微機(jī)型中低壓線路保護(hù)

第一部分微機(jī)型中低壓線路保護(hù)2024/4/26

低壓線路保護(hù)配置：1）三段可經(jīng)復(fù)壓和方向閉鎖的過流保護(hù)。2）三段零序過流保護(hù)。3）過流加速保護(hù)和零序加速保護(hù)(零序電流可自產(chǎn)也可外加)。4）過負(fù)荷功能(報警或者跳閘)。5）低周減載功能。6）三相一次重合閘。7）小電流接地選線功能（必須采用外加零序電流）。yyyy-M-2024/4/26一、10KV、35KV低壓線路相間故障的保護(hù)及整定

ⅰ:相間故障的三段式電流(方向)保護(hù)WXH-821/822;RCS-9611;PSL640系列1、電流元件：I>Iop時動作。2、方向元件：（1）雙電源供電網(wǎng)絡(luò)和單電源的環(huán)網(wǎng)中應(yīng)該加上方向元件。正方向一般規(guī)定為功率從母線指向線路的方向?yàn)檎?。?）采用90度接線方式（本相相電流，另兩相線電壓），當(dāng)方向元件的內(nèi)角為45度時，靈敏角為45度。軟件判據(jù)：-900≤arg(Ij＊e-ja/Uj)≤900

（3）方向元件帶有記憶功能，可消除近處三相短路時方向元件的死區(qū)。（4）關(guān)于方向元件的潛動現(xiàn)象。2024/4/26按相起動：（5）方向元件和電流元件接成按相啟動動方式。2024/4/263、三段式方向電流保護(hù)：

（這里要搞清楚每段的時間和范圍及定值整定）I段:瞬時電流速斷保護(hù)II段:限時電流速斷保護(hù)III段:定時限過電流保護(hù)

（I段II段為主保護(hù)，III段為后備保護(hù)）yyyy-M-2024/4/2610２３yyyy-M-2024/4/2602024/4/264、注意問題：（1）三段可選擇帶方向線路保護(hù)或不帶方向饋線保護(hù)。（2）為提高過電流保護(hù)的靈敏度和整套保護(hù)動作的可靠性，線路的電流保護(hù)可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。（3）有的裝置為了躲開避雷器的放電時間，或者為了躲過大型電動機(jī)自啟動時的電流，其I段也設(shè)置了可以獨(dú)立整定的延時時間（一般不大40ms）。（4）根據(jù)實(shí)際情況,可設(shè)置兩段（速斷和過流）2024/4/26電網(wǎng)階段式電流保護(hù)的主保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)的動作范圍及動作時間特性圖2024/4/26電流保護(hù)的接線方式電流保護(hù)的接線方式:指的是接入電流元件的電流與電流互感器二次繞組之間的連接方式。三相完全星型接線兩相不完全星型接線兩相電流差接線2024/4/26（a）完全星型（b）不完全星型

（c）兩相電流差接線2024/4/26接線系數(shù)定義流入電流元件的電流與電流互感器二次電流之比

2024/4/262024/4/262024/4/262024/4/262024/4/26

三種接線方式的比較完全星型不完全星型兩相電流差接線系數(shù)隨短路類型變化對相間短路反映能力都能反映，可靠性高于后兩種都能反映都能反映但靈敏度不同小接地電流系統(tǒng)串聯(lián)線路同時兩點(diǎn)接地100%選擇性動作2/3機(jī)會選擇性動作小接地電流系統(tǒng)并聯(lián)線路同時兩點(diǎn)接地100%切除兩條線路2/3機(jī)會切除一條線路應(yīng)用范圍元件保護(hù)及大電流接地系統(tǒng)小接地電流系統(tǒng)線路電動機(jī)2024/4/26二、小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的保護(hù)2024/4/26NU&1、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地特點(diǎn)和保護(hù)方式2024/4/262024/4/2610KV不接地系統(tǒng)發(fā)生單相(如C)接地時的電壓向量圖

2024/4/262024/4/26單相接地的特點(diǎn)

1、發(fā)生接地后，系統(tǒng)出現(xiàn)零序電壓和零序電流。故障相電壓降為零，非故障相電壓升高為線電壓，電源中性點(diǎn)對地電壓與故障相電勢的相量大小相等，方向相反；

2、非故障線路保護(hù)安裝處，流過的是本線路的零序電容電流。方向是由母線指向非故障線路；

3、故障線路保護(hù)安裝處，流過的是所有非故障元件的零序電容電流之和。方向是由故障線路指向母線。2024/4/26單相接地故障的保護(hù)方式

1．無選擇性絕緣監(jiān)視裝置

（利用接地故障時出現(xiàn)的零序電壓而構(gòu)成）2、零序電流保護(hù)（利用故障線路始端和非故障線路始端零序電流大小不同而構(gòu)成）3、零序功率方向保護(hù)（利用故障線路始端和非故障線路始端零序功率方向不同而構(gòu)成）

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無選擇性絕緣監(jiān)察裝置2024/4/26

RCS-9611等，當(dāng)裝置用于不接地或小電流接地系統(tǒng)，接地故障時的零序電流很小時，可以用接地試跳的功能來隔離故障。這種情況要求零序電流由外部專用的零序CT引入，不能夠用軟件自產(chǎn)。當(dāng)裝置用于在某些不接地系統(tǒng)和經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)中，接地零序電流相對較大，可能采用直接跳閘方法，裝置中設(shè)三段零序過流保護(hù)，其中零序Ⅲ段可整定為報警或跳閘，用于跳閘或報警的零序電流可以選用自產(chǎn)的零序電流，也可從裝置的零序CT引入。2024/4/26經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點(diǎn)

