1、第一章 线路保护1 线路纵联保护1.1 纵联方向保护1.1.1 纵联方向保护基本原理 FMSENREPF 。F 。 。 故障线路的特征是：两侧的 均动作，两侧的 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：两侧中有一侧（近故障点的一侧） 不动F作、 可能动作，这在故障线路中是不存在的。F采用闭锁信号时，在 不动作或 动作的这一侧一直发高频信号，如图所F示。采用允许信号时，在 动作且 不动作的这一侧一直发高频信号。1.1.2 闭锁式纵联方向保护简略原理框图起 动 元 件 低高F& & & 1 FXSff跳 闸8 80 01T 123 456 72T（1）高定值起动元件动作。只有
2、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。在正常运行程序中是不可能去跳闸的。 （2） 元件不动作。 （3）曾F经收到过 8ms 的高频信号。 （4） 元件动作。同时满足上述四个条件时去停信。F（5） 收信机收不到信号。同时满足上述五个条件 8ms 后即可起动出口继电器，发跳闸命令。 把 元件换成阻抗元件 ，取消 元件就是纵联距离保护发跳闸命令的FZF条件。1.1.3 闭锁式纵
3、联方向保护介绍 为什么要用两个方向元件 为什么要用灵敏度不同的两个起动元件； 远方起信的设置； 为什么要先收信 8ms 后才允许停信； 收到三相 TWJ 动作信息后高频保护做些什么？； 保护动作停信的作用； 功率倒向问题； 通道检查。（一）为什么要用两个方向元件纵联方向保护用 、 两个方向元件, 而且这两个方向元件在灵敏度和F动作速度上满足上述要求，并体现反方向方向元件 动作闭锁保护优先的原则F后，在复杂故障情况下（例如功率倒向），有利于保 护 不会误动（见后面分析）。另一方面在保护中有两种原理的方向元件 和 ，在某一些区外故障时，例如双F回线或环网中某故障点短路时，非故障线路两端可能不同原理
4、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作立即发信闭锁两侧保护就可以避免保护的误动。 （二）为什么要用灵敏度不同的两个起动元件?FMSENPA1A1如果只用一个起动元件（例如定值是 1A)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，在这点短路时流过 MN线路的电流恰好是 1A。由於各种 误差的影响，可能近故障点的 N 侧起动元件不起动，而 远离故障点的 M 侧起动元件起动。于是 M 侧起动发信并开放保护。此时 N 侧保护由于起动元件未起动一直没有发信，于是 M 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
5、。 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（1.6-2）倍。 现 在 M、N 两侧都有一个 1A 的起动元件， 还有一个 2A 的起 动元件。当 MN 线路上流过 1A 的电流造成 M 侧的1A 起动元件起动而 N 侧的 1A 起动元件不起动时 ，那么两 侧的 2A 起动元件都不会起动。 M 侧的 2A 起动 元件不起动就不会开放保护，避免了 M 侧保护的误动。（三）远方起信功能的设置。MN 线路 M 侧两个起动元件起动，可是由于某种原因 N 侧的低定值起动元件未起动（譬如起动元件定值输错等原因）。N 侧由于起动元件未起动而根本未发过信，造成 M 侧保护误动 ，为避免
6、误动，设置了远方起信功能。远方起信的条件是： 低定值起动元件未起动。 收信机收到对侧的高频信号。满足这两个条件后发信 10 秒。此时再 发生上述区外故障时， M 侧起动元件起动立即发信。N侧由于低定值起动元件未起动，又收到了 M 侧发来的信号所以远方起信，也发信 10 秒。 这样 M 侧保护就被 N 侧的 10 秒的高频信号所闭锁不会误动。在通道检查中要用到远方起信功能。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。 （四）为什么要先收到 8ms 高频信号后才能停信？ FMSENREPFMSENREP假如没有这一项规定的话，在上图中发生短路后，M 侧高定值起动元件起动。M 侧
7、判断 元件不动 ， 元件动作以后就立即停信，此时对侧 N 侧发的闭FF锁信号还可能未到达 M 侧。所以 M 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 M 侧保护只有确保近故障点的 N 侧保护的闭锁信号到达M 侧以后才允许停信，这样 M 侧保护才不会误动。显然这等待的延时应考虑 N侧闭锁信号来得最慢、最严重的情况， 这种情况出现在 N 侧是远方起信的情况, N 侧要等 M 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 M 侧，M 侧才允许停信。这等待时间一般为（68)ms 就足够了。 （五）收到断路器跳闸位置继电器（TWJ）动作信号以后该做些什么？如果高定值 起动元件未
