输电线路本身作为通道在工频电流上叠加载波信号（30～500kHZ）传送两侧电气量的信息。
3. 微波通道（150MHZ～20ＧHZ）--微波保护频带宽，需采用脉冲编码调制，适合于数字式保护，不经济。
4. 光纤通道----光纤保护采用脉冲编码调制PCM方式，光信号不受干扰。
四、高频通道的构成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。
电气量继电保护发信机收信机收信机发信机继电保护电气量通道高频保护由继电保护、高频收发信机和高频通道组成。
GFX GSX GFXGSX 123456782346758“相-地”制高频通道示意图输电线“相-地”制高频通道示意图GFX GSX GFXGSX 123456782346758阻波器并联谐振回路，其谐振频率为载波频率。
电力系统继电保护 选择题(习题)(1)
1. 在中性点直接接地电网中发生接地短路时，（）零序电压最高。
（A）保护安装处（B）接地故障点处（C）变压器接地中性点处（D）系统电源处2. 三段式电流保护中灵敏性最好的是（）。
(A) I段（B）Ⅱ段（C）Ⅲ段（D）灵敏度一样3.三种圆特性的阻抗继电器中，（）既能测量故障点的远近，又能判别故障方向。
（A）全阻抗继电器（B）方向阻抗继电器（C）偏移特性阻抗继电器（D）三种都不能同时实现4. 线路纵联差动保护可作线路全长的（）保护。
(A)主保护 (B)限时速动 (C)后备（D）辅助5. 由于潜供电流的影响，单相自动重合闸的动作时限比三相自动重合闸的动作时限（）。
（A）长一些（B）一样长（C）短一些（D）不能确定6. 线路两侧的保护装置在发生短路时，其中的一侧保护装置先动作，等它动作跳闸后，另一侧保护装置才动作，这种情况称之为（）。
（A）保护相继动作；（B）保护有死区；（C）保护不正确动作；（D）保护既存在相继动作又存在死区。
7. 当系统发生故障时，正确地切断离故障点最近的断路器，是继电保护装置的（）的体现。
（A）快速性（B）选择性（C）可靠性（D）灵敏性8. 中性点直接接地系统，最常见的短路故障是（）。
(A)金属性两相短路 (B)三相短路(C)两相接地短路(D)单相接地短路9. 装有三相一次自动重合闸装置的线路上，发生永久性故障，断路器切断短路电流的次数是（）。
（A）一次（B）二次（C）三次（D）五次答案：B。
注意是切断。
断路器动作的次数是？10. 时间继电器在继电保护装置中的作用是（）。
（A）计算动作时间（B）建立保护动作延时（C）计算停电时间（D）计算断路器停电时间11.低电压继电器是反映电压（）。
（A）上升而动作（B）低于整定值而动作（C）为额定值而动作（D）视情况而异的上升或降低而动作12. 在电网中装设带有方向元件的过流保护是为了保证动作的（）。
（A）选择性（B）可靠性（C）灵敏性（D）快速性13. 阻抗继电器常用的接线方式除了o0接线方式外，还有（）。
第二章：阶段式电流保护题库
第二章：阶段式电流保护1.电流互感器一次绕组和二次绕组的极性通常采用（）标注。
AA. 减极性原则B. 加极性原则C. 阶梯时限原则D. 同极性原则2. 电流互感器的接线方式中，三相都装有电流互感器以及相应的电流元件，能够反应三相电流的接线方式为（）。
AA. 三相完全星形接线B. 两相不完全星形接线C. 两相电流差接线D. 90°接线3. 定时限过电流保护两相两继电器的不完全星形连接方式，能反应()。
AA. 各种相间短路B. 单相接地短路C. 开路故障D. 两相接地短路4. 电压互感器与电流互感器一次侧接入电力系统的方式是（）。
CA. 串接、串接B. 并接、并接C. 并接、串接D. 串接、并接5. 某35kV系统通过输电线路向负荷供电，当线路末端发生三相短路时，短路电流为3.5kA，当同一地点发生两相短路时，其短路电流为（）。
CA. 6.06 kAB. 4.95kAC. 3.03kAD. 1.77kA6. 三段式电流保护中第I段为（）。
AA. 瞬时电流速断保护B. 限时电流速断保护C. 过电流保护D. 方向过电流保护7. 瞬时电流速断保护动作电流的整定原则为（）。
AA. 躲过本线路末端短路可能出现的最大短路电流B. 躲过本线路末端短路可能出现的最小短路电流C. 躲过本线路末端短路可能出现的最大负荷电流D. 躲过本线路末端短路可能出现的最大自起动电流8. 限时电流速断保护的动作时限一般整定为（）。
CA. 0sB. 1sC. 0.5sD. 10ms9. 三段式电流保护中第Ⅱ段为（）。
BA. 瞬时电流速断保护B. 限时电流速断保护C. 过电流保护D. 方向电流保护10. 一般（）保护是依靠动作值来保证选择性。
AA. 瞬时电流速断B. 限时电流速断C. 定时限过电流D. 过负荷保护11. 定时限过电流保护的选择性，除了决定于继电保护装置本身的性能外，还要求满足：由负荷侧起，愈靠近电源侧的继电保护的动作电流值（）。
纵联保护第03讲
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
电流差动的主要问题： • 数据同步 • 传输数据量大，对通道要求高 • 易受互感器饱和的影响
纵联电流相位差动保护在以上几方面具有优势
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（一）基本原理
仅利用输电线路两端电流相位 在区外短路时相差180°区内短 路时相差为0°,也可以区分区 内、外短路,这就是纵联电流相 位差动保护原理。 此时只需要两端传递各自的相 位信息，即可构成电流相位比 较式纵联差动保护。
.
