线路差动保护保护配置和基本原理.
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线路各保护的原理及保护范围介绍
• I、Ⅱ、Ⅲ段组成的阶段式电流保 护，简单、可靠，且一般也能够满 足快速切除故障的要求， 在电网中 特别是在35kV及以下的较低电压的 网络中获得了广泛的应用。
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谢 谢！
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4、电流限时限速断保护(II段) • 切除本线路速断范围以外的故障，保护 本线路的全长 • 作为速断的后备 动作原理： • 保护范围延伸到下一条线路 •为保证选择性，必须使保护的动作带有 一定的时限 •为了使动作时限尽量缩短，考虑使它的 保护范围不超出下一条线路速断保护的 范围
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1.2、为什么要配置纵联保护 仅反映线路一侧的电气量的保护， 如距离保护、零序保护等，不可能区 分本线末端和对侧母线（或相邻线始 端）的故障。 为了保证选择性，距离保护I段只 能保线路全长的70%~80%，这是距离 保护的局限性。为了满足电网稳定运 行的。
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电力电缆是传输和分配电能的一种特 殊电线；主要有电缆线芯、绝缘层和保护 层三部分组成。 1)、电缆线芯：由铜或铝绞线组成，其截 面形状有圆形、弓形和扇形等几种；
2）、绝缘层：作为相间及对地的绝缘， 材料有油浸纸、塑料、橡皮等；
3）、保护层：其作用是避免电缆受到机 械损伤，防止绝缘受潮和绝缘油流出；
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要求，有选择性地快速切除全线故障， 于是220kV级以上线路一般要求要配置 纵联保护。 1.3电流差动保护 电流差动保护动作逻辑简单、可靠、 动作速度快，在故障电流超过额定电 流时，确保跳闸时间小于25ms。 电流差动保护可以借助光纤通道传 输两路远传及一路远跳信号。利用两 侧电气量进行双端测距等。
t1 t3 t5
t6 t4 t2
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4、电流限时限速断保护(II段) • 切除本线路速断范围以外的故障，保护 本线路的全长 • 作为速断的后备 动作原理： • 保护范围延伸到下一条线路 •为保证选择性，必须使保护的动作带有 一定的时限 •为了使动作时限尽量缩短，考虑使它的 保护范围不超出下一条线路速断保护的 范围
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1.2、为什么要配置纵联保护 仅反映线路一侧的电气量的保护， 如距离保护、零序保护等，不可能区 分本线末端和对侧母线（或相邻线始 端）的故障。 为了保证选择性，距离保护I段只 能保线路全长的70%~80%，这是距离 保护的局限性。为了满足电网稳定运 行的。
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电力电缆是传输和分配电能的一种特 殊电线；主要有电缆线芯、绝缘层和保护 层三部分组成。 1)、电缆线芯：由铜或铝绞线组成，其截 面形状有圆形、弓形和扇形等几种；
2）、绝缘层：作为相间及对地的绝缘， 材料有油浸纸、塑料、橡皮等；
3）、保护层：其作用是避免电缆受到机 械损伤，防止绝缘受潮和绝缘油流出；
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要求，有选择性地快速切除全线故障， 于是220kV级以上线路一般要求要配置 纵联保护。 1.3电流差动保护 电流差动保护动作逻辑简单、可靠、 动作速度快，在故障电流超过额定电 流时，确保跳闸时间小于25ms。 电流差动保护可以借助光纤通道传 输两路远传及一路远跳信号。利用两 侧电气量进行双端测距等。
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线路的差动保护课件
根据保护对象的不同，差动保护可以分为变压器差动保护、 发电机差动保护、母线差动保护等。
பைடு நூலகம்
差动保护的应用场景
差动保护广泛应用于电力系统的变压器、发电机、母线等 关键设备的保护。
在变压器中，差动保护用于检测和隔离变压器绕组和引线 的短路故障。在发电机中，差动保护用于检测和隔离定子 绕组和转子绕组的短路故障。在母线中，差动保护用于检 测和隔离母线及其连接设备的短路故障。
模拟线路故障情况，测试线路差动保护装置 的故障检测和隔离能力。
现场测试
在电力系统中，对实际运行的线路差动保护 装置进行测试，验证其功能和性能。
耐压测试
对线路差动保护装置进行高电压测试，验证 其在高电压下的性能和稳定性。
线路差动保护的验证过程
功能验证
验证线路差动保护装置的基本功能，如故障 检测、隔离等是否正常。
某500kV超高压输电线路的差动保护测试
经过严格的功能和性能验证，该线路差动保护装置在超高压输电线路中表现出良好的性能和稳定性。
05
线路差动保护的发展趋 势与展望
线路差动保护技术的未来发展方向
数字化发展
利用数字信号处理技术提 高差动保护的可靠性和灵 敏度。
