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07输电线路纵联差动保护(5)汇总

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电力系统继电保护原理-输电线路纵联保护

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。

线路纵联差动 零序差动保护原理

线路纵联差动 零序差动保护原理

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输电线路纵联保护

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

6输电线路纵联保护

6输电线路纵联保护

• 上述的接线只能用于发电机、变压器、母线和大型电动机的保护中，不能用于输电线路，因为线路有一 定的长度，必须有导引线通道。
7
6.1 输电线路纵联差动保护
• 导引线纵联差动保护
• 利用敷设在输电线路两端变电所之间的二次电缆传递被保护线路各侧信息的通 信方式称之为导引线通信，以导引线为通道的纵联保护称为导引线纵联保护（ 简称导引线保护）。
3 连接滤波器 • 连接滤波器与耦合电容器共同组成一个 带通滤波器，使所需频带的电流能够顺 利通过。
20
6.2 高频保护
4 高频电缆 • 它用来连接室内继电保护屏、高频收发信 机到室外变电站的连接滤波器。
5 高频收、发信机 • 高频收发信机由高频收信机和高频发信机 两部分组成，用来发送和接收高频信号。 发信机发出的高频信号通过高频通道传送 到对端，被对端和本端的收信机所接受， 两端的收信机既接收来自本侧的高频信号 又接收来自对侧的高频信号，两个信号经 比较判断后，确定继电保护动作跳闸或闭锁。
17
6.1 输电线路纵联差动保护
• 整定计算
• 纵差保护是瞬时保护，应按躲过保护区外短路时最大不平衡电流来整定差动继电器的动
作电流，即
Iop.r K I rel unb.max
• 当正常运行时，为防止电流互感器二次回路一相断线而导致保护误动作， 应大于被保 护线路可能流过最大负荷电流 ，即
Iop.r K I rel L.max nTA
• 纵联差动保护是基于比较被保护线路始端和末端电流 的大小和相位的原理构成的。
• 在线路两端安装了具有相同型号和变比的电流互感器， 将线路两端电流互感器二次侧带 • 号的同极性端子(远 离保护线路两端)连接在一起。把线路两端电流互感器 二次侧不带 • 号的端子连接在一起，差动继电器KD接 在差流回路上。

浅谈输电线路的纵联保护

浅谈输电线路的纵联保护

浅谈输电线路的纵联保护摘要：本文首先就输电线路纵联保护原理、概念、分类进行了介绍，而后进一步深入，对纵联差动保护应解决的主要问题及解决措施展开了剖析。

关键字：纵联保护；故障；光纤纵联差动保护一、纵联保护（一）基本原理纵联保护是将线路两侧测量信息进行判断实现全线速动保护，其基本原理有如下三种：（二）概念和分类将线路两侧测量信息传到对侧进行比较构成的全线速动保护，称作线路纵联保护。

线路纵联保护不需与其他保护配合，不受负荷电流的影响，不反应系统震荡，有良好的选择性。

通常用高频通道组成的纵联保护称高频保护，用光纤通道组成的纵联保护称光纤纵联差动保护。

二、纵联差动保护应解决的主要问题及措施（一）纵联差动保护应解决的主要问题1、输电线路电容电流的影响电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作电流。

由于负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流。

所以在空载或轻载下电容电流最容易造成保护误动。

2、外部短路或外部短路切除时产生的不平衡电流外部短路或外部短路切除时，由于两端电流互感器的变比误差不一致、暂态过程中由于两端电流互感器的暂态特性不一致、二次回路的时间常数的不一致产生不平衡电流。

3、重负荷线路区内经高阻接地时灵敏度不足的问题4、正常运行时电流感器（TA）断线造成纵联电流差动保护误动作正常运行时当输电线路一端的TA断线时差动继电器的动作电流和制动电流都等于未断线一端的负荷电流。

