纵联零序保护
线路纵联差动 零序差动保护原理
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纵联零序保护原理
纵联零序保护原理那啥是零序呢？简单来说呀，咱们正常的三相电力系统呢，三相电流之和在正常情况下是零哦。
但是呢，一旦系统里发生了接地故障，这个平衡就被打破啦。
就好像原本和谐的三兄弟，突然有个小坏蛋（故障）来捣乱，这时候三相电流之和就不再是零啦，这个多出来的或者少了的部分就是零序电流啦。
纵联零序保护呢，它可聪明啦。
它会专门盯着这个零序电流的动静哦。
你看，当电力系统里某个地方发生接地故障的时候，故障点就会产生零序电流。
这个零序电流呢，就像是故障发出的一个小信号，告诉纵联零序保护：“我这儿出事儿啦！”那纵联又是啥意思呢？这就更酷啦。
纵联就像是在电力系统这个大网络里拉了好多条小专线一样。
不同地方的保护装置可以通过这些专线互相通信呢。
比如说，线路的一端保护装置发现了零序电流的异常，它就会赶紧通过纵联通道跟线路另一端的保护装置说：“喂，兄弟，我这儿感觉有点不对劲，好像有接地故障啦，你那边咋样？”然后另一端的保护装置也会看看自己这边的情况。
如果两边都发现有零序电流的异常，而且符合一定的规则，那它们就会一起判定：“没错，就是有故障了，咱们得采取行动啦！”这个采取行动呢，就是保护装置会迅速地把故障线路给断开。
就像把出问题的那个小分支从电力系统这个大树上给砍掉一样，这样就能防止故障扩大啦。
你想啊，如果不及时砍掉这个有问题的小分支，那故障可能就像传染病一样，慢慢蔓延到整个电力系统这个大家庭，那可就糟糕透顶啦。
而且呀，纵联零序保护还特别靠谱呢。
它不会轻易地被一些小干扰给骗到。
比如说，有时候系统里可能会有一些小的波动，但是这些波动产生的电流变化和真正的接地故障产生的零序电流变化是不一样的。
纵联零序保护就像是一个经验丰富的老侦探，能够准确地分辨出哪些是真正的危险信号，哪些只是小打小闹的干扰。
在实际的电力系统运行中，纵联零序保护可是一直在默默地守护着呢。
不管白天黑夜，不管是夏天电力负荷大的时候，还是冬天用电少一点的时候，它都一刻也不放松。
线路保护校验方法
RCS-900系列线路保护测试一、RCS —901A 型超高压线路成套保护RCS —901A 配置：主保护:纵联变化量方向，纵联零序，工频变化量阻抗；后备保护:两段（四段）式零序，三段式接地/相间距离；1) 工频变化量阻抗继电器：保护原理：故障后 F 点的电压 Uf = 0，等价于两个方向相反的电压源串联,如果不考虑故障瞬间的暂态分量，则根据叠加定律,有根据保护安装处的电压变化量U ∆和电流变化量I ∆，保护构造出一个工作电压opU ∆来反映U ∆和I ∆，其定义为 set opZ I U U ⋅∆-∆=∆ ，物理意义如下图所示当故障点位于不同的位置时,工作电压opU ∆具有不同的特征正向故障： 区内 f op U U ∆>∆区外 f op U U ∆<∆反向故障： f op U U ∆<∆所以：根据工作电压opU ∆的和△Uf 的幅值比较就可以正确地区分出区内和区外故障，而且具有方向性。
其中，根据前面的定义，△Uf = 故障前的F 点的运行电压，一般可近似取系统额定电压（或增加5％的电压浮动裕度)。
➢ 工频变化量阻抗继电器本质上就是一个过电压继电器；➢ 工频变化量阻抗继电器并不是常规意义上的电压继电器，由于其工作电压opU ∆构造的特殊性（能同时反映保护安装处短路电压和电流的变化)，它具有和阻抗继电器完全一致的动作特性，固而称其为阻抗继电器;● 动作特性分析：正向故障时:工作电压)Z Z (I Z I Z I Z I U U set s set s set op+⋅∆-=⋅∆-⋅∆-=⋅∆-∆=∆短路点处的电压变化量（注意:fU ∆的方向！） )Z Z (I U f s f+⋅∆=∆ 所以：动作判据 f op U U ∆≥∆等价于 s set s f Z Z Z Z +≤+，结论：正向保护区是以（—Zs ）为圆心，以 |Zset + Zs ｜ 为半径的圆。
