继电保护原理第4章-纵联

（2）允许信号，不易误动 外部故障：近故障点侧不发允许信号，故对端保护不能跳闸；
内部故障：两端高频保护同时向对侧发出允许信号，使保护动 作于跳闸。
三、微波通信（Microwave Communication）
优点：频带宽（300－30000MHz）、抗干扰、 不受线路故障影响（允许/跳闸信号）
缺点：需中继（40－60km）、价格贵 原理：纵联电流分相差动保护
正常运行和外部故障时（K2）：两侧电流相位相差约为180°。 内部故障时（K1）：两侧电流相位相差约为0°。
（4）距离纵联保护原理（两端测量阻抗的故障特征） 正常运行和外部故障时（K2）：两端的距离Ⅱ段测量阻抗一侧 为反方向，另一侧为正方向。
内部故障时（K1）：两端的距离Ⅱ段方向阻抗元件都在正方向， 同时启动。
高频载波——只能体现“有高频”和“无高频”2个 信息
2.高频通道工作方式
➢ 长期发信方式—正常有高频电流方式
平时 故障时
信号
也是信号
1是信号，0也是信号！源自文库
2.高频通道工作方式
➢ 故障启动发信方式—正常无高频电流方式 信号
故障时刻
➢ 移频方式
信号 信号 f1
f2
5. 载波信号的种类
M IM SM
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障
IIMINIK1
区外故障
IIMIN0
2. 两端功率方向 （正方向：母线线路）
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
S M 区内故障 S N
SM 区外故障
SN
两侧功率方向均为正
一侧功率方向为负
3. 两端电流相位特征
假设：两侧系统阻抗角、电势角相同，正方向：母线线路
闭锁信号
k1 IN N
SN
M IM SM
IN N k2
SN
保护元件
闭锁信号 &
跳闸 脉冲
闭锁式方向高频保护
允许信号
保护元件
允许信号 &
跳闸 脉冲
允许式方向高频保护
跳闸信号
保护元件 跳闸
跳闸信号 1 脉冲
M IM
k1
IN N M IM
SM
SN
SM
闭锁和允许信号有什么区别？
IN N k2
SN
（1）闭锁信号，不易拒动 内部故障：两端保护都不发出闭锁信号，保护可动作于跳闸。 外部故障：一侧保护发闭锁信号，将两侧的保护都闭锁。
第四章
输电线路纵联保护
Pilot Protection for Transmission Lines
二、输电线路纵联电流差动保护原理
根据基尔霍夫电流定律，线路两侧电流参考方向如上图所示。 （1）当线路上没有内部故障或外部故障（K2）时，线路两侧的电 流之和为零，即流入线路元件的电流之和为零； （2）当线路有内部故障（K1）时，线路两侧电流之和不为零。 输电线路纵联电流差动保护的工作原理： 当差动电流 Ir IMIN 0 时，认为是内部故障，保护动作。
1. 原理
功率方向（电流相位） 高频信号（50－400kHz） 通道：输电线路（相－相，相－地）
2. 构成
输电线路 阻波器 耦合电容器 连接滤波器 高频收发信机 接地开关
电力线载波通道又称为高频通道
高频通道：“导线―大地” 构成 输电
线载波通道。 优点：最经济，可以只在一相
线路上 装设。 缺点：高频信号的衰耗和受到
五、纵联保护基本原理的分类
1. 按原理分类
（1）方向比较式纵联保护: 功率方向、测量阻抗判断结果
方向纵联保护
距离纵联保护
逻辑信号
（2）纵联电流保护：电流相量、电流相位
2. 按通道分类
电流数据信号
导引线：≤10km，二次电气量，电流差动保护 电力线载波：最广泛，输电线路，要求线路故障时能动 微波：信息量大 光纤：信息量大，抗干扰，今年来被广泛采用
第二节 纵联保护两侧信息的交换
一、导引线通信（Pilot Wire Communication）
保护原理：电流差动原理
适用于短线路
动作线圈 动作线圈 制动线圈 制动线圈
制动线圈
i
导引线
制动线圈
（a）环流式
i
动作线圈
动作线圈
（b）均压式
二、电力线载波通信（Power Line Carrier Communication）
M IM
k1
IN N
M IM
IN N k2
区内故障
0
区外故障
180
4. 两端测量阻抗
区内故障：两端距离Ⅱ段 ZII 均启动 区外故障：近端距离Ⅱ段 ZII 不启动，远端启动。
四、纵联保护基本原理
利用不同特征差异的电气量可以构成不同的纵联保护原理
（1）纵联电流差动保护原理（两端电流相量的故障特征）
正常运行和外部故障时（K2）：IIMIN0 内部故障时（K1）： IIMINIk或 IMIN Ik Iset
（2）方向比较式纵联保护原理（两端功率方向的故障特征） 正常运行和外部故障时（K2）：一侧功率正方向，一侧负方向。 内部故障时（K1）：两侧功率都为正方向。
（3）电流相位比较式纵联保护原理（两端电流相位的故障特征）
输电线路纵联电流差动保护原理的特点
1、保护范围明确。保护范围是线路两侧电流互感器之间的范围。 2、动作速度快，可实现全线速动，即全线路瞬时切除区内故障。 这是由于纵联电流差动保护不需与相邻元件的保护配合。 3、不受系统振荡、系统运行方式变化的影响。
三、输电线路两侧电气量的故障特征
1. 两端电流相量和 （正方向：母线线路）
四、光纤通信（Optical Fiber Communication）
电信号－光信号 光纤 优点：通信容量大、抗干扰、节省金属材料等 缺点：需中继 原理：纵联电流分相差动保护
光纤通信
光纤具有宽带、远距离传输能力强、保密性好、抗干扰能力 强等优点,是未来通信网的主要实现技术。
光信号在光导纤维内传输具有衰耗低、抗干扰能力强、通信容 量大、比微波通信提高10 万倍以上等优点。目前光纤通信使 用的波长为0.85 um、 1.31 um、1.55 um 。光纤分多模光纤和 单模光纤，后者比前者特性好，衰减小、频带宽适用于大容量 远距离的通信系统。
的干扰都比较大。
高频收发信机 由继电保护装置控制发出预定 频率的高频信号
3. 通道特点及适用保护原理
优点：无中继、经济、施工简单 缺点：干扰影响大、实时性差 ×纵联电流差动保护 信号：传递状态信号（功率方向、电流相位） 原理：方向比较式、电流相位比较式纵联保护
4. 通道工作方式
电力线载波通道的工作方式： 1) 正常无高频电流（故障启动发信方式） 2) 正常有高频电流（长期发信方式） 3) 移频方式（f1 f2）