输电线路的纵联保护(纵联方向、纵联距离、电流纵差)及工频变化量方向继电器(对公司老员工培训1天)

1、南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司输电线路的纵联保护（纵联方输电线路的纵联保护（纵联方向、纵联距离、纵联电流差动）向、纵联距离、纵联电流差动）原理介绍原理介绍工频变化量方向继电器原理工频变化量方向继电器原理内容介绍内容介绍1. 保护配置保护配置2. 纵联保护概述纵联保护概述3. 纵联方向保护、纵联距离保护原理（纵联方向保护、纵联距离保护原理（901、902保护保护)4. 光纤电流差动保护原理（光纤电流差动保护原理（931保护）保护）5. 工频变化量方向继电器原理工频变化量方向继电器原理保护配置保护配置型型 号号主主 要要 功功 能能纵纵 联联 保保 护护后后 备备 保保 护护重合

2、闸重合闸RCS-901工频变化量工频变化量方向和零序方向和零序方向方向工工频频变变化化量量距距离离三段式相间和接三段式相间和接地距离地距离二段零序方向过二段零序方向过流流(A(A型型) )四段零序方向过四段零序方向过流流(B(B型型) )零序反时限过流零序反时限过流（D D型）型）单重单重三重三重综重综重RCS-902纵联距离和纵联距离和零序方向零序方向RCS-931光纤分相电光纤分相电流差动流差动纵联保护概述纵联保护概述 反应一侧电气量变化的保护的缺陷反应一侧电气量变化的保护的缺陷 通道类型通道类型 高频信号的性质高频信号的性质反应一侧电气量变化的保护的缺陷反应一侧电气量变化的保护的缺陷 反

3、应反应M侧电气量（电流、电压）变化的保护无法区分本侧电气量（电流、电压）变化的保护无法区分本线路末端线路末端( )点和相邻线路始端（点和相邻线路始端（ ）点的短路。为保）点的短路。为保证证 点短路点短路M侧保护的选择性，其瞬时动作的第侧保护的选择性，其瞬时动作的第段按段按躲躲 （ ）点短路整定。所以反应一侧电气量变化的保）点短路整定。所以反应一侧电气量变化的保护的缺陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。护的缺陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。 可是反应可是反应N侧电气量变化的保护恰很容易区分侧电气量变化的保护恰很容易区分 和和 点点的短路。所以反应两侧电气量保护的保护能瞬时切除本的短路

4、。所以反应两侧电气量保护的保护能瞬时切除本线路全长范围内的短路。线路全长范围内的短路。 综合反应两侧电气量变化的保护称作纵联保护。综合反应两侧电气量变化的保护称作纵联保护。1F1F1F2F2F2F2FMNSE1231F2FTATATA通道类型通道类型电力线载波通道。电力线载波通道。 信号频率是信号频率是5050400KHz400KHz。这种频率在通信上属。这种频率在通信上属于高频频段范围，所以把这种通道也称做高频于高频频段范围，所以把这种通道也称做高频通道。把利用这种通道的纵联保护称做高频保通道。把利用这种通道的纵联保护称做高频保护。高频频率的信号只能有线传输，所以输电护。高频频率的信号只能有

5、线传输，所以输电线路也作为高频通道的一部份。线路也作为高频通道的一部份。 载波通道存在的主要问题：载波通道存在的主要问题：通道拥挤。所以通道拥挤。所以构成分相式的纵联保护存在困难。构成分相式的纵联保护存在困难。输电线路输电线路上的三相金属性短路将影响高频信号的传输。上的三相金属性短路将影响高频信号的传输。容易受到电磁干扰。容易受到电磁干扰。 通道类型通道类型 微波通道。微波通道。 信号频率是信号频率是3000300030000MHz30000MHz。这种频率在通信。这种频率在通信上属于微波频段范围，所以把这种纵联保护称做上属于微波频段范围，所以把这种纵联保护称做微波保护。微波通道有较宽的频带可

6、以传送多路微波保护。微波通道有较宽的频带可以传送多路信号，采用脉冲编码调制（信号，采用脉冲编码调制（PCMPCM）方式可以进一）方式可以进一步提高通信容量，所以可利用来构成分相式的纵步提高通信容量，所以可利用来构成分相式的纵联保护。微波通道与输电线路没有联系，输电线联保护。微波通道与输电线路没有联系，输电线路的故障不影响信号的传输，可用于传送各种信路的故障不影响信号的传输，可用于传送各种信号（闭锁、允许、跳闸）。微波频率的信号可以号（闭锁、允许、跳闸）。微波频率的信号可以无线传输也可以有线传输。无线传输要在可视距无线传输也可以有线传输。无线传输要在可视距离内传输，所以要建高的微波铁塔。当传输距

7、离离内传输，所以要建高的微波铁塔。当传输距离超过超过404060KM60KM时还需加设微波中继站。有时微波时还需加设微波中继站。有时微波站在变电站外，增加了维护困难。站在变电站外，增加了维护困难。 通道类型通道类型 光纤通道光纤通道 。 用光纤通道做成的纵联保护有时也称做光纤保用光纤通道做成的纵联保护有时也称做光纤保 护。光纤通信的优点：护。光纤通信的优点：通信容量大，又一般通信容量大，又一般采用脉冲编码调制（采用脉冲编码调制（PCMPCM）方式可以进一步提高）方式可以进一步提高通信容量，因此可以利用它构成输电线路的分相通信容量，因此可以利用它构成输电线路的分相纵联保护。纵联保护。光信号的传输