当测量到的短路阻抗 Zf 位于圆内（正向区内）则动作,位于圆外（正向区外）不动；反向故障时：工作电压)Z Z (I Z I Z I Z I U U setR set R set op-⋅∆=⋅∆-⋅∆-=⋅∆-∆=∆ 短路点处的电压变化量（注意：fU ∆的方向！) )Z Z (I U f R f+⋅∆-=∆ 所以：动作判据 f op U U ∆≥∆等价于 R set R f Z Z Z )Z (-≤--,结论：反向保护区是以 ZR 为圆心，以 |ZR –Zset ｜为半径的圆。
什么是纵联保护
目前220KV 及以上电压等级输电线路基本上都配置有双套主保护和后备保护。
主保护一般为纵联保护。
按照保护动作原理，国内常使用的纵联保护有闭锁式方向或距离、允许式方向或距离保护以及分相电流差动保护。
对于纵联保护，故障时线路两侧电气量特征为：内部故障：两侧电流均从母线流向线路；外部故障及正常运行：一侧电流从母线流向线路，另一侧从线路流向母线。
根据两侧比较内容的不同，即联系通道上传输内容的不同，纵联保护可分为：
（1）方向比较型：通道上传输的是表示方向的信号；两侧保护分别判断流过本侧的功率方向，并将判断结果以信号的形式通知对方。
分为闭锁式和允许式，闭锁式：由功率方向为负的一侧负责发闭锁信号，闭锁两端保护；允许式：由功率方向为正的一侧负责发允许信号，开放两端保护。
如工频变化量方向保护（正负序综合分量）负序方向，零序方向等；
（2）电流相位比较型：通道上传输的是向对侧提供的本侧电流相位信号；
（3）电流差动型（比较电流的幅值和相位）：通道上传输的是向对侧提供的本侧电流的幅值和相位信号（采样点）。
如光纤纵差保护；
（4）纵联距离/纵联零序（带方向）：实质上和方向比较型的原理相同。
纵联距离为距离II
段+高频通信；纵联零序（带方向）为零序II 段（带方向）+高频通信。
如高频距离保护，高频零序（带方向）保护。
线路保护-(纵联保护)
3.纵联分相电流差动保护
（1）稳态分相电流差动保护的基本原理
在系统图中，设流过两端保护的电流、以 母线流向被保护线路的方向规定为其正方向， 如图中箭头方向所示。以两端电流的相量和作 为继电器的动作电流，该电流有时也称作差动 电流、差电流。另以两端电流的相量差作为继 电器的制动电流。
差动门槛值
差动电流
3.功率倒向时出现的问题及对策 。
1号保护 F+动作 情况 功率倒向前 功率倒向后 √ × F-动作 情况 × √
2号保护 F+动作 情况 × √ F-动作情 况 √ ×
如果纵联方向保护在35ms内一直不动作（收信时间满35ms） ，那么纵联方向保护再要动作的话要另加25ms的延时。
4.远方启信的作用和通道交换的过程。
电流、电压、零序电流和距离保护都是反应 输电线路单端电气量变化的保护，这种反应 单端电气量变化的保护从原理上讲都区分不 开本线路末端和相邻线路始端的短路 。
凡是反应单端电气量变化的保护都做成多 段式的保护，其中瞬时动作的第Ⅰ段保护， 其定值都要按躲本线路末端短路（其实质 是躲相邻线路始端短路）来整定。这类反 应输电线路单端电气量变化的保护，它的
2.允许式光纤纵联方向保护
1.允许式纵联方向保护的简化框图：
保护启动
正方向元件动作 反方向元件不动作
有对侧允许信号
保护启动
＆
出口
正方向元件动作 反方向元件不动作
＆
向对侧发允许信号
保护启动 开关任一相分位 且该相无流
＆
向对侧发允许信号
有对侧允许信号 开关任三相分位 且三相无流
＆
向对侧发允许信号
2.允许式光纤纵联保护的通道
（2）如果高定值起动元件起动后，又收到了任 一相相跳闸位置继电器都动作的信号并确认该 相无电流时立即停信。这停信通常称作“位置 停信”。 在起动元件起动后本断路器又单相或三相 跳闸了，这说明本线路上发生了短路，本端保 护动作跳闸了，所以采取马上停信措施后有利 于对端纵联方向保护跳闸。
220kV线路保护检验方法
注意：在试验接线中，将试验仪的UZ接于保护的开口三角电压回路L。
1、纵联方向保护检验：仅投入主保护压板1LP18（1）短接11D8—11D36，11D9—11D37；1D48—1D55（如有收发信机则将收发信机电源给上，然后将短接片置于“负载”下。
（2）模拟A相接地故障故障前正常负荷状态为12秒；直接用阻抗界面时，使Z=0.95*Zzdp2=0.95*2.18=2.07Ω,Φ=Φlm,故障时间=0.1s；用电流电压界面时，使I=3A，U=0.95*（1+0.83）*3* Zzdp2=11.37V,故障相电压超前故障相电流为零序灵敏角Ps0=80°。