中性點(diǎn)接入消弧線圈的目的主要是消除單相接地時故障點(diǎn)的瞬時性電弧,盡量地減小故障接地電流；從而減緩電弧熄滅瞬間故障點(diǎn)恢復(fù)電壓的上升速度。(一般采用過補(bǔ)償)

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中，當(dāng)采用過補(bǔ)償方式時，流經(jīng)故障線路和非故障線路保護(hù)安裝處的電流大小和方向都發(fā)生改變（由母線流向線路）。故無法利用電流大小和功率方向來判別是故障線路還是非故障線路。2024/4/26

2、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障特點(diǎn)和保護(hù)方式2024/4/26

ⅲ:經(jīng)消弧線圈接地選線問題選線原理：（1）五次諧波判別法（2）有功分量判別法監(jiān)控系統(tǒng)后臺機(jī)通過總線與小電流接地系統(tǒng)中的每個間隔保護(hù)互聯(lián),以達(dá)信息共享.后臺機(jī)實(shí)時數(shù)據(jù)庫存有低壓各母線零序電壓3U0及每個小電流接地系統(tǒng)線路保護(hù)的零序電流基波及五次諧波幅值和方向.當(dāng)3U0越限時就啟動了該功能,系統(tǒng)軟件通過比較同一母線上各線路零序電流基波及五次諧波幅值和方向來判斷接地線路,并通過網(wǎng)絡(luò)下達(dá)接地試跳命令來進(jìn)一步確定接地線路.

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ⅱ:小電流接地系統(tǒng)單相接地的一些注意情況

（1）單相接地絕緣監(jiān)察裝置根據(jù)單相接地后出現(xiàn)零序電壓的原理構(gòu)成。根據(jù)現(xiàn)象和表計(jì)指示能知道故障相，但是不能找出故障線路。

（2）PT高壓保險熔斷現(xiàn)象：報電壓回路斷線（接地信號），熔斷相電壓降低，其他兩相電壓基本不變。原因：系統(tǒng)發(fā)生單相、間歇性弧光接地；鐵磁諧振；PT內(nèi)部短路、接地、匝間短路等。

（3）低壓保險熔斷現(xiàn)象：報PT斷線信號，熔斷相電壓表指示幾乎為零，未熔斷電壓基本不變。原因：二次回路短路引起二次開關(guān)跳閘或二次保險熔斷。

（4）任一相電壓越過線電壓諧振引起假接地。2024/4/262024/4/26

三、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的保護(hù)

2024/4/262024/4/26接地故障時零序分量的分布特點(diǎn)

1、故障點(diǎn)處的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越低，變壓器中性點(diǎn)接地處的零序電壓為零。2、零序電流是由故障點(diǎn)處零序電壓產(chǎn)生，與短路電流同相位，其分布與電源數(shù)目無直接關(guān)系而與變壓器中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。3、零序功率方向與短路功率方向相反，即短路功率方向?yàn)橛赡妇€指向故障點(diǎn)，而零序功率方向卻由故障點(diǎn)指向母線。

2024/4/26設(shè)置零序四段：零序I段：動作電流：躲開本線路末端接地短路時出現(xiàn)的最大3I0

。零序電流Ⅰ段動作時間:tⅠ=0s當(dāng)零序電流方向保護(hù)與三相重合閘配合時，由于后重合側(cè)斷路器合閘不同期造成瞬時性非全相運(yùn)行，將產(chǎn)生很大的零序電流，可能會使靈敏的瞬時I段誤動,因此重合閘過程零序保護(hù)帶0.1s延時或退出，在這種情況下，設(shè)置：瞬時不靈敏I段，可實(shí)現(xiàn)快速切除重合或手合于嚴(yán)重接地故障。保護(hù)范圍：本線路開始部分不小于15%2024/4/26零序II段：和下一段線路的零序I段相配合，在時間上高一個Δt

。（0.5s)(保護(hù)范圍：本線路全長，且延伸至下一線路）

2024/4/26零序III段：躲過下一線路始端發(fā)生三相短路時出現(xiàn)的最大的不平衡電流。（保護(hù)本線路及下一線路的全部，甚至更遠(yuǎn)）作為本線路經(jīng)電阻接地和相鄰元件接地故障的后備保護(hù)，零序IV段：作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備，并且保證在本線路末端經(jīng)過較大的過渡電阻接地時仍有足夠的靈敏度。2024/4/26注意問題：（1）啟動元件：相電流突變量零序輔助啟動元件（2）當(dāng)CT斷線時：III、IV段會誤動。當(dāng)CT斷線時：無3U0被閉鎖。（3）常規(guī)保護(hù)制中3U0按反極性相接。而微機(jī)保護(hù)中自動產(chǎn)生3U0

。當(dāng)PT斷線時會自動轉(zhuǎn)換為開口三角形的3U0

。2024/4/26四、低壓減載保護(hù)在系統(tǒng)故障時電壓降低，可配置低電壓保護(hù)來甩掉部分負(fù)荷。本保護(hù)在斷路器處于合位時投入，在母線TV斷線時可選擇是否閉鎖（如果母線TV斷線的相關(guān)保護(hù)設(shè)置為投入，則母線TV斷線時，不閉鎖低電壓保護(hù)；否則，相關(guān)保護(hù)設(shè)置退出時，則閉鎖低電壓保護(hù)）。本保護(hù)設(shè)有硬壓板。低電壓保護(hù)動作時閉鎖線路重合閘。2024/4/26五、關(guān)于距離保護(hù)距離保護(hù)的基本原理

