第4章输电线路的纵联保护

1、4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 纵联保护基本原理纵联保护基本原理4.4 4.4 纵联差动保护纵联差动保护4.5 4.5 纵联方向保护纵联方向保护4.3 4.3 纵联保护通道纵联保护通道4.6 4.6 纵联距离、零序方向保护纵联距离、零序方向保护220KV220KV以上输电线路的保护必须采用全线速动保护。即任何以上输电线路的保护必须采用全线速动保护。即任何一处发生故障，线路两端的保护都能瞬时动作，跳开线路两一处发生故障，线路两端的保护都能瞬时动作，跳开线路两端的断路器，切除故障。端的断路器，切除故障。 仅反映线路一侧的电气量是不可能区分本线路末端和对侧仅反映线路一侧的电气量是不可能区分本

2、线路末端和对侧母线母线( (或相邻线路始端或相邻线路始端) )故障的，只有反映线路两侧的电气量故障的，只有反映线路两侧的电气量才能区分上述两点故障，达到有选择性地快速切除全线故障才能区分上述两点故障，达到有选择性地快速切除全线故障的目的。为此需要将线路一侧电气量的信息传输到另一侧去的目的。为此需要将线路一侧电气量的信息传输到另一侧去, ,即在线路两侧之间发生纵向的联系。这种保护装置就称为输即在线路两侧之间发生纵向的联系。这种保护装置就称为输电线的纵联保护。电线的纵联保护。 双侧测量线路保护的基本原理主要有以双侧测量线路保护的基本原理主要有以下下3 3种：种： 以基尔霍夫电流定律为基础的电流差以

3、基尔霍夫电流定律为基础的电流差动保护；动保护； 比较线路两侧电流相位关系的相位差比较线路两侧电流相位关系的相位差动保护；动保护； 比较两侧线路保护故障方向的纵联方比较两侧线路保护故障方向的纵联方向保护。向保护。 电路差动原理用于线路纵联差动保护、线电路差动原理用于线路纵联差动保护、线路光纤分相差动保护以及变压器、发电机、路光纤分相差动保护以及变压器、发电机、母线等元件保护母线等元件保护 载波通道是利用电力载波通道是利用电力线路，结合加工设备和线路，结合加工设备和收、发信机构成的一种收、发信机构成的一种有线通道。以载波通道有线通道。以载波通道构成的线路纵联保护也构成的线路纵联保护也称为高频保护。

4、称为高频保护。 用作电源线或传输用作电源线或传输电信号电信号 光纤通信有以下几个方面的优点。光纤通信有以下几个方面的优点。 频带宽，信息容量大。频带宽，信息容量大。 传输损耗低，传输距离远。传输损耗低，传输距离远。 制造光纤、光缆的原材料资源丰富，制造光纤、光缆的原材料资源丰富，可节约大量制造电缆所需要的铜和铅。可节约大量制造电缆所需要的铜和铅。 光缆具有体积小、重量轻的优点，便光缆具有体积小、重量轻的优点，便于通信线路的敷设。于通信线路的敷设。 光纤通信系统抗干扰能力强，使用安光纤通信系统抗干扰能力强，使用安全。全。 光纤通信有以下缺点。光纤通信有以下缺点。 光纤弯曲半径不能过小，一般不小于

5、光纤弯曲半径不能过小，一般不小于30mm30mm。 光纤的切断和连接工艺要求高。光纤的切断和连接工艺要求高。 分路、耦合复杂。分路、耦合复杂。4.4.1 导引线保护导引线保护4.4.2 光纤分相差动保护光纤分相差动保护 线路正常运行及外部故障时，差动电流线路正常运行及外部故障时，差动电流不为零，是一个较小的数值，原因是存在不不为零，是一个较小的数值，原因是存在不平衡电流以及线路电容电流。平衡电流以及线路电容电流。 （4 4）采样同步问题）采样同步问题 电流信号由光纤通道传输时会有电流信号由光纤通道传输时会有msms级的级的延时，需考虑两侧保护信息的同步问题。延时，需考虑两侧保护信息的同步问题。

