适用于不对称输电线路的差动保护方法
输电线路差动保护
5.1 输电线路纵联差动保护 原理：被保护线路上发生短路和被保护线 路外短路，线路两侧电流大小和相位是不 相同的。通过比较线路两侧电流大小和相 位，可以区分是线路内部短路，还是线路 外部短路。
1、纵联差动保护的构成
要求：线路两侧的电流互感器型号、 变比完全相同，性能一致。辅助导引 线将两侧的电流互感器二次侧按环流 法连接法。
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，通常两条线 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。
1、平行线路内部故障特点
I 0 I 正常运行或区外短路时： 结论：电流差 II III 是否为零可作为 I II
相继动作区：
I I
K
I I
I II
LN
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）躲过双回线路最大不平衡电流
I op
I
K rel K rel ' '' I unb. max ( I unb I unb ) nTA nTA
外部短路时的不平衡电流：
短路电流
不平衡电流
4、整定计算
（1）按躲过最大不平衡电流整定
I op K rel K st K unp f er I k . max
（2）按躲过电流互感器断线条件
I op K rel I L. max
灵敏度： K sen
I k . min 2 I set
5.3 平行线路差动保护
输电线路保护讲义
输电线路保护讲义一、引言输电线路是电力系统中起着重要作用的组成部分，它将发电厂产生的电能通过变压器传送到各个消费者。
为了确保电力系统的正常运行和保护线路设备的安全性，输电线路保护显得极为重要。
本讲义将介绍输电线路保护的基本概念、原理和常见方法，以帮助读者更好地理解和应用相关知识。
二、输电线路保护的目的输电线路保护的主要目的是迅速、准确地检测出故障，切断受故障影响的部分，保护其他正常运行的设备。
同时，还需要保证线路的可靠运行，减少因故障而造成的停电时间和损失。
三、输电线路保护的原理1. 故障检测：输电线路保护装置通过对线路电流、电压进行测量和比较，检测故障的发生。
常见的故障包括短路故障、接地故障等。
2. 故障判断：一旦检测到故障，保护装置需要判断故障的类型和位置。
常见的故障类型有单相接地故障、两相接地故障、两相短路故障等。
保护装置需要根据故障的特征进行准确判断。
3. 故障切除：保护装置在判断故障后，需要通过断路器等开关设备，切断故障电路，以防止故障继续影响线路的其他部分。
四、输电线路保护的常见方法1. 过电流保护：通过对线路电流进行监测，一旦发现超过额定电流的情况，保护装置会迅速切断故障部分。
采用不同的过电流保护装置，可以实现不同的保护策略，例如差动保护、相邻线路保护等。
2. 距离保护：距离保护是一种常见的保护方法，它通过测量线路电流和电压之间的相位差来判断故障的位置。
距离保护装置可以根据设置的保护范围，迅速切除故障部分。
3. 差动保护：差动保护是一种针对线路电流的保护方法，它通过比较线路各处电流的差异来检测故障。
差动保护主要用于检测短路故障。
4. 接地保护：接地保护是一种用于检测接地故障的保护方法。
它通过测量线路接地电流或接地电压来判断故障的发生，并迅速采取切除措施。
五、总结输电线路保护是电力系统中至关重要的环节，它保证了电力系统的稳定运行和设备的安全运行。
本讲义简要介绍了输电线路保护的目的、原理和常见方法。
第7章 输电线路的差动保护
纵联保护信号传输方式： 7.2.4 纵联保护信号传输方式：图7-1 （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
线路电压（KV） 10KV及以上 35KV及以上 110～220KV
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辅助导线长度（KM） ≤1～2 ≤3～4 ≤5～7
泸州职业技术学院 继电保护 3
输电线路差动保护：（全线速动保护） ：（全线速动保护 7.1.2 输电线路差动保护：（全线速动保护）
1.定义：比较被保护元件两端电流大小和相 位的保护。 2.种类：（1）输电线路的纵联差动保护 （2）输电线路的横联差动保护 （3）平行线路的电流平衡保护 3.接线原理：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。
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继电保护Βιβλιοθήκη 18§7-4 平行线路的电流平衡保护
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。 注意问题： 在电源侧才能采用电流平衡保护。如图所示的 网络，在L1线路上K点发生短路故障时，由于负荷 侧的短路电流大小相等，无法实现比较，因此不 能采用电流平衡保护。
第7章 输电线路差动保护
第7章 输电线路差动保护
教学要求：掌握输电线路纵联差动保护的工作 原理；熟悉反映故障分量电流相位差动保护工作原 理；熟悉横联差动保护工作原理；了解平衡保护工 作原理。 §7-1 §7-2 §7-3 §7-4 输电线路差动保护基本原理 输电线路纵差动保护 平行线路横差动保护 平行线路的电流平衡保护
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继电保护
19
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差动保护工作原理