距離保護(hù)是通過測量被保護(hù)線路始端電壓和線路電流的比值而動作的一種保護(hù)。也是反應(yīng)了短路點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)之間阻抗大小（距離的長短），所以稱這種原理的保護(hù)為距離保護(hù)，有時也稱之為阻抗保護(hù)。距離保護(hù)的提出基于兩個優(yōu)點(diǎn)：

1、靈敏度高

2、保護(hù)范圍不受或少受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響2024/4/26

I段：保護(hù)區(qū)為本線路全長的80%-85%，瞬時動作；

II段：保護(hù)區(qū)為本線路全長，且延伸至下一線路首端的30%-40%的地方。t=0.5S；

III段：保護(hù)本線路及下一線路的全部，甚至更遠(yuǎn)。時間：tⅢ

1=tⅢ2+Δt

I、II段為主保護(hù)，III段為后備保護(hù)一、三段式距離保護(hù)2024/4/26工頻變化量距離繼電器特點(diǎn)（1）動作速度快，故障越嚴(yán)重動作越快(1分)。（2）方向性好。（3）過渡電阻能力強(qiáng)。（4）不需要振蕩閉鎖。2024/4/26工頻變化量故障分量的特性：（1）故障分量可以由故障疊加狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算獲得；（2）非故障狀態(tài)下不存在故障分量的電壓和電流，故障分量只有在故障狀態(tài)下才會出現(xiàn)，并與負(fù)荷無關(guān)；（3）故障點(diǎn)的電壓故障分量最大，系統(tǒng)中性點(diǎn)為零，由故障分量構(gòu)成的方向元件可以消除電壓死區(qū)；（4）保護(hù)安裝處的電壓故障分量與電流故障分量間的相位關(guān)系由保護(hù)至背后系統(tǒng)中性點(diǎn)間的阻抗決定，不受系統(tǒng)的電動勢和短路點(diǎn)過渡電阻影響，按其原理構(gòu)成的方向元件方向性明確。2024/4/26

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二、啟動元件：（1）根據(jù)相電流突變量啟動△I=（Ik+n—Ik

）—（Ik—Ik-n）（2）I04零序輔助啟動元件（很靈敏，帶0.2S延時，動作后同樣驅(qū)動QDJ，防止在線路末端經(jīng)特大電阻接地時（220KV--100歐、500KV--300歐），DI1元件不能啟動）。2024/4/26

三、選相元件A、采用相電流差突變量選相測量△IAB、△IBC、△ICA三值，并比較其大?。海?）若三值幾乎相等則是三相短路。（2）若三值不等排大、中、小，滿足大-中《《中-小條件時是單相接地，最小值的兩相是健全相，不滿足以上條件時是兩相故障，再通過零序電壓超定值判斷是否接地。B、工作電壓突變量△UOP選相元件對于△UOPA

、△UOPB

、△UOPC

、△UOPAB、△UOPBC

、△UOPCA先比較三個相電壓，取最大相者與另兩相的相間工作電壓比較，大于一定倍數(shù)即判為該最大相單相故障，不滿足，則判為多相故障。2024/4/26A相接地三相短路BC相短路BC兩相接地四種短路類型2024/4/26距離保護(hù)的振蕩閉鎖振蕩的原因：輸送功率過大；系統(tǒng)電壓過低；故障切除時間過長?，F(xiàn)象及危害：電壓和電流不斷的變化，引起阻抗變化，在電氣振蕩中心電壓幾乎為0,相當(dāng)于三相短路，保護(hù)會誤動。振蕩和短路的區(qū)別：

1、振蕩時，電流和各點(diǎn)電壓的幅值均呈現(xiàn)周期性變化；而短路后，短路電流和各點(diǎn)的電壓幅值是不變的。2、振蕩時，電流和各點(diǎn)電壓的是緩慢變化；而短路時，電流是突然增大，電壓也突然降低，是突變的。

3、振蕩時，三相完全對稱，系統(tǒng)中無負(fù)序分量出現(xiàn)；而短路時，一般總會出現(xiàn)負(fù)序分量。2024/4/26系統(tǒng)振蕩等值電流及相量圖2024/4/26振蕩閉鎖裝置的原理振蕩閉鎖回路目前主要采用兩種原理：①.利用短路時出現(xiàn)負(fù)序分量而振蕩時無負(fù)序分量的原理②.利用振蕩和短路時電氣量變化速度不同的原理2024/4/26微機(jī)距離保護(hù)中振蕩閉鎖裝置與常規(guī)保護(hù)的區(qū)別：微機(jī)距離保護(hù)在啟動元件動作后，開放60ms進(jìn)入振蕩閉鎖。常規(guī)距離保護(hù)在振蕩閉鎖過程中Ⅰ、Ⅱ段均被閉鎖，本裝置在振蕩閉鎖過程中除Ⅲ段外，按感受電阻先有突變而后持續(xù)0.2s不變的原理來檢出振蕩中的短路，從而設(shè)置了帶有0.2s延時的相間和接地Ⅰ段，但在振蕩過程中保護(hù)動作均不選相，一律三跳。在振蕩閉鎖過程中，有一個時間按躲過振蕩整定的Ⅱ段動作出口。2024/4/26

