输电线路纵联保护原理

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电力系统继电保护Power System Relay Protection

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第四章 输电线路纵联保护

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4.1.2输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析 1.两端电流相量和的故障特征

图4.2双端电源线路区内外故障示意图 (a)内部故障

内部故障

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图4.2双端电源线路区内外故障示意图 (b)外部故障

外部故障或正常运行

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2.两端功率方向的故障特征

图4.3双端电源线路区内、外故障功率方向 (a)内部故障功率方向

两边同向(母线流向线路)

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图4.3双端电源线路区内、外故障功率方向 (a)外部故障功率方向外部故障或正常运行时，两端功率方向相反 (按母线流向线路方向为正)

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3.两侧电流相位特征区内短路时,两侧电流同相位 正常运行和发生区外短路时,两侧电流相位差为180度

4.两端测量阻抗的特征1)短路时,两端测量阻抗都是短路阻抗,一定位于距离保护II段的动作区 域内.两侧的II段同时动作；

2)正常运行时，两侧的测量阻抗是负荷阻抗，距离保护II段不启动；3)发生外部短路时，两侧的测量阻抗也是短路阻抗，但一侧为反方向， 至少有一侧的距离保护II段不动作。

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4.1

基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护

第39卷 第4期 电力系统保护与控制 Vol.39 No.4 2011年2月16日 Power System Protection and Control Feb.16, 2011

基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护

夏经德，索南加乐，王 莉，何世恩，刘 凯，邓旭阳

（西安交通大学电气工程学院，陕西 西安 710049）

摘要：提出了一种基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护。该纵联阻抗是由线路两端各相电压故障分量差与电流故障分量和的比值计算而来的，利用这个阻抗的幅值判断故障是否发生在区内。区外故障时，上述阻抗的幅值明显大于全线串联正序阻抗的幅值；区内故障时，该阻抗的幅值明显小于上述定值。该保护不仅易整定、具有自选相功能，性能稳定、动作灵敏、适应性强，而且能有效抵御由线路电容电流和CT饱和所带来的影响。在EMTP数字仿真和动模试验中，建立一条1 000 kV、 500 km和一条500 kV 50 km输电线路的

基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护

第39卷 第4期 电力系统保护与控制 Vol.39 No.4 2011年2月16日 Power System Protection and Control Feb.16, 2011

基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护

夏经德，索南加乐，王 莉，何世恩，刘 凯，邓旭阳

（西安交通大学电气工程学院，陕西 西安 710049）

摘要：提出了一种基于纵联阻抗幅值的输电线路纵联保护。该纵联阻抗是由线路两端各相电压故障分量差与电流故障分量和的比值计算而来的，利用这个阻抗的幅值判断故障是否发生在区内。区外故障时，上述阻抗的幅值明显大于全线串联正序阻抗的幅值；区内故障时，该阻抗的幅值明显小于上述定值。该保护不仅易整定、具有自选相功能，性能稳定、动作灵敏、适应性强，而且能有效抵御由线路电容电流和CT饱和所带来的影响。在EMTP数字仿真和动模试验中，建立一条1 000 kV、 500 km和一条500 kV 50 km输电线路的

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电力系统继电保护Power System Relay Protection

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第四章 输电线路纵联保护

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4.1.2输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析 1.两端电流相量和的故障特征

图4.2双端电源线路区内外故障示意图 (a)内部故障

内部故障

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图4.2双端电源线路区内外故障示意图 (b)外部故障

外部故障或正常运行

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2.两端功率方向的故障特征

图4.3双端电源线路区内、外故障功率方向 (a)内部故障功率方向

两边同向(母线流向线路)

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图4.3双端电源线路区内、外故障功率方向 (a)外部故障功率方向外部故障或正常运行时，两端功率方向相反 (按母线流向线路方向为正)

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3.两侧电流相位特征区内短路时,两侧电流同相位 正常运行和发生区外短路时,两侧电流相位差为180度

