线路保护介绍

保护配置

基本配置

系统差异

接地系统和不接地系统的差异

分相保护和不分相保护的差异：不一致、单跳、单重

电压的差异：电容电流和末端过电压、网架中心和重要程度

功能介绍

距离保护：

距离元件采用比相式姆欧继电器，即由工作电压Uop 与极化电压Up 构成比相方程。

比相式距离继电器的通用动作方程为：0

09090<<-P

OP

U U Arg

式中：工作电压

OP set

U U I Z =-⨯，极化电压

1

P U U =-。

对接地距离继电器，工作电压为： ()set

OP Z I K I U U ⨯⨯+-=ΦΦΦ03

对相间距离继电器，工作电压为：

set

OP Z I U U ⨯-=ΦΦΦΦΦΦ

装置中三段式接地与相间距离继电器，在正序极化电压较高时由正序电压极化否则进入三相低压程序，此时采用记忆正序电压作为极化电压。

采用非记忆的正序电压作为极化电压，故障期间，正序电压主要由健全相电压形成，正

序电压同故障前保持一致，继电器具有很好的方向性。

距离保护正方向故障动作特性

应用于较短输电线路时，为了提高抗过渡电阻能力，极化电压中使用了接地距离偏移角如图中所示θ1，该定值可以由用户整定为0°, 15° 或 30°。接地距离偏移角会使动作特性圆向第一象限移动。

虽然这可提高测量过渡电阻的能力，在高阻接地故障条件下保证很好的动作性能，但是如果在线路对侧存在助增电源的情况下，对于经过渡电阻接地的故障可能会出现超越现象。为了防止超越，通常距离保护Ⅰ、Ⅱ段和零序电抗元件配合使用。

零序电抗

工作电压： ()set OP Z I K I U U ⨯⨯+-=ΦΦΦ03

极化电压：

D

P Z I U ⨯-=Φ0，式中

D Z 为模拟阻抗，幅值为1，角度为78°。

比相方程为

()0

00090390<⨯-⨯⨯+-<-ΦΦD

set

Z I Z I K I U Arg

低压距离继电器

保护采用记忆电压作为极化电压，通过比较极化电压与工作电压之间的相位关系来判别是否满足动作条件。

工作电压： set

OP Z I U U ⨯-=ΦΦΦ

极化电压：

M P U U ΦΦ-=1

这里：C B A ,,=Φ；ΦOP U 为工作电压；ΦP U 为极化电压 ；set Z 为整定阻抗；M

U Φ1为记忆故障前正序电压。

负荷限制

R

距离保护考虑系统过负荷工况下（正常过负荷和事故过负荷），负荷测量阻抗入侵距离元件导致的距离保护（特别是距离Ⅲ段）误动作。负荷限制元件，由基于电压平面的负荷限制元件和基于阻抗平面的负荷限制元件组成，两者为“与”的关系，即只有两个负荷限制元件均满足，并结合距离继电器动作情况，才开放距离保护。

振荡闭锁

当电力系统发生系统振荡时，测量阻抗有可能进入距离保护的动作区，从而导致距离保护误动作。通常振荡发生在两个互联系统之间，为了保证系统的完整性，保护装置在振荡时不应误动作，否则会破坏系统的稳定性。因此，对于受振荡影响可能误动作的距离保护要增加振荡闭锁功能。

振荡闭锁元件由四个元件共同完成如上任务。 1) 启动开放元件 启动元件开放瞬间，若按躲过静态最大负荷整定的正序过流元件不动作或动作时间尚不到10ms ，则将振荡闭锁开放160ms 。

该元件在正常运行突然发生故障时立即开放160ms ，当系统先振荡时，正序过流元件先于启动元件动作，振荡闭锁被闭锁不开放，另外当区外故障或操作后160 ms 再有故障时也被闭锁。

2) 不对称故障开放元件

在系统先发生振荡或装置开放160ms 后，即使系统在振荡中又发生区内不对称故障时，振荡闭锁回路还可由不对称分量开放元件开放

3) 对称故障开放元件

在系统先发生振荡或装置开放160ms 后，若系统在振荡中又发生区内三相故障，则上述二项开放措施均不能开放振荡闭锁，装置中另设置了专门的对称故障开放元件，即测量振荡中心电压：

Φ

=cos U U OS

U 为正序电压，Φ是正序电压和电流之间的夹角。

满足以下二部分动作判据开放保护： a) N OS N U U U 08.003.0<<- 延时150ms 开放。

b) N

OS N U U U 25.01.0<<- 延时500ms 开放。

零序保护：

接地故障

配合距离保护

纵联差动、纵联距离：

1 按使用通道分类

为了交换信息，需要利用通道。纵联保护按照所利用通道的不同类型可以分为4种，通常纵联保护也按此命名，它们是：

（1）导引线纵联保护（简称导引线保护）；

（2）电力线载波纵联保护（简称载波保护）；

（3）微波纵联保护（简称微波保护）；

（4）光纤纵联保护（简称光纤保护）。

2 各种传送信息通道的特点

通道虽然只是传送信息的手段，但纵联保护采用的原理往往受到通道的制约。纵联保护在应用以下4种通道时应注意以下的特点：

（1）导引线通道。这种通道需要铺设电缆，其投资随线路长度而增加。当线路较长(超过十余公里)时就不经济了。导引线的电缆必须有足够的绝缘水平，从而使投资增大。导引线直接传输交流电量，故导引线保护广泛采用差动保护原理，但导引线的参数(电阻和分布电容)直接影响保护性能，从而在技术上也限制了导线保护用于较长的线路。

（2）电力线载波通道。这种通道在保护中应用最广。载波保护是纵联保护中应用最广的一种。载波通道由高压输电线及其加工和连接设备(阻波器、结合电容器及高频收发信机)等组成。

（3）微波通道。微波通信是理想的通信系统，但是保护专用微波通信设备是不经济的，应当与通信、远动等共用，这就要求在设计时把两方面兼顾起来。同时还要考虑信号衰落的问题。

（4）光纤通道。光纤通道与微波通道有相同的优点。光纤通信也广泛采用PCM调制方式。当被保护线路很短时，可以通过光缆直接将光信号送到对侧、在每半套保护装置中都将电信号变成光信号送出，又将所接收之光信号变为电信号供保护使用。由于光与电之间互不干扰，所以光纤保护没有导引线保护的那些问题，在经济上也是可以与导引线保护竞争的。

3 按保护动作原理分类：

按照保护动作原理纵联保护可分为两类：

（1）方向纵联保护与距离纵联保护。两侧保护继电器仅反应本侧的电气量，利用通道将继电器对故障方向判别的结果传送到对侧。

（2）差动纵联保护。每侧都直接比较两侧的电气量。类似于差动保护，因此称为差动纵联保护。

差动保护：采样同步

采用采样时刻调整法实现两侧同步采样。两侧装置一侧作为参考端，另一侧作为同步端。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发送一帧信息。同步端随时调整采样间隔，直到满足同步条件为止。