常規(guī)中：起動后開放I段II段160ms,然后閉鎖,振蕩中又發(fā)生故障,靠III段來延時切除.南瑞（1）啟動元件起動開始瞬間,若正序過流元件不動作或動作時間不到10ms。則將保護(hù)開放160ms。

（2）不對稱故障開放條件：I0+I2>KI1

（3）對稱故障開放：UOS=U1COS￠（正序電壓電流的夾角；正常或振蕩時，振蕩中心的正序電壓；三相短路時弧光電阻上的壓降）

-0.03UN<UOS<0.08UN

延時150ms開放（4）非全相運(yùn)行發(fā)生振蕩，選相元件選跳開相，單相故障改選故障相，另外測量非故障兩相電流之差的工頻變化量。2024/4/26

在單純系統(tǒng)振蕩而無故障時，起動元件初期不動作，其后因CT飽和而可能動作，所以按最大負(fù)荷電流整定的正序電流元件先于起動元件動作，否門閉鎖了“保護(hù)開放”的邏輯；在線路故障同時伴有振蕩時，起動元件和正序電流元件同時動作，但由于正序電流元件經(jīng)10ms輸出，起動元件先于正序電流元件動作，結(jié)果否門閉鎖解除，由起動元件開放保護(hù)160ms.開放保護(hù)2024/4/26

許繼：

I段II段短時開放,振蕩中又發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時III段不經(jīng)閉鎖，且設(shè)置了按DR/DT原理構(gòu)成的帶0.2S延時的DZI段保護(hù),其動作判據(jù)如下:(1)感受阻抗的模值有一個突變,大于8倍的DR定值;(2)以后持續(xù)0.2S內(nèi)感受阻抗的電阻分量基本不變;(3)突變后阻抗在I段以內(nèi);2024/4/26

當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時，距離保護(hù)將失去電壓，在負(fù)荷電流的作用下，阻抗繼電器的測量阻抗變?yōu)榱?，可能造成保護(hù)誤動作。因此，在距離保護(hù)中應(yīng)采取防止保護(hù)誤動作的斷線閉鎖裝置。

四、電壓回路斷線對距離保護(hù)的影響2024/4/26

斷線閉鎖裝置：當(dāng)PT二次斷線時，發(fā)出信號，通知運(yùn)行人員處理，同時將保護(hù)閉鎖。常規(guī)的：采用DBJ繼電器。微機(jī)保護(hù)中：利用軟件判據(jù)。

PT斷線判據(jù)（啟動元件不動作時）（1）三相電壓之和的絕對值大于7伏.（一相或兩相斷線）（2）任一相電壓的絕對值小于8伏,且任一相電流大于0.04Ie或斷路器在合位.(檢測三相失壓)2024/4/26電壓回路斷線閉鎖裝置原理2024/4/26發(fā)生電壓回路斷線后，LFP-901A保護(hù)要退出的保護(hù)元件：（1)△F+元件的補(bǔ)償阻抗Zcom元件；(2)零序方向元件；(3)零序Ⅱ段過流保護(hù)元件；（4)距離保護(hù)。LFP-901A保護(hù)要保留的保護(hù)元件：(1)工頻變化量距離元件△Z；(2)非斷線相的△F方向元件；(3)不帶方向的零序Ⅲ段過流元件；(4)自動投入一段TV斷線下零序過流和相電流過流元件。2024/4/26六、輸電線路縱聯(lián)保護(hù)一、縱聯(lián)保護(hù)的原理問題的提出：電流保護(hù)、距離保護(hù)，它們的Ⅰ段最長只能保護(hù)線路的80%～85%，對其余的15%～20%線路故障，只能帶延時0.5s時限的Ⅱ段來保護(hù)，對高壓輸電線路不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，需要尋求新的能保護(hù)線路全長的保護(hù)。輸電線路的縱聯(lián)保護(hù)：就是用某種通信通道(簡稱通道)將輸電線兩端的保護(hù)裝置縱向連接起來，將各端的電氣量(電流、功率的方向等)傳送到對端，然后進(jìn)行比較，以判斷故障在本線路范圍內(nèi)還是在線路范圍之外，從而決定是否切斷被保護(hù)線路。

2024/4/26500kV超高壓系統(tǒng)的特點(diǎn)：（1）輸送容量大，輸電線路長，因此500kV線路采用多分裂導(dǎo)線。（2）500kV主變壓器、并聯(lián)電抗器容量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸高大、占地面積大。（3）為了補(bǔ)償大容量500kV主變壓器的無功功率損耗以及滿足電力系統(tǒng)調(diào)相調(diào)壓的需要，必須設(shè)置大容量的無功功率補(bǔ)償裝置。（4）長線路的電容效應(yīng)（容升現(xiàn)象）產(chǎn)生的充電無功，會在線路輕載或空載的情況下產(chǎn)生工頻過電壓。（5）在斷路器操作時，易產(chǎn)生操作過電壓。（6）無線電干擾大。（7）靜電感應(yīng)強(qiáng)。（8）電暈效應(yīng)強(qiáng)。（9）繼電保護(hù)二次接線復(fù)雜，保護(hù)雙重化。（10）500kV變電所的運(yùn)行噪聲大。2024/4/261.兩側(cè)電流量特征

雙端電源線路區(qū)內(nèi)、外故障示意圖(a)內(nèi)部故障；(b)外部故障如圖所示，有，在故障點(diǎn)有較大短路電流流出;如圖所示，線路兩端電流相量關(guān)系為。當(dāng)線路發(fā)生內(nèi)部故障時，