8、不受电磁干扰的影响。光信号的传输不受电磁干扰的影响。输电线路的故障也不影响信号的传输。输电线路的故障也不影响信号的传输。若干若干根光纤制成光缆直接与架空地线做在一起，在架根光纤制成光缆直接与架空地线做在一起，在架空线路建设的同时光缆的铺设也一起完成。空线路建设的同时光缆的铺设也一起完成。 通道类型通道类型 导引线通道。导引线通道。 用电缆作为通道传送保护信息这就是导引线通道。用电缆作为通道传送保护信息这就是导引线通道。用导引线为通道构成的纵联保护称做导引线保护用导引线为通道构成的纵联保护称做导引线保护。 考虑到雷击以及在大接地电流系统中发生接地考虑到雷击以及在大接地电流系统中发生接地故障时地中

9、电流引起的地电位升高的影响，作为故障时地中电流引起的地电位升高的影响，作为导引线的电缆也应有足够的绝缘水平，从而增大导引线的电缆也应有足够的绝缘水平，从而增大了投资。而且上述影响也可能会引起保护的不正了投资。而且上述影响也可能会引起保护的不正确动作。此外导引线的参数，例如电阻和分布电确动作。此外导引线的参数，例如电阻和分布电容也会影响电缆中传送的电流信号，从而影响保容也会影响电缆中传送的电流信号，从而影响保护的性能。显然从技术经济角度来看用导引线通护的性能。显然从技术经济角度来看用导引线通道只适用于小于十公里的短线路上。道只适用于小于十公里的短线路上。 高频信号的性质高频信号的性质 闭锁信号闭

10、锁信号。 收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，这样的高频信号是闭锁信号。闭锁信号主要是在这样的高频信号是闭锁信号。闭锁信号主要是在非故障线路上传输的，由于输电线路本身是高频非故障线路上传输的，由于输电线路本身是高频通道的一部份，所以非故障线路上传送高频信号通道的一部份，所以非故障线路上传送高频信号应该是可靠的。在使用闭锁信号时，一般都采用应该是可靠的。在使用闭锁信号时，一般都采用相相- -地耦合的高频通道。地耦合的高频通道。 &高频信号高频信号就地保护信号就地保护信号跳闸跳闸高频信号的性质高频信号的性质 允许信号。允许信号。 收到高频信号

11、是保护动作于跳闸的必要条件，收到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，这样的高频信号是允许信号。允许信号主要是在这样的高频信号是允许信号。允许信号主要是在故障线路上传输的，担心高频电流能不能经过短故障线路上传输的，担心高频电流能不能经过短路点往对侧传送。在使用允许信号时一般采用相路点往对侧传送。在使用允许信号时一般采用相- -相耦合的高频通道，这时即使单相金属性短路相耦合的高频通道，这时即使单相金属性短路信号也能传输。但用相信号也能传输。但用相- -相耦合高频通道后万一相耦合高频通道后万一发生相间的金属性短路还是会出现通道阻塞现象。发生相间的金属性短路还是会出现通道阻塞现象。所以还应有相应的措施

12、防止纵联保护拒动。目前所以还应有相应的措施防止纵联保护拒动。目前在在500kV500kV线路上的高频保护一般都采用允许信号。线路上的高频保护一般都采用允许信号。 &高频信号高频信号就地保护信号就地保护信号跳闸跳闸高频信号的性质高频信号的性质 跳闸信号。跳闸信号。 收到高频信号是保护动作于跳闸的必要且是充收到高频信号是保护动作于跳闸的必要且是充分条件，这样的高频信号是跳闸信号。跳闸信号分条件，这样的高频信号是跳闸信号。跳闸信号是在故障线路上传输的。用跳闸信号时抗干扰的是在故障线路上传输的。用跳闸信号时抗干扰的要求比用闭锁信号和允许信号时高得多，所以一要求比用闭锁信号和允许信号时高得多，所

13、以一般都不敢在保护装置里采用跳闸信号。有的远方般都不敢在保护装置里采用跳闸信号。有的远方跳闸装置再要加上就地保护的一些判据组成跳闸装置再要加上就地保护的一些判据组成与与门，实际上这种跳闸信号已转变成允许信号了。门，实际上这种跳闸信号已转变成允许信号了。有的远方跳闸装置里跳闸信号用二个通道，二个有的远方跳闸装置里跳闸信号用二个通道，二个通道满足通道满足二取二二取二才能跳闸。干扰信号同时具才能跳闸。干扰信号同时具备二个通道的频率其机率就大大降低了。备二个通道的频率其机率就大大降低了。 1高频信号高频信号就地保护信号就地保护信号跳闸跳闸纵联方向（距离）保护基本原理纵联方向（距离）保护基本原理 故障线

14、路的特征是：两侧的故障线路的特征是：两侧的 均动作，两侧的均动作，两侧的 均不动作，这在均不动作，这在非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是：两侧中至少非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是：两侧中至少有一侧（近故障点的一侧）的有一侧（近故障点的一侧）的 不动作、而不动作、而 可能动作也可能不可能动作也可能不动作，这在故障线路中是不存在的。动作，这在故障线路中是不存在的。 采用闭锁信号时，在采用闭锁信号时，在 不动作或不动作或 动作的这一侧一直发高频信号动作的这一侧一直发高频信号 ，所以非故障线路至少近故障点的一侧能一直发闭锁信号。如图。，所以非故障线路至少近故障点的一侧能一直发闭

15、锁信号。如图。 采用允许信号时，在采用允许信号时，在 动作、动作、 不动作的这一侧一直发高频信号。不动作的这一侧一直发高频信号。 所以故障线路两侧都能发允许信号。所以故障线路两侧都能发允许信号。 把把 元件换成阻抗元件元件换成阻抗元件 ，取消，取消 元件就是纵联距离保护的原理。元件就是纵联距离保护的原理。FFFFFFFFFFZFMSENREPFFFFFFFF闭锁式纵联方向保护简略原理框图闭锁式纵联方向保护简略原理框图FMSENREPFFFFFFFF起动元件低高FF&1FXSXff跳闸88001T12345672T闭锁式纵联方向保护发跳闸命令的条件闭锁式纵联方向保护发跳闸命令的条件 高定

