第四章 输电线路全线快速保护
合集下载
第四章输电线路纵联保护(华电继保课件)
二,基本原理
高频信号 高频信号
S+
S S+
S+ S
S+
区外故障时,由短路功率为负的一端发 闭锁信号,此信号被两端的收信机接收 闭锁保护. 对于故障线路,两侧保护均为正,不发 闭锁信号,故两侧保护都收不到闭锁信 号而动作于跳闸.
优点
由于利用非故障线路的一端发闭锁信 号,闭锁非故障线路不跳闸,而对于 故障线路跳闸不需要闭锁信号,所以 在区内故障伴随通道破坏时,保护仍 能可靠跳闸.
8
8
"相-地"制高频通道示意图
高频电缆
2
3
1 将位于主控室的高频收,发 将位于主控室的高频收,发 2 3 信机与户外变电站的带通滤 信机与户外变电站的带通滤 波器连接起来. 波器连接起来.
7
6
4
5 5
4
6
7
8
8
"相-地"制高频通道示意图
保护间隙
2
保护间隙是高频通道的 保护间隙是高频通道的 1 辅助设备,用它保护高频收 辅助设备,用它保护高频收 3 3 发信机和高频电缆免受过电 发信机和高频电缆免受过电 压的袭击. 压的袭击.
三,闭锁式方向纵联保护的构成
I1低定值起动元件:灵敏度较高,起动发信机 发信; I2高定值起动元件:灵敏度较低,起动保护的 跳闸回路;
三,闭锁式方向纵联保护的构成
采用两个灵敏度不同的起动元件,灵敏度高 的起动发信机发闭锁信号,灵敏度低的起动跳 闸回路,以保证在外部故障时,远离故障点侧 起动元件开放跳闸时,近故障点侧起动元件肯 定能起动发信机发闭锁信号.
3. 微波通道(300～30000MHZ)----微波保护
频带宽,需采用脉冲编码调制,适合于数字式保 护,不经济.(40 ～ 60kM)
第4章全线快速保护2
'' I unb K unp I k . max
③躲过在相继动作区内发生接地短路时最大 非故障相电流
I op K rel I unb. max nTA
3、电流平衡保护
电流平衡保护是横差方向保护的另一种形 式，其工作原理是比较平行线路上的电流大 小，从而有选择性的切除故障线路。
注意问题： 在电源侧才能采用电流平衡保护。如图所 示的网络，在L1线路上K点发生短路故障时， 由于负荷侧的短路电流大小相等，无法实现比 较，因此不能采用电流平衡保护。 4.3高频保护 线路纵联差等保护只适用于作短线路的主 保护。对于高电压、大容量、长距离输电线路 而言，不能采用纵差保护。
电气量信号进行比较，决定保护是否动作。发 信机将本侧相关电气量转换成高频信号发送到 对侧，收信机是将收到的对侧高频信号解调出 电气量信号送给继电部分。通道的作用是传递 高频信号。
通道（线路） 跳 闸 跳 闸
继电 部分
收信机 发信机 通信部分号
收信机 发信机
继电 部分2）微波保护构成微波保护只是传送的信号频率更高， 通道为空间，因微波直线传递，因地理原 因长距离需设中继站。微波通道的特点是 通信容量大、可靠性高、运行检修独立。 但技术复杂、投资大。
要判断哪条线路短路，则需要判断电流差的方 向。
2、横联差动方向保护
1）单相横联差动保护构成
横联差动方向保护单相构成如图所示，平 行线路同侧两个电流互感器型号、变比相同， 二次侧按环流法接线，电流继电器KA1按两回 线路电流差接入作为起动元件；方向继电器 KP1、KP2作为判断元件。
2）工作原理
当平行线路正常运行或区外短路时，线路同侧 两电流大小、相位相等，差动回路无电流，保 护不起动。
输电线路全线速动保护
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 接地刀闸 2021/7/13
保护 装置
保护 装置
2021/7/13
第二节 纵联保护通道
电力线载波通道又称为高频通道
高频通道：“导线―大地” 构成输电力线载波通道。 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的干扰都比较大。
• 光检测器用来接收光信号，并将其转换成脉 冲电信号。
• 光检测器的主要元件为光电二极管。光电二 极管由P型区、N型区、本征区三部分构成。
本征区
－
＋
－
＋
N
＋ －
P
－
＋
2021/7/13