當(dāng)線路發(fā)生區(qū)外短路故障或正常運(yùn)行時，

2024/4/262．兩側(cè)電流相位特征兩端輸電線路，若全系統(tǒng)阻抗角均勻，且兩端電動勢角相等，則當(dāng)線路MN發(fā)生區(qū)內(nèi)短路故障時，兩側(cè)電流同相位，即、相位差為0°；而當(dāng)正常運(yùn)行或發(fā)生區(qū)外短路故障時，兩側(cè)電流反相，即電流、相位差為180°。3．兩側(cè)功率方向特征

當(dāng)線路上發(fā)生區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障時，輸電線兩端的功率方向也有很大差別。令功率正方向由母線指向線路，則線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，兩端功率方向都由母線流向線路，兩端功率方向相同，同為正方向；而發(fā)生區(qū)外故障時，遠(yuǎn)故障點(diǎn)端功率由母線流向線路，功率方向?yàn)檎?，近故障點(diǎn)端功率由線路流向母線，功率方向?yàn)樨?fù)，兩端功率方向相反。2024/4/264．兩側(cè)測量阻抗值特征

當(dāng)線路區(qū)內(nèi)短路時，輸電線路兩端的測量阻抗都是短路阻抗，一定位于距離保護(hù)Ⅱ段的動作區(qū)內(nèi)，兩側(cè)的Ⅱ段同時啟動；當(dāng)正常運(yùn)行時，兩側(cè)的測量阻抗是負(fù)荷阻抗，距離保護(hù)Ⅱ段不會啟動；當(dāng)發(fā)生外部短路時，兩側(cè)測量阻抗也是短路阻抗，但一側(cè)為反方向，若采用方向特性的阻抗繼電器，則至少有一側(cè)的距離Ⅱ段不會啟動。2024/4/26二、縱聯(lián)保護(hù)的分類

縱聯(lián)保護(hù)按照所利用信息通道的不同類型可以分為導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(hù)、電力線載波縱聯(lián)保護(hù)、微波縱聯(lián)保護(hù)和光纖縱聯(lián)保護(hù)四種。

縱聯(lián)保護(hù)按照保護(hù)動作原理，可以分為：（1）縱聯(lián)方向保護(hù)；（2）縱聯(lián)距離保護(hù)；（3）縱聯(lián)差動保護(hù)。2024/4/26三、縱聯(lián)保護(hù)通道類型1．導(dǎo)引線通道（二次電纜）2．電力線載波通道通道頻率在（40～500）kHz間3．微波通道微波通道所用頻率一般為2000MHz。4．光纖通道傳送的信號頻率在1014Hz左右2024/4/26（一）導(dǎo)引線縱聯(lián)差動保護(hù)縱差動保護(hù)的基本原理是基于二次電纜通道比較被保護(hù)線路始端和末端電流的大小和相位原理構(gòu)成的。

四、輸電線路的幾種縱聯(lián)差動保護(hù)2024/4/26縱聯(lián)保護(hù)通道類型1．導(dǎo)引線通道(二次電纜）2．電力線載波通道通道頻率在（40～500）kHz間3．微波通道微波通道所用頻率一般為2000MHz。4．光纖通道傳送的信號頻率在1014Hz左右2024/4/26（一）導(dǎo)引線縱聯(lián)差動保護(hù)縱差動保護(hù)的基本原理是基于二次電纜通道比較被保護(hù)線路始端和末端電流的大小和相位原理構(gòu)成的。

四、輸電線路的幾種縱聯(lián)差動保護(hù)2024/4/261、當(dāng)線路正常運(yùn)行或外部故障時；

2024/4/262、當(dāng)線路內(nèi)部故障時；

2024/4/26優(yōu)點(diǎn)：可瞬時動作于全線范圍內(nèi)故障，不受系統(tǒng)振蕩和過負(fù)荷的影響，靈敏度高。缺點(diǎn)：

1、需敷設(shè)與被保護(hù)線路一樣長的輔助導(dǎo)線；

2、需裝設(shè)監(jiān)視裝置，以保證輔助導(dǎo)線的完好；

3、需裝設(shè)專門的后備保護(hù)；適用范圍：多用于元件的保護(hù)（發(fā)電機(jī)、變壓器、母線），在線路上則只有當(dāng)其他保護(hù)不能滿足要求時，才考慮用在長度不超過5-7KM的短線路上。2024/4/26（二）光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)

利用光導(dǎo)纖維作為通信通道的縱聯(lián)差動保護(hù)，兩側(cè)保護(hù)對本側(cè)的電流進(jìn)行采樣，濾波后轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，通過光纖通道送至對側(cè)，各側(cè)保護(hù)根據(jù)本側(cè)和對側(cè)電流計(jì)算差動電流和制動電流，根據(jù)結(jié)果判別區(qū)內(nèi)還是區(qū)外故障。

光纖通道一般由調(diào)制器、光源、中繼器、光檢測器、解調(diào)器構(gòu)成。2024/4/26光纖通道的特點(diǎn)：1、通信容量大(一根光纖可同時傳送150萬路電話或幾千路彩色電視信號）2、抗干擾能力強(qiáng)（玻璃材料是絕緣介質(zhì)，不受強(qiáng)電場和雷電的干擾）3、原料資源豐富（二氧化硅在土層中含量約50%）4、線路架設(shè)方便（質(zhì)量輕、體積小，光纜可以在各種地形條件下敷設(shè)，架設(shè)十分方便，將光纖通信線路與電力線路結(jié)合在一起建設(shè)，更加方便、快捷）2024/4/26線路光纖電流差動保護(hù)裝置專用光纖連接示意圖

