高压线路保护讲解

高压线路
一．纵联保护，是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来，将本端的电气量传送到对端进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。

纵联保护构成了高压线路保护的全线速动主保护 纵联保护分类(一) 按保护通道形式进行分类
1. 高频保护是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护；通道连接方式分为“相-相”
制通道 、“相-地”制通道 ；专用收发讯机采用“相-地”制通道；复用载波设备采用“相-相”制通道。

2. 微波保护是以微波通道作为通信通道的纵联保护。

3. 光纤保护是以光纤通道作为通信通道的纵联保护。

4. 导引线保护是以辅助导线或导引线为通信通道的纵联保护，目前已基本停止使用。

纵联保护分类(二)
1.方向纵联保护基本原理为
比较线路两端的功率方向，可采用载波通道、微波通道、光纤通道道。

2. 方向纵联保护包括纵联方向保护及纵联距离保护。

常用的方向元件包括工频变化量方向、正序故障分量元件、
零序方向元件、方向阻抗元件等。

3..纵联差动保护基本原理为比较线路两端各端电流的幅值 及相位 ；采用光纤通道或微波通道。

方向纵联保护-工作方式1－专用闭锁式
如上图所示，当线路发生区内k2点故障时，两侧纵联保护均启动， 通过收发讯机向对侧发闭锁信号；两侧纵联保护在收到闭锁信号 （确认时间为5~8ms ）后，两侧纵联保护的正方向停信
元件均动作，立即停止向对方发送闭锁信号；各侧纵联保护在收 不到闭锁信号(确认时间为5~8ms)后，出口跳闸切除区内故障。

M
N
M
N
如上图所示，当线路发生区内k1点故障时，两侧纵联保护均启动，
通过收发讯机向对侧发闭锁信号；两侧纵联保护在收到闭锁信号
（确认时间为5~8ms）后，M侧纵联保护的正方向停信元件动作，
立即停止向对方发送闭锁信号，但N侧纵联保护的正方向停信元件
不会动作,继续向对侧发送闭锁信号；因此区外故障纵联保护不会
动作。

•远方启信逻辑
保护未起动时，收到对侧闭锁信号, 开关合位则立即发信10s; •位置停信:开关处于跳位，收信后停信160ms;
•其它保护三跳停信:保护启动，收到开入，停信200ms;
•定时通道自检
本侧保护启信，200ms后停信。

对侧保护在收到高频信号后由远方启信逻辑立即发信10s，本侧保护在收到对侧高频信号5s后再次发信10s，通道试验结束。

专用闭锁式工作原理总结：
专用闭锁式通道上传输的为闭锁信号；
•纵联保护的停信元件为正方向元件，每侧保护必须在收到
闭锁信号（确认时间为5~8ms）后才允许停信,本侧停信
后要求持续一段时间(5~8ms)收不到闭锁信号才发跳闸命令
专用闭锁式优点：可靠性高；即使内部故障使高频通道中断，保护也会正确动作跳闸。

专用闭锁式缺点
本方式只在故障时发信，正常时不发信；如通道中断可能会造成区外故障误动；因此，必须每天进行通道检查。

保护与收发信机的两种接线方式：
•“双接点”方式保护由两副接点控制发信、停信，其它保护三跳停信回路、远方信回路、定时通道自检功能由收发讯机完成；
“单接点”方式保护由一副接点控制发信、停信,其它保护三跳停信回路、远方信回路、定时通道自检功能由收发讯机完成；
通道方式1－“相地”式高频通道
通道方式2－专用光纤通道
通道方式2－复用PCM设备
纵联保护-工作方式2－复用闭锁式
复用闭锁式工作原理
M N
复用闭锁式采用反方向元件作为发信元件
如上图所示,当线路发生区外k1点故障时，N侧纵联保护反方向动作向对侧发闭锁信号；M侧保护正方向元件动作，但收到对侧的闭锁信号,故区外故障保护不会误动作；当线路发生区内k2点故障时，两侧保护正方向元件均动作且未收到闭锁信号，因此区内故障可靠切除。