由于差动继电器的制动系数小于1，起动电流值又较小，因此工作点将落在比率制动特性的动作区内造成差动继电器动作。

5、弱电端拒动的问题当线路有一端背后无电源或为小电源时该端称为弱电端。

6、输电线路两端保护采样时间不一致所产生的不平衡电流的问题引起两侧采样不同步的原因：（1）两侧装置上电时刻的不一致；（2）一侧数据传送到另一侧有通道时延和数据接收时延；（3）两侧装置晶振存在固有偏差；（二）解决措施1、防止电容电流造成保护误动的措施（1）提高差动继电器比率制动曲线中的起动电流Iqd的定值来躲电容电流的影响。

纵联电流差动保护-

纵联电流差动保护-

2）有制动作用
M IM
k1
IN
N k2
动作线圈： Im In
IImm
Im KD
Im In
I r In
IInn
制动线圈： Im In
Ir
动作方程： Im In k Im In Iop0
动作区
I
op0
I res
动作特性：动作电流不是定值，而是随制动电流变化的特性。
二、纵联电流差动保护的工作原理
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障 I IM IN IK1
区外故障 I IM IN 0
工作原理 ——故障特征分析
2. 两端电流相位特征
假设：电源电势相角相等 ，无分布电容、TA、TV
无误差。
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障
区外故障
0
180
工作原理 ——电流差动保护
谢谢！
引起保护误动，特别是对于超高压长线路，电容电流的影
响更为严重 。
M
.
IM
.
.
I MN
IN
N d
.
I CM
1 2
XC
.
I CN
图4－29 长距离输电线路的等值电路
四、影响因素分析
2、影响因素之二：电流互感器误差和不平衡电流
差动保护原理是建立在对一次系统的分析基础上的，但保 护所采用的电流信号是互感器的二次输出信号。二次信号 和一次信号之间的传变误差，导致了不平衡电流的出现。
——相位差动保护 1.电流相位特征
内部故障
外部故障
IM
IN

第四章输电线路的纵联保护ppt课件

第四章输电线路的纵联保护ppt课件
故称为制动电流
纵联差动保护的评价及应用
• 优点： • 全线速动 • 不受负荷的影响，灵敏度较高 • 缺点： • 需敷设与被保护线路同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。 • 需敷设辅助导线断线与短路的监视装置 • 不能作相邻线路的后备保护
• 应用：在输电线路中，只有其他保护不能满足要 求的短线路（一般不超过5-7km)。
以反应各种不对称短路或接地短路。三相短路一般在短路开 始瞬间，总有负序或零序分量，因此对三相短路也能反应。 基本不受短路点过渡电阻的影响。
受非全相运行的影响较大，在系统非全相运行时可能误 动。解决方法：在非全相运行期间退出负序方向元件、零序 方向元件。
4.3.2 闭锁式方向比较式纵联保护
(4) 工频突变量方向元件 工频突变量方向元件能正确反应所有类型的故障，方向
4.4.3 纵联电流相位差动保护
1、纵联电流相位差动保护的基本原理
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来确定跳闸与否，这种保护 又称为相差高频保护。
区内故障：两侧电流同相位，发出跳闸脉冲； 区外故障：两侧电流相位相差180°，保护不动作 。
电流。
继电器动作，跳两侧的断路器。
问题：因要铺设多根导引线，这种单相原理 接线方式可用于短线路，电力变压器、发电 机、母线。
2 纵差保护的整定计算
纵差保护整定计算的基本原则是应保证正常运 行和外部短路时保护装置不动作跳闸。因此， 纵差保护的一次动作电流按满足以下条件进行 选择： （1）正常运行和区外短路时差回路流过最大不 平衡电流时保护不动作，即躲开外部故障时的 最大不平衡电流：
电流互感器的同型系
稳态下的不平衡电流：励磁电流之差

输电线路纵联保护

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；

继电保护第四章输电线路纵联保护

继电保护第四章输电线路纵联保护

继电保护第四章输电线路纵联保护第四章输电线路纵联保护§4－1 输电线纵联差动⼀、基本原理：1.反应单侧电⽓量保护的缺陷：∵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。