16、值起动元件动作。只有高定值起动元件动作后高定值起动元件动作。只有高定值起动元件动作后程序才进入故障计算程序，方向元件及各个逻辑功能才程序才进入故障计算程序，方向元件及各个逻辑功能才开始计算判断，保护才可能跳闸。因此可以说只有高定开始计算判断，保护才可能跳闸。因此可以说只有高定值起动元件动作后纵联保护才真正开放。否则保护是不值起动元件动作后纵联保护才真正开放。否则保护是不开放的，程序执行的是正常运行程序。在正常运行程序开放的，程序执行的是正常运行程序。在正常运行程序中安排的工作只是开入量状态的检查、通道试验等工作。中安排的工作只是开入量状态的检查、通道试验等工作。在正常运行程序中是不可能去跳闸的

17、。在正常运行程序中是不可能去跳闸的。 元件不动作。元件不动作。 曾经收到过曾经收到过8ms的高频信号。的高频信号。 元件动作。同时满元件动作。同时满足上述四个条件时去停信。足上述四个条件时去停信。 收信机收不到信号满收信机收不到信号满8ms。同时满足上述五个条件同时满足上述五个条件8ms后即可起动出口继电器，发后即可起动出口继电器，发跳闸命令。跳闸命令。 把把 元件换成阻抗元件元件换成阻抗元件 ，取消，取消 元件就是纵联距离保元件就是纵联距离保护发跳闸命令的条件。护发跳闸命令的条件。FFFFZ纵联方向保护对方向元件的要求纵联方向保护对方向元件的要求 要有明确的方向性。也就是要有明确的方向性。也

18、就是 元件在反方向短元件在反方向短路不能误动、路不能误动、 元件在正方向短路不能误动。元件在正方向短路不能误动。 元件要确保在本线路全长范围内的短路都能元件要确保在本线路全长范围内的短路都能可靠动作，只有这样本线路短路才能跳闸。可靠动作，只有这样本线路短路才能跳闸。 在保护实现的时候，在保护实现的时候， 元件比元件比 元件动作得更元件动作得更快、更加灵敏。在保护实现中还有一个原则：反快、更加灵敏。在保护实现中还有一个原则：反方向方向元件闭锁保护优先的原则。任何时候方向方向元件闭锁保护优先的原则。任何时候（除母线保护动作外）只要（除母线保护动作外）只要 元件动作，说明是元件动作，说明是反方向短路

19、，立即发信闭锁保护（闭锁式）反方向短路，立即发信闭锁保护（闭锁式）。 FFFFFF为什么要用为什么要用 、 两个方向元件两个方向元件 纵联方向保护用纵联方向保护用 、 两个方向元件两个方向元件, , 而且这两个方向而且这两个方向元件在灵敏度和动作速度上满足上述要求，并体现反方元件在灵敏度和动作速度上满足上述要求，并体现反方向方向元件闭锁保护优先的原则后，一方面在区外故障向方向元件闭锁保护优先的原则后，一方面在区外故障切除或功率倒向或在重负荷线路上发生单相接地时保护切除或功率倒向或在重负荷线路上发生单相接地时保护在跳开单相同时有时为了系统稳定的需要还要联锁切机、在跳开单相同时有时为了系统稳定的需

20、要还要联锁切机、切负荷等情况时，由于在这些情况下变化源在区外，本切负荷等情况时，由于在这些情况下变化源在区外，本线路的近变化源一侧的线路的近变化源一侧的 元件将比对侧的元件将比对侧的 元件先动元件先动作，。作，。 元件动作后马上发信闭锁两侧保护，有利于保元件动作后马上发信闭锁两侧保护，有利于保护在这些复杂故障情况下不会误动。另一方面在护在这些复杂故障情况下不会误动。另一方面在RCS-RCS-901901保护中有两种原理的方向元件保护中有两种原理的方向元件 和和 ，在某一些区，在某一些区外故障时，例如双回线或环网中某故障点短路时，非故外故障时，例如双回线或环网中某故障点短路时，非故障线路两端可能

21、不同原理的两个正方向方向继电器同时障线路两端可能不同原理的两个正方向方向继电器同时动作，但只要有一侧的某一原理的反方向方向继电器动动作，但只要有一侧的某一原理的反方向方向继电器动作立即发信闭锁两侧保护就可以避免保护的误动。作立即发信闭锁两侧保护就可以避免保护的误动。 FFFFFF0FFFRCS-901中有两个原理的方向继电器中有两个原理的方向继电器 和和 但公用一个通道，跳闸逻辑的考虑但公用一个通道，跳闸逻辑的考虑 和和 两个原理的方向继电器，每个原理的方向两个原理的方向继电器，每个原理的方向继电器各有正、反两个方向的方向继电器。因此继电器各有正、反两个方向的方向继电器。因此总共有四个方向继电

22、器：总共有四个方向继电器： 、 、 、 。 发跳闸命令条件中要求发跳闸命令条件中要求 元件不动，在这里要求元件不动，在这里要求 和和 两个方向继电器都不动。两个方向继电器都不动。 发跳闸命令条件中要求发跳闸命令条件中要求 元件动作，在这里只要元件动作，在这里只要求求 或或 中一个元件动作就可以了。当中一个元件动作就可以了。当 元元件动作发的跳闸命令，打印报告为件动作发的跳闸命令，打印报告为 。当。当 元元件动作发的跳闸命令，打印报告为件动作发的跳闸命令，打印报告为 。 F0FFFF0F0F0FFF0FFFF0F0FDO闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则