2024/4/26線路縱聯(lián)方向或距離保護(hù)裝置光纖連接示意圖2024/4/26光纖通道中各元件的作用：1、調(diào)制器：用來把將要傳輸?shù)母髀沸畔⒄{(diào)制成適合在光纖通道中傳輸?shù)拿}沖信號。2、光源：用來把調(diào)制器輸出的脈沖信號調(diào)制成光信號。3、光纜：用來傳送光信號。完成信息傳輸?shù)娜蝿?wù)。4、光檢測器：用來接收光信號，并將其轉(zhuǎn)換成脈沖電信號。5、解調(diào)器：將接收到的串行脈沖電信號轉(zhuǎn)換成并行碼，并對并行碼中的各種信息進(jìn)行識別，從中提取出各路有效信息。6、光中繼器：光波在光纖中傳輸時會產(chǎn)生一定的損耗，使光波信號的幅度衰減，波形出現(xiàn)失真，裝光中繼器對光波信號進(jìn)行放大，并使失真的信號進(jìn)行矯正。

2024/4/26例如：RCS-9613Ⅱ適用于110KV以下電壓等級的非直接接地系統(tǒng)或小電阻接地系統(tǒng)中的短線路光纖縱差和電流電壓保護(hù)。

保護(hù)方面的主要功能有：（1）短線路光纖縱差保護(hù)；（2）三段式可經(jīng)低電壓閉鎖的定時限方向過流保護(hù)；（3）零序過流保護(hù)/小電流接地選線；（4）三相一次重合閘(檢無壓、同期、不檢)；（5）一段定值可分別獨(dú)立整定的合閘加速保護(hù)(可選前加速或后加速)；（6）低周減載保護(hù)等；（7）獨(dú)立的操作回路及故障錄波。

2024/4/262024/4/26

當(dāng)本側(cè)線路為電源端時，差動保護(hù)由差動起動電流定值啟動開放，當(dāng)本側(cè)線路為負(fù)荷端時，差動保護(hù)由對側(cè)通過光纖信道遠(yuǎn)傳過來的保護(hù)跳閘信號開放，從而實(shí)現(xiàn)全線路的快速故障切除。由于差動保護(hù)受穩(wěn)態(tài)過量保護(hù)判據(jù)閉鎖，增加了差動繼電器本身的安全性。當(dāng)裝置未達(dá)到差動起動電流定值而差流大于0.3In時，裝置延時5秒發(fā)差流報警信號，光通信系統(tǒng)本身具有通信誤碼檢測，當(dāng)誤碼率超過一定值時，裝置將發(fā)信道故障信號，并閉鎖差動保護(hù)，一旦通信恢復(fù)，差動保護(hù)將自動投入，當(dāng)裝置誤碼率較高時可能將導(dǎo)致保護(hù)固有動作時間加長。2)定時限過流（后備）本裝置設(shè)三段定時限過流保護(hù)，每段均可通過控制字選擇經(jīng)方向或經(jīng)低電壓閉鎖，各段電流及時間定值可獨(dú)立整定，分別設(shè)置整定控制字控制這三段保護(hù)的投退。方向元件采用正序電壓極化，方向元件和電流元件接成按相啟動方式。方向元件帶有記憶功能以消除近處三相短路時方向元件的死區(qū)。2024/4/26（三）高頻保護(hù)（載波縱聯(lián)保護(hù)）

高頻保護(hù)：以輸電線路本身作為通道，按比較線路兩端電氣量的原理而工作的保護(hù)裝置。

實(shí)現(xiàn)方法：將線路兩端的電流相位或功率方向轉(zhuǎn)化為高頻信號，然后，利用輸電線路本身構(gòu)成的高頻電流通道，將此信號送至對端，以比較兩端電流的相位或功率方向的一種保護(hù)。利用三相輸電線路傳送高頻電流信號，它與一般的通信線路相比有以下優(yōu)點(diǎn)：絕緣水平高、導(dǎo)線截面大、桿塔基礎(chǔ)牢、可靠性高。其缺點(diǎn)是：高頻電流的傳輸要按三相系統(tǒng)考慮，分析、計(jì)算比較復(fù)雜；輸電線路運(yùn)行中不允許輕易停電，給通道檢查、維修造成困難；雷擊、電暈、絕緣子放電、短路等對高頻通道產(chǎn)生強(qiáng)烈的干擾，甚至損壞設(shè)備。2024/4/26

（1）組成：高頻收發(fā)訊機(jī)（50-400）KHZ的高頻信號高頻通道（輸電線路）繼電部分（跳閘或閉鎖）（2）相-地-閉鎖信號（單頻制）相-相-允許信號（雙頻制）（3）相-地制高頻通道：（工作方式分為正常時長期發(fā)訊及只在故障時才起動發(fā)訊）