I m
Rg
.
I n
图4－30 负荷电流对纵联电流差动保护的影响示意图
4.5 纵联电流差动保护
4.5.4 影响纵联电流差动保护的因素及其措施 （三）影响因素之三：负荷电流
解决措施： 故障分量差动保护 差动电流：
制动电流：
M
.
Im
Im In Im In K Im In Im In Im In Im In
当该电流为正(或负)半波时,操作发信机 发出连续的高频电流, 而当该电流为负(或正)半波时,则不发高 频电流。
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（二）原理框图
收信比较时间t3元件
时间t3 元件对收到的高频电流进行整流并延时t3 后有输出,并展宽t4 时间。 区外短路时高频电流间断的时间短,小于t3 延时, 收信机回路无输出,保护不能跳闸。 区内短路时高频电流间断时间长, t3 延时满足, 收信机回路有输出,保护跳闸。 实际上考虑短路前两侧电势的相角差、分布电 容的影响、高频信号的传输延迟等因素,在区外 短路时收到的高频信号不完全连续,会有一定的 间断时间,同样在区内短路时收到的高频电流间 断时间也会小于半周波,因而对t3 要进行整定。
4.5.1 纵联电流相位差动
电流差动的主要问题： • 数据同步 • 传输数据量大，对通道要求高 • 易受互感器饱和的影响
纵联电流相位差动保护在以上几方面具有优势
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（一）基本原理
仅利用输电线路两端电流相位 在区外短路时相差180°区内短 路时相差为0°,也可以区分区 内、外短路,这就是纵联电流相 位差动保护原理。 此时只需要两端传递各自的相 位信息，即可构成电流相位比 较式纵联差动保护。
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I m
Rg
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I n
图4－30 负荷电流对纵联电流差动保护的影响示意图
4.5 纵联电流差动保护
4.5.4 影响纵联电流差动保护的因素及其措施 （三）影响因素之三：负荷电流
解决措施： 故障分量差动保护 差动电流：
制动电流：
M
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Im
Im In Im In K Im In Im In Im In Im In
当该电流为正(或负)半波时,操作发信机 发出连续的高频电流, 而当该电流为负(或正)半波时,则不发高 频电流。
4.5 纵联电流差动保护
4.5.1 纵联电流相位差动
（二）原理框图
收信比较时间t3元件
时间t3 元件对收到的高频电流进行整流并延时t3 后有输出,并展宽t4 时间。 区外短路时高频电流间断的时间短,小于t3 延时, 收信机回路无输出,保护不能跳闸。 区内短路时高频电流间断时间长, t3 延时满足, 收信机回路有输出,保护跳闸。 实际上考虑短路前两侧电势的相角差、分布电 容的影响、高频信号的传输延迟等因素,在区外 短路时收到的高频信号不完全连续,会有一定的 间断时间,同样在区内短路时收到的高频电流间 断时间也会小于半周波,因而对t3 要进行整定。
继电保护-第4章 电网的纵联保护
第 四 章
输电线路纵联保护
Pilot Protection for Transmission Lines
4.1
输电线路纵联保护概述
4.1.1 引言（ 纵联保护的提出 ）
1. 电流、距离保护的缺陷
M 1 2 N 3
k1
k2
反映：一侧电气量，即只采集线路一侧的电气量 缺陷：Ⅱ段有延时，无法实现全线速动，
N
正常运行时：两侧的测量阻抗都是负荷阻抗， 距离Ⅱ段都不启动 外部故障时：至少有一侧的距离Ⅱ段不启动（反方向）
I U M M
M
U I N N
N
区内故障时：两侧的距离Ⅱ段同时启动
4.1.3 纵联保护的基本原理
1、纵联电流差动保护
基本原理：利用输电线路两端电流波形和或电流相量和的特征。
I U M M
M SM SN
U I N N
N
正常运行或区外故障时：远故障点的功率方向是从母线流向 线路，功率方向为正；近故障点的功率方向是由线路流向母 线，功率方向为负。两端功率方向相反。 U I I U N
M
M
N
M SM SN
N
区内故障时：两端的功率方向都是从母线流向线路，同为正。
优点：不受系统振荡的影响，不受非全相的影响，简单可靠
缺点：导引线不能太长
4.2.2 电力线载波通信
将线路两端的电流相位（或功率方向）信息转变为高 频信号，经过高频耦合设备将高频信号加载到输电线 路上，输电线路本身作为高频信号的通道将高频载波 信号传输到对侧，对端再经过高频耦合设备将高频信 号接收，以实现各端电流相位（或功率方向）的比较， 称为高频保护。
缺点： a. 施工的要求高，“焊接”难（熔纤机）； b. 光纤断裂难以查找； c. 通信距离还不够长。 光纤通讯网是电力通讯网的主干网，基于光纤通信的纵联保 护成为主流模式。
输电线路纵联保护