• 5．解调器 • 对接收信号进行解码和分路处理。 • 同步电路通过检测对侧发送的同步码，
使发送与接收侧的信号时钟保持同步。 • 6．光中继器 • 对衰减的光波信号进行放大，并对失真
躲过最大负荷电流（一侧CT断线）: Ise t KreIlL.max
K I I 2 校验： sen I I 2021/7/13
r set
k.m in set
（单侧电源最小方式最小短路电流）
第三节 纵联电流差动保护
2）有制动作用
M IM
k1
动作线圈： Im In 制动线圈： Im In
IImm
Im KD
M
k1 N k2
1
2
通信
通道
通信
设备
设备
反映：两侧（M、N）电气量 定义：通信通道、纵向连接、电气量特征对传、 比较、判断、跳闸。
2021/7/13特点：绝对选择性、无时限跳闸
第一节 输电线路纵联保护概述
二、输电线路纵联电流差动保护基本原理
输电线路 阻波器 耦合电容器 连接滤波器 高频收发信机 接地刀闸 2021/7/13
保护 装置
保护 装置
2021/7/13
第二节 纵联保护通道
电力线载波通道又称为高频通道
高频通道：“导线―大地” 构成输电力线载波通道。 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的干扰都比较大。
• 光检测器用来接收光信号，并将其转换成脉 冲电信号。
• 光检测器的主要元件为光电二极管。光电二 极管由P型区、N型区、本征区三部分构成。
本征区
－
＋
－
＋
N
＋ －
P
－
＋
2021/7/13
• 5．解调器 • 对接收信号进行解码和分路处理。 • 同步电路通过检测对侧发送的同步码，
使发送与接收侧的信号时钟保持同步。 • 6．光中继器 • 对衰减的光波信号进行放大，并对失真
躲过最大负荷电流（一侧CT断线）: Ise t KreIlL.max
K I I 2 校验： sen I I 2021/7/13
r set
k.m in set
（单侧电源最小方式最小短路电流）
第三节 纵联电流差动保护
2）有制动作用
M IM
k1
动作线圈： Im In 制动线圈： Im In
IImm
Im KD
M
k1 N k2
1
2
通信
通道
通信
设备
设备
反映：两侧（M、N）电气量 定义：通信通道、纵向连接、电气量特征对传、 比较、判断、跳闸。
2021/7/13特点：绝对选择性、无时限跳闸
第一节 输电线路纵联保护概述
二、输电线路纵联电流差动保护基本原理
电力系统继电保护 第四章输电线路的纵联保护
两侧均为正 两侧均动作 接近同相
（希望不动）
方向元件 阻抗元件 电流相位
一侧为正 一侧为负
一侧动作 一侧不动作
相位差 180
如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。
纵联保护：用某种通信信道将输电线 路两端的保护装置纵向联结起来，将 一端电气量（电流、功率方向等）传 到对端进行比较，判断故障在本线路 范围内还是范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。 可以实现本线路全长范围内任意一点 故障的零秒切除的保护。 纵联保护没有后备保护功能
(3) 微波通道 是一种多路通信通道，频带宽，可传送交流电 的波形。是理想的通道，但保护专用微波通道 是不经济的。 (4) 光纤通道 •采用光纤作为通信通道，目前超高压线路在 架线时已同时架设光纤通道，所以，已被越来 越多的超高压线路采用。
B. 按保护动作原理分：
(1) 方向比较式纵联保护
两侧的保护装置将本侧的功率方向、测量阻
继电保护通信通道的选择原则
优先考虑采用光纤通道
其他……
4.3 方向比较式纵联保护
一、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（高 频闭锁方向保护）。
两侧功率方向的故障特征
纵联保护按通道类型分类
纵联保护信号传输方式： （ 1 ）以导引线作为通信通道：纵联差 动保护 （ 2 ）电力线载波：高频保护（方向高 频保护，相差高频保护），其中方向高 频保护又包括高频闭锁方向保护，高频 闭锁负序方向保护，高频闭锁距离保护； （ 3 ）微波：微波保护，长线路，需要 中继站；