（非故障相电压为正常电压，非故障相电流为0A）；（（4）模拟AB相间故障故障前正常负荷状态为12秒；直接用阻抗界面时，使Z=0.95*Zzdpp2=0.95*4.6=4.37Ω,Φ=Φlm,故障时间=0.1s；用电流电压界面时，使IA=3A，Uab=0.95*2*3* Zzdpp2=26.22V,故障相间电流的超前相IA滞后故障相电压超前相UA为正序灵敏角Ps1=80°，滞后相电流IB与IA 相差180°。
（非故障相电压为正常电压，非故障相电流为0A）；（5）模拟BC、CA相间故障，方法同上。
（6）保护信息为D++。
2、纵联零序方向保护。
投入主保护压板1LP18和零序保护压板1LP17（1）短接1D48—1D55、11D8—11D36，11D9—11D37；（如有收发信机则将收发信机电源给上，然后将短接片置于“负载”下。
（2）模拟A相接地故障故障前正常负荷状态为12秒；用电流电压界面时，使I=(I0zdF*1.05)A，U=53V,故障相电压超前故障相电流为零序灵敏角Ps0=80°。
（非故障相电压为正常电压，非故障相电流为0A）；故障时间为0.1s保护发单跳令。
（3）模拟B、C相接地故障，方法同上。
(4)用I=(I0zdF*0.95)A,检验可靠不动。
电力系统各种保护特点
电力系统各种保护特点在电力系统中，为了确保电力设备的安全稳定运行，各种保护措施被广泛应用。
以下是七种主要的保护特点：一、差动保护差动保护是一种利用比较电力系统中两个或多个相同类型电气元件的电流或电压来实现保护的装置。
它具有反应速度快、保护范围明确、灵敏度高等优点，广泛应用于变压器、发电机、电动机等设备的保护。
二、纵联保护纵联保护是一种通过比较电力系统中两个或多个不同类型电气元件的电流或电压来实现保护的装置。
它具有保护选择性好、灵敏度高、动作速度快等优点，广泛应用于输电线路、母线等设备的保护。
三、距离保护距离保护是一种通过测量电力系统中两个或多个不同类型电气元件之间的距离来实现保护的装置。
它具有反应速度快、保护范围大、可靠性高等优点，广泛应用于输电线路、配电线路等设备的保护。
四、方向保护方向保护是根据电力系统中电流或电压的方向来确定故障位置并实现保护的装置。
它具有反应速度快、灵敏度高、可靠性高等优点，广泛应用于输电线路、配电线路等设备的保护。
五、零序保护零序保护是一种利用电力系统中三相电流或电压不平衡产生的零序电流或电压来实现保护的装置。
它具有反应速度快、灵敏度高、可靠性高等优点，广泛应用于变压器、发电机等设备的保护。
六、低频保护低频保护是一种利用电力系统中频率降低来检测故障并实现保护的装置。
它具有反应速度快、灵敏度高、可靠性高等优点，广泛应用于大型发电机组、炼油厂等设备的保护。
七、过电压保护过电压保护是一种利用电力系统中电压升高来检测故障并实现保护的装置。
它具有反应速度快、灵敏度高、可靠性高等优点，广泛应用于变压器、电动机等设备的保护。
04 输电线路纵联保护
4.3.3 闭锁式距离纵联保护的构成
¾ 本线路故障： ZIII启动发信； ZII判断为正方向，启动停信；两侧均未收到高频闭锁信号
而跳闸。
4.3.3 闭锁式距离纵联保护的构成
¾ 外部故障： ZIII启动发信； ZII判断为反方向，不停信；两侧均收到高频闭锁信号而不
跳闸。
闭锁式距离纵联保护中的III段定时限距 具有为线路远端母线和相邻元件的远后备 能力。
它是以由短路功率为负的一侧发出高频闭 锁信号，这个信号被两端的收信机所接收，而 把保护闭锁。故称高频闭锁方向保护。
这种按闭锁信号构成的保护只在非故障线 路上才传送高频信号，而在故障线路上并不传 送高频信号。因此，在故障线路上由于短路使 高频通道可能遭到破坏时，并不会影响保护的 正确动作。
高频闭锁信号由非故障线的近故障点侧保 护发出。
4.4 纵联电流差动保护 4.4.1 纵联电流差动保护原理
线路两侧装有相同变比的TA
由于两侧电流互感器励磁特性不同，正常 运行及外部故障时流过的短路电流反映至二 次侧大小会不相同。此电流差称为不平衡电 流。
4.4 纵联电流差动保护
4.4.1 纵联电流差动保护原理
不平衡电流的值可计算为：
Iunb = 0.1Kst Knp Ik max
两侧电流相位差00
两侧电流相位差1800
4.1 输电线路纵联保护概述