Pilot Protection for Transmission Lines
4.1
输电线路纵联保护概述
4.1.1 引言（ 纵联保护的提出 ）
1. 电流、距离保护的缺陷
M 1 2 N 3
k1
k2
反映：一侧电气量，即只采集线路一侧的电气量 缺陷：Ⅱ段有延时，无法实现全线速动，
N
正常运行时：两侧的测量阻抗都是负荷阻抗， 距离Ⅱ段都不启动 外部故障时：至少有一侧的距离Ⅱ段不启动（反方向）
I U M M
M
U I N N
N
区内故障时：两侧的距离Ⅱ段同时启动
4.1.3 纵联保护的基本原理
1、纵联电流差动保护
基本原理：利用输电线路两端电流波形和或电流相量和的特征。
I U M M
M SM SN
U I N N
N
正常运行或区外故障时：远故障点的功率方向是从母线流向 线路，功率方向为正；近故障点的功率方向是由线路流向母 线，功率方向为负。两端功率方向相反。 U I I U N
M
M
N
M SM SN
N
区内故障时：两端的功率方向都是从母线流向线路，同为正。
优点：不受系统振荡的影响，不受非全相的影响，简单可靠
缺点：导引线不能太长
4.2.2 电力线载波通信
将线路两端的电流相位（或功率方向）信息转变为高 频信号，经过高频耦合设备将高频信号加载到输电线 路上，输电线路本身作为高频信号的通道将高频载波 信号传输到对侧，对端再经过高频耦合设备将高频信 号接收，以实现各端电流相位（或功率方向）的比较， 称为高频保护。
缺点： a. 施工的要求高，“焊接”难（熔纤机）； b. 光纤断裂难以查找； c. 通信距离还不够长。 光纤通讯网是电力通讯网的主干网，基于光纤通信的纵联保 护成为主流模式。
继电保护原理(高起专)习题答案
《继电保护原理》（高起专）习题答案一、单选题一、DL-11/10 电磁型电流继电器,当继电器线圈串联时,其最大的电流整定值为（ B ）。
(A) (B) 5 (C) (D)10二、中性点直接接地系统，最多见的短路故障是（ D ）。
(A)金属性两相短路(B)三相短路(C)两相接地短路(D)单相接地短路3、电力系统的运行方式分为（ D ）方式。
(A)正常运行和故障运行(B)最大运行和最小运行(C)正常运行、特殊运行(D)最大运行、最小运行、正常运行4、输电线路通常要装设（ C ）。
(A)主保护(B)后备保护(C)主保护和后备保护(D)近后备和辅助保护五、在相同的条件下，在输电线路的同一点发生三相或两相短路时，保护安装处母线相间的残压（ A ）。
(A)相同(B)不同(C)两相短路残压高于三相短路(D)三相短路残压高于两相短路六、一般（ A ）保护是依托动作值来保证选择性。
(A)瞬时电流速断(B)限时电流速断(C)按时限过电流（D）过负荷保护7、低电压继电器与过电压继电器的返回系数相较，（ B ）。
(A)二者相同(B)过电压继电器返回系数小于低电压继电器(C)大小相等(D)低电压继电器返回系数小于过电压继电器八、电磁型过电流继电器返回系数不等于1的原因是（ D ）。
(A)存在摩擦力矩(B)存在剩余力矩(C)存在弹簧反作使劲矩(D)存在摩擦力矩和剩余力矩九、输电线路相间短路的电流保护，则应装设（ D ）保护。
(A)三段式电流(B)二段式电流(C)四段式电流(D)阶段式电流10、按比幅式原理组成的全阻抗继电器的动作条件是（ B ）。
(A) ≥(B) ≤(C) ≥（D）≥1一、电力系统振荡时，系统中存在（ A ）分量电流。
(A)正序(B)正序、负序和零序(C)负序和零序(D)正序和负序1二、影响距离保护正确动作的分支系数与网络接线方式有关，其值（ D ）。
(A)大于1 (B)等于1 (C)小于1 (D)可能大于1或等于1或小于113、线路纵联差动保护可作线路全长的（ A ）保护。
继电保护原理基础_第四章
故障S+起延：动延时保元时t护1件t返2正I的回1方，作的向I用2作灵故：用敏障：度时不动同作：的功率方向元件 区区内外远锁故故护回区防II故对障障口时12为为区通外止障侧：：，引灵不外道故近侧两侧可故作、元流，时后保S靠障时+I件元远t，护2收2端，不动，件故；近I到误1近动作先起，障故对动故作后返动开端障侧障，停回发放S端的侧+I讯（讯功保1闭、I动，停1率护必锁I作经2止方继然信动后t发向2续动号作延起讯元发作，时动）件讯，需后发、，可经t出讯1远区靠时t口2闭故外延起间跳锁障故时动，闸对端障才发以侧S时能讯闭+，出闭锁、对I2 端后保返
负序功率方向元件的特点
(1)可反应所有不对称故障; 增加电压记忆后,也可 反应三相对称故障;
(2)没有电压死区; 保护区外故障时, 近故障侧负 序电压( 功率 )高于远故障侧负序电压 ( 功率 ), 容易实现灵敏度配合
(3)系统振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功 率方向元件不误动
因此,负序功率方向元件在高频闭锁保护中得 到了广泛的应用
由精于度电的电流流互互感感器器，励在磁必要回时路．以还可及采二次回路电
感用中铁的心磁磁路通中不有小能气突隙变的电，流在互二感器次。回路中引起
自由非周期分量电流。
在暂态过程中，励磁电流大大超过其稳态 值，并含有大量缓慢衰减的非周期分量， 这将使不平衡电流大为增加。