智能化发展
结合人工智能和大数据技 术，实现差动保护的智能 诊断和预警。
缺点
差动保护装置也存在一些缺点。例如，它容易受到电流互感器饱和和涌流的影响，导致误动作或拒动作。此外， 对于小电流接地系统，差动保护装置的应用也受到限制。
线路差动保护的关键技术
01
电流互感器选择
选择合适的电流互感器是差动保护的关键之一。电流互感器应具有高精
度、低饱和、低误差等特点，以保证差动保护的可靠性和准确性。
பைடு நூலகம்
差动保护的应用场景
差动保护广泛应用于电力系统的变压器、发电机、母线等 关键设备的保护。
在变压器中，差动保护用于检测和隔离变压器绕组和引线 的短路故障。在发电机中，差动保护用于检测和隔离定子 绕组和转子绕组的短路故障。在母线中，差动保护用于检 测和隔离母线及其连接设备的短路故障。
模拟线路故障情况，测试线路差动保护装置 的故障检测和隔离能力。
现场测试
在电力系统中，对实际运行的线路差动保护 装置进行测试，验证其功能和性能。
耐压测试
对线路差动保护装置进行高电压测试，验证 其在高电压下的性能和稳定性。
线路差动保护的验证过程
功能验证
验证线路差动保护装置的基本功能，如故障 检测、隔离等是否正常。
某500kV超高压输电线路的差动保护测试
经过严格的功能和性能验证，该线路差动保护装置在超高压输电线路中表现出良好的性能和稳定性。
05
线路差动保护的发展趋 势与展望
线路差动保护技术的未来发展方向
数字化发展
利用数字信号处理技术提 高差动保护的可靠性和灵 敏度。
智能化发展
结合人工智能和大数据技 术，实现差动保护的智能 诊断和预警。
缺点
差动保护装置也存在一些缺点。例如，它容易受到电流互感器饱和和涌流的影响，导致误动作或拒动作。此外， 对于小电流接地系统，差动保护装置的应用也受到限制。
线路差动保护的关键技术
01
电流互感器选择
选择合适的电流互感器是差动保护的关键之一。电流互感器应具有高精
度、低饱和、低误差等特点，以保证差动保护的可靠性和准确性。
线路差动保护保护配置和基本原理资料
线路外部短路
• 动作电流：
MI M
N I N
I I I 0 I CD I M N K K
• 制动电流：
I I I 2I I R I M N K K K
I K
• 因为 I CD I R 继电器不动。 • 凡是穿越性的电流不产生 动作电流，只产生制动电 流。
采样同步 电流差动保护在算法上要求参加比较的各端电 流量必须同步采样或采样同步化处理得到，这是 实现差动保护的关键所在。目前常见的同步方法 主要有三类： 1.基于数据通道的同步方法 2.基于参考向量的同步方法 3.基于GPS的同步方法
采样同步 基于数据通道的同步方法主要有： 1. 采样时刻调整法 2. 采样数据修正法 3. 时钟校正法 其共同特点是均假定两个方向通道传输延时相等 ，若接收与发送的路由不同或通道切换造成两个 方向通道传输延时不相等时，均会导致保护测量 的延时与实际不符，影响差动保护的正确动作。
采样同步特点
• 通道双向延时相等是采样同步的前提； • 一侧“主机方式” 为1，另一侧必须为0，且“主机方式 ”设置同系统方式无关； • 两侧装置采样同步与外接电气量无关，只要两侧装置通 信正常，即能 保证采样同步； • 只有在装置上电或失步后，才需要测通道延时，测定延 时后，装置不再需要传输时间信息； • 从机时刻调整采样间隔，保证两侧装置采样时刻在允许 的误差范围内；装置实时监测采样时刻误差，若超出范 围，需退出差动保护，重新进行同步过程。
差动投入条件 什么情况下发对侧差动允许信号？ 1. 装置起动且有差流 2. 有TWJ开入且有差流 3. 低电压且有差流（不能有PTDX）
M
IM
IN
N
• 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：
差动保护
7SD600数字式线路差动保护装置运行原理1．总体功能7SD600数字式线路保护装置是基于功能强大的16位微处理器组件而成，它可以实现从测量值的采集，到向断路器发出跳闸命令的所有任务的全数字化。
图1所示为装置的基本结构。
在对称和标定的电流作用下，综合变流器4AM4930将电流互感器二次侧的电流，转化并输出一个20mA的单相电流。
由于变流器的输入端绕组匝数并不一致（比率为2：1：3），故障的每一种形式将产生一种特定的单相交流电流，这种电流将决定性的影响装置的保护功能。
图1. 线路差动保护7SD600的硬件结构测量输入组的变换器MI变换电流I1（本侧的综合电流）和I a（导引线电流），并用装置内部处理过程进行比较。
变换器具有完全电流型、低电容隔离特性。
过滤器用于抑制干扰，这将保证测量值保持它们自身特有的频宽和处理速度。
经过修正的模拟信号传送到模拟量输入AI。
模拟量输入AI 针对每一路输入都包括采样放大元件和保持元件，多路复用器和模/数转换器，以及用于微处理器数据转换的存储器。
微处理器系统不仅监视和控制测量信号，还执行明确的保护功能。
这些，尤其包括下列：·过滤和调整测量信号；·与保护起动相关的数值连续不断的计算；·跳闸和制动电流的计算；·测量信号差分的频谱分析，电流互感器饱和和顺序故障的识别；·导引线的检查（对于有导引线监视的设备）；·门槛值和时间的查询；·跳闸命令的决定；·故障事件和故障分析用的扰动数据存储和输出。
二进制输入和输出由微处理器的输入/输出模块进行控制。
输入是处理器从变电站（如远方复归）或其他设备获得信息，主要输出是到断路器的跳闸命令，和重要相关事件和状态的识别指示，还包括装置面板上的光学显示器（LED 灯）和字母显示板。