差动保护工作原理差动保护是电力系统保护中常用的一种保护方式，主要用于检测电力系统中的故障情况，并采取措施防止故障扩大。
差动保护可以用于对各种电气设备进行保护，如变压器、发电机、母线等。
下面将详细介绍差动保护的工作原理。
差动保护是一种基于电流差值的保护方式。
其基本原理是通过比较同一电路的两个或多个点的电流，来判断电气设备是否存在故障。
差动保护一般采用主动式差动保护，也就是主动比较电流并判断是否存在故障，另外还有被动式差动保护，也就是被动接受其他装置的差动信号。
差动保护通常由一个差动继电器组成，该继电器上接入从变压器、发电机以及线路中取得的电流信号。
差动继电器接受这些电流信号，并通过比较这些信号的差异来判断电气设备是否存在故障。
差动保护的工作原理大致可以分为三个步骤：采样、比较和判定。
首先是采样。
差动继电器上接入从电气设备中取得的电流信号。
这些电流信号是通过采样装置采集而来的，通常采用电流互感器获取变压器、发电机以及线路中的电流信号。
采样装置会将采集的电流信号转换成适合差动继电器处理的信号，然后输入到差动继电器中。
接下来是比较。
差动继电器将接收到的电流信号进行比较，比较对象通常是同一电路中的两个或多个点的电流信号。
差动继电器会将这些电流信号进行差分运算，得到一个差值。
如果差值超过所设定的阈值，就会触发差动继电器的动作。
最后是判定。
差动继电器会根据比较得到的差值判断电气设备是否存在故障。
如果差值超过阈值，差动继电器会发出警报信号，并向对应的断路器或开关发送信号，将故障路段进行隔离。
如果差值在阈值之内，差动继电器则认为电气设备正常运行。
差动保护的工作原理中，要特别注意的是阈值的设定。
阈值的大小与电气设备的特性有关，通常需要根据设备的额定电流和故障特性来确定。
阈值设置过小，容易造成误动作，阈值设置过大，容易漏检故障。
差动保护相对来说是一种较为简单、可靠的保护方式。
它可以实时监测电气设备的工作情况，一旦发现故障可以迅速切除故障路段，保护系统的安全稳定运行。
试析输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
啊
Ｉ
试 析 输 电线 路 电 流纵 联 差 动 保 护 的优 缺 点 及 存 在 问 题 的
解 决 方 法
苏 晓倩
（ 通辽 发 电总厂 ）
通过 某种通 讯 通道将 输 电线路 两端 的保护 装置 纵 向连接 到一起 ， 将 电流 、
功率 方 向等各端 电气量 传送 到对侧进 行 比较 ， 来判断故 障 的位置是 在本线 路 内 还是 本线路 外 ， 从 而决 定是否 切 除被保 护线路 的方法 ， 被称 为纵 联差动 保护 。 理 论 上这 种纵 连保 护 具有 绝对 的选 择性 。 其原理 是基 尔霍 夫 电流定 律 ， 也叫 做节 点 电流定律 ， 即在 电路 中的任 何一
路 电流纵 联差 动保 护是 最好 的继 电保 护方 式 。
输 电线 路电 流纵 联 差动保 护
（ 一） 定 义 及 原 理
＝、 纵 联 差动 保护 中存 在 的问题 与解 决方 法
（ 一 ） 存 在 问 题 输电线路 电流差动 保护在 运行 的过程 中也受到很 多 因素 的影响 ， 这些 因素 不可避 免的存 在于 电路 的运 行过程 中 ， 以至于 纵联差动 保护 的可靠 ｆ 生和灵敏 性 受到 影响 而 降低 。 输 电线路 的 电容 电流 会干扰纵 联差 动保 护 ， 降低其 准确 性。 如 果分 布 电容
［ 摘 要］ 近年 来 ， 我 国 电力 系 统得 到 飞速 的发展 ， 高压 线 路 的数量 也在 逐 年在 增多 ， 输 电线路 的故 障是 电力系 统 中最常 见 的故 障 ， 因此 输 电线路 的保 护显 得 尤为 重要 。 线路保 护的 一个 主要方 法就 是输 电线路 电流 的纵联 差动 保护 ， 但 是现 实 中负荷 电流等 因素 降低 了 电流 纵联差 动保 护的 安全 陛、 稳 定性 。 输 电线路 电流 纵 联差 动保 护 中的 问题 应给 予重 视并 着 手解决 ， 以便 于 它在 我 国电力 系统 中发 挥 更重要 的 作用 ［ 关键词 ］ 输 电 线路 电流 纵联 差 动保 护 优 缺点 中 图分类 号 ： Ｆ ４ ２ ８ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） １ ６ －０ ０ ５ ９ 一Ｏ １
浅论输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法
Science &Technology Vision科技视界0引言随着社会的快速发展,电力系统在人们生活中所占的地位已经越来越重要,因此,维护输电线路的安全稳定运行,就成为了一个对当前所以电力从业人员来说都十分重要的问题。
在输电线路的保护中,距离保护及电流电压保护只需将其中一端线路的电流电压引入继电保护装置,但是由于多种原因,这种保护装置可能将区外故障误判为区内故障,因此,只有将保护的无时限保护范围缩短至小于线路的全长。
例如,保护I 段的定值一般设定为线路全长的80%到85%,在被保护线路其余部分发生故障时,都只能由II 段来切除。
但对于某些重要的线路来说,是不允许出现此类情况的,所以从为了实现能够无时限切除被保护线路的全长的目标出发,现阶段许多输电线路都采用了纵联保护的原理。
1电流纵联差动保护的原理及优点所谓输电线路的纵联保护,就是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来,将各端的电气量(电流、功率的方向等)传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外,从而决定是否切断被保护线路。