第二节 输电线的高频保护
一、高频保护概述
离I段启动发讯，当其保护范围内部故 障动作于跳闸的同时，还向对端发出 跳闸信号，可以不经过其它控制元件 而直接使对端的断路器跳闸，即收讯 即可跳闸。 两端保护的构成比较简单，无需互相 配合，必须要求每端发送跳闸信号保 护的动作范围小于线路的全长．而两 端保护动作范围之和应大干线路的全 长。前者是为厂保证动作的选择性， 后者则是为了保证全线上任一点故障 的快速切除。
负序功率方向元件的特点
(1)可反应所有不对称故障; 增加电压记忆后,也可 反应三相对称故障;
(2)没有电压死区; 保护区外故障时, 近故障侧负 序电压( 功率 )高于远故障侧负序电压 ( 功率 ), 容易实现灵敏度配合
(3)系统振荡时三相对称,不存在负序分量,负序功 率方向元件不误动
因此,负序功率方向元件在高频闭锁保护中得 到了广泛的应用
由精于度电的电流流互互感感器器，励在磁必要回时路．以还可及采二次回路电
感用中铁的心磁磁路通中不有小能气突隙变的电，流在互二感器次。回路中引起
自由非周期分量电流。
在暂态过程中，励磁电流大大超过其稳态 值，并含有大量缓慢衰减的非周期分量， 这将使不平衡电流大为增加。
第二节 输电线的高频保护
一、高频保护概述
离I段启动发讯，当其保护范围内部故 障动作于跳闸的同时，还向对端发出 跳闸信号，可以不经过其它控制元件 而直接使对端的断路器跳闸，即收讯 即可跳闸。 两端保护的构成比较简单，无需互相 配合，必须要求每端发送跳闸信号保 护的动作范围小于线路的全长．而两 端保护动作范围之和应大干线路的全 长。前者是为厂保证动作的选择性， 后者则是为了保证全线上任一点故障 的快速切除。
南昌大学继电保护第八章电网高频保护
(2)按通道工作频率分为电力载波通道的高频保护； 微波保护 (3)按高频信号作用分为闭锁信号、允许信号及 跳闸信号： （4)按高频通道工作方式可分为线路正常运行时 长期发信工作方式及只有在线路故障时才启动发 信的故障启动发信方式。 (5)按对高频信号的调制方式可分为幅度调制和 频率调制。 (6)按两端高频信号的频率的异同可分力单频制 和双频制。
三、高频保护的构成
高频保护由继电部分和通信部分构成。继电部 分，对反应工频电气量的高频保护是在原有保护 原理上发展起来的，所以保护原理与原有保护原 则相似．而对于不反应工频电气量的高频保护来 说，则继电部分根据新原理构成。 通信部分出收发信机和通道组成。构
成高频保护的方电气量的高频保护为例，说
明继电部分和通信部分的工作情况。继电 部分根据被反应的工频电气量性质的高频
信号(它通过通道,从线路一端传送到另一端,对端 收信机收到高频信号后，将该高频信号还原成继 电部分所需的工频信号通过继电部分进行比较)， 决定保护装置是否动作.这高频信号也称为载波信 号，这种通信方式也称为载波通信，其通道也称 为载波通道。
(gp正常无高颇信号方式)；(c)“穗领”方式
所谓“短时发信”方式是指在正常运行情况 下，收、发信机一直处于不工作状态，高频通道 中没有高频信号通过。只有在系统中发生故障时， 发信机才由起动元件起动，高频通道中才有高频 信号通过。故障切除后，发信机经一定延时后自 动停止发信，通道中的高频信号也随之中断。因 此，又称为正常无高频信号方式，如图7—2(b) 所示。“短时发信”方式的优点是，可以减少对 相邻通道中信号的干扰和延长收、发信机的寿命， 但要求保护中应有快速动作的起倍元件。为了对 通道和收、发信机进行完好性的检查，要有人工 起信措施。目前我国生产的高频保护多采用“短
2020年智慧树知道网课《探寻继电保护的奥秘》课后章节测试满分答案
第一章测试1【单选题】(2分)线路继电保护装置在该线路发生故障时，能迅速将故障部分切除并A.发出信号B.将完好部分继续运行C.其余选项均不正确D.自动重合闸一次2【判断题】(2分)某些情况快速性与选择性有矛盾时，应在满足快速性的情况下，尽可能做到选择性A.错B.对3【判断题】(2分)在电网中装设带有方向元件的过流保护是为了保证动作的选择性A.错B.对4【判断题】(2分)设DI，DII，DIII分别为第I段、第II段和第III段保护的整定值，同一断路器上反应测量量减小而动作的保护应有DI＜DII＜DIIIA.对B.错5【单选题】(2分)电流互感器的电流误差，一般规定不应超过A.0.05B.0.15C.0.16【单选题】(2分)三段式电流保护中灵敏性最好的是A.I段B.Ⅱ段C.Ⅲ段7【单选题】(2分)在很短线路的后备保护中，宜选用的保护是A.三段式保护B.Ⅱ段保护C.Ⅰ段保护D.Ⅱ、Ⅲ段保护8【判断题】(2分)双侧电源电网中，母线两侧方向过电流保护的方向元件当（）可以省略A.错B.对9【判断题】(2分)功率方向继电器的电流和电压为I对、Ubc，Ib、Uc对，Ic、U对b时，称为A.错B.对10【单选题】(2分)线路的过电流保护的起动电流是按_____而整定的.A.该线路的负荷电流B.大l于允许的过负荷电流。