通过键盘和字母LED 显示板察看电力运行所要求的数据输入，并可以实现与装置的通讯，如设定定值、变电站指令等。
220kV线路保护配置及运行方式
220kV线路保护配置及运行方式概况220kV踏九线线路保护装置由两套独立的、配置相同保护功能的保护装置组成。
两套装置配置了光纤差动保护、零序保护、距离保护。
两套装置都带有重合闸功能，其中2号保护装置单相重合闸启用。
光纤差动保护输电线路保护采用光纤通道后由于通信容量很大所以往往做成分相式的电流纵差保护。
输电线路分相电流纵差保护本身有选相功能，哪一相纵差保护动作那一相就是故障相。
输电线路两侧的电流信号通过编码成码流形式然后转换成光的信号经光纤输出。
传送的信号可以是包含了幅值和相位信息在内的该侧电流的瞬时值，保护装置收到输入的光信号后先转换成电信号再与本侧的电流信号构成纵差保护。
纵联电流差动继电器的原理I CD312K=0.75K=0.6I0dzIdzI f许继差动特性四方差动特性本装置差动保护由故障分量差动、稳态量差动及零序差动保护组成。
差动保护采用每周波96点采样，由于高采样率，差动保护可以进行短窗相量算法实现快速动作，使典型动作时间小于20ms。
故障分量差动保护灵敏度高，不受负荷电流的影响，具有很强的耐过渡电阻能力，对于大多数故障都能快速出口；稳态量差动及零序差动则作为故障分量差动保护的补充。
比例制动特性动作方程如下：..I M I IN CDset（3）. I . . .M I K I IN MN （4）***************************************************************************** 讲解例子IdES M IMINNERTA TAKr(a) 系统图IqdIr(b) 动作特性ESM II NMNERESM II NMNTA TAIKTA TAIK(c)内部短路(d)外部短路图2-29 纵联电流差动保护原理设流过两侧保护的电流I M 、I N 以母线流向被保护的线路方向规定为其正方向，如图中箭头方向所示。
以两侧电流的相量和作为继电器的动作电流I d ，I d I M I N 。
线路保护原理与配置
4.220kV及以上保护双重化配置原则的要 求
①每套完整、独立的保护装置应能处理可能发生的所有类型 的故障。两套保护之间不应有任何电气联系，当一套保护退出 时不影响另一套保护的运行。
②两套保护的电流回路应分别取自电流互感器互相独立的绕 组，并合理分配电流互感器二次绕组，避免可能出现的保护死 区。
③两套保护的跳闸回路应与断路器的两个跳圈分别一一对应。
110kVLFP-941线路保护装置压板
交流电压断线时发“DX”信号的同时，将距离保护退出运行，同时将 零序方向过流保护的方向元件退出，即将零序四段方向过流保护改为无方向 性跳闸方式。同时投入经延时的相电流过流保护（受投距离压板影响 ），若 将“投距离”压板解除，则此PT断线下的相电流保护不起作用。
三 、不同电压等级线路保护的配置
110kV线路保护装置
装置的正面面板布置如下：
（2）指示灯定义如下： “运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮。 “TV断线”灯为 黄色，当发生电压回路断线时点亮。“充电”灯为黄色，当重 合闸充电完成时点亮。 “跳闸”、 “重合闸”灯为红色，当保护动作出口点亮，在 “信号复归”后熄灭。 “跳位”灯为红色，“合位”灯为绿色，指示当前开关位置。
继电保护装置基本要求
1、对继电保护性能的要求
继电保护装置应满足选择性、可靠性、灵敏性和
速动性的要求。 2、继电保护“四统一”原则：统一技术标准；统一原 理接线；统一符号；统一端子排布置。 3、继电保护“六统一”原则：统一技术标准；统一原 理接线；统一符号；统一端子排布置；统一定值单格 式；统一故障报告格式。
RCS900系列保护装置上电后，正常运行时液晶屏幕显示主 画面，格式如下：
保护动作时液晶显示说明：本装置能存储128次动作报告，24次故障录 波报告，当保护动作时，液晶屏幕自动显示最新一次保护动作报告，当一次 动作报告中有多个动作元件时，所有动作元件及测距结果将滚屏显示。
线路保护原理PPT课件
线路故障可能导致设备过载或短路， 线路保护能够及时切除故障线路，防 止设备损坏。
提高供电可靠性
通过及时切除故障线路，线路保护能 够降低非故障区域的停电风险，提高 供电可靠性。
线路保护的基本概念
01
02
03
电流保护
基于电流的变化进行保护， 当电流超过设定值时，保 护装置动作，切除故障线 路。
电压保护
大地，造成设备损坏或人员触电。接地的原因包括设备老化、外力破坏、
潮湿环境等。
线路保护装置的组成及原理
线路保护装置的组成
线路保护装置由测量元件、逻辑元件和执行元件组成，分别 负责检测故障特征、判断故障类型和执行保护动作。
线路保护装置的原理
线路保护装置通过比较线路正常运行时的电流、电压等电气 量与发生故障时的电气量差异，来判断是否发生故障，并根 据故障类型执行相应的保护动作，如跳闸、报警等。
是否发生故障并进行保护。
高频保护的优点
传输速度快，不受线路分布电容 和电阻的影响，具有较高的动作
准确性和可靠性。
高频保护的局限性
需要建设专用通信通道，成本较 高，且易受通信干扰和故障的影
响。
04
配电线路保护
配电线路的短路保护
短路保护的基本原理
01
通过检测线路中的电流，当电流超过预定值时，判断为短路，
线路保护原理PPT课件