因此,理论上这种纵联保护具有绝对的选择性[1]。
而电流纵联差动保护的原理,是基于基尔霍夫电流定律的。
其判据为:∑I ≥I ZD式中∑I 为流入差动继电器的总电流,I ZD 为保护动作整定值。
图1-1输电线路电流纵联差动保护原理图在图1-1中,KD 为差动继电器,设电流的正方向为母线流向被保护线路的方向。
当线路内部故障时(如k1点短路),流经输电线路两侧的故障电流均朝正方向,且I ̇M +I ̇N =I ̇k ,式中I ̇k为k1点的短路电流;当线路正常运行或被保护线路外部短路时(如k2点短路),输电线路两侧的电流大小相等且方向相反,I ̇M +I ̇N=0。
即在内部短路时,短路电流很大,差动继电器动作;而外部短路时,短路电流几乎为0,差动继电器不动作。
从上述原理的叙述中,可以看出,电流纵联差动保护具有如下诸多优点:能正确地判别内部故障和外部故障,灵敏度高,简单可靠,全线速动,流入继电器的总电流不受系统运行方式、非全相运行和系统振荡等影响,本身具有选相功能,这些优点都是距离保护及电流电压保护所没有的,故如今电流差动保护已经成为输电线路主保护的首选原理之一,全国各地长期的运行经验也证明了其优越性。
电力系统继电保护试题以及答案(1)概要
电力系统继电保护试题以及答案(1)概要一、填空题1.对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求：准确性、可靠性、高速性和选择性。
2.过电流继电器的启动电流返回电流，其返回系数为1.3.后备保护包括过电流保护和跳闸保护。
4.运行中应特别注意电流互感器二次侧不能开路；电压互感器二次侧不能短路。
5.三段式电流保护中，第一段灵敏度最高，第三段灵敏度最低。
6.中性点可接地或不接地运行变压器的接地后备保护由零序电流保护和跳闸保护组成。
7.阻抗继电器的精确动作电流是指使动作阻抗降为零时对应的测量电流。
8.采用单相自动重合闸的线路上发生单相短路故障时，由继电保护动作跳开，经一定时间延时后重合，若不成功再跳开。
9.变压器纵差动保护需要进行接线校核和接地电阻测试，以使正常运行时流入到差动回路中的电流为零。
10.发电机单元件横差动保护能够反应故障、开关误操作和单侧接地故障。
11.按照母线差动保护装置差电流回路输入阻抗的大小，可将其分为高阻抗型、低阻抗型。
12.对于元件固定连接的双母线电流差动保护，当固定连接方式破坏时，任一母线上的故障将切除差动保护。
13.输入到微机保护装置中的电流互感器二次电流信号，可通过变比变换或电流互感器变比设置，将其转换为满足模数转换器输入范围要求的电压信号。
14.中性点直接接地系统发生短路故障后，相对于地的故障分量电压最大，正序故障分量为零。
15.设采样周期为Ts=5/3ms，则差分滤波器y(n)=x(n)-x(n-12)能够滤除6次谐波。
二、XXX答题1.反应输电线路一侧电气量变化的保护有过电流保护、零序保护、接地保护等；反应输电线路两侧电气量变化的保护有差动保护、方向元件保护等。
两者的区别在于保护范围不同，前者只保护一侧，后者保护两侧。
2.选相元件在距离保护中的作用有相位比较、距离计算等。
3.闭锁式方向纵联保护动作于跳闸的条件是在保护范围内检测到故障电流，并且故障电流方向与保护方向一致。
输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法
浅论输电线路电流纵联差动保护的优缺点及存在问题的解决方法【摘要】电力系统的稳定运行与否，直接影响着人们的生活质量。
目前，输电线路电流纵联差动保护是最好的继电保护方式，它具有选择性好、快速、灵敏等特点，是当今电力实际生产中常常要用到的保护。
本文分析了电流纵联差动保护的原理及优缺点，并且提出了解决电流纵联差动保护目前存在问题的有效措施。
【关键词】纵联差动保护；电流互感器；电容电流；弱馈0 引言随着社会的快速发展，电力系统在人们生活中所占的地位已经越来越重要，因此，维护输电线路的安全稳定运行，就成为了一个对当前所以电力从业人员来说都十分重要的问题。
在输电线路的保护中，距离保护及电流电压保护只需将其中一端线路的电流电压引入继电保护装置，但是由于多种原因，这种保护装置可能将区外故障误判为区内故障，因此，只有将保护的无时限保护范围缩短至小于线路的全长。
例如，保护i段的定值一般设定为线路全长的80%到85%，在被保护线路其余部分发生故障时，都只能由ii段来切除。
但对于某些重要的线路来说，是不允许出现此类情况的，所以从为了实现能够无时限切除被保护线路的全长的目标出发，现阶段许多输电线路都采用了纵联保护的原理。
1 电流纵联差动保护的原理及优点所谓输电线路的纵联保护，就是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。
因此，理论上这种纵联保护具有绝对的选择性[1]。
而电流纵联差动保护的原理，是基于基尔霍夫电流定律的。
其判据为：在图1-1中，kd为差动继电器，设电流的正方向为母线流向被保护线路的方向。
当线路内部故障时（如k1点短路），流经输电线路两侧的故障电流均朝正方向，且，式为k1点的短路电流；当线路正常运行或被保护线路外部短路时（如k2点短路），输电线路两侧的电流大小相等且方向相反，。
电力系统继电保护原理课后习题(重点版)
1.在继电保护中，通常依靠什么方法获取零序电压和零序电流？试说明获取零序电压和零序电流的基本原理和基本组成元件。
依靠零序电压过滤器和零序电流过滤器获取零序电压和零序电流。
为获取零序电压，通常采用三个单项式电压互感器，其一次绕组接成星形并将中性点接地，其二次绕组接成开口三角形。
二次侧绕组端电压即可测得零序电压。
为获取零序电流，可把零序电流过滤器接入相间保护用电流互感器的总线上。