原因：（1）电⽓距离接近相等。

（2）继电器本⾝测量误差。

（3）线路参数不准确。

(4)LH、YH有误差。

（5）短路类型不同。

（6）运⾏⽅式变化等。

2. 输电线路纵联差动保护：（1）输电线路的纵联保护：（P129 第⼆⾃然段）。

（2）导引线纵联差动保护：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。

（P131 图4-2）⾃学。

例：环流法构成了导引线纵联保护：线路两侧装有相同变⽐的LH正常或区外短路：Im1=-In1∴ Im2=-In2I J=Im2+In2=0 J不动区内短路：I J=Im2+In2=（Im1+ In1）/n LH = I d/ n LH > I d z( 同时跳两侧DL)←J动作可见纵联差动保护的范围是两侧LH之间，理论上具有绝对选择性可实现全线速动。

但它只适⽤于< 5～7公⾥的短线路。

若⽤于长线路技术上有困难且经济上不合理。

（P136 标题2）它在发电机、变压器、母线保护中应⽤得更⼴泛（后述）3. 纵联保护信号传输⽅式：（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§4-2输电线的⾼频保护⼀、⾼频保护概述：⾼频保护的定义：（P136）分类：按照⼯作原理分两⼤类，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。

⼆、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”构成⽰意图P137 图4-71. 阻波器：L 、C 并联谐振回路，谐振于载波频率。

对载波电流：Z>1500Ω——————限制在本线路。

4.输电线纵联差动保护

4.输电线纵联差动保护
I r ≥ K res I unb
保护的动作值将随外 部故障时的不平衡电流 增大而增大
I r ≥ K res I unb
K res = 制动系数
4.4.2 两侧电流的同步测量

基于数据通道的同步方法 基于GPS统一时钟的同步方法
4. 2
输电线路纵联保护两侧信息量的交换

输电线路目前常用的通信方式为：

导引线通信 电力线载波通信 微波通信 光纤通信
4.2.2

电力线载波通信
有“相-相”和“相-地”两种连接方式 “我国广泛运用” 1. 阻波器 2. 耦合电容器 3. 连接滤波器 4. 电缆 5. 载波收发信机 6. 接地开关
Zr ⋅ Δ I
⋅
保护的反方向短路，保护安装 处的电流、电压的关系为： ⋅ ⋅

ΔU = Δ I ⋅ Z s
考虑各种因素的影响，反方向故 障时功率方向为正的判断依据为： ⋅
90 > arg
0
ΔU
Zr ⋅ Δ I
⋅
> −900
4.3.1
工频故障分量的方向元件
负序、零序方向元件在正方向 故障时，功率方向为正的判断 ⋅ 为： ΔU
零序方向纵联保护与负序方向相同
因此需取断路器线路侧电压互感器信号
4.3.3 闭锁式距离纵联保护的构成 闭锁式距离纵联保护利用线路两侧三段式 距离保护，以III段作为启信元件，以II段方向 判别元件作停信元件。
4.3.3 闭锁式距离纵联保护的构成
闭锁式距离纵联保护利用线路两侧三段式距离保护，以III 段作为启信元件，以II段方向判别元件作停信元件。
4.4

纵联电流差动保护
4.4.1

电路及磁路-5.纵联差动保护

电路及磁路-5.纵联差动保护

） : 按躲区外短路最大不平 衡电流整定
返回
三、其他相关知识点
1、高频保护的基本原理
将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号 ，然后，利用输电线路本身构成的高频电流通道， 将此信号送至对端，以比较两端电流的相位或功率 方向的一种保护。
n
TA ( d )