(2) 耦合电容器（滤波、隔工频） 耦合电容器与连接滤波器共同配 合，将载波信号传递至输电线路，同时 使高频收发信机与工频高压线路绝缘。 由于耦合电容器对于工频电流呈现极大 的阻抗，故由它所导致的工频泄漏电流 极小。
（希望不动）
方向元件 阻抗元件 电流相位
一侧为正 一侧为负
一侧动作 一侧不动作
相位差 180
如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。
纵联保护：用某种通信信道将输电线 路两端的保护装置纵向联结起来，将 一端电气量（电流、功率方向等）传 到对端进行比较，判断故障在本线路 范围内还是范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。 可以实现本线路全长范围内任意一点 故障的零秒切除的保护。 纵联保护没有后备保护功能
(3) 微波通道 是一种多路通信通道，频带宽，可传送交流电 的波形。是理想的通道，但保护专用微波通道 是不经济的。 (4) 光纤通道 •采用光纤作为通信通道，目前超高压线路在 架线时已同时架设光纤通道，所以，已被越来 越多的超高压线路采用。
B. 按保护动作原理分：
(1) 方向比较式纵联保护
两侧的保护装置将本侧的功率方向、测量阻
继电保护通信通道的选择原则
优先考虑采用光纤通道
其他……
4.3 方向比较式纵联保护
一、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（高 频闭锁方向保护）。
两侧功率方向的故障特征
纵联保护按通道类型分类
纵联保护信号传输方式： （ 1 ）以导引线作为通信通道：纵联差 动保护 （ 2 ）电力线载波：高频保护（方向高 频保护，相差高频保护），其中方向高 频保护又包括高频闭锁方向保护，高频 闭锁负序方向保护，高频闭锁距离保护； （ 3 ）微波：微波保护，长线路，需要 中继站；
(2) 耦合电容器（滤波、隔工频） 耦合电容器与连接滤波器共同配 合，将载波信号传递至输电线路，同时 使高频收发信机与工频高压线路绝缘。 由于耦合电容器对于工频电流呈现极大 的阻抗，故由它所导致的工频泄漏电流 极小。
电力系统继电保护-第四章
I I I M N 0
由于受TA的误差、线路分布电容等因素影响， 实际上其二次电流相量和可能不为0。 纵联电流差动保护动作判据可写为：
I M I N I set
IM IN
两侧电流的相量和 差动保护整定值
I set
2. 方向比较式纵联保护
线路发生内部故障时： M侧和N侧功率方向元件均为正；
1. 电流全量特征
根据基尔霍夫电流定律 (KCL)可知：
在集总参数电路中，任何时刻， 对任意一节点，所有支路电流相 量和等于零。用数学表达式表示 如下： I 0
M
U M
I M
k1
N I N
U N
内部故障
M
I M
I N
N
k2
区外故障
对于输电线路MN可以认为是一个节点。 内部故障 外部故障
线路发生外部故障时： 一端电流为母线流向线路，另一端为由线路流 向母线，于是两端电流相位相反 180 。
因此可以根据两侧电流的相位差来判 别线路内部或者外部短路。
考虑到TV、TA的相角误差以及输电线分布电容等影 响，当线路发生区外故障时两侧二次电流的相角差并不 刚好等于1800，而是近似为1800，且在故障前两侧电动势 有一定的相角差，这样在区内短路时两侧电流也不完全 同相位。 当两侧电流的相位差
I N
外部故障
I M
I N
iM
t
I M
I N
iN
iM
t
0
0
I M
t
I N
iN
t
180
IM IN
arg
IM IN
由于受TA的误差、线路分布电容等因素影响， 实际上其二次电流相量和可能不为0。 纵联电流差动保护动作判据可写为：
I M I N I set
IM IN
两侧电流的相量和 差动保护整定值
I set
2. 方向比较式纵联保护
线路发生内部故障时： M侧和N侧功率方向元件均为正；
1. 电流全量特征
根据基尔霍夫电流定律 (KCL)可知：
