线路保护介绍

基本配置

保护配置

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：-900

U OP

U P

<900

式中：工作电压U OP=U-I⨯Z set

，极化电压

U P=-U1

。

对接地距离继电器，工作电压为：对相间距离继电器，工作电压为：

U OPΦ=UΦ-(IΦ+K⨯3I0)⨯Z set U OPΦΦ=UΦΦ-IΦΦ⨯Z set

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，

这里： Φ = A , B , C ； OP Φ 为工作电压； 正序电压同故障前保持一致，继电器具有很好的方向性。

jX

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： 极化电压：

U OP Φ = U Φ - (I Φ + K ⨯ 3I 0 )⨯ Z set

U P Φ = -I 0 ⨯ Z D ，式中 Z D 为模拟阻抗，幅值为1，角度为78°。

比相方程为 - 900

< Arg U Φ - (I Φ + K ⨯ 3I 0 )⨯ Z set

- I 0 ⨯ Z D

< 900

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：

极化电压： U OP Φ = U Φ - I Φ ⨯ Z set

U P Φ = -U 1ΦM

U

U 1ΦM 为记忆故障前正序电压。

负荷限制

U P Φ 为极化电压 ； Z set 为整定阻抗；

jX

B Z set A

-R setΦ

R

R set

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160ms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：

U OS=U cosΦ

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) b)-0.03U N

-0.1U N

延时150ms开放。

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。