4.1.2 输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析
两端测量阻抗的特征（距离纵联保护） (以II段距离为启动元件，采用方向阻抗特性）
区内故障：两侧测量阻抗均为短路阻抗 区外故障：两侧测量阻抗均为短路阻抗，但一侧 为反方向 正常运行时：两侧测量阻抗均为负荷阻抗
4. 2 输电线路纵联保护两侧信息量的交换
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纵联零序保护是在阶段式零序保护的基础上增加通信接口和必要的动作逻辑实现；当通道退出或运行中通道发生故障时纵联零序就是完整的阶段式零序保护。
纵联零序保护利用的远方信号可以是闭锁式也可以是允许式。
闭锁式：由判断为反向故障的一侧负责发信，闭锁两端保护；允许式：由判断为正向故障的一侧负责发信，允许两端保护跳闸；以RCS系列保护为例，
正方向元件：零序方向过流元件和F0+元件相“与”输出；
反方向元件：零序启动过流元件和F0− 元件相“与”输出；
若零序阻抗角为ϕ0 ，则
正方向接地故障：3U0超前3I0为180°+ϕ0 ，零序功率为负，F0+元件动作。
反方向接地故障：3U0超前3I0为ϕ0，零序功率为正，F0− 元件动作。
因此，
下面以RCS-901B线路保护装置为例，介绍纵联零序保护的测试方法。
其他具有相同保护原理的保护测试可参考此测试方法。
1、保护相关设置：
保护定值设置：
保护压板设置：
在“整定定值”里，把运行方式控制字“投纵联零序方向”置“1”、“允许式通道”置“0”、“投重合闸”、“投重合闸不检”均置“1”，其他的均置“0”（‘1’表示投入，‘0’表示退出）。
在“压板定值”里，“投主保护压板”和“投零序保护压板”均置“1”。
在保护屏上，投“主保护”和“投零序保护”硬压板，并把重合把手切在“综重方式”。
将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置的发信输出接至收信输入构成自发自收。
2、试验接线：
本次试验的接线图同图5-1所示。
3、纵联零序保护校验：
在“整组试验”菜单里，试验过程由保护的接点动作情况控制，此次试验包括以下几个过程“故障前——故障（跳闸）——重合闸”
（1）“整组试验”页面设置：
试验参数界面，其中：
1）设置方式：此处模拟的是零序故障，最好选择U-I方式。
2）故障态参数：故障类型设为A 相接地，也可根据需要修改。
故障电流可设为整定值1A，故障电压可自由设置。
短路阻抗倍数选择1.2倍，保证保护可靠动作。
U超前I角度默认值。
3）零序补偿系数：根据定值设置0.67。
4）转换性故障：此处不需要转换型故障可不选择。
系统参数界面，其中：
1）试验过程控制方式：有时间控制，接点控制，GPS触发三种方式。
此处已接点控制为例，不需要设定各个状态时间。
2）故障触发方式：时间触发，按键触发，开入量触发三种方式，触发方式为了保证足够的时间放PT断线返回和重合闸充满电，此处可选择按键触发。
3）故障方向：正方向。
正方向动作反方向不会动作。
4）故障性质：瞬时性和永久性。
模拟重合闸故障可选择瞬时性故障。
5）PT位置：根据时间安装情况选择，有母线侧和线路侧两种，一般选择母线侧。
6）跳闸方式：三相跳闸或者单相跳闸，根据时间情况选择。
7）开出量设置：此处不需要用到开出量可不设置。
8）其他的参数设置均取默认值，如图所示。
（2）试验操作方法：
开始试验点击或者按键盘上的“运行”“确认”键，测试仪开始输出，电压三相57.735V 正序，电流三相0A正序，直到保护装置上的PT断线指示灯熄灭重合闸充电指示灯点亮，然后点击或者按键盘上的“TAB”键，测试仪输出进入故障态，此时模拟A相接地故障，A相电压下降电流突变为1.2×1=1.2A大于电流变化量启动值1.0A，保护启动延时出口动作，开入量采集到动作时间信息。
由于采用的是接点触发马上又进入重合闸状态正常输出电压三相57.735V正序，电流三相0A正序，重合闸出口动作，开入量R采集到动作时间信息，保护终止。
提示保存试验报告。
试验结果
试验完成后会在开关量跳闸结果和重合结果上记录下保护动作和重合的时间信息。
此次保护试验故障方向用的是正方向，可以将故障方向改为反方向，保护应该不动作。