在集总参数电路中，任何时刻， 对任意一节点，所有支路电流相 量和等于零。用数学表达式表示 如下： I 0
M
U M
I M
k1
N I N
U N
内部故障
M
I M
I N
N
k2
区外故障
对于输电线路MN可以认为是一个节点。 内部故障 外部故障
线路发生外部故障时： 一端电流为母线流向线路，另一端为由线路流 向母线，于是两端电流相位相反 180 。
因此可以根据两侧电流的相位差来判 别线路内部或者外部短路。
考虑到TV、TA的相角误差以及输电线分布电容等影 响，当线路发生区外故障时两侧二次电流的相角差并不 刚好等于1800，而是近似为1800，且在故障前两侧电动势 有一定的相角差，这样在区内短路时两侧电流也不完全 同相位。 当两侧电流的相位差
I N
外部故障
I M
I N
iM
t
I M
I N
iN
iM
t
0
0
I M
t
I N
iN
t
180
IM IN
arg
IM IN
电力系统继电保护 第四章输电线路的纵联保护
只有在两端保护的I段有重叠区时才能实现全线速动。
3 微波通信
频段为300~30000MHz，超短波的无线电波，频带宽，信息传输容量大，传 输距离不超过40~60km；距离较远时，要装设微波中继站，以增强和传递微 波信号。通信速率快，可用于纵联电流差动原理的保护。
4 光纤通信
1.光纤通信的构成
光发射机、光纤、中继器和光接收机。
（2）正常时有高频电流方式（长时发信） 在正常工作条件下发信机始终处于发信状态，沿高 频通道传送高频电流。
优点：高频通道部分经常处于监视的状态，可靠性高；且无 需收、发信机启动元件，简化装置。 缺点：经常处于发信状态，增加了对其他通信设备的干扰时 间；也易受外界高频信号干扰，应具有更高的抗干扰能力。
（希望不动） 一侧为正 一侧为负
内部故障 （希望动作）
两侧均为正
一侧动作 一侧不动作
两侧均动作
电流相位 相位差 180
接近同相
如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。
纵联保护：用某种通信信道将输电线 路两端的保护装置纵向联结起来，将 一端电气量（电流、功率方向等）传 到对端进行比较，判断故障在本线路 范围内还是范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。
根据通道的构成，输电线路载波通信分为： “相-相”式 连接在两相导线之间 “相-地”式 连接在输电线一相导线和大地之间
1、输电线路载波通信的构成
继电
部分
G R
输电线路
高频阻波器 耦合电容器
连接滤波器 高频电缆
G 高频通道部分 R
接 地 开 关
继电
部分
(1)阻波器：阻波器是由 一电感线圈与可变电容器 并联组成的回路。当并联 谐振时，它所呈现的阻抗 最大（1000Ω以上），利 用这一特性，使其谐振频 率为所用的载波频率。这 样的高频信号就被限制在 被保护输电线路的范围以 内，而不能穿越到相邻线 路上去。但对工频电流而 言，阻波器仅呈现电感线 圈的阻抗，数值很小（约 为0.04Ω左右），并不影 响它的传输。
3 微波通信
频段为300~30000MHz，超短波的无线电波，频带宽，信息传输容量大，传 输距离不超过40~60km；距离较远时，要装设微波中继站，以增强和传递微 波信号。通信速率快，可用于纵联电流差动原理的保护。
4 光纤通信
1.光纤通信的构成
光发射机、光纤、中继器和光接收机。
（2）正常时有高频电流方式（长时发信） 在正常工作条件下发信机始终处于发信状态，沿高 频通道传送高频电流。
优点：高频通道部分经常处于监视的状态，可靠性高；且无 需收、发信机启动元件，简化装置。 缺点：经常处于发信状态，增加了对其他通信设备的干扰时 间；也易受外界高频信号干扰，应具有更高的抗干扰能力。
（希望不动） 一侧为正 一侧为负
内部故障 （希望动作）
两侧均为正
一侧动作 一侧不动作
两侧均动作
电流相位 相位差 180
接近同相
如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。