• 线路保护原理概述 • 线路保护原理基础知识 • 输电线路保护 • 配电线路保护 • 特殊线路保护 • 线路保护发展趋势与展望
01
线路保护原理概述
线路保护的重要性
确保电力系统的稳定运行
防止设备损坏
线路保护能够快速定位并隔离故障线 路，防止故障扩大，保障整个电力系 统的稳定运行。
线路保护基本原理
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
夹角取决于保护面对系统的零序阻抗
（三）零序保护
三、线路保护基本原理
（四）重合闸
概念：
瞬时性故 障
利
三、线路保护基本原理
永久性故 障 弊
（四）重合闸
概念：
三、线路保护基本原理
单相重合闸
三相重合闸
综合重合闸
前 加速
后加 速
课件回顾（思考题）
1. 线路保护的配置？
①差流元件动作。 ②差流元件的动作相或动作相间电 压<0.65UN ③)收到对侧的允许信号。
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
TV断线对差动保护的影响： TV断线且有差流，IR>4*IL，延时30ms给对侧发允许信号（发生PT断线时） 这样，弱电源侧保护依靠此起动元件起动，两侧保护都可以跳闸。 TV断线可以理解成弱馈的一种形式。
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
零序功率： 分布：短路点零序功率最大； 方向：对于发生故障的线路，两端的零序功率方向为线路指向母线。
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
夹角取决于保护背后系统的零序阻抗，与被保护线路、故障位
置、过渡电阻有关。
（三）零序保护
答：分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件 构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套 后备保护。
2. 哪些情况会给对侧发差动允许信号？
答：装置起动且有差流；TWJ开入且有差流（线路空充）；PT未断线+低电压且 有 差流（弱馈）；PT断线且有差流，本对侧电流比，延时给对侧发出允许信 号（弱馈补充）；本保护动作（联跳）
三、线路保护基本原理
夹角取决于保护面对系统的零序阻抗
（三）零序保护
三、线路保护基本原理
（四）重合闸
概念：
瞬时性故 障
利
三、线路保护基本原理
永久性故 障 弊
（四）重合闸
概念：
三、线路保护基本原理
单相重合闸
三相重合闸
综合重合闸
前 加速
后加 速
课件回顾（思考题）
1. 线路保护的配置？
①差流元件动作。 ②差流元件的动作相或动作相间电 压<0.65UN ③)收到对侧的允许信号。
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
TV断线对差动保护的影响： TV断线且有差流，IR>4*IL，延时30ms给对侧发允许信号（发生PT断线时） 这样，弱电源侧保护依靠此起动元件起动，两侧保护都可以跳闸。 TV断线可以理解成弱馈的一种形式。
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
零序功率： 分布：短路点零序功率最大； 方向：对于发生故障的线路，两端的零序功率方向为线路指向母线。
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
夹角取决于保护背后系统的零序阻抗，与被保护线路、故障位
置、过渡电阻有关。
（三）零序保护
答：分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件 构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套 后备保护。
2. 哪些情况会给对侧发差动允许信号？
答：装置起动且有差流；TWJ开入且有差流（线路空充）；PT未断线+低电压且 有 差流（弱馈）；PT断线且有差流，本对侧电流比，延时给对侧发出允许信 号（弱馈补充）；本保护动作（联跳）
线路差动保护保护配置和基本原理分析
线路外部短路
• 动作电流：
MI M
N I N
I I I 0 I CD I M N K K
• 制动电流：
I I I 2I I R I M N K K K
I K
• 因为 I CD I R 继电器不动。 • 凡是穿越性的电流不产生 动作电流，只产生制动电 流。
采样同步 电流差动保护在算法上要求参加比较的各端电 流量必须同步采样或采样同步化处理得到，这是 实现差动保护的关键所在。目前常见的同步方法 主要有三类： 1.基于数据通道的同步方法 2.基于参考向量的同步方法 3.基于GPS的同步方法
采样同步 基于数据通道的同步方法主要有： 1. 采样时刻调整法 2. 采样数据修正法 3. 时钟校正法 其共同特点是均假定两个方向通道传输延时相等 ，若接收与发送的路由不同或通道切换造成两个 方向通道传输延时不相等时，均会导致保护测量 的延时与实际不符，影响差动保护的正确动作。
0.75
I cdqd
I R
• 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。
线路内部短路 • 动作电流：
I I I CD I M N K
M I M
I N N
I K
• 制动电流：
I I I R M N