C.最大的故障电流第二章测试1【单选题】(2分)中性点直接接地系统，最常见的短路故障是______.A.金属性两相短路B.单相接地短路C.三相短路2【单选题】(2分)我国电力系统中性点接地方式主要有（）三种A.不接地方式、经消弧线圈接地方式和经大电抗器接地方式B.直接接地方式、经消弧线圈接地方式和不接地方式C.直接接地方式、经消弧线圈接地方式和经大电抗器接地方式；3【判断题】(2分)我国220KV及以上系统的中性点均采用__A.错B.对4【单选题】(2分)零序电流保护具有（）特点A.动作迅速和保护区稳定B.接线简单、灵敏度高、保护区稳定C.接线简单、可靠性低D.接线简单、灵敏度低5【单选题】(2分)确定零序速断保护最大零序电流时，应考虑（）A.系统运行方式、短路类型、短路点位置和电网联接方式B.系统运行方式、相间短路类型C.接地短路类型和系统运行方式D.短路点位置6【单选题】(2分)零序电流滤过器输出3I。
纵联差动
继电 部分
（3）通道的作用是传递高频信号。
三、 高频通道的构成：
有“相 - 相”和“相 - 地”两种连接 方式 ∨
“我国广泛运用”
收信机 发信机
收信机 发信机
收信机 发信机
收信机 发信机
1）高频阻波器(2)
高频阻波器是一个由电感和电容构成的并联谐振回路， 其参数选择得使该回路对高频设备的工作频率发生并联 谐振。 因此高频阻波器呈现很大的阻抗。高频阻波器串联在线 路两端，从而将高频信号限制在被保护线路上传递，而 不致分流到其他线路上去。
以此构成比相系统，由比位差是0°或近于0°时， 保护判断为被保护范围内部故障， 应瞬时动作切除故障；
b.若两侧流相位差为180°或接近于180°时， 保护判断为外部故障，应可靠地不动作。
为了满足以上要求，采用高频通道经常无电流， 而在外部故障时发出闭锁信号的方式来构成保护。 当短路电流为正半周时，使它操作高频发信机发 出高频信号，而在负半周时则不发出信号，如此 不断地交替进行。
4.4
一、微波保护构成
其他保护
跳 闸 通道（空间） 继电 部分 收信机 发信机 通信部分 收信机 发信机 继电 部分
跳 闸
微波是波长小于1m的电磁波，它包含三个波段: (1)分米波:波长为10cm~1m，频率为3000~300MHz 的微波，称特高频； (2)厘米波:波长为1~10cm，频率为30000~3000MHz 的微波； (3)毫米波:波长＜1cm的微波。
二、相差高频保护原理图：
保护 保护
保护
保护 保护
保护
(1)当被保护范围内部K1点故障，两侧电流皆 从母线流向线路，其方向为正且相位相同。 (2)当被保护线路外部K2点故障时，两侧电流 相位差为180°。
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
电力系统继电保护简答题
是断晃1、零序电流速断保护的整定原则是什么？答躲过被保护线路末端发生接地短路时流过保护的最大零序电流;当系统采用单相重合闸时，应躲过非全相振荡时出现的最大零序电流。
1、零序电流速断保护的整定原则是什么?答躲过被保护线路末端发生接地短路时流过保护的最大零序电流,躲过断路器三相触头不同期合闸所产生的最大零序电流；当系统采用单相重合闸时,应躲过非全相振荡时出现的最大零序电流.2、方向性电流保护为什么有死区?死区由何决定？如何消除?答:当保护安装处附近发生三相短路时，由于母线电压降低至零,方向元件不动作，方向电流保护也将拒动，出现死区。
死区长短由方向继电器最小动作电压及背后系统阻抗决定。
消除方法常采用记忆回路。
3、何谓功率方向继电器90°接线方式？它有什么优点答：是指在三相对称的情况下，当时，加入继电器的电流如和电压相位相差90°。
优点：第一，对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相间电压，其值很高；第二,选择继电器的内角后，对线路上发生的各种故障，都能保证动作的方向性。
4、与变压器纵差保护相比,发电机的纵差动保护有何特点？答：与变压器相比，发电机纵差保护不存在不平衡电流大特点，但在发电机中性点及附近发生相间故障时，发电机纵差保护存在有死区，因此,保护存在有如何减小死区提高保护灵敏度的问题45、断流器失灵保护是答案：当故障线路的继电保护动作发出跳闸脉冲后，断路器拒绝动作时，能够以较短的时限切除同一发电厂或变电所内其它有关的断路器，以使停电范围限制为最小的一种更后备保护。
答案:纵连差动保护4、发电机的故障类型。
答案：发电机的故障类型有定子绕组相间短路,定子绕组一相的匝间短路和定子绕组单相接地；转子绕组一点接地或两点接地，转子励磁回路励磁电流消失.5、发电机的不正常运行状态.答案：由于外部短路电流引起的定子绕组过电流；由于负荷超过发电机额定容量而引起的三相对称过负荷;由于外部不对称短路或不对称负荷而引起的发电机负序电流和过负荷；由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压；由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷；由于汽轮机主气门突然关闭而引起的发电机逆功率等10、什么是励磁涌流。
第三讲线路全线速动保护
第三讲 线路全线速动保护
一、概述
阶段式保护不能保证在全线范围内都能快速动作。为此需 要引入输电线纵联保护。即通过比较被保护线路两端电气量的大 小和相位来构成保护。