4.两端测量阻抗的特征1)短路时,两端测量阻抗都是短路阻抗,一定位于距离保护II段的动作区 域内.两侧的II段同时动作；

2)正常运行时，两侧的测量阻抗是负荷阻抗，距离保护II段不启动；3)发生外部短路时，两侧的测量阻抗也是短路阻抗，但一侧为反方向， 至少有一侧的距离保护II段不动作。

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4.1

第四章

输电线路纵联保护

信息学院电气系宋蕙慧E-mail：

4.1输电线路纵联保护概述

4.2输电线路纵联保护两侧信息的交换4.3方向比较式纵联保护4.4纵联电流差动保护

4.3 方向比较式纵联保护

方向判别：

1）功率方向元件。

——称为：方向纵联保护。2）阻抗元件

——称为：距离纵联保护。重点介绍常用的闭锁式两种纵联保护。

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闭锁式方向纵联保护1.概念

以正常无高频电流,而在区外故障时发出闭锁信号的方式构成。此闭锁信号由短路功率为负的一侧发出，这个信号被两端的收信机所接收，而把保护闭锁，故称闭锁式方向纵联保护。

4

电力线载波

不论哪一端发出，两端都接收同样的高频信号。1

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“相-地”制高频通道示意图

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1.闭锁式方向纵联保护

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只在非故障线路上有高频信号传送。因此，在故障线路上由于短路使高频通道可能遭到破坏时，不影响保护的正确动作。

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闭锁信号为对端发出，方向判断由本端独立完成，两信号存在时间配合。本端方向元件为正但无闭锁信号存在

两种可能。

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1.对端保护也判为正方向，未发出闭锁信号

———保护动作2.对端保护判为反方向，也发出闭锁信号，但由于传输延时，本端保护尚未收到

———防止误动

需考虑信号延时带来的可能影响

通过对光纤电流纵差保护线路内部短路、线路外部短路的原理分析,提出输电线路电流纵差保护的主要问题及其解决方法,旨在深入挚习光纤纵差电流保护原理,全面了解电力系统中光纤纵差电流保护的作用,提高电力系统中继电保护的安全性、可靠性。

维普资讯

20 0 7年第 1期第7 (卷总第 2期 ) 2

淮南职业技术学院学报J OUR NAL OF HUI AN N VOC￣ ONAL& T C A E HNI AL C L GE C OL E

NO. . 0 7 12 o V . S ra . 2 OL 7, e i l No 2

输电线路光纤纵差电流保护措施檀前结(安徽淮南洛河发电厂电气分场系统保护班，安徽淮南 2 20 ) 30 8

[要]通过对光纤电流纵差保护线路内部短路、摘 线路外部短路的原理分析，提出输电线路电流纵差保护的主要问题及其解决方法，在深入学习光纤纵差电流保护原理，旨全面了解电力系统中光纤纵差电流保护的 作用，提高电力系统中继电保护的安全性、可靠性。[中图分类号] M 1 T 72

[关键词]光纤纵差电流保护；动作电流；制动电流[文献标识码] [ B文章编号]6 1 4 3 (07)1- 0 7— 2 17 - 7 3 20 0 02

输电线路距离保护

1.引言

对长距离、重负荷线路，由于线路的最大负荷电流可能与线路末端短路时的短路电流相差甚微，采用电流电压保护，其灵敏性也常常不能满足要求。距离保护是广泛运用在110KV及以上电压输电线路中的一种保护装置。输电线路的长度是一定的，其阻抗也基本一定。在其范围内任何一点故障，故障点至线路首端的距离都不一样，也就是阻抗不一样，都会小于总阻抗。距离保护就是反应故障点至保护安装处之间的距离，并根据该距离的大小确定动作时限的一种继电保护装置。该装置的主要元件是测量保护安装地点至故障点之间距离的距离（阻抗）继电器．继电器实际上是测量保护安装地点至故障点之间线路的阻抗，即保护安装地点的电压和通过线路电流的比值。由起动元件、方向元件、测量元件、时间元件和执行部分组成。起动元件：发生短路故障时瞬时起动保护装置；方向元件：判断短路方向；测量元件：测量短路点至保护安装处距离；时间元件：根据预定的时限特性动作，保证保护动作的选择性；执行元件：作用于跳开断路器。