2024/4/26傳輸效率低、高頻信號衰減大、受干擾也大。但高頻加工設(shè)備省掉一半，造價便宜與輸電線路結(jié)合緊密，傳輸效率高，但用的高頻加工設(shè)備多，造價高。2024/4/26關(guān)于電力線路載波保護(hù)復(fù)用載波機(jī)電力線路載波保護(hù)復(fù)用載波機(jī)有載波通信和保護(hù)信息傳遞雙重功能，在電力線路發(fā)生故障時，一端的繼電保護(hù)裝置常需向另一端發(fā)出信號，使對方斷路器跳閘或閉鎖，以構(gòu)成縱聯(lián)保護(hù)。這種信號可以通過平時傳送電話或遠(yuǎn)動信號的電力線路載波機(jī)傳送。一般以載波機(jī)經(jīng)常發(fā)送的導(dǎo)頻作縱聯(lián)保護(hù)的監(jiān)護(hù)信號，檢測載波電路是否正常。當(dāng)線路發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置動作，首先停發(fā)監(jiān)護(hù)信號，斷開電話及遠(yuǎn)動信號的發(fā)送電路，再集中載波功率發(fā)出命令信號。對方收到命令信號后，繼電保護(hù)裝置隨之相應(yīng)動作。2024/4/262024/4/26阻波器頻率特性L、C并聯(lián)諧振回路，諧振于載波頻率。對載波電流：Z>1000Ω——————限制在本線路。對工頻電流：Z<0.04Ω——————暢流無阻。2024/4/262024/4/26帶通濾波器①通高頻、阻工頻②阻抗匹配：輸電線路波阻抗約400Ω，高頻電纜波阻抗約100Ω

結(jié)合電容器的容量很小，對工頻電流有很大的阻抗，能阻止工頻電流侵入高頻收發(fā)信機(jī)，而對高頻電流，則阻抗很小，高頻電流可以順利通過。連接濾波器是由一個可調(diào)的中心變壓器、高頻電纜和電容器組成2024/4/26高頻電纜

高頻電纜是一個單芯同軸電纜。它將位于主控制室內(nèi)的收發(fā)信機(jī)和戶外的連接濾波器連接起來，雖然這段距離僅有幾百米，但由于工作頗率高，若采用普通電纜，衰耗將很大。高頻電纜的波阻抗一般為100Q。2024/4/26

元件作用：高頻阻波器：阻高頻信號，通工頻耦合電容器：通高頻信號，阻工頻結(jié)合濾波器：帶通濾波；阻抗匹配高頻電纜：連接作用高頻收發(fā)訊機(jī)：發(fā)送或接受高頻信號，并作用于繼電部分接地刀閘：檢修或調(diào)整時用以實(shí)現(xiàn)安全接地2024/4/26

元件閉鎖式：正方向測量元件加反方向閉鎖元件 允許式：一般只裝正方向測量元件信號作用 閉鎖式：信號作為閉鎖保護(hù)反方向故障發(fā)訊，正方向故障停訊允許式：信號作為允許保護(hù)跳閘，反方向故障不發(fā)允許信號，正方向故障發(fā)允許信號通道閉鎖式：采用快速通道，調(diào)幅式，正常無信號，無監(jiān)視，安全性差允許式：采用中速通道，移頻式，正常發(fā)監(jiān)頻，較安全，正向故障發(fā)跳頻耦合方式 閉鎖式：采用相-地耦合，信號在完好線路上傳輸允許式：采用相-相耦合，三相短路又接地不能通過安全性閉鎖式：通道壞，外部故障將誤動，安全性差，內(nèi)部故障，仍然正常工作，可靠性高允許式：通道壞，外部故障，不會誤動，安全性高，內(nèi)部故障，將拒動，可靠性低

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二、高頻通道工作方式1、故障起動發(fā)信方式在正常條件下發(fā)信機(jī)不工作，通道中沒有高頻電流，只在電力系統(tǒng)發(fā)生故障期間才由起動元件起動發(fā)信。2、長期發(fā)信方式在正常工作條件下發(fā)信機(jī)始終處于發(fā)信狀態(tài)，沿高頻通道傳送高頻電流。3、移頻方式在正常工作條件下，發(fā)信機(jī)向?qū)?cè)傳送頻率為f1的高頻電流,用以監(jiān)視通道；當(dāng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置控制發(fā)信機(jī)移頻，停止發(fā)送頻率為f1的高頻電流，而發(fā)出頻率為f2的高頻電流。這種方式能經(jīng)常監(jiān)視通道的工作狀況，提高了通道工作的可靠性，并具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

2024/4/26根據(jù)高頻保護(hù)運(yùn)行的需要，通道檢查應(yīng)該滿足下列要求：①線路每側(cè)都能單獨(dú)進(jìn)行通道檢查。②通道檢查時應(yīng)能分別檢查對側(cè)單獨(dú)發(fā)信、兩側(cè)同時發(fā)信及本側(cè)單獨(dú)發(fā)信時的通道工作情況。③通道檢查應(yīng)能在線路正常運(yùn)行、單側(cè)斷路器斷開或雙側(cè)斷路器斷開時都可進(jìn)行。④通道檢查過程中如遇系統(tǒng)發(fā)生故障應(yīng)能立即轉(zhuǎn)入保護(hù)起動發(fā)信和保護(hù)停信，停止通道檢測。

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三、高頻信號按其作用可分為：1、導(dǎo)頻信號：確認(rèn)通道是否正常的信號。2、閉鎖信號：阻止保護(hù)動作將保護(hù)閉鎖的信號。3、允許信號：允許保護(hù)動作于跳閘的高頻信號。4、解除閉鎖信號：允許信號的特殊形式。5、跳閘信號：對端保護(hù)發(fā)來的，直接使保護(hù)動作于跳閘的信號。2024/4/26閉鎖信號：允許信號：2024/4/26