纵联保护信号传输方式：
（1）辅助导引线：差动保护 （2）电力线载波：高频保护 （3）微波：微波保护 （4）光纤：光纤保护
二、纵联差动保护
1、基本原理
允许信号：信号一出现，允许保护跳闸。“与门”
闭锁信号：信号一出现，闭锁保护。“禁止门”
（3）高频闭锁方向保护
比较线路两端短路功率方向。采用故障时发信。且发的是闭 锁信号。规定：功率正方向为母线指向线路，功率方向为正时， 不发或停发高频信号；功率方向为负时，发高频信号。
微机保护中还可采用允许式纵联方向保护。
（5）高频闭锁距离保护和高频闭锁零序方向保护的基本原理
高频闭锁距离保护是距离保护与电力线载波通道相结合，利用 收发信机的高频信号传送对侧保护的测量结果，两端同时比较 两侧距离保护的测量结果，实现内部故障瞬时切除，区外故障 不动作。
高频闭锁零序方向保护 工作原理与上同
此种构成方式，主保护和后备保护统一设计，减少了测量元 件，简化了接线，相对的提高了可靠性。缺点：距离或零序保 护检修时，主保护和后备保护都必须退出工作。
按照工作原理分为方向高频保护和相差高频保护。
方向高频保护：比较被保护线路两侧的功率方向。
相差高频保护：比较被保护线路两侧的电流相位。
2、高频通道
1）概念：高频通道=输电线路+高频附加设备 根据高频附加设备的装设位置分为相—相制和相—
地制高频通道。
2） 高频通道的工作方式 三种：长期发信方式：正常运行时，收发信机长期工作（经常
用辅助导线将被保护线路两侧的电量连接起来，比较线路两 端电流的大小及相位，从而确定保护是否动作。
一、概述
阶段式保护不能保证在全线范围内都能快速动作。为此需 要引入输电线纵联保护。即通过比较被保护线路两端电气量的大 小和相位来构成保护。
纵联保护信号传输方式：
（1）辅助导引线：差动保护 （2）电力线载波：高频保护 （3）微波：微波保护 （4）光纤：光纤保护
二、纵联差动保护
1、基本原理
允许信号：信号一出现，允许保护跳闸。“与门”
闭锁信号：信号一出现，闭锁保护。“禁止门”
（3）高频闭锁方向保护
比较线路两端短路功率方向。采用故障时发信。且发的是闭 锁信号。规定：功率正方向为母线指向线路，功率方向为正时， 不发或停发高频信号；功率方向为负时，发高频信号。
微机保护中还可采用允许式纵联方向保护。
（5）高频闭锁距离保护和高频闭锁零序方向保护的基本原理
高频闭锁距离保护是距离保护与电力线载波通道相结合，利用 收发信机的高频信号传送对侧保护的测量结果，两端同时比较 两侧距离保护的测量结果，实现内部故障瞬时切除，区外故障 不动作。
高频闭锁零序方向保护 工作原理与上同
此种构成方式，主保护和后备保护统一设计，减少了测量元 件，简化了接线，相对的提高了可靠性。缺点：距离或零序保 护检修时，主保护和后备保护都必须退出工作。
按照工作原理分为方向高频保护和相差高频保护。
方向高频保护：比较被保护线路两侧的功率方向。
相差高频保护：比较被保护线路两侧的电流相位。
2、高频通道
1）概念：高频通道=输电线路+高频附加设备 根据高频附加设备的装设位置分为相—相制和相—
地制高频通道。
2） 高频通道的工作方式 三种：长期发信方式：正常运行时，收发信机长期工作（经常
用辅助导线将被保护线路两侧的电量连接起来，比较线路两 端电流的大小及相位，从而确定保护是否动作。
高频保护
起动 元件
禁 止 门 收信机 ＆ 禁 止 门 跳闸 发信机 通道
功率方 向元件
对于保护1的方向元件判断故障为正方向，与 门有输出，经t2延时后使本侧高频收、发信机 停信，另一方面经禁止门2准备出口跳闸。因 保护2的方向元件判断故障为反方向，与门无 输出，高频收、发信机连续发出高频信号，闭 锁本侧保护。
4、相差高频保护
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，称为相差高频保护。 假设：线路两侧的电势同相，系统各元件的 阻抗角相同（实际上有差别的）。
I M
K1
I N
K
2
保护
保护
I M I M
I N
同相
I N
反向 ， 相位差 180 度 。
为实现比相，须把线路对端的电流的信号传送 到本端且能代表原工频电流的相位，由比相系 统给出比较结果。 若两侧电流相位差近于0°时，保护判断为被 保护范围内部故障，应瞬时动作切除故障。 若两侧流相位差接近于180°时，保护判断 为外部故障，应可靠将保护闭锁。
I M I M
I N
反相 同相
I N
当短路电流为正半周时，高频发信机发出高 频信号，而在负半周时则不发出信号。 当被保护范围内部故障时，由于两侧同时发 出高频信号，也同时停止发信。在两侧收信机收 到的高频信号是间断的。 当被保护范围外部故障时，由于两侧电流 相位相差180°，线路两侧的发信机交替工作， 收信机收到的高频信号是连续的高频信号。
闭锁，使两侧保护不能跳闸。
起动 元件
禁 止 门 收信机 ＆ 禁 止 门 跳闸 发信机 通道
功率方 向元件
延时元件KT2的作用是等待对侧高频信号的到 保护3，4的功率方向元件判断故障为正 记忆元件KT1的作用是防止外部故障切除后， 来，防止区外故障造成保护的误动作。 方向，因此，两侧的收、发信机均停信 近故障点侧的保护起动元件先返回停止发信， “禁2”开放，两侧保护分别动作于出口跳 而远故障点侧的起动元件和功率方向元件后 闸。 返回，造成保护误动作跳闸。