纵联保护：用某种通信信道将输电线 路两端的保护装置纵向联结起来，将 一端电气量（电流、功率方向等）传 到对端进行比较，判断故障在本线路 范围内还是范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。
根据通道的构成，输电线路载波通信分为： “相-相”式 连接在两相导线之间 “相-地”式 连接在输电线一相导线和大地之间
1、输电线路载波通信的构成
继电
部分
G R
输电线路
高频阻波器 耦合电容器
连接滤波器 高频电缆
G 高频通道部分 R
接 地 开 关
继电
部分
(1)阻波器：阻波器是由 一电感线圈与可变电容器 并联组成的回路。当并联 谐振时，它所呈现的阻抗 最大（1000Ω以上），利 用这一特性，使其谐振频 率为所用的载波频率。这 样的高频信号就被限制在 被保护输电线路的范围以 内，而不能穿越到相邻线 路上去。但对工频电流而 言，阻波器仅呈现电感线 圈的阻抗，数值很小（约 为0.04Ω左右），并不影 响它的传输。
《继电保护技术》课件——第四章_输电线路全线速动保护
4.导引线通道
在两个变电站之间铺设电缆，用电缆作为通道传 送保护信息这就是导引线通道。用导引线为通道构 成的纵联保护称做导引线保护。导引线保护一般做 成纵联电流差动保护，在电缆中传送的是两侧的电 流信息。考虑到雷击以及在大接地电流系统中发生 接地故障时地中电流引起的地电位升高的影响，作 为导引线的电缆也应有足够的绝缘水平，从而增大 了投资。显然从技术经济角度来看用导引线通道只 适用于小于十公里的短线路上。
高频闭锁方向保护的框图说明
2KW (M侧）
M
K1
1QF
1KW (M侧）
N
2QF
K2
2KW (N侧）
当向当时K元发间1件 生 元点件1K发K2T故生W1障故有不时障输动，时出作N，前，侧两到不的侧达发1的M闭K正W 侧琐方收动信向信作号元输，，件出发于2端出是K,闭两W从琐侧动而信的作保号2，证K，反了W在方虽 通然过M时侧间的元2K件WT动1和作禁，止但门不J会Z2发将出两跳侧开的1断QF路的器跳1闸Q脉F、冲。 2QF跳开；
3.光纤通道
随着光纤通信技术的快速发展，用光纤作 为继电保护通道使用得越来越多。用光纤通 道做成的纵联保护有时也称做光纤保护。光 纤通信容量大又不受电磁干扰，且通道与输 电线路有无故障无关。近年来发展的若干根 光纤制成光缆直接与架空地线做在一起，在 架空线路建设的同时光缆的铺设也一起完成， 使用前景十分诱人。
方向高频保护 相差高频保护
高频保护构成框图
高频保护由继电部分、高频收发信机和高频 通道三部分构成
（二）通道类型 1.电力线载波通道 2.微波通道 3.光纤通道 4.导引线通道
1.电力线载波通道
这是目前使用较多的一种通道类型， 其使用的信号频率是50-400kHz。这种 频率在通信上属于高频频段范围，所以 把这种通道也称做高频通道。把利用这 种通道的纵联保护称做高频保护。高频 频率的信号只能有线传输，所以输电线 路也作为高频通道的一部份。
输电线路全线速动保护课件
装置构成
信号采集模块
实时采集输电线路 的电流和电压信号。
逻辑判断模块
根据采集的信号进 行故障判断。
电源模块
为装置提供稳定可 靠的电源。
信号处理模块
对采集的信号进行 预处理和特征提取。
出口模块
根据逻辑判断结果， 控制断路器跳闸或 重合闸。
主要功能模 块
故障定位
故障隔离
自动重合闸
准确快速地定位线路故 障位置。
输电线路全线速动保 护课 件
目录
• 输电线路全线速动保护概述 • 输电线路全线速动保护装置 • 输电线路全线速动保护策略 • 输电线路全线速动保护案例分析 • 输电线路全线速动保护发展趋势与展望
PART 01
输电线路全线速动保护概 述
定义与特点
定义
输电线路全线速动保护是指能够 快速切除输电线路故障的保护措 施，具有高速度、高精度和高可 靠性的特点。
高电网的稳定性和可靠性。
优化配置
针对不同电压等级和线路长度， 优化配置输电线路全线速动保护，
提高保护的适应性和针对性。
经济效益
输电线路全线速动运维成本和维
护难度。
未来研究方向
新型保护原理研究
针对新型的输电线路结构和运行方式，研究更为先进的保护原理 和方法。
全线速动保护配置