• 因为 I CD I R 继电器动作。 • 凡是在线路内部有流出的 电流，都成为动作电流。
各种接口设备 常用的接口设备有： MUX-64B：用于64Kbit/S传输速率的光纤差动保 护装置与PCM机复接 MUX-2M：用于2Mbit/S传输速率的光纤差动保护 装置与SDH设备的E1接口复接 FOX40F/ FOX41A ：用于纵联距离或方向保护设 备利用光纤通道传输信号，还能与以上两种设备 与通讯设备实现复接
电路及磁路-5.纵联差动保护
） : 按躲区外短路最大不平 衡电流整定
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三、其他相关知识点
1、高频保护的基本原理
将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号 ，然后，利用输电线路本身构成的高频电流通道， 将此信号送至对端，以比较两端电流的相位或功率 方向的一种保护。
n
TA ( d )
I N (d ) 5
（2）变压器空载投入的励磁涌流
励磁涌流 的影响 分析励磁涌流 的特点 变压器纵联差动 保护的构成
采用具有速饱和变流器的BCH型差动继电器构成变压 器纵差动保护； 正常运行时，励磁电流仅为变压器额定电流的 含有大量的非周期分量，使波形偏于时间轴的一侧； 采用二次谐波制动原理构成变压器纵联差动保护； 3％～ 5％，所以对保护无影响。而当变压器空载 励磁涌流中含有大量的二次谐波电流分量； 投入或外部短路故障切除，电压恢复时，励磁电 励磁涌流相邻波形之间存在“间断角”。 采用鉴别波形间断角原理构成变压器纵联差动保护。 流可达额定电流的6～8倍，这称为励磁涌流，可 引起差动保护误动作。
（2）暂态过程中的不平衡电流
短路电流中 除含有周期 分量外，还 含有按指数 规律衰减的 非周期分量
3、测量元件动作电流整定原则
保证外部短路保护不动作。
（动作电流按照大于外部短路流过保护
的最大不平衡电流整定。）
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二、变压器的纵联保护
1、构成、基本原理
2、变压器纵联保护特殊问题
——引起不平衡电流增大的因素
纵差动保护的基本原理是基于比较被 保护线路始端和末端电流的大小和相位 原理构成的。
（1）、当线路正常运行或外部故障时；
M
I M
I N
N
K
I m
110kV保护原理讲解
整定原则：按躲过线路末端故障整定 ； 2、距离Ⅱ段
动作时限和起动值要与相邻下一条线路保护的I段或II段 相配合; 整定原则：1、与相邻线路的距离I段配合；
2、按躲过线路末端变压器低压母线短路整定；
110kV线路保护原理
3、距离保护Ⅲ段
作为Ⅰ、Ⅱ段的近后备保护又作相邻下一线路距离保护和 断路器拒动时的远后备保护。
110kV线路保护原理
我场光纤纵差保护简介
自对侧线路来的尾纤（单模四芯光缆）到光纤配线架，然 后两根光纤跳线至保护装置4X，通道A RX（接受），及通 道A TX（发送）。 注：RX、TX光纤不能插反。插反后对 侧数据接受中断，我场数据无法发送。
110kV线路保护原理
2、距离保护
距离保护就是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据 这一距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。实际上 是测量保护安装处至故障点之间的阻抗大小，故有时又称 阻抗保护。短路点越靠近保护安装处，其测量阻抗就越小， 则保护的时限就越短，反之，短路点越远，其测量阻抗就 越大，则保护动作的时限就越长。这样，保证了保护有选 择性的切除故障线路。
110kV线路保护原理
如果差动元件确定了该故障是区内故障并且也出现了 应当跳闸的指令，这时就不仅要使线路本侧的断路器 跳开，还要使用光纤通道向该线路的对侧传达故障发 生的信号，从而使得对侧的断路器能够在最短的时间 内跳闸。
光纤电流差动保护借助于通信通道双向传输电流数据， 供两侧保护实时计算。
110kV线路保护原理
光纤纵差是将两侧的电气量先转换成数字信号后，再通过 光纤进行双侧通讯，对两侧的电气量进行比较。
如果线路处于正常工作状态或者是出现了区外故障现 象，工作线路两侧的电流相位便是相反的，这个时候 两侧线路的差电流也会保持在零；但是如果线路产生 了区内故障，工作线路两侧的差电流便不会再保持在 零，当电流的数据与差动保护装置所表现出来的动作 特性方程相一致时，保护装置就会自行出现跳闸指示 使相应设备在最短的时间内将故障排除，使设备恢复 正常的工作状态。
动作时限和起动值要与相邻下一条线路保护的I段或II段 相配合; 整定原则：1、与相邻线路的距离I段配合；
2、按躲过线路末端变压器低压母线短路整定；
110kV线路保护原理
3、距离保护Ⅲ段
作为Ⅰ、Ⅱ段的近后备保护又作相邻下一线路距离保护和 断路器拒动时的远后备保护。
110kV线路保护原理
我场光纤纵差保护简介
自对侧线路来的尾纤（单模四芯光缆）到光纤配线架，然 后两根光纤跳线至保护装置4X，通道A RX（接受），及通 道A TX（发送）。 注：RX、TX光纤不能插反。插反后对 侧数据接受中断，我场数据无法发送。
110kV线路保护原理
2、距离保护
距离保护就是指反应保护安装处至故障点的距离，并根据 这一距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。实际上 是测量保护安装处至故障点之间的阻抗大小，故有时又称 阻抗保护。短路点越靠近保护安装处，其测量阻抗就越小， 则保护的时限就越短，反之，短路点越远，其测量阻抗就 越大，则保护动作的时限就越长。这样，保证了保护有选 择性的切除故障线路。