2.什么是全线速动保护，采用全线速动保护对提高电力系统并列运行的动稳定性有何影响？线路任何一处发生短路，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。
可以提高电力系统的稳定性，提高输电线路的输送负荷能力。
3.纵联线路差动的不平衡电流的形成原因是什么？不平衡电流是指一次侧差动电流严格为零时，二次侧流入保护的差动电流。
由于存在励磁电流，电流互感器有误差，当线路两侧TA励磁特性不完全一致时，两侧TA的误差也就存在差异，二次侧就会有不平衡电流流入保护。
4.简述“相--地”制载波通道的主要组成及各部分功能。
A高频阻波器减小衰耗和防止与相邻线路的纵联保护相互干扰。
B耦合电容器与结合滤波器串联谐振于载波频率，允许高频电流，阻止工频电流。
C结合滤波器电气隔离与阻抗匹配。
D电缆E保护间隙过电压保护 F接地刀闸保证人身安全5.纵联方向保护采用两套定值分别启动发信、跳闸，哪个启动元件灵敏度高？发信回路启动元件灵敏度高。
低定值元件启动发信回路，高定值元件开放跳闸回路。
.什么是“远方启动”，远方启动回路有什么作用？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路。
作用：A更加可靠地防止纵联保护单侧工作 B方便手动检测通道8.自动重合闸的基本类型有哪些？它们一般适用于什么网络？A按其功能可分为：三相、单相、综合自动重合闸装置；B按其运行于不同结构的输电线路来分：单、双电源线路的自动重合闸装置；C按其与继电保护配合的方式来分：前加速、后加速；9.电力系统对自动重合闸的基本要求是什么？为什么？A动作应迅速。
关于输电线路光纤电流差动保护的若干问题讨论
第38卷第10期电力系统保护与控制Vol.38 No.10 2010年5月16日 Power System Protection and Control May 16, 2010 关于输电线路光纤电流差动保护的若干问题讨论夏建矿（宁夏电力公司石嘴山供电局，宁夏 石嘴山 753000）摘要：针对电力系统实际运行中影响输电线路光纤差动保护正确动作的诸多因素,以RCS-931光纤差动保护为例，从光纤差动保护的动作原理和特定运行方式的角度出发，深入细致地讨论分析了诸如线路电容电流、重负荷状态下发生高阻接地故障、CT饱和、线路两侧CT特性不一致、光纤通道数据采样同步等问题对光纤差动保护的影响，从运行管理、设计选型和保护软件算法等方面提出了具体的解决方法和措施，消除了这些因素对光纤电流差动保护的不利影响。
关键词:光纤；电流差动保护；电容电流；CT特性；数据采样同步Discussions on several problems about the optical fiber differential protection of the transmission lineXIA Jian-kuang(Shizuishan Power Supply Bureau，Ningxia Electric Power Corporation, Shizuishan 753000，China )Abstract：This paper indicates a number of factors which affect the normal action of current differential protection for transmission line in power system in actual operation. And it takes the principle and certain operating mode of differential protection for optical fiber as a view and the RCS-931 differential protection for optical fiber as an example to discuss and analyze intensively the influence over the differential protection for optical fiber from the line capacitance and current, high-impedance grounding fault under heavy load, CT saturation on the transmission line, disparity of CT on two sides of the transmission line, and the data sampling in step of the optical fiber line. Then it brings in some solutions in detail from the operational guidance, selection of design, and protection of software algorithm to remove the adverse effect brought by those problems above for the differential protection for optical fiber.Key words：line fiber optical; current differential protection; capacitive current; CT characteristics; synchronous sampling data中图分类号：TM77 文献标识码：B 文章编号： 1674-3415(2010)10-0141-040 引言光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗低等优点。
