第五章输电线路全线快速保护
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为实现全线短路故障时能快速切除，必须采用线 路两侧电气量作为保护的测量信息，通过信息交 换，对区内和区外故障位置进行判断，从而实现 全线快速保护。
电流差动原理
比较电流的大小
电流相位差原理
比较电流的相位
方向比较原理
比较功率方向
继电保护教学
5.1.1.1电流差动原理
线路纵联差动保护（简称纵差）的工作原理：比 较被保护线路始端及末端电流的大小与相位。
180
K1短路：
保保护护不应ar应该g动动IIMN作作 时时 0，，两两侧侧电电K流流3短相相路位位：差差为为108°a0r°g
IM IN
180
继电保护教学
5.1.1.3方向比较原理
如图网络，保护1与保护2分别装置方向元件 正常运行：保护1为正方向，保护2为反方向 K1短路：保护1为正方向，保护2为正方向
理想情况下：nTA1=nTA2=nTA，互感器其他性能完全一 致
继电保护教学
线路正常运行时，流入差动继电器KD的电流为
Ir
I M 2
IN2
1 n TA
IL IL
0
继电保护教学
K1短路时，流入差动继电器KD的电流为
Ir
IM2
IN2
1 n TA
IK IK
IK n TA
继电保护教学
K2短路时，流入差动继电器KD的电流为
继电保护教学
5.2 平行线路差动保护
平行线路：线路长度、导电材料等都相同的两条 并列连接的线路。在正常情况下，领条线路并联 运行，只有在一条线路发生故障时，另一条线路 才单独运行。
为了提高供电可靠性和增加供电容量，电网对重 要用户常采用平行线路供电。要求保护在平行线 路同时运行时能有选择性地切除故障线路，保证 无故障线路正常运行。
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 侧按换流法连接成回路，差动电流继电器接入差 动回路。
继电保护教学
5.1.2.1纵联差动保护的工作原理
用环流回路比较两侧电流大小和相位，相位相同 时差动回路几乎无电流
Ir
I M 2
IN2
1 n TA
IM IN
电力系统继电保护
三峡电力职业学院 动力工程系
继电保护教学
第五章 输电线路全线快速保护
输电线路的电流保护、方向电流保护和距离保护 都是按照阶段式配置的。快速动作的Ⅰ段保护是 通过限制保护范围来满足选择性，只能达到线路 全长的80%~85%，而能够保护线路全长的Ⅱ段 和Ⅲ段保护都要经过延时。
电力系统运行稳定性要求高电压、大容量、长距 离的重要线路，保护必须满足线路全长范围故障 是快速切除的。
线路纵联差动保护：不需要与其他保护配合，不 受负荷电流影响，不反映系统振荡，有良好的选 择性。
高频保护：由高频通道组成的纵差保护。 纵联差动保护（导引线保护）：用电缆通道组成 的纵差保护。 光纤纵联差动保护：用光纤通道组成的纵联保护
继电保护教学
5.1.2 纵联差动保护的构成
单相纵联差动保护的构成如图
K1短路：
IM IN IK
K2短路：
IM IN 0
保护不应动作时，两侧电流和为零。
K3短保路护：动作时，两IM侧电IN流和0 为短路点短路电流
继电保护教学
5.1.1.2电流相差原理
如图网络，保护1与保护2检测到的电流分别为
IM 和 I N
正常运行：
arg
IM IN
ห้องสมุดไป่ตู้
180
K2短路：
arg
IM IN
Ir
I M 2
IN2
1 n TA
IK IK
0
继电保护教学
K3短路时，流入差动继电器KD的电流为
Ir
I M 2
IN2
1 n TA
IK IK
0
继电保护教学
上述接法是环流法，还有一种接法称为均压法
正常运行或外部短路时，对侧互感器的二次电压 刚好抵消，相当于导引线开路，无电流，继电器 不会动作。内部短路时，两端不再是等电位，有 较大的电流使继电器动作。
在线路两端安装型号相同，变比一致的电流互感 器，它们的二次绕组用电缆连接起来。其连接方 式应该使正常运行或外部短路故障时，继电器中 没有电流。而在被保护线路内部发生短路故障时， 其电流应该等于短路点处的短路电流。
继电保护教学
如图网络，保护1与保护2检测到的电流分别为
IM 和 I N
正常运行：
IM IN 0
继电保护教学
5.1 输电线路的纵联差动保护
被保护线路上发生短路和被保护线路外发生短路， 线路两侧电流的大小和相位均不相同，因此可以 通过比较线路两侧电流的大小和相位来区分是线 路内部短路，还是线路外部短路。由于从原理上 不需要与相邻元件配合，所以可以做到全线瞬时 切除故障。