I N (d ) 5
（2）变压器空载投入的励磁涌流
励磁涌流 的影响 分析励磁涌流 的特点 变压器纵联差动 保护的构成
采用具有速饱和变流器的BCH型差动继电器构成变压 器纵差动保护； 正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的 含有大量的非周期分量，使波形偏于时间轴的一侧； 采用二次谐波制动原理构成变压器纵联差动保护； 3％～ 5％，所以对保护无影响。而当变压器空载 励磁涌流中含有大量的二次谐波电流分量； 投入或外部短路故障切除，电压恢复时，励磁电 励磁涌流相邻波形之间存在“间断角”。 采用鉴别波形间断角原理构成变压器纵联差动保护。 流可达额定电流的6～8倍，这称为励磁涌流，可 引起差动保护误动作。
（2）暂态过程中的不平衡电流
短路电流中 除含有周期 分量外，还 含有按指数 规律衰减的 非周期分量
3、测量元件动作电流整定原则
保证外部短路保护不动作。
（动作电流按照大于外部短路流过保护
的最大不平衡电流整定。）
返回
二、变压器的纵联保护
1、构成、基本原理
2、变压器纵联保护特殊问题
——引起不平衡电流增大的因素
纵差动保护的基本原理是基于比较被 保护线路始端和末端电流的大小和相位 原理构成的。
（1）、当线路正常运行或外部故障时；
M
I M
I N
N
K
I m

纵联差动保护

纵联差动保护
取R1=R3=Ra，R2=R4=Rb(Ra、Rb皆为选定的参数）,Kl=K2=K，则上述三式可改写为：
可选择保护的动作判据为：
对于给定的Ra、Rb、RX、K2及K，当上式等号成立时，RX便为检测到的最大接地电阻Rx.max，若K2取固定值，则改变K可以调整灵敏性。K2值可根据灵敏性要求,由式（7.64）取等号求出，即
具有比率制动特性的差动保护
保护的动作电流Iop随着外部故障的短路电流而产生的Iunb的增大而按比例的线性增大，且比Iunb增大的更快，使在任何情况下的外部故障时，保护不会误动作。这是把外部故障的短路电流作为制动电流Ibrk,而把流入差动回路的电流作为动作电流Iop。比较这两个量的大小，只要IOP≥Ibrk，保护动作；反之，保护不动作。其比率制动特性折线如图7.2所示。
由电桥平衡原理构成的励磁回路两点接地保护有两个缺点：
①由于两点接地保护只能在转子绕组一点接地后投人，所以，对于发生两点同时接地，或者第一点接地后紧接着发生第二点接地的故障，保护装置均不能反映。
②若第一个接地点发生在转子绕组的正极或负极端，则因电桥失去作用，不论第二点接地发生在何处，保护装置将拒动。
电桥原理转子两点接地继电器电路原理接线及方框图
装置动作时对应的RX为
对于给定的Ra、Rb、RX、K2及K，当上式等号成立时，RX便为检测到的最大接地电阻Rx.max，若K2取固定值，则改变K可以调整灵敏性。K2值可根据灵敏性要求,由式（7.64）取等号求出，即
发电机励磁回路两点接地保护
当转子绕组发生两点接地故障，由于故障点流过相当大的短路电流，因而会烧伤转子；
，总有一定量值的电流流入KD,此电流称为不平衡电流，用Iunb表示。通常，在发电机正常运行时，此电流很小，当外部故障时，由于短路电流的作用，TA的误差增大，再加上短路电流中非周期分量的影响，Iunb增大，一般外部短路电流越大，Iunb就可能越大，其最大值可达：