采用光纤差动保护和行波保护相结 合的方式，配置距离保护和零序电 流保护作为后备保护。
实施效果
全线速动保护能够快速切除故障， 减小故障影响范围，提高系统稳定 性，保障跨区输电线路的安全稳定 运行。
PART 05
输电线路全线速动保护发 展趋势与展望
技术发展趋势
数字化 随着数字化技术的不断发展，输电线路全线速动保护将更 加依赖于数字化技术，实现更快速、更准确的故障定位和 保护动作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
纵联差动保护的应用
纵联差动保护的优点是全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响，灵敏度 较高。但用于保护输电线路，还存在下列问题。 1、需要敷设与被保护线路等长的辅助导线，并且要求电流互感器的二次负 载阻抗满足电流互感器10%的误差。 2、需要装设辅助导线断线与短路的监视装置，辅助导线断线应将纵联差动 保护闭锁。否则，辅助导线断线后，在区外发生故障时会造成无选择性动 作；辅助导线短路会造成区内故障拒动。
2
为什么要装设全线快速保护？
输电线路的电流保护、方向电流保护和距离保 护都是按阶段式配置的。其快速动作的 Ｉ段是靠 限制限制保护范围来满足保护选择的，保护范围 能够达到本线路全长的80%~85%,而电力系统运 行稳定性要求高电压、大容量、长距离的重要线 路，保护必须满足整条线路全长范围故障 是快速切除的，上述保护是不能够满足条件的。 本章所讲述的差动保护和高频保护就是能够满足 线路全长速断要求的一类保护。 纵差保护 差动保护 全线快速保护分类 横差保护 高频保护
解调出相位或功率方向信号，比较两端电流相位或功率方
向，决定保护是否动作。
电气一次
电气二次
13
2、高频保护的构成 高频保护是将线路两端的电气量（电流相位或 功率方向）转化为40～500KHZ的高频信号，然后 利用输电线路本身构成高频电流通道，将高频信号 传动至对端，再进行两端电气量（电流相位或功率 方向）的比较，以决定保护是否应该动作。从原理 上看，高频保护不反映被保护线路范围以外的故障， 在定值选择上也无需与下一条线路相配合，因此可 以实现全线速动。 高频保护由继电部分、高频收发信机和高频通 道三部分构成。其构成框图如图5-5所示。 其中，继电部分的作用是根据被保护线路工频电气 量的变化来控制高频发信机发出相应的高频信号， 同时根据高频收信机所收到的高频信号判断在保护 范围内是否发生故障，从而决定保护是否动作。
5.工作原理
输电线路纵联差动保护是一种选择性不靠延时，不靠方向， 也不靠定值，而是靠基尔霍夫节点电流定律的较为理想的保护。 当在被保护范围内任一点发生故障时，该保护都能够瞬时切除 故障。
泸州职业技术学院 电气一次
电气二次
6
n. TA
I
J
I M2 I N2
.
.
1
n
( I M 1 I N1 ) 0
第 5章
输电线路的全线快速保护
高压电奇观
电气二次
电气一次 1
第5章 输电线路的全线快速保护
教学要求：掌握输电线路纵联差动保护 的工作原理。
熟悉横联差动保护工作原理。
掌握高频方向保护和高频相差保护原理。
重
难
点：掌握输电线路纵联差动保护 的工作原理。
点：输电线路纵联差动保护 的工作原理
电气二次 电气一次
9
3、纵联差动保护不能够作为相邻元件的后备保护。 由于纵联差动保护存在上述问题，所以在输电线 路中，只有用其他保护不能满足要求的短线路（一般 不超过5~7km线路）才采用。
电气二次 电气一次
10
5.2 平行线路差动保护
为了提高供电可靠性，增加传输容量，加强电
力系统间的联系，电力系统中常采用双回路平行线 路的供电方式对重要用户进行供电。平行线路在正
.
.
TA
6.工作原理分析
1)线路正常运行或外部短路时，流入差回路的电流为 由图5-1（a）得 设电流互感器1、2的变比均为 nTA ,则
IM I M2
Βιβλιοθήκη n TA IN I N2
n TA
因 I M I N 则 I M2 I N2 所以 J M 2 N 2 则差动继电器不动作。 2）线路内部故障时，流入差回路的电流为 由图5-1（b）得 . . .