110kV线路保护原理
如果差动元件确定了该故障是区内故障并且也出现了 应当跳闸的指令，这时就不仅要使线路本侧的断路器 跳开，还要使用光纤通道向该线路的对侧传达故障发 生的信号，从而使得对侧的断路器能够在最短的时间 内跳闸。
光纤电流差动保护借助于通信通道双向传输电流数据， 供两侧保护实时计算。
110kV线路保护原理
光纤纵差是将两侧的电气量先转换成数字信号后，再通过 光纤进行双侧通讯，对两侧的电气量进行比较。
如果线路处于正常工作状态或者是出现了区外故障现 象，工作线路两侧的电流相位便是相反的，这个时候 两侧线路的差电流也会保持在零；但是如果线路产生 了区内故障，工作线路两侧的差电流便不会再保持在 零，当电流的数据与差动保护装置所表现出来的动作 特性方程相一致时，保护装置就会自行出现跳闸指示 使相应设备在最短的时间内将故障排除，使设备恢复 正常的工作状态。
线路主保护之差动与高频详解
案例分析
针对历史上发生的线路主保护异常案例进行分析，总 结经验教训，提出改进措施。案例分析可以帮助运行 人员更好地了解异常发生的原因和处理方法，提高应 对异常情况的能力。同时，也可以为保护装置的研发 和改进提供有价值的参考信息ENKU DESIGN
线路主保护技术发展趋势
差动元件
差动保护通过比较线路两端的电流或功率方向来判断故障位置。当线路内部故 障时，两端电流或功率方向相反；当外部故障时，两端电流或功率方向相同。
差动保护的实现方式
纵联差动保护
利用通信通道将线路两端的电流或功率方向信息传送到对端 ，进行比较判断。这种方式可以实现全线速动保护，但需要 依赖可靠的通信通道。
保护系统应在尽可能短的时间内切除故障 ，以减小故障对系统和设备的影响。
差动保护与高频保护的选型依据
差动保护选型依据
对于短线路或电缆线路，由于其对地电容较 大，宜采用差动保护作为主保护。差动保护 通过比较线路两侧电流的大小和相位来判断 故障位置，具有原理简单、动作可靠、速度 快等优点。
高频保护选型依据
高频保护
高频保护主要用于输电线路的全线速动保护，通过高频信号传输和比较两侧电气量的变化来判断是否发生故障。 其保护范围较大，可以覆盖整条输电线路。
动作速度比较
差动保护
差动保护的动作速度相对较慢，因为需要等待两侧电流的差值达到一定程度才能判断为故障。同时， 差动保护的整定计算也相对复杂，需要考虑多种因素。
线路主保护的配置原则
可靠性原则
选择性原则
保护系统应具有高可靠性，确保在故障发 生时能够准确、迅速地动作，避免误动或 拒动。
保护系统应能够准确区分被保护元件内部 故障和外部故障，实现有选择性地切除故 障部分，保证非故障部分的正常运行。
变电站保护配置及基本原理
变电站保护配置及基本原理1. 变电站的保护类型变电站的保护主要包括四种类型：继电保护、线路保护、母线保护以及主变保护。
- 继电保护：这是一种自动装置，能够检测电力系统中电气元件的故障或不正常运行状态，并通过断路器跳闸或发出信号来响应。
- 线路保护：针对不同电压等级的输配电线路，其配置取决于变电站的性质、电压等级和供电负荷的重要性等因素。
- 母线保护：例如，在220kV变电站中，母线保护应按双重化配置；而在110kV变电站中，一般不设专用母线保护。
- 主变保护：220kV/110kV主变保护按双套配置，包括电量保护（如差动保护和后备保护）和非电量保护（如重瓦斯、压力释放等）。
2. 继电保护的基本原理继电保护的基本原理在于能够区分系统正常运行状态与故障或不正常运行状态，并找出存在差别的特征量。
这些特征量包括电流增大、电压降低、电压与电流的比值变化、电压电流间的相位角变化、出现序分量（如零序和负序分量）、差流的存在与否，以及非电量信号（如瓦斯、压力释放、过热等）的变化。
3. 继电保护的配置要求继电保护系统的配置应满足以下两点基本要求：1. 任何电力设备和线路，在任何时候不得处于无继电保护的状态下运行。
2. 任何电力设备和线路在运行中，必须在任何时候均由两套完全独立的继电保护装置分别控制两台完全独立的断路器实现保护。
4. 主变保护的配置和原理主变保护包括瓦斯保护和变压器纵连差动保护。
瓦斯保护通过检测变压器内部故障时产生的气体和油流速度来动作，轻瓦斯时发出信号，重瓦斯时跳闸。
变压器纵连差动保护则通过循环电流原理来区分变压器内、外故障，并瞬时切除保护区内的故障。
总结变电站保护配置及基本原理涵盖了多种保护类型和配置要求，每一种保护都有其特定的功能和动作原理。
继电保护作为核心，通过检测电气量的变化来保护电力系统的稳定运行。
这些保护措施确保了电力设备和线路的安全，防止了故障的扩大，保障了电力供应的连续性和可靠性。
保护配置原则介绍
闭锁重合闸的保护为变压器、失灵、母线、远方跳闸、高抗、 闭锁重合闸的保护为变压器、失灵、母线、远方跳闸、高抗、 短引线保护等。 短引线保护等。
系统继电保护
500kV断路器保护技术要求 500kV断路器保护技术要求
短引线保护的线路或变压器隔离开关辅助接点开入量 不应因高压开关场强电磁干扰而丢失信号。 不应因高压开关场强电磁干扰而丢失信号。对隔离开 关辅助接点的通断应有监视指示。 关辅助接点的通断应有监视指示。
双母线接线的失灵保护应与母线保护共用出口， 双母线接线的失灵保护应与母线保护共用出口，双重化配置的 母线保护（含失灵保护功能） 母线保护（含失灵保护功能）每套保护只作用于断路器的一组跳闸线 圈。