2.阻抗测量的原理

阻抗法建立在工频电气量的基础上，通过建立电压平衡方程，利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗，由此可以推出故障的大致位置。根据所使用电气量的不同，阻抗

纵联保护原理

我们先来看一下反映一侧电气量变化的保护有什么不足？

对于反映单侧电气量变化的M侧保护来说，它无法区分是本侧线路末端故障还是下级线路始端故障。所以在保护整定上要将它瞬时段的保护范围限制在全线的70%~80%左右，也即反映单侧电气量变化的保护不能瞬时切除本线路全长内的故障。

因此，引入了纵联保护，纵联保护是综合反映线路两侧电气量变化的保护，对本线路全长范围内的故障均能瞬时切除。

为了使保护能够做到全线速动，有效的办法是让线路两端的保护都能够测量到对端保护的动作信号，再与本侧带方向的保护动作信号比较、判定，以确定是否为区内故障，若为区内故障，则瞬时跳闸。这样无论在线路的任何一处发生故障，线路两侧的保护都能瞬时动作跳闸。快速性、选择性都得到了保证。 在构成保护上，是将对侧对故障的判断量传送到本侧，本侧保护经过综合判断，来决定保护是否应该动作。有将对侧电气量转化为数字信号通过微波通道或光纤传送到本侧进行直接计算（如纵联差动保护），有将对侧对故障是否在本线路正方向的判断量通过高频（载波、微波）通道传送到本侧，本侧保护进行综合判别（如纵联方向保护、纵联距离保护等等） 一、 实现纵联保护的方式：

1、闭锁式：也就是说收不到高频信号是保护动作和跳

纵联保护原理

线路的纵联保护是指反应线路两侧电量的保护，它可以实现全线路速动。而普通的反应线路一侧电 量的保护不能做到全线速动。纵联差动是直接将对侧电流的相位信息传送到本侧，本侧的电流相位信息也传送到对侧，每侧保护对两侧电流相位就行比较，从而判断出区内外故障。是属于直接比较两侧电量对纵联保护。目前电力系统中运行对这类保护有：高频相差保护、导引线差动保护、光纤纵差保 护、微波电流分相差动保护。纵联方向保护：反应线路故障的测量元件为各种不同原理的方向元件，属于间接比较两侧电量的纵联保护。包括高频距离保护、高频负序方向保护、高频零序方向保护、高 频突变量方向保护。

先了解一下纵联差动保护：) `/ b$ {2 {6 E3 x+ t / R+ f5 ~9 o: D8 a* l7 ~& ~, Y

为实现线路全长范围内故障无时限切除 所以必须采用纵联保护原理作为输电线保护。

输电线路的纵联差动保护（习惯简称纵差保护）就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向连

接起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是在线路外,从而决定是否切断被保护回路. * [8 N, q6 Q. A& Y-

辽 宁 工 业 大 学

微机继电保护课程设计（论文）

题目：220kV输电线路距离保护设计（1）

院（系）： 电气工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： （签字）

起止时间： 2014.12.15-12.26

本科生课程设计（论文）

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 学 号 课程设计（论文）题目 系统接线图如图： 学生姓名 专业班级 220kV输电线路距离保护设计（1） A 1 30km 5 6 E 8 ??tOP8?0.5s2 3 C 38km 4 62km D ??tOP7?1s7 系统接线图 B 课程设计（论文）任务课程设计的内容及技术参数参见下表 设计技术参数 线路每公里阻抗为Z1=0.41?/km,线路阻抗角为φL=65°,AB、BC线路最大负荷电流为780A,负荷功率因数为 IcosφL=0.9,Krel?0