23、规定 为什么要用灵敏度不同的两个起动元件；为什么要用灵敏度不同的两个起动元件； 远方起信的设置；远方起信的设置； 为什么要先收信为什么要先收信8ms8ms后才允许停信；后才允许停信； 功率倒向问题；功率倒向问题； 收到三相收到三相TWJTWJ动作信息后高频保护做些什么？动作信息后高频保护做些什么？ 保护动作停信的作用；保护动作停信的作用； 通道检查。通道检查。闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 为什么要用灵敏度不同的两个起动元件为什么要用灵敏度不同的两个起动元件? ? 如果只用一个起动元件（例如定值是如果只用一个起动元件（例如定值是1A)1A)的话

24、，该起动元件动作后的话，该起动元件动作后既起动发信又开放保护。从理论上说总能在全系统找到某一个点，既起动发信又开放保护。从理论上说总能在全系统找到某一个点，在这点短路时流过在这点短路时流过MNMN线路的电流恰好是线路的电流恰好是1A1A。由於各种误差的影响，。由於各种误差的影响，可能近故障点的可能近故障点的N N侧起动元件不起动，而远离故障点的侧起动元件不起动，而远离故障点的M M侧起动元侧起动元件起动。于是件起动。于是M M侧起动发信并开放保护。此时侧起动发信并开放保护。此时N N侧保护由于起动元侧保护由于起动元件未起动一直没有发信，于是件未起动一直没有发信，于是M M侧保护同时满足上述跳闸

25、的五个侧保护同时满足上述跳闸的五个条件而发出跳闸命令，造成保护误动。为了消除这种误动可设置条件而发出跳闸命令，造成保护误动。为了消除这种误动可设置两个起动元件，这两个起动元件的定值相差（两个起动元件，这两个起动元件的定值相差（1.6-21.6-2）倍。现在）倍。现在M M、N N两侧都有一个两侧都有一个1A1A的起动元件，还有一个的起动元件，还有一个2A2A的起动元件。当的起动元件。当MNMN线线路上流过路上流过1A1A的电流造成的电流造成M M侧的侧的1A1A起动元件起动而起动元件起动而N N侧的侧的1A1A起动元件起动元件不起动时，那么两侧的不起动时，那么两侧的2A2A起动元件都不会起动。

26、起动元件都不会起动。M M侧的侧的2A2A起动元起动元件不起动就不会开放保护，避免了件不起动就不会开放保护，避免了M M侧保护的误动侧保护的误动。 FMSENPA1A1A1闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 远方起信功能的设置。远方起信功能的设置。 MNMN线路线路M M侧两个起动元件起动，可是由于某种原因侧两个起动元件起动，可是由于某种原因N N侧的侧的低定值起动元件未起动（譬如起动元件定值输错等原低定值起动元件未起动（譬如起动元件定值输错等原因）。因）。N N侧由于起动元件未起动而根本未发过信，造成侧由于起动元件未起动而根本未发过信，造成M M

27、侧保护误动，为避免误动，设置了远方起信功能。远方侧保护误动，为避免误动，设置了远方起信功能。远方起信的条件是：起信的条件是： 低定值起动元件未起动。低定值起动元件未起动。 收信机收信机收到对侧的高频信号。满足这两个条件后发信收到对侧的高频信号。满足这两个条件后发信1010秒。此秒。此时再发生上述区外故障时，时再发生上述区外故障时，M M侧起动元件起动立即发信。侧起动元件起动立即发信。N N侧由于低定值起动元件未起动，又收到了侧由于低定值起动元件未起动，又收到了M M侧发来的信侧发来的信号所以远方起信，也发信号所以远方起信，也发信1010秒。这样秒。这样M M侧保护就被侧保护就被N N侧的侧的1

28、010秒的高频信号所闭锁不会误动。秒的高频信号所闭锁不会误动。 FMSENREP闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 远方起信功能的设置。远方起信功能的设置。 1.1. 在通道检查中要用到远方起信功能。在通道检查中要用到远方起信功能。2.2. 收发信机中的远方起信功能应该退出，使用保护装置收发信机中的远方起信功能应该退出，使用保护装置中的远方起信功能。中的远方起信功能。 闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 为什么要先收到为什么要先收到8ms8ms高频信号后才能停信？高频信号后才能停信？ 假如没有这一项规定

29、的话，在上图中发生短路后，假如没有这一项规定的话，在上图中发生短路后，M M侧高定值起侧高定值起动元件起动。动元件起动。M M侧判断侧判断 元件不动，元件不动， 元件动作以后就立即停信，元件动作以后就立即停信，此时对侧此时对侧N N侧发的闭锁信号还可能未到达侧发的闭锁信号还可能未到达M M侧。所以侧。所以M M侧保护匆忙侧保护匆忙停信后由于收信机收不到信号将造成保护误动。因此停信后由于收信机收不到信号将造成保护误动。因此M M侧保护只侧保护只有确保近故障点的有确保近故障点的N N侧保护的闭锁信号到达侧保护的闭锁信号到达M M侧以后才允许停信，侧以后才允许停信，这样这样M M侧保护才不会误动。显

30、然这等待的延时应考虑侧保护才不会误动。显然这等待的延时应考虑N N侧闭锁信号侧闭锁信号来得最慢、最严重的情况，这种情况出现在来得最慢、最严重的情况，这种情况出现在N N侧是远方起信的情侧是远方起信的情况况, N, N侧要等侧要等M M侧高频信号送过来后再由远方起信起动发信，再把侧高频信号送过来后再由远方起信起动发信，再把信号传送到信号传送到M M侧，侧，M M侧才允许停信。这等待时间一般为（侧才允许停信。这等待时间一般为（6 68)ms8)ms就足够了。就足够了。 FMSENREPFF闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 功率倒向时出现的问题。功率倒