复用闭锁式采用反方向元件作为发信元件;
纵联保护在本侧正方向元件动作后确认收不到对侧的闭锁信号则出
口跳闸；通道确认时间约18ms左右。

通道方式1－“相-相”式载波通道
复用载波设备复用载波设备通道方式2－其它数字通道
保护与通讯设备接线
纵联保护-工作方式3－允许式
M N
复用允许式采用正方向元件作为发信元件
如上图所示,当线路发生区外k1点故障时， M侧保护正方向元动作并向对
侧发运信号，N侧保护正方向元件不会动作,因此区外故障不会误动；
当线路发生区内k2点故障时，两侧保护正方向元件均动作且均向对侧发
允许信号,两侧保护在本侧正方向元件动作后收到允许信号（5ms左右）,
保护动作切除区内故障。

允许式总结：功率方向为正的一端向对端发送允许信号，每端的收信机只能接收对端的信号而不能接收自身的信号，每端的保护必须在方向元件动作，同时又收到对端的允许信号后，才能动作于跳闸。

通常采用复用载波机构成允许式保护，一般采用键控移频的方式。

正常运行时，收信机经常收到对端发送的频率为fG监频信号，其功率较小，用以监视高频通道的完好性。

当正向区内发生故障时，对端方向元件动作，键控发信机停发fG信号而改发频率为fT的跳频信号（或称移频）信号，其功率提升，收信机收到此信号后即允许本端保护跳闸。

允许式保护通常采用相-相式载波通道；在系统发生三相接地短路时，允许信号可能难以通过。

纵联保护在允许式下，如果保护启动后判为发生正向相间故障，收不到对侧允许信号，但收到导频消失开入，开放纵联保护100ms.
纵联差动保护通道接线示意
差动元件直接比较两侧电气量判断故障
通过通道交换两侧电流量的波形（采样点）和相量，通道将两侧交流回路联系起来
分相电流差动保护优点
原理简单可靠
•本身具有选相能力
•不受系统振荡影响
•不受串补电容影响
•受过渡电阻影响小
•受电压问题影响小
距离保护的原理
距离保护的优点：
1.既反应电压的降低又反应动作电流的增大，灵敏度高。

2.保护范围不受运行方式的影响。

3.可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。

距离保护的缺点：
1.不能实现全线速动。

距离保护的元件介绍
多边形特性方向阻抗元件
α
优点：躲负荷能力强
多边形特性说明：
1.小偏四边形主要保征门口短路可靠动作。

2.电抗线是为了防止接地距离超越，计算X后下倾α。

2.电阻线倾斜，与R轴夹角为60°, 主要是躲负荷阻抗用。

园特性阻抗元件
优点：
1.耐过渡电阻能力较强。

当用于短线路时，动
作特性可向第一相限偏移，进一步增加耐过
渡电阻能力。

2.明确的方向性。

缺点：
1.躲负荷能力较差
二．1. WXH-803能适用于线路两侧TA变比不一致的情况吗？如何实现？答：WXH-803能适用于线路两侧TA变比不一致的情况。

WXH-803保护装置传送的电流数据是一次电流值，即本侧装置采样到的二次电流再除以本侧CT变比，换算成一次电流值再传送给对侧，装置接收到数据后，再乘以本侧CT变比，
再合本侧采样的电流进行比较。

2. WXH-803主从定位、主从时钟有何区别？
答：WXH-803主从定位是指两侧保护装置实现采样同步方式时，即同步后两侧同一序号模拟量同时采样时，需要指定一个参考端（主端），另一侧设定为同步调准端（从端）；
而主从时钟是两侧保护装置的时钟选择方式，专用方式下或2M复用时，发送数据采用内部时钟，即两侧装置发送时钟工作在“主—主”方式下。