泸州职业技术学院
电气一次
电气二次
3
§5.1 输电线路纵联差动保护
1.定义
利用辅助导引线将线路两侧电流大小和相位 进行比较，决定保护是否动作的一种快速保护。
2.保护范围 3.保护构成
本线路全长 如图5-1
4
5
4.接线注意事项
1）线路两侧TA型号、变比完全相同，特性一致。
2）利用辅助导引线将两侧的TA二次侧按环流法接线 3）差动继电器接入差动回路
5.3
高 频 保 护
电网的高频保护是在高电压、大容量、长距离输电线路 中，利用线路本身作为传送高频信号的通道，以比较被保
护线路两端的电气量来实现全线的速动。目前，高频闭锁
方向保护和电流相位差动高频保护已经成为高压或超高压 电网的主保护，它们对于电力系统的稳定运行和安全可靠 的工作起到了十分重要的作用。 1、高频保护的工作原理 高频保护的工作原理是将线路两端的电流相位或功率方向 转换成高频信号，利用线路、空间或光纤通道传动到对侧，
常情况下时并联运行的，当只有在其中一条线路发
生故障时，另外一条线路才单独运行，这样就要求 保护在平行线路保证同时能够运行时有选择地切除
故障下路，保证无故障线路正常运行。
11
横联方向差动保护工作原理
电流继电器能判别平行线路内、外部故障，但不能选择出哪一条线路故障 用功率方向继电器来选择故障线路。由此可见，横联方向差动保护是 反应平行线路短路电流差的大小和方向，有选择性地切除故障线路的 一种保护。 不论什么原因一回线路断开后，通过被断开的断路器动合辅助触点，切 除直流电源，使该侧横差动保护退出运行。
14
高频收发信机的作用是发送和接收高频信号，即 高频发信机将本端工频电气量转化为高频信号传送至 对端，高频收发信机将接收到的高频信号作用于继电 部分，高频通道的作用是传输高频信号。
图5-5 高频保护构成框图
15
I
.
I
.
I
.
1
n
( I M 1 I N1 ) 0
.
.
TA
I I I
J M2
N2
0
电气一次
7
故在保护线路内部发生故障时，流入差回路的电流不等于零，且远大于差 动继电器的起动电流，差动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，断开线路两侧断 路器，短路故障切除。
泸州职业技术学院
电气一次
电气二次
8
故在保护线路内部发生故障时，流入差回路的 电流不等于零，且远大于差动继电器的起动电 流，差动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，断 开线路两侧断路器，短路故障切除。
纵联差动保护的优点是全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响，灵敏度 较高。但用于保护输电线路，还存在下列问题。 1、需要敷设与被保护线路等长的辅助导线，并且要求电流互感器的二次负 载阻抗满足电流互感器10%的误差。 2、需要装设辅助导线断线与短路的监视装置，辅助导线断线应将纵联差动 保护闭锁。否则，辅助导线断线后，在区外发生故障时会造成无选择性动 作；辅助导线短路会造成区内故障拒动。
2
为什么要装设全线快速保护？
输电线路的电流保护、方向电流保护和距离保 护都是按阶段式配置的。其快速动作的 Ｉ段是靠 限制限制保护范围来满足保护选择的，保护范围 能够达到本线路全长的80%~85%,而电力系统运 行稳定性要求高电压、大容量、长距离的重要线 路，保护必须满足整条线路全长范围故障 是快速切除的，上述保护是不能够满足条件的。 本章所讲述的差动保护和高频保护就是能够满足 线路全长速断要求的一类保护。 纵差保护 差动保护 全线快速保护分类 横差保护 高频保护
解调出相位或功率方向信号，比较两端电流相位或功率方
向，决定保护是否动作。
电气一次
电气二次
13
2、高频保护的构成 高频保护是将线路两端的电气量（电流相位或 功率方向）转化为40～500KHZ的高频信号，然后 利用输电线路本身构成高频电流通道，将高频信号 传动至对端，再进行两端电气量（电流相位或功率 方向）的比较，以决定保护是否应该动作。从原理 上看，高频保护不反映被保护线路范围以外的故障， 在定值选择上也无需与下一条线路相配合，因此可 以实现全线速动。 高频保护由继电部分、高频收发信机和高频通 道三部分构成。其构成框图如图5-5所示。 其中，继电部分的作用是根据被保护线路工频电气 量的变化来控制高频发信机发出相应的高频信号， 同时根据高频收信机所收到的高频信号判断在保护 范围内是否发生故障，从而决定保护是否动作。
5.工作原理
输电线路纵联差动保护是一种选择性不靠延时，不靠方向， 也不靠定值，而是靠基尔霍夫节点电流定律的较为理想的保护。 当在被保护范围内任一点发生故障时，该保护都能够瞬时切除 故障。
泸州职业技术学院 电气一次
电气二次
6
n. TA
I
J
I M2 I N2
.