31、向时出现的问题。 在上图的双回线中第在上图的双回线中第回线路回线路 4 4号保护出口发生短路，分析号保护出口发生短路，分析 第第回线两侧回线两侧1 1、2 2号保护的动作号保护的动作 行为。在发生短路时第行为。在发生短路时第回线的短路功率从回线的短路功率从M M流向流向N N。1 1号号保护判断为正方向短路，保护判断为正方向短路， 动作、动作、 不动；不动；2 2号保护判断号保护判断为反方向短路，为反方向短路， 不动、不动、 动作。综合比较两侧继电器动动作。综合比较两侧继电器动作行为满足非故障线路特征，所以两侧都不误动。如果作行为满足非故障线路特征，所以两侧都不误动。如果第第回线回线4 4号保

32、护先跳闸号保护先跳闸, ,在在4 4号断路器跳开后，号断路器跳开后，3 3号断路号断路器尚未跳开期间，第器尚未跳开期间，第回线中的短路功率是从回线中的短路功率是从N N流向流向M M，与与4 4号断路器跳开前功率流向相反产生功率倒向。功率号断路器跳开前功率流向相反产生功率倒向。功率倒向以后倒向以后1 1号保护判断为反方向短路，号保护判断为反方向短路，2 2号保护判断为正号保护判断为正方向短路，两侧的方向短路，两侧的 、 元件的动作行为全部要翻转元件的动作行为全部要翻转。 FMNSERE1234FFFFFF闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 功率倒向

33、时出现的问题。功率倒向时出现的问题。 在两侧的在两侧的 、 元件的动作行翻转以后依然满足非故障线元件的动作行翻转以后依然满足非故障线路特征，两侧保护也都不会误动。问题发生在功率倒向路特征，两侧保护也都不会误动。问题发生在功率倒向瞬间，两侧方向元件翻转过程中由于翻转速度有快慢，瞬间，两侧方向元件翻转过程中由于翻转速度有快慢，有一个竞赛问题。严重情况出现在有一个竞赛问题。严重情况出现在2 2号保护的方向元件号保护的方向元件翻转速度快，翻转速度快， 元件已动作、元件已动作、 元件已返还，而元件已返还，而1 1号保护号保护方向元件翻转速度慢一些，方向元件翻转速度慢一些， 元件仍仃留在动作状态、元件仍仃

34、留在动作状态、 元件仍仃留在不动作状态。这样两侧保护方向元件的动元件仍仃留在不动作状态。这样两侧保护方向元件的动作行为满足故障线路的特征，两侧都停信引起保护误动。作行为满足故障线路的特征，两侧都停信引起保护误动。 FMNSERE1234FFFFFF闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 对付功率倒向出现问题的对策。对付功率倒向出现问题的对策。采用采用 、 两个方向元件，其中两个方向元件，其中 元件比元件比 元件更加灵敏、元件更加灵敏、 动作速度也更快。当动作速度也更快。当2 2号保护的号保护的 元件已从不动作状态转变成动作状态时，元件已从不动作状态转变

35、成动作状态时，1 1号保护的号保护的 元件已经先从不动作状态转变成动作状态了。又采元件已经先从不动作状态转变成动作状态了。又采取反方向方向元件闭锁保护优先的原则，只要取反方向方向元件闭锁保护优先的原则，只要1 1号保护号保护的的 元件一动作马上发信闭锁保护，有利于保护不误动。元件一动作马上发信闭锁保护，有利于保护不误动。如果纵联方向保护在如果纵联方向保护在40ms40ms内一直收到闭锁信号，那么纵内一直收到闭锁信号，那么纵联方向保护再要动作的话要加联方向保护再要动作的话要加25ms25ms的延时。前一个的延时。前一个40ms40ms的延时用来判断发生了区外故障。用后一个的延时用来判断发生了区外

36、故障。用后一个25ms25ms延时来延时来躲过两侧方向元件的竞赛带来的影响。躲过两侧方向元件的竞赛带来的影响。 FMNSERE1234FFFFFFF闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 收到三相断路器跳闸位置继电器（收到三相断路器跳闸位置继电器（TWJTWJ）动作信号以后）动作信号以后该做些什么？该做些什么？如果高定值起动元件未起动，又收到了三相跳闸位置继如果高定值起动元件未起动，又收到了三相跳闸位置继电器都动作的信号时，把起动发信（含远方起信）往后电器都动作的信号时，把起动发信（含远方起信）往后推迟推迟100ms100ms。 如图所示的如图所示的N

37、 N侧断路器处于侧断路器处于 三相断开状态，系统从三相断开状态，系统从M M侧侧 向线路充电过程中线路上发向线路充电过程中线路上发 生短路，生短路，N N侧由于断路器三相侧由于断路器三相 都已断开高、低定值起动元件不起动，但却收到都已断开高、低定值起动元件不起动，但却收到M M侧发侧发来的高频信号，立即远方起信发信来的高频信号，立即远方起信发信1010秒，闭锁了秒，闭锁了M M侧纵侧纵联方向保护。如果联方向保护。如果N N侧利用本措施将远方起信推迟侧利用本措施将远方起信推迟100ms, 100ms, M M侧纵联方向保护就可以动作跳闸了。侧纵联方向保护就可以动作跳闸了。FMSERE三相断开三相