6、两侧装置一侧作为同步端，另一侧作为参考两侧装置一侧作为同步端，另一侧作为参考端。端。 以同步方式交换两侧信息，参考端采样以同步方式交换两侧信息，参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息。发送一帧信息。 同步端随时调整采样间隔，如果满足同同步端随时调整采样间隔，如果满足同步条件，就向对侧传输三相电流采样值；否步条件，就向对侧传输三相电流采样值；否则，启动同步过程，直到满足同步条件为止。则，启动同步过程，直到满足同步条件为止。（1 1）内部故障情况）内部故障情况（2 2）外部故障情况）外部故障情况（3 3）TATA断线情况断线情况（4 4）

7、通道异常）通道异常（5 5）本侧三相跳闸情况）本侧三相跳闸情况4.5.1 纵联方向保护工作原理纵联方向保护工作原理4.5.2 纵联方向保护基本原则纵联方向保护基本原则4.5.3 “闭锁式闭锁式”纵联方向保护基纵联方向保护基本逻辑结构本逻辑结构4.5.4 允许式纵联方向保护基本逻允许式纵联方向保护基本逻辑结构辑结构 纵联保护采用双侧测量原理，不能单侧工作。纵联保护采用双侧测量原理，不能单侧工作。 采用两套定值启动发信、跳闸回路，当高定采用两套定值启动发信、跳闸回路，当高定值条件满足准备跳闸时，由于高、低定值间考虑值条件满足准备跳闸时，由于高、低定值间考虑足够的配合系数（高定值一般为低定值的足够的

8、配合系数（高定值一般为低定值的1.51.52 2倍），如果低定值元件未损坏，可以认为两侧低倍），如果低定值元件未损坏，可以认为两侧低定值元件均已启动发信。定值元件均已启动发信。 这样就保证纵联保护准备跳闸时是在两侧保这样就保证纵联保护准备跳闸时是在两侧保护均已启动的状态下。护均已启动的状态下。 远方启动是指收到对侧信号而本侧启动远方启动是指收到对侧信号而本侧启动发信元件未启动时，由收信启动本侧发信回发信元件未启动时，由收信启动本侧发信回路。路。 由于发信是因为收到了对侧信号而启动由于发信是因为收到了对侧信号而启动的，称远方启动。的，称远方启动。 （1 1）更加可靠地防止纵联保护单侧工作）更加可

9、靠地防止纵联保护单侧工作 （2 2）方便手动检查通道）方便手动检查通道保护正方向元件动作，停止发出闭锁信号，这保护正方向元件动作，停止发出闭锁信号，这称为保护停信。纵联方向保护要求收到信号称为保护停信。纵联方向保护要求收到信号8ms8ms后才开放保护停信回路。后才开放保护停信回路。 本侧断路器跳开后，应该由断路器位置本侧断路器跳开后，应该由断路器位置停止发信，称为断路器位置停信。停止发信，称为断路器位置停信。闭锁式方向纵联保护的原理接线图闭锁式方向纵联保护的原理接线图 D2 D2输出至收、发信机或光输出至收、发信机或光/ /电转换设备启电转换设备启动发信，有动发信，有3 3种启动发信情况：种启动发信情况： （1 1）系统扰动时由保护低定值启动发信；）系统扰动时由保护低定值启动发信； （2 2）检查通道时手动启动发信；）检查通道时手动启动发信； （3 3）收到对侧信号，由收信远方启动发）收到对侧信号，由收信远方启动发信，当本侧断路器打开或处于弱电源侧时，信，当本侧断路器打开或处于弱电源侧时，延时延时100ms100ms远方启动，这样发生图远方启动，这样发生图4-234-23所示情所示情况时，对侧保护有足够的时间跳闸。况时，对侧保护有足够的时间跳闸。保护启动后转入故障测量程序，故障测量程序原理框图如图保护启动后转入故障测量