系统继电保护
母线保护及断路器失灵保护配置原则
对主变压器单元， 220kV kV母线故障且变压器高压侧断路器失灵 对主变压器单元， 220kV母线故障且变压器高压侧断路器失灵 除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外， 时，除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外，还应跳开本变压器连 接其他侧的断路器，失灵电流判别和延时应由母线保护实现。 接其他侧的断路器，失灵电流判别和延时应由母线保护实现。
系统继电保护
操作箱配置原则 双母线接线，每条线路宜配置一套分相操作箱， 双母线接线，每条线路宜配置一套分相操作箱，操作 箱配置在其中一套线路保护屏（ 箱配置在其中一套线路保护屏（柜）内。一个半断路 器接线操作箱按断路器配置，布置于断路器保护屏上。 器接线操作箱按断路器配置，布置于断路器保护屏上。 双重化保护配置的双母线接线，应配置两套电压切换 双重化保护配置的双母线接线， 装置（其中一套可采用操作箱的电压切换回路） 装置（其中一套可采用操作箱的电压切换回路），分 别配置在两套线路保护屏（ 别配置在两套线路保护屏（柜）内,电压切换箱可选用 双位置继电器。 双位置继电器。 三相机构配置一套三相操作箱。 三相机构配置一套三相操作箱。 主变压器三侧宜配置独立的三相操作箱， 主变压器三侧宜配置独立的三相操作箱 ， 操作箱配 置宜集中在一面保护屏（ 置宜集中在一面保护屏（柜）内。
线路光纤差动保护说明书
定值缺损或丢失。 8、 先进可靠的振荡闭锁功能，保证距离保护在系统振荡加区外故障时能可靠闭
锁，而在振荡加区内故障时能可靠切除故障。 9、 单元自带蜂鸣器件，故障告警。 10、后台通信方式灵活，配有 RS-485 接口和以太网。 11、与 COMTRADE 兼容的故障录波。 12、 具备打印功能,可以打印定值和跳闸报告等装置信息。
信道类型： 数字光纤或数字微波（可多次转接） 接口标准： 64kbit/s G.703 同向数字接口
-4-
第 3 章 保护原理
3.1 启动元件
（1）“负序零序”启动元件 (I2 + KI0 )t > (I2 + KI0 )t−T + Iset
式中： Iset 为固定阀值，可整定。在两相和单相短路接地时的 I2 较两相短路时要 小。因此, 在启动元件中增加了 KI0 分量以保证在接地故障时的灵敏度，这里 K 可整 定。
第 1 章 概述
1.1 应用范围
DSA8343 为由 TI 公司的 DSP 浮点芯片和 ARM9 实现的输电线路保护装置，适 用于 220KV 及以下不分相跳闸输电线路的主保护和后备保护。
1.2 保护配置
DSA8343 包括以两段相电流纵差和零序电流纵差为主体的快速主保护，由突变 量距离元件构成快速 I 段保护，由四段式相间距离、接地距离、四段零序方向过流和 零序反时限过流构成全套后备保护。装置配有三相自动重合闸功能，可由保护控制 字选择检同期、检无压或者不检方式。
2.8 绝缘耐压
绝缘试验：符合国标 GB/T 14598.3-93 6.0 的规定； 冲击电压试验：符合国标 GB/T 14598.3-93 8.0 的规定；
2.9 输出接点容量
信号接点容量：
锁，而在振荡加区内故障时能可靠切除故障。 9、 单元自带蜂鸣器件，故障告警。 10、后台通信方式灵活，配有 RS-485 接口和以太网。 11、与 COMTRADE 兼容的故障录波。 12、 具备打印功能,可以打印定值和跳闸报告等装置信息。
信道类型： 数字光纤或数字微波（可多次转接） 接口标准： 64kbit/s G.703 同向数字接口
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第 3 章 保护原理
3.1 启动元件
（1）“负序零序”启动元件 (I2 + KI0 )t > (I2 + KI0 )t−T + Iset
式中： Iset 为固定阀值，可整定。在两相和单相短路接地时的 I2 较两相短路时要 小。因此, 在启动元件中增加了 KI0 分量以保证在接地故障时的灵敏度，这里 K 可整 定。
第 1 章 概述
1.1 应用范围
DSA8343 为由 TI 公司的 DSP 浮点芯片和 ARM9 实现的输电线路保护装置，适 用于 220KV 及以下不分相跳闸输电线路的主保护和后备保护。
1.2 保护配置
DSA8343 包括以两段相电流纵差和零序电流纵差为主体的快速主保护，由突变 量距离元件构成快速 I 段保护，由四段式相间距离、接地距离、四段零序方向过流和 零序反时限过流构成全套后备保护。装置配有三相自动重合闸功能，可由保护控制 字选择检同期、检无压或者不检方式。
2.8 绝缘耐压
绝缘试验：符合国标 GB/T 14598.3-93 6.0 的规定； 冲击电压试验：符合国标 GB/T 14598.3-93 8.0 的规定；
2.9 输出接点容量
信号接点容量：
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2M速率与64K速率的区别
• 功率＝功率谱密度×带宽，带宽越宽，噪声功率 越大，2M速率接收灵敏度较低，因此传输距离较 短
实现差动保护的几个关键问题
通讯系统的时钟问题
误码与滑码 准确、迅速、不失真地传输信号是继电保护 装置对通讯系统的最高要求，除误码率水平要保 持在一个适当的水平外，对通讯系统的时钟也要 有合理的设计，这样才能避免滑码的产生。 滑码实际上是发送时钟与接收时钟不同步产 生的。