接收时钟采用从接收数据流提取的时钟。

复用方式下，发送数据采用从接收数据流中提取的时钟，即两侧装置发送时钟工作在“从—从”方式下。

接收时钟仍采用从接收数据流提取的时钟。

3. WXH-803远跳、远传功能如何实现？
答：远跳逻辑：一侧保护设有一路远跳及7路远传信号开入端子。

当本侧远跳端有开入时，装置将远跳命令传给对侧差动保护。

对侧差动保护在收到远跳命令后，控制字中投“远跳投入”且不投“远跳经本地闭锁”时，对侧三相永跳，并给出远跳报文；若对侧只投“远跳投入”控制字，则需经本地相电流突变量启动元件开放后三相永跳。

若需其它复杂就地判别元件控制时可将远跳信号接入本地远传信号开入端子（共7路，建议用1~2路），对侧输出对应的1~2路远传信号开出供当地其他装置用。

4.WXH-801(802) 保护装置发告警Ⅰ包括_电流求和自检错、定值错、CT回路异常、开出错。

5.WXH-802高频保护中母线差动保护跳闸停信和开关位置停信的作用是什么。

答：当母线故障发生在电流互感器与断路器之间时，母线保护虽然正确动作，但故障点依然存在，依靠母线保护出口继电器动作停止该线路高频保护发信，让对侧断路器跳闸切除故障。

跳闸位置继电器停信，是考虑当故障发生在本侧出口时，由接地或距离保护快速动作跳闸，而高频保护还未来得及动作，故障已被切除，并发出连续高频信号，闭锁了对侧高频保护，只能由二段带延时跳闸。

为克服此缺点，采用由跳闸位置继电器停信，使对侧自发自收，实现无延时跳闸。

6.WXH-801(802)保护装置“三取二”闭锁跳闸负电源的作用是什么？在开出传动时如何取消“三取二”？
答：当任一CPU插件由于硬件损坏或其他意想不到的原因导致CPU插件工作紊乱，程序出格，及程序不再按原来设计的流程执行时，保护CPU插件有可能既驱动其启动继电器，也驱动跳闸出口继电器，这时保护就可能误跳闸。

所以从理论上讲，仅靠同一CPU插件上的启动继电器来闭锁跳闸负电源不能防止任意条件下保护的误动作。

采用三取二闭锁时，单是其中一个CPU出现上述情况，就不可能真正导致出口跳闸。

而实际发生故障时，三个CPU中的两个以上同时启动时，就可以开放三取二闭锁回路而正确出口。

取消“三取二”的方法：将跳闸插件中的LX1、LX2短接环取消。

7.WXH-803保护装置主从时钟的设置方法？
答：将装置断电后拧松位于装置后盖板上的光端机上三个白色塑料螺钉，取下尾纤后即可拔出光端机。

打开光端机面板后，可通过内部插针调整主从时钟，“M”位主，”S”位从。

选择时钟后按相反顺序恢复。

8、820系列微机线路保护测控装置中三相一次重合闸功能启动条件是什么？闭锁重合闸的条件有哪些？有哪几种重合方式？
答：WXH-8201、重合闸的启动：由断路器位置接点变位启动。

2、重合闸的闭锁条件有：①闭锁重合闸；②低频动作；③过负荷跳闸；④弹簧未储能；
⑤手跳（HHJ返回）；⑥遥控跳闸；⑦控制回路断线；⑧线路电压异常；⑨压力异常。

3、重合闸设有四种重合方式：①无检定；②检无压，有压转检同期；③检同期；④检无压，有压不重合。

9.WXH-820端子225为手合开入有什么作用
WXH-821由于保护功能较少，一般情况下用于直配线、馈出线的保护，且断路器为非同期点，手合不会引起非同期合闸；WXH-822保护功能较多，当所操作的断路器为同期点时，通过该开入点来避免非同期合闸，使用方法：将手合开关接到开入点，当手合开关在合位，装置通过PT保护电压和线路抽取电压检同期，等待同期。