继电保护教学
5.1.1 纵联差动保护原理
保护不应动作时，两侧功率方向相反 K2短路保：护保应护该1动为作正时方，向两，侧保功护率2为方反向方相向同 K3短路：保护1为反方向，保护2为正方向
继电保护教学
要实现上述的比较，需要将线路一侧的信息传送 到另一侧，只有借用通道实现
线路纵联差动保护：将线路两侧测量信息传送到 对侧进行比较而构成的全线速动保护。
继电保护教学
2、暂态不平衡电流
由于差动保护瞬时动作，应考虑短路电流的非周 期分量。由于非周期分量时间变化率远小于周期 分量，所以非周期分量很难变换到二次侧，但是 却引起铁芯严重饱和，导致励磁电流剧增，从而 使二次电流的误差增大。
正常运行或外部故障时，纵差保护中一定流过不 平衡电流，而且在外部短路暂态过程中，不平衡 电流可能很大。为了防止误动作，可以采用带速 保护变流器或带制动特的纵差保护，以提高纵差 保护的灵敏度。
继电保护教学
由于各种误差的影响，环流法接线在外部故障时 会出现不平衡电流，影响继电器的工作。均压法 在内部故障时，继电器中电流增大不显著，灵敏 性不及环流法接线。随着输电线路长度的增加， 环流法接线有更大的优越性。
继电保护教学
5.1.2.2 不平衡电流
1、稳态不平衡电流
即当短使一路是次电同电流一流越个比较很大厂较大，家小时铁生时，芯产，电饱的电流和相流互程同互感度型感器越号器铁严、铁芯重相芯开过，同不始饱这变饱和个比和，差的，励别 电两励磁就流侧磁电越互电流大感流急。器互开剧差，感始增动由器明大继于特显。电励性增此器磁曲大时中电线。由就流相于有的差饱电作不和流用大程Ir流，。度过励不，磁同称特，为性两不也个 不励平完磁衡全电相流同上Iun。升b 的程度不同，二次电流区别较大。
电流差动原理
比较电流的大小
电流相位差原理
比较电流的相位
方向比较原理
比较功率方向
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5.1.1.1电流差动原理
线路纵联差动保护（简称纵差）的工作原理：比 较被保护线路始端及末端电流的大小与相位。
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K1短路：
保保护护不应ar应该g动动IIMN作作 时时 0，，两两侧侧电电K流流3短相相路位位：差差为为108°a0r°g
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继电保护教学
5.1.1.3方向比较原理
如图网络，保护1与保护2分别装置方向元件 正常运行：保护1为正方向，保护2为反方向 K1短路：保护1为正方向，保护2为正方向
理想情况下：nTA1=nTA2=nTA，互感器其他性能完全一 致
继电保护教学
线路正常运行时，流入差动继电器KD的电流为
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继电保护教学
K1短路时，流入差动继电器KD的电流为
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IK IK
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继电保护教学
K2短路时，流入差动继电器KD的电流为
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5.2 平行线路差动保护
平行线路：线路长度、导电材料等都相同的两条 并列连接的线路。在正常情况下，领条线路并联 运行，只有在一条线路发生故障时，另一条线路 才单独运行。
为了提高供电可靠性和增加供电容量，电网对重 要用户常采用平行线路供电。要求保护在平行线 路同时运行时能有选择性地切除故障线路，保证 无故障线路正常运行。
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 侧按换流法连接成回路，差动电流继电器接入差 动回路。
继电保护教学
5.1.2.1纵联差动保护的工作原理
用环流回路比较两侧电流大小和相位，相位相同 时差动回路几乎无电流
Ir
I M 2
IN2
1 n TA
IM IN
电力系统继电保护
三峡电力职业学院 动力工程系
继电保护教学
第五章 输电线路全线快速保护