8、起 动，又收到了三相跳 闸位置继电器都动作的信号并确认三相均无电流时，把起动发信（含远方起信）往后推迟 100ms。如图所示的 N 侧断路器处于三相断开状态，系统从 M 侧向线路充电过程中线路上发生短路，N 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 M 侧发来的高频信号，立即远方起信 发信 10 秒， 闭锁了 M 侧纵联方向保护。如果 N 侧利用本措施将远方起信推迟 100ms, M 侧纵联方向保 护就可以动作跳闸了。如果高定值 起动元件已起 动，又收到了任一相跳闸位置继电器动作的信号并确认该相均无电流时停信。这通常称之为位置停信。这时说明本线路上发FSE RE三 相 断
9、 开N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向保护跳闸。 （六）保护动作停信。母线 保护动 作停信当在 M 侧断路器与电流互感器之间发生短路时， M 侧方向元件判断反方向短路，一直发信闭锁了 N 侧的纵联方向保护。 M 侧 断路器由母线保护动作跳闸后，短路电流的方向依然使 M 侧方向元件判断反方向短路，继续一直发信使 N侧纵联方向保护仍然不能动作跳闸。如果 N 侧母线 保护动作后采取停信措施，N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 其它保 护动作 的开关量输入端子上。 （七）功率倒向时出现的问题在下图的双回线中第回线路 4 号
10、保护出口发生短路，分析第回线两侧1、2 号保 护的动作行为。在发生短路时第回线的短路功率从 M 流向 N。1 号保护判断为正方向短路， 动作、 不动；2 号保护 判断为反方向短路， 不动、F F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。F如果第回线 4 号保护先跳闸,在 4 号断路器跳开后，3 号断路器尚未跳开期间，第回线中的短路功率是从 N 流向 M，与 4 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 1 号保护判断为反方向短路，2 号保护判断为正方向短路，两侧 的 、 元件的动作行为全部要翻转。 F FNSE RE1234FSE RETATAN1
11、2在两侧的 、 元件的 动作行翻转以后依然满 足非故障线路特征，两侧F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，有一个竞赛问题。 严重情况出现在 2 号保护的方向元件翻转速度快， 元件已动作、 元件已返还，而 1 号保护方向元件翻 转速度慢一些， 元FF F件仍停留在动作状态、 元件仍停留在不动作状态。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。 对付功率倒向出现问题的对策。采用 、 两个方向元件，其中 元件比 元件更加灵敏、动作FF速度也更快。当 2 号保护的 元件已从不动作状态转变成动作状态时，1 号保护的 元件
12、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 1 号保 护的 元件一动 作马上发信闭锁保护，有利于F保护不误动。如果纵联方向保 护在 30ms 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 25ms 的延时。前一个 30ms 的延时用来判断发生了区外故障。用后一个 25ms 延时来躲过两侧方向元件的竞赛带来的影响。 （八）通道检查。 020ms 520ms 1520ms0 100ms(a) 主 动 检 查 侧 发 信 逻 辑(b) 被 动 检 查 侧 发 信 逻 辑在按下屏上的通道试验 按钮后的发信逻辑是先发信 200ms，然后停信，等连续收信 5
13、秒后再发信 10 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立即远方起信发信 10 秒。两侧整个发信的高频信号的包络线分别如上图所示。两侧在整个 15 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异常告警信号。1.2 光纤差动保护1.2.1 差动保护原理 MNIICDI RIKCDqdI以母线流向被保护线路方向为正方向。动作电流(差动电流) 为:制动电流为 : NMRII动作电流与制动电流对应的工作点位于比率制动特性曲线上方，继电器动作。1.2.2 线路内部短路 MINIKI动作电流: KNMCDII制动电流: R因为 继电器动作。 CDI凡是在线路内部有流出的电流（如内部短路的短路电流、本线路的电容电流）CD，都成为动作电流。1.2.3 线路外部短路 MINIKI动作电流: 0KNMCDIII制动电流: R2因为 继电器不动。CDI凡是穿越性的电流（如外部短路的短路电流、负荷电流）不产生动作电流，只产生制动电流。1.2.4 输电线路光纤纵差保护的主要问题（一）线路电容电流的影响 MINIC本线路的电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作电流。所以线路投运空载合闸、区外故障和区外故障切除时，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。解决方法：