注：由于WXH-820主要为变电站开发，在没有同期柜的情况下，才采用该点。

针对我部门，发电厂一般都有同期柜，故我们不采用该点
10.为什么２２０ＫＶ及以上系统要装设断路器失灵保护，其作用是什么？
答：２２０ＫＶ以上的输电线路一般输送的功率大，输送距离远，为提高线路的输送能力和系统的稳定性，往往采用分相断路器和快速保护。

由于断路器存在操作失灵的可能性，当线路发生故障而断路器又拒动时，将给电网带来很大威胁，故应装设断路器失灵保护装置，有选择地将失灵拒动的断路器所连接母线的断路器断开，以减少设备损坏，缩小停电范围，提高系统的安全稳定性。

11.运行中的高频保护出现哪些情况时应同时退出两侧高频保护？
答：1）检查通道中发现严重异常时；
2）任何一侧高频保护，直流电源中断或出现异常而不能立即恢复时；
3）本保护装置电流互感器回路故障时；
4）高频通道中元件损坏时；
5）一侧高频保护定期检验时；
6)当查找直流系统接地需要断开高频保护电源时。

12.距离保护装置一般有那几部分组成？各部分的作用是什么?
答：(1) 测量部分：用于对短路点的距离测量和判别短路故障的方向；
(2)起动部分：用于判别系统是否在故障状态。

当短路故障发生时，瞬时起动保护
装置，有的距离保护装置起动部分还兼起动后备保护的作用；
(3)振荡闭锁部分：用来防止系统振荡时距离保护误动作；
(4)二次电压回路断线失压闭锁部分：当电压互感器二次回路断线失压时，它可防
止由于阻抗继电器动作而引起的保护误动作；
（5）逻辑部分：可用来实现保护应具有的性能和建立保护各段的时限。

13.WXH-803种差动保护为何要对电容电流进行补偿？
答：电容电流是泄漏电流，如不对电容电流进行补偿就要抬高定值，降低故障时保护灵敏度。

14. 线路保护光纤传输方式主要分为哪两种？区别是什么？各有什么优点？
答：专用通道和复用通道。

专用通道需为机电保护敷设专用光纤通道，在通道中只传输继电保护信号，光缆的纤芯经熔纤后由光缆终端箱直接保护设备的光端机，不需要附加其他设备，可靠性高且不涉及通
信调度，管理较方便。

但由于光缆费用制约，专用方式通信距离一般在80KM以内。

复用方式利用数字PCM复接技术，利用现有的光纤通道和微波通道，对继电保护信息进行传送，利用64kbit/s数字接口经pcm终端设备或利用2M接口直接接入现有数字用户网络系统，不需敷设光缆，需在通信室增加数字复用接口设备和数字复用设备相连接，传输距离大大提高，复用方式主要用于长距离输电线路的保护。

15.距离保护相间偏移角的作用？怎样整定？
答：主要是为了增加允许弧光电阻的能力，通常按用户要求的允许弧光电阻的能力整定，中长线路可整定0度，短线路可整定为15或30度。

16.WXH-801(802)重合闸原理
单重方式：单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸不重合闸。

三重方式：任何故障三相跳闸三相重合闸。

综重方式：单相故障单相跳闸单相重合闸，多相故障三相跳闸三相重合闸停用方式：重合闸停用，重合回路被放电，任一故障三跳，不输出重合闸命令。

重合闸不用时，应设置于停用方式。

重合闸充电条件充电时间为15秒。

a.断路器在“合闸”位置，断路器跳闸位置继电器
TWJ不动作；b. 重合闸启动回路不动作；c. 没有低气压闭锁重合闸和闭锁重合闸开入；重合闸不在停用位置。

重合闸启动：保护启动:单跳启动，三跳启动；断路器位置不对应启动
重合闸检定方式：检同期，检无压，非同期
17.重合闸长延时的作用是什么？
答：对于双侧电源送电线路的重合闸，当线路发生故障两侧均跳开后需要检同期重合闸时，则肯定存在一侧先检无压重合闸，另一侧后检同期重合闸的问题，这时就需要预先设定好两侧的重合闸方式及延时，重合闸先合侧（即检无压方式侧）应为重合闸短延时，后合侧（即检同期方式侧）应为重合闸长延时。