输电线路的电流保护、方向电流保护和距离保护 都是按照阶段式配置的。快速动作的Ⅰ段保护是 通过限制保护范围来满足选择性，只能达到线路 全长的80%~85%，而能够保护线路全长的Ⅱ段 和Ⅲ段保护都要经过延时。
电力系统运行稳定性要求高电压、大容量、长距 离的重要线路，保护必须满足线路全长范围故障 是快速切除的。
线路纵联差动保护：不需要与其他保护配合，不 受负荷电流影响，不反映系统振荡，有良好的选 择性。
高频保护：由高频通道组成的纵差保护。 纵联差动保护（导引线保护）：用电缆通道组成 的纵差保护。 光纤纵联差动保护：用光纤通道组成的纵联保护
继电保护教学
5.1.2 纵联差动保护的构成
单相纵联差动保护的构成如图
K1短路：
IM IN IK
K2短路：
IM IN 0
保护不应动作时，两侧电流和为零。
K3短保路护：动作时，两IM侧电IN流和0 为短路点短路电流
继电保护教学
5.1.1.2电流相差原理
如图网络，保护1与保护2检测到的电流分别为
IM 和 I N
正常运行：
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ห้องสมุดไป่ตู้
180
K2短路：
arg
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IN2
1 n TA
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0
继电保护教学
K3短路时，流入差动继电器KD的电流为
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继电保护教学
上述接法是环流法，还有一种接法称为均压法
正常运行或外部短路时，对侧互感器的二次电压 刚好抵消，相当于导引线开路，无电流，继电器 不会动作。内部短路时，两端不再是等电位，有 较大的电流使继电器动作。
在线路两端安装型号相同，变比一致的电流互感 器，它们的二次绕组用电缆连接起来。其连接方 式应该使正常运行或外部短路故障时，继电器中 没有电流。而在被保护线路内部发生短路故障时， 其电流应该等于短路点处的短路电流。
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如图网络，保护1与保护2检测到的电流分别为
IM 和 I N
正常运行：
IM IN 0
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5.1 输电线路的纵联差动保护
被保护线路上发生短路和被保护线路外发生短路， 线路两侧电流的大小和相位均不相同，因此可以 通过比较线路两侧电流的大小和相位来区分是线 路内部短路，还是线路外部短路。由于从原理上 不需要与相邻元件配合，所以可以做到全线瞬时 切除故障。
继电保护教学
5.1.1 纵联差动保护原理
保护不应动作时，两侧功率方向相反 K2短路保：护保应护该1动为作正时方，向两，侧保功护率2为方反向方相向同 K3短路：保护1为反方向，保护2为正方向
继电保护教学
要实现上述的比较，需要将线路一侧的信息传送 到另一侧，只有借用通道实现
线路纵联差动保护：将线路两侧测量信息传送到 对侧进行比较而构成的全线速动保护。
继电保护教学
2、暂态不平衡电流
由于差动保护瞬时动作，应考虑短路电流的非周 期分量。由于非周期分量时间变化率远小于周期 分量，所以非周期分量很难变换到二次侧，但是 却引起铁芯严重饱和，导致励磁电流剧增，从而 使二次电流的误差增大。
正常运行或外部故障时，纵差保护中一定流过不 平衡电流，而且在外部短路暂态过程中，不平衡 电流可能很大。为了防止误动作，可以采用带速 保护变流器或带制动特的纵差保护，以提高纵差 保护的灵敏度。
继电保护教学
由于各种误差的影响，环流法接线在外部故障时 会出现不平衡电流，影响继电器的工作。均压法 在内部故障时，继电器中电流增大不显著，灵敏 性不及环流法接线。随着输电线路长度的增加， 环流法接线有更大的优越性。
继电保护教学
5.1.2.2 不平衡电流
1、稳态不平衡电流
即当短使一路是次电同电流一流越个比较很大厂较大，家小时铁生时，芯产，电饱的电流和相流互程同互感度型感器越号器铁严、铁芯重相芯开过，同不始饱这变饱和个比和，差的，励别 电两励磁就流侧磁电越互电流大感流急。器互开剧差，感始增动由器明大继于特显。电励性增此器磁曲大时中电线。由就流相于有的差饱电作不和流用大程Ir流，。度过励不，磁同称特，为性两不也个 不励平完磁衡全电相流同上Iun。升b 的程度不同，二次电流区别较大。