输电线纵联差动保护

输电线纵联差动保护
电流的存在。
输电线纵联差动保护
23
一、输电线路的纵联差动保护
环流法的稳态不平衡电流分析
不平衡电流主要受励磁电流 影响
• CT铁芯越饱和，励磁电流越 大，随之增加二次电流的误差；
• 一次电流确定时，二次负荷越 大，铁芯越饱和；
• 二次负荷确定时，一次电流越 大，铁芯越饱和；
输电线纵联差动保护
24
输电线纵联差动保护
20
一、输电线路的纵联差动保护
6.输电线纵差动保护的动作特性
复数比特性
两端电流的复数比描述保护动作特性；
•
保护的动作量=
f
(
I
•
M
)
使保护动作的方程I N
•
f
(
I
•
M
)
0
IN
圆外为动作区
输电线纵联差动保护
21
一、输电线路的纵联差动保护
7.影响输电线纵差动保护正确工作的因素
导引线纵联差动保护是最简单的一种用辅助导线 或称导引线作为通道的纵联保护。
输电线纵联差动保护
6
一、输电线路的纵联差动保护
3.元件的环流法纵联差动保护
一次侧电流的正方向为从母线流向被保护的线路；
两侧电流互感器一次回路的正极性均置于靠近母线的一端， 二次回路的同极性端子相联接；
差动继电器并联联接；
一、输电线路的纵联差动保护
对CT的要求
纵差保护的二次负荷一定，铁芯饱和程度主要受一次电流 影响；
当发生故障时，一次电流较大，铁芯饱和； 内部故障时，继电器必须动作，无需考虑不平衡电流的影
1.电流保护和距离保护的缺陷
互感器传变的误差、线路参数值的不精确性以及继电器本 身的测量误差等原因，可能将被保护线路对端所连结的母 线上的故障，或母线所连接的其它线路出口处的故障，误 判断为本线路末端的故障而将被保护线路切断。

输电线路的纵联保护

输电线路的纵联保护
向元件.
第二节 输电线纵联保护两侧信息的交换
载波保护或者高频保护
应用载波技术,以输电线本身作为通道,将线路两侧工频电气量 〔或两侧阶段式保护中测量元件的判别结果〕调制40k~500kHz 的高频电波上,沿通道互相传送；两侧保护收到此高频电波后,再 将其还原为工频电气量〔或判别结果〕并在各自的保护中比较这 些量,以判断是区内还是区外故障.
第 4章
输电线路的纵联保护
第一节 输电线路纵联保护概述
一、引言
1、反映单侧电气量保护的缺陷
无法实现全线速动
反应单侧电气量保护的缺陷： ∵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.
原因： 〔1〕电气距离接近相等. 〔2〕继电器本身测量误差. 〔3〕线路参数不准确. <4>LH、YH有误差. 〔5〕短路类型不同. 〔6〕运行方式变化等.
收不到高频信 号是跳闸的必 要条件.
高频信号是跳 闸的必要条件.
跳闸信号：
保护
跳闸
信号
1 跳闸 高频信号是跳
脉冲 闸的充分条件.
三、纵联保护动作原理
〔3〕电流相位比较式纵联保护 利用两端电流相位的特征差异,比较两端电流的相位关系构成电流
相位比较式纵联保护 .两端保护各自将本侧电流的正、负半周信 息转换为表示电流相位并利于传送的信号送到对端,同时接收对 端送来的电流 信号并与本册的相位相比较.
〔4〕距离纵联保护 构成原理与方向比较式纵联保护相似,只是用阻抗元件代替功率方
高频保护是目前220KV及以上电压等级复杂网络的主要保护方式.
高频保护由继电保护部分、高频收、发信机和通道组成.
Hale Waihona Puke 按工作原理分为方向高频保护和相差高频保护 方向高频保护的基本原理是比较被保护线路两侧的功率方向 相差高频保护的基本原理是比较被保护线路两侧的电流相位
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I II
第二节
平行线路的差动保护
由分析可知，电流差是否为零可作为平行线路有 无故障的依据。要判断哪条线路短路，源自需要判 断电流差的方向。第二节

