我厂220KV线路保护配置及原理讲解

纵联保护原理

一、纵联保护：

高频保护是利用某种通信设备将输电线路两端或各端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率方向等）传送到对端，将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是范围外，从而决定是否切除被保护线路。

二、相差高频保护原理：（已经退出主流，不做解释）

相差高频保护作为过去四统一保护来说，占据了很长一段时间的主导地位，随着微机保护的发展，相差高频保护已经退出实际运行。相差高频保护是直接比较被保护线路两侧电流的相位的一种保护。

如果规定每一侧电流的正方向都是从母线流向线路，则在正常和外部短路故障时，两侧电流的相位差为180°。在内部故障时，如果忽略两端电动势相量之间的相位差，则两端电流的相位差为零，所以应用高频信号将工频电流的相位关系传送到对侧，装在线路两侧的保护装置，根据所接收到的代表两侧电流相位的高频信号，当相位角为零时，保护装置动作，使两侧断路器同时跳闸，从而达到快速切除故障的目的。

侧电流侧电流侧电流

侧电流

启动元件：判断系统是否发生故障，发生故障才启动发信并开放比相。

操作元件：将被保护线路工频三相电流变换为单相操作电压，控制收发信机正半波发信，负半波停信。

作为相差高频保护，其启动定值有两个，一个低定值启动发信，另一个高定值启动比相，采取两次比相，延长了保护动作时间。对高频收发信机调制的操作方波要求较高，区外故障时怕出现比相缺口引起误跳闸，因此被现有的方向高频所取代。

二、闭锁式高频保护原理

方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然后通过高频

信号作出综合的判断，即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸。一般规定从母线指向线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反方向。

闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧正方向元件判断为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机发出高频信号，对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。在外部故障时是近故障侧的正方向元件判断为反方向故障，所以是近故障侧闭锁远离故障侧；在内部故障时两侧正方向元件都判断为正方向，都不发送高频信号，两侧收信机接收不到高频信号，也就没有输出脉冲去闭锁保护，于是两侧方向元件均作用于跳闸。这就是故障时发信闭锁式方向纵联保护，其基本逻辑图如图所示。

关键点：

1、闭锁式高频保护动作的四个条件：

①启动元件动作、②正方向元件动作、③反方向元件不动作、④没有收到闭锁信号

四个条件同时满足，动作跳闸。

2、收发信机既收本侧信号又收对侧信号，即接受高频通道上的所有信号。

高闭保护动作情况分析

充电运行

M侧开关在合位，N侧开关在跳位，线路充电运行。若发生A相接地故障，故障总电

流为IK

对于N 侧：

①启动元件不动作、不发信。断路器在跳位（TWJ 停信）。N 侧TWJ 在跳闸状态，则延时100ms 发讯。

②正方向元件不动作 ③反方向元件不动作

条件①+②

N 侧保护不动作。 对于M 侧：

①启动元件动作、发信。 ②正方向元件动作 ③反方向元件不动作

④M 侧停信，N 侧100ms 内也不发信 M 侧没有收到闭锁信号 条件①+②+③+④ M 侧出口跳闸 区内故障

正常运行时，区内A 相接地故障，故障总电流为IK

对于N 侧：

①启动元件动作、发信。 ②正方向元件动作 ③反方向元件不动作④N 侧停信，同样，M 侧也停信没有收到闭锁信号 条件①+②+③+④ 对于M 侧：

①启动元件动作、发信。 ②正方向元件动作 ③反方向元件不动作

④M 侧停信，同样，N 侧也停信

没有收到闭锁信号

条件①+②+③+④ 出口跳闸 区外故障

对于N 侧：

①启动元件动作、发信。 ②正方向元件不动作③反方向元件动作

④本侧发信 收到闭锁信号

条件①+②+③+④ 保护不动作。 对于M 侧：

①启动元件动作、发信。 ②正方向元件动作 ③反方向元件不动作

④M 侧停信，但N 侧不停信 收到闭锁信号 条件①+②+③+④ 保护不动作。 馈线运行

两侧开关在合位，线路正常运行，N 侧为负荷侧。若发生A 相接地故障，故障总电流为IK

对于N 侧：

①因为INA 较小，电流启动元件可能不动作，但由于收到M 侧发送的远方启动信号，远方启动可能不能停信，保护会拒动。

当用于单端电源的受电侧且“RD ”控制字投入时，判断任一相电压低于0.6U N ，延时100ms 发讯，给出对侧跳闸窗口。保证在线路轻负荷下发生故障，起动元件包括零序

负荷

M 侧停信

起动元件不能起动时，由对侧快速切除故障。

①启动元件不动作 ②正方向元件不动作

③反方向元件不动作④“RD ”控制字投入时，M 侧的远方启动命令，也不能使使本侧在100ms 发信 条件①+ 保护不动作。 对于M 侧：

①启动元件动作、发信。 ②正方向元件动作 ③反方向元件不动作

④M 侧停信，同样，N 侧也没有发信 没有收到闭锁信号 条件①+②+③+④ 出口跳闸 母线故障

N 侧母线故障 对于N 侧：

①启动元件动作、发信。 ②正方向元件不动作 ③反方向元件动作

④当N 侧母线保护动作后，启动N 侧线路保护装置内的STJ 继电器，向N 侧开关发跳闸命令，同时，STJ 的接点接通保护停信启动回路， N 侧停信。

条件①+②+③+④ 本侧高频保护不动作。 对于M 侧：

①启动元件动作、发信。 ②正方向元件动作 ③反方向元件不动作④M 侧停信，

N 侧母线保护动作前，N 侧不停信，M 侧收到闭锁信号，

N 侧不停信

M 侧停信