18.WXH-803光纤电流差动保护中得测距与距离保护中的测距原理是否相同？若有差异，请简要说明。

答：差动保护中的测距与距离保护中的测距原理不同：
差动保护中的测距是利用双端电流和双端电压，不受过渡电阻影响，精确度高。

距离保护中的测距原理仅利用本端电流和本端电压。

19.WXH-803，WXH-823光纤纵差保护各有哪几种通道方式，各有什么区别？
答：WXH-803保护装置有复用通道和专用通道两种方式。

采用复用通道方式时，需要一对光电转换装置将各侧保护装置出来的光信号转换为电信号给PCM设备，采用专用通道方式时，只需要将各侧保护装置光端机出来的跳线和光缆熔接好就可以了；WXH-823保护装置只有专用通道方式，且输电线路最大传输距离为20公里。

20.请解释沟通三跳的含义，并指出装置在什么情况下会输出沟通三相跳闸触点。

由于重合闸装置的原因不允许保护装置选相跳闸时，由重合闸输出沟通三相跳闸空触点，连至各保护装置相应开入端，实现任何故障跳三相。

在以下情况下，装置输出沟通三相跳闸触点：
重合方式把手在三相重合闸位置。

装置出现“致命”错误或装置失电。

重合闸未充满电
21.WXH-801（802）PT断线后有何保护？
答：PT断线时如过流控制字投入，则有两段过流保护；
零序保护选择“PT断线退方向”控制字，若投，则有退方向元件，无则退带方向的零序段。

22.WXH-800中有几种启动元件，有何用处？
答：相电流突变量启动元件：灵敏、启动速度快，大多数故障都能通过这个启动元件启动。

零序电流辅助启动元件：为单相经特大电阻接地时的启动灵敏度而设。

ZBC阻抗启动及IA电流辅助启动主要是为了保证在系统发生振荡及振荡中故障保护装置能正确反映而设置。

23. 什么是重合闸后加速？为什么采用检定同期重合闸时不用后加速？
答：当线路发生故障后，保护有选择性地动作切除故障，重合闸进行一次重合以恢复供电。

若重合与永久性故障时，保护装置即不带时限无选择性地动作断开断路器，这
种方式称为重合闸后加速。

检定同期重合闸是当线路一侧无压重合后，另一侧在两端地频率差不超过一定允许值的情况下才进行重合的。

若线路属于永久性故障，无压侧重合后再次断开，此时检定同期重合闸不重合，因此采用检定同期重合闸再装后加速也就没有意义了。

若属于瞬时性故障，无压重合后，即线路已重合成功，不存在故障，故采用检定同期重合闸时，不采用后加速，以免合闸冲击电流引起误动。

24.在三重方式下，单相故障时重合闸是否重合？重合过程？
答：在三重方式下，单相故障时如满足重合条件，可以重合。

主要过程为：三重方式下，保护沟通三跳，重合闸在单跳启动重合开入返回时有三跳位置开入持续三重整定的时间，重合闸三重.
25.在检定同期和检定无压重合闸装置中，为什么两侧都要装检定同期和检定无压继电器? 答：其原因如下：(1)如果采用一侧投无电压检定，另一侧投同步检定这种接线方式。

那么，在使用无电压检定的那一侧，当其断路器在正常运行情况下由于某种原因(如误碰、保护误动等)而跳闸时，由于对侧并未动作，因此线路上有电压，因而就不能实现重合，这是一个很大的缺陷。