输电线路全线速动保护原理及应用,输电线路纵联保护,高频保护,差动保护,行波保护,光纤保护,微波保护
180
0
为了保证当外部故障时保护不误动，应找出外部故障 可能出现的最大间隙角 ，并按此进行闭锁。这 个角度就叫做闭锁角，表示为 b 。
W . max
1.闭锁角的确定
① TA的角度误差： TA ②
7
保护装置操作元件复合滤过器的误差角： BH 15
7
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GFX GSX
8
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GSX GFX
“相-地”制高频通道示意图
保护间隙
2
保护间隙是高频通道的 1 辅助设备，用它保护高频收 3 3 发信机和高频电缆免受过电 压的袭击。
6
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GSX GFX
“相-地”制高频通道示意图
接地刀闸
接地刀闸也是高频通道的辅助 1 2设备。在调整或维修高频收发信机和 2 3 3 连接滤波器时，将它接地，以保证人 身安全。
研究的主要问题
3. 光纤保护是近年来出现的一种新保护，. 光纤纵
差保护的原理简单可靠，灵敏度高。光纤通道更是 具有传输中继距离长，抗干扰能力强，传输容量大 及安全可靠性高等优点，对于光纤纵差保护装置而 言必须解决数据同步问题。光纤保护是近年来出现 的一种新保护，. 光纤纵差保护的原理简单可靠， 灵敏度高。光纤通道更是具有传输中继距离长，抗 干扰能力强，传输容量大及安全可靠性高等优点， 对于光纤纵差保护装置而言必须解决数据同步问题。
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基于贝瑞隆模型的输电线路差动保护的
结果分析与讨论
结果分析
对实验结果进行详细分析，包括差动 保护的动作时间、正确率等指标的分 析，以及不同类型输电线路的故障识 别效果的分析。
讨论
针对实验结果进行讨论，分析影响差 动保护性能的因素，提出改进措施和 优化建议，为实际输电线路的差动保 护应用提供参考。
05
结论与展望
研究结论
贝瑞隆模型在输电线路差动保护中具 有较高的准确性和可靠性，能够有效 地识别和定位故障，减少保护误动和 拒动的风险。
基于贝瑞隆模型的输电线路 差动保护的
汇报人： 2023-12-31
目录
• 贝瑞隆模型介绍 • 输电线路差动保护原理 • 基于贝瑞隆模型的输电线路差
动保护方案 • 实验验证与结果分析 • 结论与展望
01
贝瑞隆模型介绍
贝瑞隆模型的基本原理
贝瑞隆模型是一种用于描述暂态行波传播的数学 模型，基于电路理论和偏微分方程。
03
该模型能够适应不同的输电线路结构和故障类型， 具有较好的通用性和灵活性。
贝瑞隆模型的应用场景
贝瑞隆模型适用于高压、超高 压和特高压输电线路的差动保 护。
在实际应用中，该模型可以与 其他保护方法相结合，提高输 电线路的整体保护效果。
贝瑞隆模型还可以用于研究输 电线路中的暂态过程和行波传 播特性，为输电线路的设计和 维护提供参考。
它通过建立输电线路的分布参数电路模型，模拟 了行波在输电线路中的传播过程。
贝瑞隆模型能够考虑线路的阻抗、电感、电容等 参数，以及行波的传播速度和衰减特性。
贝瑞隆模型的特点和优势
01
贝瑞隆模型具有较高的计算精度和稳定性，能够准 确地模拟行波在输电线路中的传播行为。
02
与传统的保护方法相比，基于贝瑞隆模型的差动保 护具有更高的灵敏度和可靠性。
电力系统继电保护 ——方向比较式纵联保护和纵联电流差动保护
基于数据通道的同步方法：采样时刻调整法、采样数据修 正法和时钟校正法。
采样时刻调整法：通道延时的测定、主站时标与从站时标 的核对；采样时刻的调整；
二、两侧电流的同步测量
基于具有统一时钟的同步方法
全球定位系统GPS是美国于1993年全面建成的新一代卫星 导航和定位系统。由24颗卫星组成。 专用定时型GPS接收机： 1. 秒脉冲信号1PPS：1微秒 2. 串口输出与1PPS对应的标准时间代码
电力系统继电保护电力系统继电保护电气工程及其自动化专业课程武汉理工大学自动化学院tangjinruiwhuteducn一输电线路纵联保护概述二输电线路纵联保护两侧信息的交换三方向比较式纵联保护四纵联电流差动保护一工频故障分量的方向元件二闭锁式方向纵联保护三闭锁式距离纵联保护四影响正确工作的因素及应对措施一工频一工频故障分量的方向元件故障分量的方向元件在方向比较式纵联保护中方向元件或功率方向测量元件是保护中的关键元件常用工频电压电流的故障分量构成方向元件
三、闭锁式距离纵联保护
由两端完整的三段式距离保护附加高频通信部分组成： （1）核心变化：距离保护II段的跳闸时间元件增加了瞬时 动作的与门元件。本侧II段动作且收不到闭锁信号。实现 了纵联保护瞬时切除全线任意点短路的速动功能。
（ 2 ）闭锁式零序方向纵联保护的实现原理与闭锁式距离 纵联保护相同，三段式零序方向保护代替三段式距离保护
方向比较式纵联保护
一、工频故障分量的方向元件 二、闭锁式方向纵联保护 三、闭锁式距离纵联保护 四、影响正确工作的因素及应对措施
纵联电流差动保护
一、纵联电流差动保护原理 二、两侧电流的同步测量 三、纵联电流相位差动保护 四、影响正确动作的因素
线路差动保护动作原理
线路差动保护动作原理
线路差动保护是电力系统中常用的一种保护方式，它主要用于保护输电线路和变电站设备。
其原理是通过比较线路两端的电流，当线路出现故障时，通过差动电流的变化来实现对故障的快速检测和保护动作。