38、断开N闭锁式纵联方向（保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（保护的一些原则规定 收到三相断路器跳闸位置继电器（收到三相断路器跳闸位置继电器（TWJTWJ）动作信）动作信 号以后该做些什么？号以后该做些什么？如果高定值起动元件已起动，又收到了三相跳闸如果高定值起动元件已起动，又收到了三相跳闸位置继电器都动作的信号位置继电器都动作的信号并确认三相均无电流并确认三相均无电流时时停信。这通常称之为位置停信。停信。这通常称之为位置停信。 这时说明本线路上发生了短路本侧保护动作跳闸这时说明本线路上发生了短路本侧保护动作跳闸 了。所以采取马上停信措施后有利于对侧纵联方了。所以采取马上停信措施后有利于对侧纵联方向

39、保护跳闸。向保护跳闸。 闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 保护动作停信。保护动作停信。母线保护动作停信母线保护动作停信 。当在。当在M M侧断路器与侧断路器与 电流互感器之间发生短路时，电流互感器之间发生短路时，M M侧方向元件判断反方向短侧方向元件判断反方向短路，一直发信闭锁了路，一直发信闭锁了N N侧的纵联方向保护。侧的纵联方向保护。M M侧断路器由侧断路器由母线保护动作跳闸后，短路电流的方向依然使母线保护动作跳闸后，短路电流的方向依然使M M侧方向侧方向元件判断反方向短路，继续一直发信使元件判断反方向短路，继续一直发信使N N侧纵联方向保侧

40、纵联方向保护仍然不能动作跳闸。如果护仍然不能动作跳闸。如果M M侧母线保护动作后采取停侧母线保护动作后采取停信措施，信措施，N N侧纵联方向保护就可以动作跳闸了。侧纵联方向保护就可以动作跳闸了。 将反应母线保护动作的接点接到装置的后端子上的将反应母线保护动作的接点接到装置的后端子上的其其它保护动作它保护动作的开关量输入端子上。的开关量输入端子上。 FMSERETATAN12闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 保护动作停信。保护动作停信。本装置保护动作停信。本装置保护动作停信。 本装置内任意一种保护发跳闸命令同时立即停本装置内任意一种保护发跳闸命令同

41、时立即停信有利于对侧的纵联方向保护跳闸。信有利于对侧的纵联方向保护跳闸。 闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 通道检查通道检查。 在按下屏上的在按下屏上的通道试验通道试验按钮后的发信逻辑是先发信按钮后的发信逻辑是先发信200ms200ms，然后停信，等连续收信，然后停信，等连续收信5 5秒后再发信秒后再发信1010秒。另一秒。另一侧由于起动元件没有起动所以在收到对侧的高频信号后侧由于起动元件没有起动所以在收到对侧的高频信号后立即远方起信发信立即远方起信发信1010秒。两侧整个发信的高频信号的包秒。两侧整个发信的高频信号的包络线分别如上图所示。两侧在

42、整个络线分别如上图所示。两侧在整个1515秒时间内都应该收秒时间内都应该收到信号。如果收信出现缺口或收信电平降低很多发通道到信号。如果收信出现缺口或收信电平降低很多发通道异常告警信号。异常告警信号。 装置经设定后可具备自动通道检查功能。装置经设定后可具备自动通道检查功能。 0 200ms5200ms15200ms010000ms(a) 主动检查侧发信逻辑(b) 被动检查侧发信逻辑单侧电源线路上发生短路纵联单侧电源线路上发生短路纵联方方向（距离）向（距离）保护拒动的原因保护拒动的原因 当有一侧是弱电源侧或无电源侧当有一侧是弱电源侧或无电源侧，在线路内部短路时，在线路内部短路时，无电源侧起动元件可

43、能起动也可能不起动。假如无电源无电源侧起动元件可能起动也可能不起动。假如无电源侧变压器中性点不接地，短路前线路空载，短路后由于侧变压器中性点不接地，短路前线路空载，短路后由于既无电流突变量又无零序电流，起动元件不动作。假如既无电流突变量又无零序电流，起动元件不动作。假如无电源侧变压器中性点接地或短路前有负荷电流或负荷无电源侧变压器中性点接地或短路前有负荷电流或负荷侧有电源，短路后起动元件能起动。侧有电源，短路后起动元件能起动。ET1T2MN单侧电源线路上发生短路纵联单侧电源线路上发生短路纵联方向（距离方向（距离）保护拒动的原因保护拒动的原因(以闭锁式为例以闭锁式为例)及对策及对策 如果负荷侧如

44、果负荷侧高定值高定值起动元件未起动起动元件未起动,此时若低定值起动此时若低定值起动元件也未动作元件也未动作则将由远方起信起动发信则将由远方起信起动发信,闭锁了电源侧闭锁了电源侧的纵联保护的纵联保护；若低定值起动元件起动了马上发信，由于；若低定值起动元件起动了马上发信，由于高定值起动元件未起动一直不能停信，也闭锁了电源侧高定值起动元件未起动一直不能停信，也闭锁了电源侧的纵联保护的纵联保护 此时采取的措施为：此时采取的措施为：如果负荷侧如果负荷侧高定值高定值起动元件未起动起动元件未起动检查当任一个相电压或相间电压降低到小于检查当任一个相电压或相间电压降低到小于0.6倍额定倍额定电压时电压时,将起动

45、发信（含远方起信）推迟将起动发信（含远方起信）推迟100mS，让电，让电源侧跳闸。源侧跳闸。单侧电源线路上发生短路纵联单侧电源线路上发生短路纵联方向（距离）方向（距离）保护拒动的原因保护拒动的原因(以闭锁式为例以闭锁式为例)及对策及对策 如果负荷侧如果负荷侧高定值高定值起动元件起动的话起动元件起动的话,则由于方向元件则由于方向元件或阻抗元件或阻抗元件可能可能不动作而不能不动作而不能停信停信，闭锁了电源侧的纵，闭锁了电源侧的纵联保护。联保护。 此时采取的措施为：此时采取的措施为：如果负荷侧如果负荷侧高定值高定值起动元件起动的起动元件起动的话话负荷侧再加入一个超范围的工频变化量阻抗继电器负荷侧再加