线路保护及通通信
云南电力研究院
2017年10月 功果桥
王荣泰
email：happywrt@
云南电力研究院
2017年10月 昆明
保护用光纤通道的构成
一、保护用光纤通道的连接形式 二、保护与通道的接口 三、2M速率与64K速率的区别
保护用光纤通道的构成 一、保护用光纤通道的连接形式 保护用光纤通道按连接形式可分为专用通道和 复用通道，专用通道指光纤保护装置单独占用光 缆的两根纤芯，而复用通道指保护信息按G.703同 向接口形式，以64Kbit/s的速率复接到PCM交换机 ，和其它信息复用后一起传输，或单独以2M/s的 速率复接到SDH的E1口，传送保护数据。
专用光纤的连接形式
保护机房
光缆的一根纤芯 光缆
保护机房
RCS-931
RCS-931
复接PCM机的连接方式
保护 机房 通信 机房
SDH网 PCM 交换机 PCM 交换机
通信 机房
保护 机房
RCS -931
MUX -64B
MUX -64B
RCS -931
保护用光纤通道的构成 二、保护与通道的接口 专用通道：保护的尾纤与光缆的保护专用 芯直接融接或通过光纤分配屏连接（方便旁代 线路）。 复用通道：保护的尾纤直接与各种接口装 置连接，通过接口装置转换为电信号与PCM机 或E1接口连接，与PCM连接使用屏蔽双绞线， 与E1接口采用同轴RCS -901
FOX40F
FOX40F
RCS -901
RCS901
FOX-40F
MUX64B
通信机房
PCM 交换机
保护机房
RCS901
FOX-40F
MUX64B
PCM 交换机
保护用光纤通道的构成 三、2M速率与64K速率的区别
1. 2M速率省去两侧PCM交换机设备，通信链路上减少了 中间环节，减少了传输时延。 2. 2M速率增加了传输带宽，可以传输更多保护信息。 –同后备保护一样，差动保护也采用24点计算，动作速度快 且安全稳定 –由于在传输采样值的同时也传输了相量值，通道误码时稳 态量差动不受数据窗的影响，动作速度几乎不受影响
M I M
I N N
IC
⑴ 电容电流的影响 电容电流是从线路内部流出的 电流，因此它构成动作电流。 由于负荷电流是穿越性的电流， 它只产生制动电流。所以在空 载或轻载下电容电流最容易造 成保护误动。 解决方法： ① 用起动电流定值躲本线路 电容电流。 ②起动电流定值躲不了电容电 流时，进行电容电流补偿。
线路外部短路
• 动作电流：
MI M
N I N
I I I 0 I CD I M N K K
• 制动电流：
I I I 2I I R I M N K K K
I K
• 因为 I CD I R 继电器不动。 • 凡是穿越性的电流不产生 动作电流，只产生制动电 流。
采样同步 电流差动保护在算法上要求参加比较的各端电 流量必须同步采样或采样同步化处理得到，这是 实现差动保护的关键所在。目前常见的同步方法 主要有三类： 1.基于数据通道的同步方法 2.基于参考向量的同步方法 3.基于GPS的同步方法
采样同步 基于数据通道的同步方法主要有： 1. 采样时刻调整法 2. 采样数据修正法 3. 时钟校正法 其共同特点是均假定两个方向通道传输延时相等 ，若接收与发送的路由不同或通道切换造成两个 方向通道传输延时不相等时，均会导致保护测量 的延时与实际不符，影响差动保护的正确动作。
采样同步特点
• 通道双向延时相等是采样同步的前提； • 一侧“主机方式” 为1，另一侧必须为0，且“主机方式 ”设置同系统方式无关； • 两侧装置采样同步与外接电气量无关，只要两侧装置通 信正常，即能 保证采样同步； • 只有在装置上电或失步后，才需要测通道延时，测定延 时后，装置不再需要传输时间信息； • 从机时刻调整采样间隔，保证两侧装置采样时刻在允许 的误差范围内；装置实时监测采样时刻误差，若超出范 围，需退出差动保护，重新进行同步过程。
各种接口设备 常用的接口设备有： MUX-64B：用于64Kbit/S传输速率的光纤差动保 护装置与PCM机复接 MUX-2M：用于2Mbit/S传输速率的光纤差动保护 装置与SDH设备的E1接口复接 FOX40F/ FOX41A ：用于纵联距离或方向保护设 备利用光纤通道传输信号，还能与以上两种设备 与通讯设备实现复接
0.75
I cdqd
I R
• 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。
线路内部短路 • 动作电流：
I I I CD I M N K
M I M
I N N
I K
• 制动电流：
I I I R M N
• 因为 I CD I R 继电器动作。 • 凡是在线路内部有流出的 电流，都成为动作电流。
差动投入条件
对侧差动允许信号
满足差流方程
差动压板投入 CT断线 分相差动投入标志 零序差动投入标志 启动
电压开放标志
差动投入条件 对侧差动允许信号 电流差动保护必须收到对侧的差动允许信号才 能动作，这是防止TA断线的措施。TA断线时，断 线侧的起动元件和差动继电器可能动作，但对侧 的起动元件不会动作，不会向本侧发差动允许信 号，从而保证纵联差动保护不会误动。
差动投入条件 什么情况下发对侧差动允许信号？ 1. 装置起动且有差流 2. 有TWJ开入且有差流 3. 低电压且有差流（不能有PTDX）
M
IM
IN
N
• 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：
I I CD I M N
ICD
• 制动电流为：
I I R I M N