動作邏輯：1、閉鎖式動作條件：收到信號7ms

本側(cè)停信收到信號后又持續(xù)8ms收不到，收信中斷2、允許式動作條件：收到對側(cè)允許信號本側(cè)正方向動作3、“解除閉鎖”方式（通道堵塞）動作條件：選相元件：相間故障方向元件：正方向動作收信機(jī)：收不到允許信號收信機(jī)：監(jiān)頻信號F0消失2024/4/26高頻閉鎖方向保護(hù)基本原理高頻閉鎖方向保護(hù)是通過高頻通道間接比較被保護(hù)線路兩側(cè)的功率方向，并采用故障發(fā)訊及發(fā)送閉鎖信號的方式工作的。2024/4/26

起動元件：控制發(fā)信，故障時起動發(fā)信。正方向規(guī)定：正方向?yàn)閺哪妇€流向線路的方向方向?yàn)檎龝r：停信；方向?yàn)樨?fù)：繼續(xù)發(fā)

對于保護(hù)3和保護(hù)4由于方向?yàn)檎?，都收不到閉鎖信號，則保護(hù)3和保護(hù)4都瞬時作用于跳閘。對于保護(hù)1和2，雖然保護(hù)1的方向?yàn)檎Ｖ拱l(fā)信，但是保護(hù)2的方向?yàn)樨?fù)，其繼續(xù)發(fā)出閉鎖信號，保護(hù)1和2就收到閉鎖信號，從而被閉鎖。保護(hù)范圍：本線路全段；動作時間：瞬時全線速動。2024/4/26功率倒向?qū)Ψ较虮容^式縱聯(lián)保護(hù)的影響及應(yīng)對措施

功率導(dǎo)向電網(wǎng)示意圖

系統(tǒng)中假設(shè)故障發(fā)生在線路L1上靠近M側(cè)k點(diǎn)，斷路器QF3先于斷路器QF4跳閘。在斷路器QF3跳閘之前，線路L2中短路功率由N側(cè)流向M側(cè)，線路L2中N側(cè)功率方向?yàn)樨?fù)，方向元件不動作，向M側(cè)發(fā)送閉鎖信號。

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在斷路器QF3跳閘后QF4跳閘前，線路L2中的短路功率突然倒轉(zhuǎn)方向，由M側(cè)流向N側(cè)，這一現(xiàn)象稱為功率倒向。反應(yīng)負(fù)序、零序和故障分量的方向元件在短路功率倒向時如果動作不協(xié)調(diào)會出現(xiàn)誤動作。在斷路器QF3跳閘后QF4跳閘前，M側(cè)功率方向由負(fù)變?yōu)檎β史较蛟幼?，停止發(fā)信并準(zhǔn)備跳閘；此時N側(cè)的功率方向由正變負(fù)，方向元件應(yīng)立即返回并向M側(cè)發(fā)閉鎖信號，但是可能M側(cè)的方向元件動作快，N側(cè)的方向元件返回慢，這被稱為“觸點(diǎn)競賽”。由于這個原因，會有一段時間兩側(cè)方向元件均處于動作狀態(tài)，M側(cè)沒有閉鎖信號，造成線路兩端的保護(hù)誤動。如果增加延時返回時間元件t1，使發(fā)信元件動作后經(jīng)時間t1延時返回，就可以解決這個問題。時間t1要大于兩側(cè)方向元件動作與返回的最大時間差，再加一個適當(dāng)裕度時間。2024/4/26

關(guān)于遠(yuǎn)方起動作用：1、方便通道檢查：本側(cè)發(fā)信，收信后200ms停止本側(cè)發(fā)信；對側(cè)收到信號后，由遠(yuǎn)方起動發(fā)信回路向本側(cè)發(fā)信，在本側(cè)連續(xù)收信5s后，本側(cè)發(fā)信再次起動，連續(xù)10s后解除發(fā)信。（對側(cè)發(fā)10s)2、區(qū)外故障，近故障側(cè)保護(hù)反方向起動發(fā)信元件或回路異常而不能起動發(fā)信機(jī)發(fā)出閉鎖信號時，則遠(yuǎn)故障側(cè)保護(hù)起動時發(fā)出閉鎖信號，近故障側(cè)收信后即可利用其輸出遠(yuǎn)方起動發(fā)信，發(fā)出連續(xù)的高頻閉鎖信號，防止保護(hù)誤動。2024/4/26保護(hù)裝置采用遠(yuǎn)方起動發(fā)信作用：（1）方便高頻通道檢測；（2）可以提高被保護(hù)線路兩側(cè)高頻閉鎖保護(hù)裝置配合工作的可靠性，從根本上消除高頻閉鎖保護(hù)在區(qū)外故障時近故障側(cè)因回路異常而不能啟動發(fā)信機(jī)發(fā)出閉鎖信號而引起遠(yuǎn)故障側(cè)高頻閉鎖保護(hù)的誤動。2024/4/26SF-500型收發(fā)信機(jī)通道檢查期間線路兩側(cè)發(fā)信時間示意圖

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三跳回授：

如果線路的一側(cè)斷路器斷開的情況下，線路發(fā)生故障，斷開側(cè)方向元件不能動作，不能控制發(fā)信機(jī)發(fā)出允許信號，將使電源側(cè)保護(hù)拒動。為此設(shè)置“三跳回授”邏輯功能，即斷開側(cè)保護(hù)根據(jù)三跳位置開入，在收到對側(cè)發(fā)來的允許信號時立即向?qū)?cè)“回授”發(fā)出允許信號，使對側(cè)保護(hù)動作。類似的還有單側(cè)電源線路區(qū)內(nèi)故障拒動的問題。（為防止區(qū)外故障時誤“回授”允許信號，在無電源側(cè)利用反應(yīng)故障分量的方向元件的反方向動作信號，