禁 止 门 收信机 ＆ 禁 止 门 跳闸 发信机 通道
功率方 向元件
对于保护1的方向元件判断故障为正方向，与 门有输出，经t2延时后使本侧高频收、发信机 停信，另一方面经禁止门2准备出口跳闸。因 保护2的方向元件判断故障为反方向，与门无 输出，高频收、发信机连续发出高频信号，闭 锁本侧保护。
4、相差高频保护
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，称为相差高频保护。 假设：线路两侧的电势同相，系统各元件的 阻抗角相同（实际上有差别的）。
I M
K1
I N
K
2
保护
保护
I M I M
I N
同相
I N
反向 ， 相位差 180 度 。
为实现比相，须把线路对端的电流的信号传送 到本端且能代表原工频电流的相位，由比相系 统给出比较结果。 若两侧电流相位差近于0°时，保护判断为被 保护范围内部故障，应瞬时动作切除故障。 若两侧流相位差接近于180°时，保护判断 为外部故障，应可靠将保护闭锁。
I M I M
I N
反相 同相
I N
当短路电流为正半周时，高频发信机发出高 频信号，而在负半周时则不发出信号。 当被保护范围内部故障时，由于两侧同时发 出高频信号，也同时停止发信。在两侧收信机收 到的高频信号是间断的。 当被保护范围外部故障时，由于两侧电流 相位相差180°，线路两侧的发信机交替工作， 收信机收到的高频信号是连续的高频信号。
闭锁，使两侧保护不能跳闸。
起动 元件
禁 止 门 收信机 ＆ 禁 止 门 跳闸 发信机 通道
功率方 向元件
延时元件KT2的作用是等待对侧高频信号的到 保护3，4的功率方向元件判断故障为正 记忆元件KT1的作用是防止外部故障切除后， 来，防止区外故障造成保护的误动作。 方向，因此，两侧的收、发信机均停信 近故障点侧的保护起动元件先返回停止发信， “禁2”开放，两侧保护分别动作于出口跳 而远故障点侧的起动元件和功率方向元件后 闸。 返回，造成保护误动作跳闸。
继电保护原理第4章-纵联
输电线路纵联电流差动保护原理的特点
1、保护范围明确。保护范围是线路两侧电流互感器之间的范围。 2、动作速度快，可实现全线速动，即全线路瞬时切除区内故障。 这是由于纵联电流差动保护不需与相邻元件的保护配合。 3、不受系统振荡、系统运行方式变化的影响。
三、输电线路两侧电气量的故障特征
1. 两端电流相量和 （正方向：母线线路）
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障
0
区外故障
180
4. 两端测量阻抗
区内故障：两端距离Ⅱ段 ZII 均启动 区外故障：近端距离Ⅱ段 ZII 不启动，远端启动。
四、纵联保护基本原理
利用不同特征差异的电气量可以构成不同的纵联保护原理
（1）纵联电流差动保护原理（两端电流相量的故障特征）
第二节 纵联保护两侧信息的交换
一、导引线通信（Pilot Wire Communication）
保护原理：电流差动原理
适用于短线路
动作线圈 动作线圈 制动线圈 制动线圈
制动线圈
i
导引线
制动线圈
（a）环流式
i
动作线圈
动作线圈
（b）均压式
二、电力线载波通信（Power Line Carrier Communication）
正常运行和外部故障时（K2）：两侧电流相位相差约为180°。 内部故障时（K1）：两侧电流相位相差约为0°。
（4）距离纵联保护原理（两端测量阻抗的故障特征） 正常运行和外部故障时（K2）：两端的距离Ⅱ段测量阻抗一侧 为反方向，另一侧为正方向。
内部故障时（K1）：两端的距离Ⅱ段方向阻抗元件都在正方向， 同时启动。
闭锁信号
k1 IN N
《电力系统保护与控制》期末考试复习题
电力系统保护与控制复习题选择题1.中性点直接接地系统，最常见的短路故障是（ D ）。
A.金属性两相短路B.三相短路C.两相接地短路D.单相接地短路2.一般（ A ）保护是依靠动作值来保证选择性。
A.瞬时电流速断B.限时电流速断C.定时限过电流D.过负荷保护3.高频阻波器所起的作用是（ C ）A.限制短路电流B.补偿接地电流C.阻止高频电流向变电站母线分流4.零序电流保护具有（ D ）特点。
A.接线简单、灵敏度低B.接线简单、可靠性低C.动作迅速和保护区稳定D.接线简单、灵敏度高、保护区稳定5.无论是发生对称短路还是不对称短路，（ C ）将发生突变。
A.负序分量B.零序分量C.正序分量D.正序分量和负序分量6.在高频闭锁零序距离保护中，保护停信需带一短延时，这是为了（ C ）A.防止外部故障时的暂态过程而误动B.防止外部故障时功率倒向而误动C.与远方起动相配合，等待对端闭锁信号的到来，防止区外故障时误动7.互感器二次侧应有安全可靠的接地，其作用是（ C ）A.便于测量时形成回路B.泄漏雷电流C.以防互感器一、二次绕组绝缘破坏时 , 高电压对二次设备及人身的危害8.衡量电能质量的重要指标是( C )A.有功功率、无功功率B.功率因数C.电压、频率和波形D.有功电度和无功电度9.输电线路通常要装设（ C ）。