为了解决这个问题，通常都是在检定无压的一侧也同时投入同期检定继电器，两者的触点并联工作，这样就可以将误跳闸的断路器重新投入。

为了保证两侧断路器的工作条件一样，在检定同期侧也装设无压检定继电器，通过切换后，根据具体情况使用。

但应注意，一侧投入无压检定和同步检定继电器时，另一侧则只能投入同步检定继电器。

否则，两侧同时实现无电压检定重合闸，将导致出现非同期合闸，在同步检定继电器触点回路中要串接检定线路有电压的触点。

26.一条线路有两套微机保护,线路投单相重合闸方式,该两套微机保护重合闸应如何使用？
答:一条线路有两套微机保护,两套微机重合闸的把手均打在单重位置,合闸出口连片只投一套。

如果将两套重合闸的合闸出口连片都投入,可能造成断路器短时内两次重合。

27.单相重合闸与三相重合闸各有哪些优缺点?
答:这两种重合闸的优缺点如下:(1)、使用单相重合闸时会出现非全相运行,除纵联保护需要考虑一些特殊问题外,对零序电流保护的整定和配合产生了很大影响,也使中、短线路的零序电
流保护不能充分发挥作用。

(2)、使用三相重合闸时,各种保护的出口回路可以直接动作于断路器。

使用单项重合闸时,除了本身有选项功能的保护外,所有纵联保护、相间距离保护、零序电流保护等,都必须经单相重合闸的选相元件控制,才能动作于断路器。

(3)、当线路发生单项接地采用三相重合闸,会比采用单项重合闸产生较大的操作过电压,这是由于三相跳闸、电流过零时断电,在非故障相上会保留相当于相电压峰值的残余电荷电压,而重合闸的断电时间较短,上述非故障相的电压变化不大,因而在重合时会产生较大的操作过电压。

而当使用单相重合闸时,重合时的故障相电压一般只有17%左右(由于线路本身电容分压产生),因而没有操作过电压问题。

从较长时间在110kV及220kV电网采用三相重合闸的运行情况来看,对一般中、短线路操作过电压方面的问题并不突出。

(4)、采用三相重合闸时,在最不利的情况,有可能重合于三相短路故障,有的线路经稳定计算认为必须避免这种情况时,可以考虑在三相重合闸中增设简单的相间故障判别元件,使它在单相故障时实现重合,在相间故障时不重合。

28. 采用接地距离保护有什么优点?
答：接地距离保护的最大优点，是瞬时段的保护范围固定，还可以比较容易获得有较短延时和足够灵敏度的第二段接地保护。

特别适合于短线路的一、二段保护。

对短线路说来，一种可行的接地保护方式，是用接地距离保护一、二段再辅之以完整的零序电流保护。

两种保护各自配合整定，各司其责：接地距离保护用以取得本线路的瞬时保护段和有较短时限与足够灵敏度的全线第二段保护；零序电流保护则以保护高电阻故障为主要任务，保证与相邻线路的零序电流保护间有可靠的选择性。

29.零序电流保护为什么设置灵敏段和不灵敏段?
答:采用三相重合闸或综合重合闸的线路,为防止在三相合闸过程中三相触头不同期或单相重合过程的非全相运行状态中又产生振荡时零序电流保护误动作,常采用两个第一段组成的四段式保护。

灵敏一段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。

其动作电流小,保护范围大,但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。

这时,如其他相再发生故障,则必须等重合闸重合以后,靠重合闸后加速跳闸。

使跳闸时间长,可能引起系统相邻线路由于保护不配而越级跳闸。

故增设一套不灵敏一段保护。

不灵敏一段是按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的,其动作电流大,能躲开上述非全相情况下的零序电流,两者都是瞬时动作。

30.什么叫距离保护?距离保护的特点是什么?
答：距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置,其动作和选择性取决于本地测量参数(阻抗、电抗、方向)与设定的被保护区段参数的比较结果,而阻抗、电抗又与输电线的长。