线路差动保护的动作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 电流比较，线路差动保护装置会同时监测线路两端的电流，然后进行比较。
在正常情况下，线路两端的电流应该是相等的，因为电流在正常情况下应该是通过线路平衡流向两端。
2. 检测差动电流，当线路出现故障时，比如短路或接地故障，线路两端的电流就会不相等，这时就会产生差动电流。
差动保护装置会通过对线路两端电流的差值进行监测，来检测是否有差动电流的产生。
3. 动作保护装置，一旦差动电流超出设定的阈值，差动保护装置就会立即动作，对故障部分进行隔离，以保护线路和设备不受故障影响。
线路差动保护动作原理的关键在于对线路两端电流的实时监测和差动电流的检测，以及对差动电流的快速响应。
通过这种原理，线路差动保护能够实现对线路故障的快速检测和定位，保护电力系统的安全稳定运行。
总的来说，线路差动保护动作原理是基于对线路两端电流的比较和差动电流的检测，通过对差动电流的变化进行快速响应，实现对线路故障的保护和隔离。
这种保护方式在电力系统中起着重要的作用，能够有效地提高电力系统的可靠性和安全性。
线路的差动保护
变电站
变电站是电力系统中对电压进行变换、对电能进行汇集和分 配的重要节点。在变电站中，母线是连接各个设备的枢纽， 一旦母线发生故障，将导致大面积的停电事故。因此，对母 线进行差动保护是十分必要的。
通过智能传感器和数据采集技 术，实时监测线路运行状态， 提高保护的准确性和可靠性。
实现自适应和自学习的差动保 护算法，根据线路运行状态和 历史数据，自动调整保护定值 和策略。
网络化发展
利用通信网络技术，实现差动保 护装置之间的信息共享和协同工
作。
通过高速通信网络，实时传输线 路运行状态和故障信息，提高保
线路的差动保护
目录
• 差动保护概述 • 线路差动保护的种类 • 线路差动保护的优缺点 • 线路差动保护的应用场景 • 线路差动保护的发展趋势
01
差动保护概述
差动保护的定义
01
差动保护是一种通过比较线路两 端电流的大小和相位来检测和切 除故障的保护装置。
02
它利用线路两端的电流差值作为 动作判据，当差值超过预定阈值 时，保护装置将启动切除故障。
和策略。
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母线差动保护的原理与线路差动保护类似，通过比较母线各 相电流的大小和相位来判断是否发生故障。当母线发生故障 时，差动保护装置会迅速切除故障，保障电力系统的稳定运 行。
配电系统
配电系统是直接面向电力用户的系统，负责将电能分配给各个用户。由于配电系统中的线路和设备数 量众多，且运行环境复杂，容易发生各种故障。为了保障用户的正常用电，需要对配电系统中的线路 和设备进行差动保护。
线路的差动保护
二、平行线路横联方向差动保护
平行线路是指参数相同且平行供电的双回线路，采用这种供电方 式可以提高供电可靠性，当一条线路发生故障时，另一条非故障线路 仍可正常供电。
横联方向差动保护判别平行线路是否发生故障，采用测量差回流方向 的方法。
（1）正常运行或外部短路时
3．1
线路的差动保护
.随着电力系统 容量的扩大、电压等级的提高，为保证系统的稳定性，要求能瞬时切除被保 护线路每一点 的故障。差动保护能满足这一要求。
一、输电线路纵联差动保护
1．基本工作原理
纵联差动保护是用辅助导线（或称导引线）将被保护线路两侧的电量连接起来，通过比较被 保护的线路始端与末端电流的大小和相位构成的保护， 在线路两端 装设有性能和变比完全相同的电流互感器，两侧电流互感器一次回路的正极均 置于靠近母线的一侧，二次回路用电缆将同极性端相连，差动继电器则并联接在电流互感器二次 侧的环路上。在正常运行情况下，导引线中形成环流，称为环流法纵差动保护。 侧的环路上。
作业 一、填空 1、为了实现纵差动保护在线路两端应装设 （ ）及（ ）
完全相同的电流互感器，并按一定的方式将它们的二次回路连接起来。 2、目前纵差动保护普遍采用（ 3、纵差动保护的保护范围包括了（ ）的连接方式。 ）的整条输电线路。
4、在纵差动保护中，为了保证保护动作的选择性，差动继电器的动作电流 必须躲开（ ）。 ）和（ ）。
二、名词解释 1、纵联差动保护 2、相继动作 3、相继动作区 三、判断题 1、方向横差保护不仅应用于平行线路上。（ ） 2、纵差保护的动作时限与相邻下一线路按阶梯时限原则配合。 （ ） 3、由于纵差动保护必须敷设与被保护线路一样长的辅助导线，所 以纵差动保护应受到一定的限制。（ ） 4、由于纵差动保护能够尽可能快动作，所以不需后备保护。 （ ） 5、相继动作不能正确动作。（ 四、分析题 １、画图分析纵差动保护的工作原理。 ２、说明纵差动保护的优缺点，并指出它的应用。 ）
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适用于不对称输电线路的差动保护方法徐晓春1，李园园1，赵青春1，刘革明1，何建宗2，曾子县2，王蕙蔷2，曾伟忠2（1. 南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市211102；2. 广东电网公司东莞供电局，广东省东莞市523000）摘要：随着电气化铁路的飞速发展，220kV两相式输电线路目前已在国内多条牵引线路上使用，是一种典型的不对称输电线路。
目前，对于这种两相式输电线路的继电保护方案往往仅在系统供电侧配置单端电气量的继电保护装置，这种方式不能满足220kV输电线路对于快速跳闸的需求；由于差动保护具有明确的区间选择性和天然的选相能力，本文提出一种适用于两相式输电线路的差动保护，可以满足220kV两相式输电线路快速跳闸的需求，能够极大程度提高系统的稳定性和供电可靠性。