A.主保护B.后备保护C.主保护和后备保护D.近后备和辅助保护10.单侧电源线路的自动重合闸必须在故障切除后，经一定时间才允许发出合闸脉冲，这是因为（ B ）A.需与保护配合B.故障点去游离需一定时间C.防止多次重合11.无论是发生对称短路还是不对称短路，（ C ）将发生突变。
A.负序分量B.零序分量C.正序分量D.正序分量和负序分量12.我国电力系统220KV线路的故障类型中，有接近90%的故障是( C )A.三相短路B.两相短路C.单相接地短路D.两相接地短路13.高频保护采用相一地制高频通道是因为（ A ）A.所需的加工设备少，比较经济B.相一地制通道衰耗小C.减少对通信的干扰14.检查线路无电压和检查同期重合闸，在线路发生瞬时性故障跳闸后，（ B ）A.先合的一侧是检查同期侧B.先合的一侧是检查无电压侧C.两侧同时合闸15.电力系统振荡闭锁装置，在系统正常运行时，（ B ）。
07输电线路纵联差动保护(5)
闭锁式高频方向保护
闭锁式高频方向保护的基本工作原理:
高频闭锁方向保护是线路两侧的方向元件分别对短路 的方向作出判断，并利用高频信号作出综合判断，进 而决定是否跳闸的一种保护。
第三节 高频保护的基本原理
光缆由多股光纤制成，光纤结构 如图（a）所示。纤芯由高折射 率的高纯度二氧化硅材料制成， 直径仅100～200μm，用于传送光 信号。包层为掺有杂质的二氧化 硅，作用是使光信号能在纤芯中 产生全反射传输。涂覆层及套塑 用来加强光纤机械强度。光缆由 多根光纤绞制而成，为了提高机 械强度，采用多股钢丝起加固作 用，光缆中还可以绞制铜线用于 电源线或传输电信号。光缆可以 埋入地下，也可以固定在杆塔上， 或置于空心的架空地线中（复合 地线式光缆 OPGW）。
'' I unb K unp I k . max
其中
' I unb f er K st K unp
③躲过在相继动作区内发生接地短路时最大非故障相电流
I op K rel I unb. max nTA
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，如图所示。
第二节
平行线路的差动保护
3）横差保护保护相继动作区 如图所示，在L1线路末端短路时，两回线路首端电流近似相等， KA1不起动，而对侧与方向相反，加入继电器的电流很大，KA2起 动并将QF2切除。QF2断开后，短路电流重新分配，KA1才起动， 称之为相继动作。要求相继动作区小于5%。
第二节
第二节
平行线路的差动保护
第二节
平行线路的差动保护
当平行线路L1内部短路时，则， I I I r＞0 。 KA1起动，KP1起动、KP2不起动（电流方向相 反）保护动作切除QF1，闭锁QF3 ；对侧同理有 KA2、KP3动作切除QF2，闭锁QF4；同理有L2 内短路，保护切除QF3、QF4而闭锁QF1、QF2 。 注意：横联差动方向保护只在两条线路同时运行 时起到保护作用，而当一条线路故障时，保护切 除该故障线路后为使保护不出现误动作而使横差 保护退出运行，也就是说单条线路运行横差保护 是不起作用的。
继电保护练习题
继电保护练习题(1)一.填空题：1. 继电保护装置一般由_测量比较元件_,_逻辑判断元件_,执行输出元件—三部分组成。
2 .继电保护的可靠性包括—安全性_和_信赖性是对继电保护性能的最根本要求。
3. 低压继电器的启动电压小于—返回电压，返回系数—大于__________ 1。
4. 在中性点非直接接地电网中，发生单相接地短路时，故障点处零序电压最高；接地中性点处零序电压为0;零序电流的分布主要取决于变压器中性点是否接地。
5 .功率方向继电器的内角 a =30 °,其动作范围_-120 °三arg(Uj/lj )三60 °。
6. 单侧电源线路上发生短路时，过度电阻的存在使方向阻抗继电器的测量阻抗—增大_，保护范围—缩小_。
7..检查平行双回线路有电流的自动重合闸，当另一回线有电流时，表示两侧电源仍保持联系，一般是同步的，可以进行重合闸。
8. 变压器瓦斯保护反应油箱内部所产生的气体或油流而动作，其中_轻瓦斯保护_动作于信号，_重瓦斯保护_动作于跳开变压器各电源侧的断路器。
9. 低电压启动过电流保护和复合电压启动过电流保护中，引入低电压启动和复合电压启动是为了提高过电流保护的灵敏度—，此时过电流保护的定值不需要考虑变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷。
10. 后备保护包括一近后备保护_和_远后备保护________ 。
11. 三段式电流保护中，_『段灵敏度最高，—_灵敏度最低。
12. 阻抗继电器的精确动作电流是指动作阻抗降为一0.9Zset_时对应得测量电流。
13. 变压器纵联差动保护需要进行相位校正和电流平衡调整，以使正常运行时流入到差动回路中的电流为014. 电力系统最危险的故障是_三相短路—。
15. 区分系统是振荡还是故障，主要采用两个原理，即（有无负序分量）和（负序分量的出现是否突变）。
16. 电压互感器的二次额定电压为（100）V,电流互感器的二次额定电流为（5或1）A。