46、入一个超范围的工频变化量阻抗继电器 (901),或反方向动作的阻抗继电器或反方向动作的阻抗继电器 (902)。当其它的方。当其它的方向元件、阻抗元件不动作而向元件、阻抗元件不动作而 元件动作或元件动作或 元件不动元件不动作的话则停信，让电源侧跳闸。作的话则停信，让电源侧跳闸。 负荷侧本身此时收不到信号也能跳闸负荷侧本身此时收不到信号也能跳闸ZZZZ纵联距离保护原理纵联距离保护原理 故障线路特征：两侧的故障线路特征：两侧的 都动作，该特征在非都动作，该特征在非故障线路中不存在。故障线路中不存在。 非故障线路特征：至少有一侧（近故障点一侧）非故障线路特征：至少有一侧（近故障点一侧） 不动作，该特征

47、在故障线路中不存在。不动作，该特征在故障线路中不存在。FFFMSENREPZZZ Z系统振荡对纵联距离保护的影响系统振荡对纵联距离保护的影响MSENREMZNZMN.21RjXSRmn(a) 系统图(b) 系统振荡时阻抗继电器动作行为分析系统振荡对纵联距离保护的影响系统振荡对纵联距离保护的影响 如果振荡中心如果振荡中心 C C 在两个阻抗继电器动作特性的在两个阻抗继电器动作特性的公共部分内，那么振荡的轨迹线必然穿越两个公共部分内，那么振荡的轨迹线必然穿越两个动作特性的公共部分，纵联距离保护就会误动。动作特性的公共部分，纵联距离保护就会误动。 当两侧电势夹角在当两侧电势夹角在 期间纵联距离保护误

48、期间纵联距离保护误认。认。 纵联距离保护经振荡闭锁控制纵联距离保护经振荡闭锁控制 21超范围允许信号的纵联方向（距离）超范围允许信号的纵联方向（距离）保护基本原理保护基本原理 故障线路的特征是：两侧的故障线路的特征是：两侧的 均动作，两侧的均动作，两侧的 均不动作，这在均不动作，这在 非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是：两侧中至少非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是：两侧中至少有一侧（近故障点的一侧）的有一侧（近故障点的一侧）的 不动作、不动作、 可能动作也可能不动作可能动作也可能不动作 ，这在故障线路中是不存在的。，这在故障线路中是不存在的。 采用允许信号时，在采用允许信号

49、时，在 动作、动作、 不动作的这一侧一直发高频信号。不动作的这一侧一直发高频信号。 所以故障线路两侧都能向对侧发允许信号。所以故障线路两侧都能向对侧发允许信号。 把把 元件换成阻抗元件元件换成阻抗元件 ，取消，取消 元件就是纵联距离保护的原理。元件就是纵联距离保护的原理。 对方向元件和阻抗元件的要求与采用闭锁信号时的要求完全相同。对方向元件和阻抗元件的要求与采用闭锁信号时的要求完全相同。FMSENREPFFFFF1f2f3fFFFFFZFFFFFF超范围允许信号的纵联方向（距离）超范围允许信号的纵联方向（距离）保护的简略原理框图保护的简略原理框图FMSENREPFFFFFFFF1f2f3f起动

50、元件&T80FFFXSX1f2f12通道跳闸光纤电流纵差保护原理光纤电流纵差保护原理MNMINI 以母线流向被保护线路以母线流向被保护线路方向为正方向方向为正方向 动作电流动作电流(差动电流差动电流)为为: 制动电流为制动电流为: 动作电流与制动电流对动作电流与制动电流对应的工作点位于比率制应的工作点位于比率制动特性曲线上方动特性曲线上方，继电，继电器动作。器动作。 NMCDIIINMRIIICDIRIKCDqdI输电线路电流纵差保护原理输电线路电流纵差保护原理MINIKIMN线路内部短路线路内部短路 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 因为因为 继电器动作。继电器动作。 凡是在线

51、路内部有流出的凡是在线路内部有流出的电流电流，都成为动作电流。，都成为动作电流。 KNMCDIIIINMRIIIRCDII输电线路电流纵差保护原理输电线路电流纵差保护原理MINIKIMN线路外部短路线路外部短路 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 因为因为 继电器不动。继电器不动。 凡是穿越性的电流不产生凡是穿越性的电流不产生动作电流动作电流，只产生制动电，只产生制动电流。流。0IIIIIKKNMCDKKKNMRI2IIIIIRCDII输电线路电流纵差保护的主要问题输电线路电流纵差保护的主要问题MINICIMN 电容电流的影响电容电流的影响 电容电流是从线路内部流出的电流，电容电流是从线路

52、内部流出的电流， 因此它构成动作电流。由于负荷因此它构成动作电流。由于负荷 电流是穿越性的电流，它只产生电流是穿越性的电流，它只产生 制动电流。所以线路投运空载合闸制动电流。所以线路投运空载合闸和区外故障切除时，由于高频分量电容电流与工频电容电和区外故障切除时，由于高频分量电容电流与工频电容电流叠加使电容电流增大很多，最容易造成保护误动。空流叠加使电容电流增大很多，最容易造成保护误动。空载运行时，负荷电流是零只有动作电流（电容电流），载运行时，负荷电流是零只有动作电流（电容电流），也要防止保护误动。解决方法：也要防止保护误动。解决方法： 提高起动电流定值但这将降低内部短路的灵敏度。提高起动电流