.
1
n
( I M 1 I N1 ) 0
第 5章
输电线路的全线快速保护
高压电奇观
电气二次
电气一次 1
第5章 输电线路的全线快速保护
教学要求：掌握输电线路纵联差动保护 的工作原理。
熟悉横联差动保护工作原理。
掌握高频方向保护和高频相差保护原理。
重
难
点：掌握输电线路纵联差动保护 的工作原理。
点：输电线路纵联差动保护 的工作原理
电气二次 电气一次
9
3、纵联差动保护不能够作为相邻元件的后备保护。 由于纵联差动保护存在上述问题，所以在输电线 路中，只有用其他保护不能满足要求的短线路（一般 不超过5~7km线路）才采用。
电气二次 电气一次
10
5.2 平行线路差动保护
为了提高供电可靠性，增加传输容量，加强电
力系统间的联系，电力系统中常采用双回路平行线 路的供电方式对重要用户进行供电。平行线路在正
.
.
TA
6.工作原理分析
1)线路正常运行或外部短路时，流入差回路的电流为 由图5-1（a）得 设电流互感器1、2的变比均为 nTA ,则
IM I M2
Βιβλιοθήκη n TA IN I N2
n TA
因 I M I N 则 I M2 I N2 所以 J M 2 N 2 则差动继电器不动作。 2）线路内部故障时，流入差回路的电流为 由图5-1（b）得 . . .
泸州职业技术学院
电气一次
电气二次
3
§5.1 输电线路纵联差动保护
1.定义
利用辅助导引线将线路两侧电流大小和相位 进行比较，决定保护是否动作的一种快速保护。
2.保护范围 3.保护构成
本线路全长 如图5-1
4
5
4.接线注意事项
1）线路两侧TA型号、变比完全相同，特性一致。
2）利用辅助导引线将两侧的TA二次侧按环流法接线 3）差动继电器接入差动回路
5.3
高 频 保 护
电网的高频保护是在高电压、大容量、长距离输电线路 中，利用线路本身作为传送高频信号的通道，以比较被保
护线路两端的电气量来实现全线的速动。目前，高频闭锁
方向保护和电流相位差动高频保护已经成为高压或超高压 电网的主保护，它们对于电力系统的稳定运行和安全可靠 的工作起到了十分重要的作用。 1、高频保护的工作原理 高频保护的工作原理是将线路两端的电流相位或功率方向 转换成高频信号，利用线路、空间或光纤通道传动到对侧，
常情况下时并联运行的，当只有在其中一条线路发
生故障时，另外一条线路才单独运行，这样就要求 保护在平行线路保证同时能够运行时有选择地切除
故障下路，保证无故障线路正常运行。
11
横联方向差动保护工作原理
电流继电器能判别平行线路内、外部故障，但不能选择出哪一条线路故障 用功率方向继电器来选择故障线路。由此可见，横联方向差动保护是 反应平行线路短路电流差的大小和方向，有选择性地切除故障线路的 一种保护。 不论什么原因一回线路断开后，通过被断开的断路器动合辅助触点，切 除直流电源，使该侧横差动保护退出运行。
14
高频收发信机的作用是发送和接收高频信号，即 高频发信机将本端工频电气量转化为高频信号传送至 对端，高频收发信机将接收到的高频信号作用于继电 部分，高频通道的作用是传输高频信号。
图5-5 高频保护构成框图
15
I
.
I
.
I
.
1
n
( I M 1 I N1 ) 0
.
.
TA
I I I
J M2
N2
0
电气一次
7
故在保护线路内部发生故障时，流入差回路的电流不等于零，且远大于差 动继电器的起动电流，差动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，断开线路两侧断 路器，短路故障切除。
泸州职业技术学院
电气一次
电气二次
8
故在保护线路内部发生故障时，流入差回路的 电流不等于零，且远大于差动继电器的起动电 流，差动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，断 开线路两侧断路器，短路故障切除。