关键词：牵引站；两相式输电线路；差动保护0 引言电力牵引以其特有的优势成为了铁路的重要牵引动力，我国《中长期铁路规划》将电气化铁路作为今后铁路建设的主要任务。
国内现有电气化铁路的供电电压等级大多数为110 kV，由于220 kV供电方式相比110 kV供电方式能够有效减小电力机车负荷对系统的影响，牵引变电所供电电压等级开始向220 kV发展。
电气化铁路供电系统是一种三相不对称结构，特别是两相式供电系统的特殊接线形式使得区域内220kV 高压输电网发生了显著的三相不对称。
随着两相式供电系统的普遍应用，这种输电方式对电力系统的影响也随之加深。
目前一般的220kV电力牵引线路，往往仅在系统侧配置单端电气量的保护装置，采用反应接地故障的和流保护以及反应相间故障的相间距离保护相组合的方案，在牵引变侧不设置保护装置，对于这种保护方式，当线路上发生故障时只能通过系统侧的保护去跳闸，整定较复杂，没有明确的区间选择性，而且对于经过渡电阻的故障，保护动作时间会很长甚至不能动作，无法满足220kV线路快速跳闸并隔离故障的需求。
差动保护具有天然的选相能力，原理简单，可靠性高，不存在保护定值整定配合问题，能够反应各种类型的故障，从而保证保护区域内发生故障时差动保护能够快速、可靠动作。
相比于单端电气量保护，其具有更高的可靠性和选择性，可以极大缩短保护隔离故障尤其是经高过渡电阻故障的时间，可以提高电力系统的稳定性和对牵引系统供电的可靠性。
为此，本文在结合差动保护的优势以及两相式输电系统的特殊性的基础上，提出了一种适用于两相式输电线路的相组合差动保护，具备根据实际的接线方式选择差动保护计算相别的功能，可以极大程度地保障电力系统对牵引负荷的供电可靠性，具有很大的应用前景，有较高的经济意义和社会意义。
1 一般牵引站的供电方式和特点目前，国内对牵引变电站供电方式主要有三相式供电方式和两相式供电方式。
1.1 三相式供电方式典型的三相式供电系统如图1所示。
从对称的三相输电系统中抽取A、B、C三相给V/V 变压器(或者其他三相变压器)供电，此时，虽然V/V变压器是一个三相参数不对称的元件，但是三相输电线路本身仍然是一个参数对称的系统。
这种牵引供电模式中，牵引变电站进线为三相线路，直接利用电力系统的三相对称电源，能够减少负序功率，削弱电力机车负荷对系统侧的影响。
常规的继电保护装置在考虑的电力牵引冲击负荷的前提下可以直接应用于三相式输电线路。
图1 典型三相式供电方式示意图1.2 两相式供电方式典型的两相式供电系统如图2所示。
以AB 相供电为例，从对称的三相输电系统中抽取A 、B 两相给单相变压器供电作为牵引侧系统的电源，此时的线路参数和变压器参数均为三相不对称元件。
这种牵引供电模式具有结构简单、变压器容量利用率高、运行费用低、供电可靠等特点。
图2 典型两相式供电方式示意图对于两相式供电线路，原有的应用于三相对称系统的继电保护装置不再完全适用，在考虑机车的冲击性负荷的基础上，还要考虑两相式输电线路带来的新的问题。
对于应用于220kV 及以上电压等级的线路保护，按照运行规程需要配置主保护。
但是牵引站一般为终端负荷，且没有专门应用于两相式牵引线路的主保护，目前广泛采用的保护方式为在系统侧配置单侧保护，一般配置相间距离保护反应相间故障，配置和流保护反应接地故障。
这种配置方式没有一种能够反应各种类型的故障的快速保护，尤其在高阻接地故障时，保护装置动作时间偏长甚至可能不动作，且没有明确的区间选择特性，往往不能明确区分线路末端和牵引变高压侧的故障，对于一条220kV 线路上挂两组单相变压器的场合很可能会造成停电范围的扩大。
本文提出的一种适用于两相式输电线路的差动保护装置能够满足两相式输电线路这种特殊应用场合，可以极大提高供电系统的可靠性和安全性。
2 应用于两相式输电线路的电流差动保护本文提出了一种适用于两相式输电线路的相组合差动保护，可以根据线路的运行状态投入对应相的差动保护，非运行相的差动保护自动退出，同时，差动保护可以适用于牵引站的不同应用场合，极大提高了保护装置对输电线路实际运行状况的适应程度。
2.1 差动保护配置方式将光纤电流差动保护原理应用于两相式输电线路，如图3所示，在系统侧和牵引站侧分别设置差动保护装置，两台装置之间通过光纤连接实现两侧装置之间的信息交互。
保护装置可以根据实际系统需要接入任意两组或三组CT 的电流。
图3 两相式输电线路差动保护配置方式2.2 按相组合的差动保护对于以ABC 三相表示的三相系统，为了方便根据线路的拓扑结构进行差动保护的方式组合，两相式输电线路的相组合差动保护设置“AB 相差动投入”、“BC 相差动投入”和“AC 相差动投入” 控制字，根据实际的两相式接线方式，投入对应的控制字，这三个控制字与差动电流计算的逻辑关系如图4所示。
计算A 相差流计算B 相差流C 相电流、差流清零计算B 相差流计算C 相差流A 相电流、差流清零计算A 相差流计算C 相差流B 相电流、差流清零图4 两相式输电线路差动保护配置方式以A 、B 相两相式供电方式为例，当牵引变的单相变压器接在AB 相上构成两相式输电方式时，“AB 相差动投入”控制字置“1”，此时投入AB相的差动保护功能，自动将C相的差动保护退出，保护装置仅对A相和B相进行差动保护计算，同时将非运行相C相的模拟量值和差流值强制清0，从而保证即使非运行相出现异常情况或者硬件损坏时，非运行相的差动保护也不会动作，能极大提高保护装置的可靠性；以A、B相为例，此时相电流差动保护的动作方程为：下标1表示系统侧，下标2表示牵引变侧(下同)。
其中：k为制动系数，一般取值范围为0.6~0.75，为差动动作门槛。
只有满足判据中的动作条件时，差动保护才能动作并隔离故障。
适用于两相输电线路的相组合差动保护具有和流差动保护功能，可以应对高阻接地时相电流差动保护可能无法动作的情况。