平行线路的差动保护

横联差动方向保护 1）单相横联差动保护构成 横联差动方向保护单相构成如图所示，平行线 路同侧两个电流互感器型号、变比相同，二次 侧按环流法接线，电流继电器KA1按两回线路 电流差接入作为起动元件；方向继电器KP1、 KP2作为判断元件。 2）工作原理 当平行线路正常运行或区外短路时，线路 同侧两电流大小、相位相等，差动回路无电流 ，保护不起动。
纵联差动保护
纵联差动保护
纵联差动保护
纵联差动保护
二、纵联保护分类
纵联保护按照通道类型、保护原理、信息含义等 有多种分类方法。
1.按通道类型分类
（1）导引线，两侧保护电流回路由二次电缆连 接起来，用于线路纵差保护； （2）载波通道，使用电力线路构成载波通道， 用于高频保护； （3）微波通道，用于微波保护； （4）光纤通道，用于光纤分相差动保护。
电流平衡保护
电流平衡继电器KBL1、KBL2各有一个工作线圈匝Nw ，一个制动线圈匝NB和一个电压线圈匝Nv。KBL1的 工作线圈接于线路L-1电流互感器的二次侧，由电流I1 产生动作力矩Mw1，其制动线圈接于线路L-2电流互感 器的二次侧，由电流I1产生动作力矩MB1。KBL2的工 作线圈接于线路L-2电流互感器的二次侧，由I2产生动 作力矩Mw2，其制动线圈接于线路L-1电流互感器的二 次侧，由I1产生动作力矩MB2。KBL1、KBL2的电压 线圈均接于母线电压互感器的二次侧。继电器的动作条 件是Mw>MB+Mv（Mv为电压线圈中产生的力矩）。
纵联保护的通道
二、载波通道 载波通道是利用电力线路、结合加工设备、收发信机构成 的一种有线通信通道，以载波 道构成的线路纵联保护也 称为高频保护。
第一节
纵联保护的原理与分类
第二节
平行线路的差动保护
为了提高供电可靠性和增加供电容量，电网常采 用平行线路对重要用户供电。所谓平行线路，是 指线路长度，导电材料等都相同的两条并列连结 的线路，在正常情况下，两条线路并联运行，只 有在其中一条线路发生故障时，另一条线路才单 独运行。这就要求保护在平行线路同时运行时能 有选择地切除故障线路，保证无故障线路正常运 行。 平行线路内部故障特点：正常运行或区外短路故 障时，平行线路电流差 II III 0 或 I I 0 ；当 0 。 内部故障时，两线路电流差 II III 0 或 II III
电流平衡保护
正常运行及外部短路时，由于II=I2，KBL1、 KBL2由于其反作用力矩Mv和继电器内弹簧反作 用力矩Ms的作用，使触点保持在断开位置，保 护不会动作。 当一回线路发生故障（如线路L-1的K点），由 于II>I2，并由于电压大大降低，电压线圈的反 作用力矩显著减少，因此KBL1中由II产生的动 作力矩Mw1大于I2产生的制动力矩MB1与电压 产生的制动力矩Mv之和，所以KBL1动作，切除 故障线路L-1；对于KBL2，由于流过其制动线 圈的电流II大于工作线圈流过电流I2，即制动力 矩大于动作力矩，所以它不会动作。
纵联差动保护
2.按保护原理分类 (1)电流差动原理; (2)纵联方向原理。
第一节
纵联保护的原理与分类
第一节 纵联保护的原理与分类 一、导引线 导引线通道就是用二次电缆将线路两侧保护的电 流回路联系起来，主要问题是导引线通 长度与输 电线路相当，敷设困难；通道发生断线、短路时 会导致保护误动，运行中检测、维 通道困难；导 引线较长时电流互感器二次阻抗过大导致误差增 大。导引线通道构成的纵联保 仅用于少数特殊的 短线路上。
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
其中
I k . max 2
'' I unb K unp I k . max
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。
第一节
纵联保护的原理与分类
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 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）纵联保护方向原理
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。
平行线路的差动保护
4）整定计算 ①躲过单回线路运行时的最大负荷电流
I op K rel I L. max K re nTA
②躲过双回线路运行时外部短路的最大不平衡电流
I op K rel K rel ' '' I unb. max ( I unb I unb ) nTA nTA
' I unb f er K st K unp
电力系统继电保护
电力工程系 yanghuixian
西安电力高等专科学校 Xi’an Electric Power College
电力系统继电保护原理
7输电线路的纵联差动保护
第一节
纵联保护的原理与分类
一、纵联保护的原理 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。