53、定值但这将降低内部短路的灵敏度。 加一个短延时，使高频分量电容电流衰减。这将影响加一个短延时，使高频分量电容电流衰减。这将影响 快速性。快速性。 必要时进行电容电流补偿。必要时进行电容电流补偿。 在软、硬件设计中滤除高频分量电流。在软、硬件设计中滤除高频分量电流。 输电线路电流纵差保护的主要问题输电线路电流纵差保护的主要问题MINIKIMN 重负荷情况下线路内部经高重负荷情况下线路内部经高电阻接地短路，灵敏度可能不电阻接地短路，灵敏度可能不够。够。 负荷电流是穿越性的电流，负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流而不产生动它只产生制动电流而不产生动作电流。作电流。 经高电阻短路，短路电流经高电

54、阻短路，短路电流 很小，因此动作电流很小很小，因此动作电流很小 因而灵敏度可能不够。因而灵敏度可能不够。 解决方法：解决方法： 采用工频变化量比率差动继采用工频变化量比率差动继电器和零序差动继电器电器和零序差动继电器KI输电线路电流纵差保护的主要问题输电线路电流纵差保护的主要问题 TA断线，差动保护会误动。断线，差动保护会误动。 为了在单侧电源线路内部短路时电流为了在单侧电源线路内部短路时电流纵差保护能够动作，因此差动继电器在纵差保护能够动作，因此差动继电器在动作电流等于制动电流时应能保证动作。动作电流等于制动电流时应能保证动作。这样在一侧这样在一侧TA断线时差动保护会误动。断线时差动保护会误

55、动。 解决方法：解决方法： 采取措施防止采取措施防止TA断线时差动继电器误断线时差动继电器误动。动。输电线路电流纵差保护的主要问题输电线路电流纵差保护的主要问题 由于两侧由于两侧TA暂态特性和饱和程度的差暂态特性和饱和程度的差异、二次回路时间常数的差异在区外故异、二次回路时间常数的差异在区外故障或区外故障切除时出现差动电流（动障或区外故障切除时出现差动电流（动作电流），容易造成差动继电器误动。作电流），容易造成差动继电器误动。 解决方法：解决方法： 提高比率制动特性的起动电流和制动提高比率制动特性的起动电流和制动系数。在制动量上增加浮动门槛。系数。在制动量上增加浮动门槛。输电线路电流纵差保护的

56、主要问题输电线路电流纵差保护的主要问题 两侧采样不同步，造成不平衡电流的加大。两侧采样不同步，造成不平衡电流的加大。 线路纵差保护与主设备保护中用的纵差保线路纵差保护与主设备保护中用的纵差保护不同，线路纵差保护两侧电流是由不同装置护不同，线路纵差保护两侧电流是由不同装置采样的。两侧电流采样时间不一致，使动作电采样的。两侧电流采样时间不一致，使动作电流不是同一时刻的两侧电流的相量和，最大的流不是同一时刻的两侧电流的相量和，最大的误差是相隔一个采样周期（误差是相隔一个采样周期（931保护是保护是0.833ms,折合工频电角度为折合工频电角度为 ）。这将加大区外故障）。这将加大区外故障时的不平衡电流

57、。时的不平衡电流。 解决方法：解决方法： 使两侧采样同步。使两侧采样同步。931保护采用小步幅调整保护采用小步幅调整采样周期达到采样同步。采样周期达到采样同步。015931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点CDIRI75. 0HI 工频变化量分相差动继电工频变化量分相差动继电器的构成器的构成 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 取为定值单中取为定值单中差动电流差动电流高定值高定值、4倍实测电容电倍实测电容电流和流和 中的最大值。由于中的最大值。由于 大于电容电流大于电容电流,依靠定值躲依靠定值躲电容电流影响电容电流影响. NMCDIIINMRIIIHI1CNXU4HI

58、931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点 工频变化量差动继电器的特点工频变化量差动继电器的特点 不受负荷电流的影响不受负荷电流的影响。因此负荷电流不会产生。因此负荷电流不会产生制动电流。制动电流。 受过渡电阻的影响也较小。受过渡电阻的影响也较小。 由于上述原因该继电器很灵敏由于上述原因该继电器很灵敏。提高了重负荷。提高了重负荷线路上发生经高电阻短路时的灵敏度线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点CDIRI75. 0HI 稳态稳态段分相差动继电器段分相差动继电器的构成的构成 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 取

59、为定值单中取为定值单中差动电差动电流高定值流高定值、4倍实测电容倍实测电容电流和电流和 中的最大值。中的最大值。依靠依靠 定值躲电容电流。定值躲电容电流。NMCDIIINMRIIIHI14CNXU931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点 稳态稳态段分相差动继电器的段分相差动继电器的构成构成 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 取为定值单中取为定值单中差动电差动电流低定值流低定值、1.5倍实测电容倍实测电容电流和电流和 中的最大值。依中的最大值。依靠定靠定 值和延时躲电容电流的影响。值和延时躲电容电流的影响。 保护经保护经40ms延时动作。延时动作。NMCDIIINMR

60、IIIMI15 . 1CNXUCDIRI75. 0MI931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点 零序零序差动继电器的构成差动继电器的构成 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 为定值单中为定值单中零序起动零序起动电流定值电流定值。 零序零序段差动继电器本身无段差动继电器本身无选相功能，所以再另外用稳选相功能，所以再另外用稳态分相差动继电器选相。两态分相差动继电器选相。两者构成者构成与与门，经门，经100ms延时动作。零序延时动作。零序段不经选段不经选相，相，250ms跳闸跳闸 000NMCDIII000NMRIII0QDI0CDI0RI75. 00QDI931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继