和流差动保护动作条件如下：其中k为制动系数，一般取值范围为0.6~0.75，为和流差动动作门槛。
当“AB相差动投入”、“BC相差动投入”和“AC相差动投入” 控制字中有两个或两个以上置“1”时，则投入三相的差动保护，此时差动保护可以应用于常规的三相对称系统；当“AB相差动投入”、“BC相差动投入”和“AC 相差动投入”控制条件均无效时，退出A相、B 相和C相的差动保护。
2.3 牵引站特殊应用场合下保护装置的功能配置应用于系统侧的差动保护装置以相组合差动保护为主保护，同时配以相间距离保护和和流过流保护功能作为后备保护，配置重合闸功能；考虑到牵引变的特殊情况，从简化应用和可靠性角度出发，应用于牵引变侧的差动保护装置仅配置相组合差动保护和重合闸功能。
保护装置设置有“投牵引站侧”控制字，当该控制字置“1”时，保护装置仅有差动保护功能投入，其余保护功能自动退出，同时保护装置不再进行PT断线的检测。
3 仿真分析在RTDS系统中搭建两相式输电线路模型，电源侧为无穷大系统，牵引网线路采用随仿真步长实时可变参数的线路元件模型，如图5所示：在M、N侧区外及区内设置F1-F5五个短路故障点。
牵引变压器图5 RTDS仿真系统示意图分别在F1、F5、F4点模拟各种区内金属性故障以及永久性性故障以及经0-100欧过渡电阻故障，差动保护均能正确、可靠地动作，尤其在经100欧过渡电阻时，差动保护仍然能够快速动作。
在F2，F3点模拟各种区外故障，差动保护均不动作。
同时，还进行了常规的发展性故障、手合带故障线路以及CT断线、CT饱和PT断线等异常情况下的保护动作行为测试，测试结果均满足实际应用需求。
另外，单独模拟保护装置误感受到非运行相模拟量信息和开关量信息。
差动保护均能对误采集的信息进行可靠的屏蔽。
4 结论本文提出了一种适用于不对称输电线路的差动保护方法，其具有以下的特点：1）差动保护能够根据线路的实际运行方式实现按相投入功能，在满足两相式输电线路要求的同时能够兼容三相输电线路方式；2）差动保护由按相配置的相电流差动继电器和和流差动继电继电器构成，能够反应各种类型的故障；3）差动保护可以满足牵引变电站对于保护装置的特殊需求。
随着高速铁路的发展，220kV两相式输电线路线路应用会逐步增加，本文提出的适用于不对称输电线路的差动保护方法具有很高的推广使用价值。
参考文献[1] RCS-904技术说明书,南京南瑞继保电气有限公司.[2] RCS-931技术说明书,南京南瑞继保电气有限公司.[3] DL/T 584 -953~110kV电网继电保护装置运行整定规程.[4] 谭秀炳,刘向阳.交流电气化铁路牵引供电系统[M].成都:西南交通大学出版社,2002.[5] 贺威俊,简克良.电气化铁道供变电工程[M].北京:中国铁道出版社,1996.[6] 于增,肖志强.铁路电气化供电电源电压等级的选择[J].铁道标准设计,2002(2):38-40.[7] 黄足平.客运专线牵引变压器选型综合分析[J].电气化铁路,2005,(6):14-16.[8] 李群湛,贺建闽.电气化铁路的同相供电系统与对称补偿技术[J].电力系统自动化,1996,20(4):9-11. 作者简介徐晓春（1984—），男，工程师，硕士，从事电力系统继电保护方面的研究。
E-mail：xuxc@nari- A New Current Differential Relay for Unblanced Transmission LineXU Xiao-chun1, LI Yuan-yuan1, ZHAO Qing-chun1, LIU Ge-ming1 , HE Jian-zong2,ZENG Zi-xian2, WANG Hui-qiang2, ZENG Wei-zhong2(1. NR Eletric Co. Ltd, Nanjing 211102,China；2 Dong-guan Power Supply Bureau, Dong-guan 523000,China)Abstract:With the fast development of the electrified railway in recent years，two-phase 220kV transmission line power supply mode has been applied in several tranction substations. Basically, protection relay, which includes phase-to-phase current protection and phase-to-phase distance protection ,is only planted in the power system side substation while the remote end has no. This protection mode cannot satisfy the demand of the relay’s operation time. Considering of the advantages of the line current differential relay, such as natural faulty phase selecting ,this paper illustrates a new kind of line current differential relay which can satisfy the special demand of the tranction substations.Key words: tranction substation; two-phase; current differential relay。