电力系统输电线路电流电压保护
电力系统继电保护原理 第十二章 高压直流输电系统的保护
• 低电压保护属于后备保护，在两站失去通信的 情况下仍能正常工作。
• 纵联差动保护的判据为
| I dL I dL.oth |
• 式中：IdL 为直流线路电流；I dL.oth 为对站直流线路电流。
• 纵联差动保护比较来自整流站和逆变站的直流电流，如 果两站电流差值超过了设定值，保护动作。
– （1）极母线设备的闪络或接地故障。 • 极母线设备包括平波电抗器、直流滤波器等。
– （2）极母线直流过电压、过电流以及持续的直流欠压。 – （3）中性母线开路或接地故障。 – （4）站内接地网过流。 – （5）接地极引线开路或对地故障、接地极引线过负荷。 – （6）直流滤波器过流、过负荷、失谐，高压电容器不平衡以及有源部分
• 在研究保护策略时，除交直流模型外，必须结合相应的控 制系统。
第二节 直流输电系统保护原理与配置
一、直流线路故障过程
直流架空线路发生故障时，从故障电流的特征而论， 短路故障的过程可以分为初始行波、暂态和稳态三个阶段。 1、初始行波阶段
- 与交流输电线路故障时的波过程相似，直流输电线故障后，沿线路的 电场和磁场所储存的能量相互转化形成故障电流行波和相应的电压行 波。
• 横联差动电流保护属于后备保护，只适用于单极金属 回线方式。
三、直流系统保护的配置
（一） 直流系统保护设计原则
- （1）满足可靠性、灵敏性、选择性、速动性的基本要求。 - （2）在直流系统各种运行方式下，对全部运行设备都能提供完全
的保护。能检测到设备的故障和异常情况，并从系统中切除影响运行 的故障设备。 - （3）保护系统应至少双重化配置，每一保护区域具备充分冗余度。保 证保护不误动或拒动，如有可能，后备保护应尽可能使用不同的测量 原理。 - （4）相邻保护区应有重叠，保证无保护死区。采用分区保护、保护区 搭接的方式。 - (5）各保护之间配合协调，并能正确反映故障区域，保护动作尽量避 免双极停运。 - （6）与直流控制系统能密切配合，控制系统故障不引起保护跳闸。
电力系统继电保护-第四章
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
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。
电力系统继电保护-线路及变压器保护配置-配置-1页-佚名16
一、输电线路继电保护配置1、220KV线路通常配置：两套纵联保护和快速距离Ⅰ段作为主保护，三段式相间和接地距离、四段式零序方向电流保护作为后备保护，并配有综合重合闸装置。
一般采用近后备方式。
2、110kV线路保护配置：三段式相间距离保护，三段式接地距离保护和四段式零序方向电流保护；三相一次重合闸。
3、10kV线路保护配置：二段（三段）式相间（方向）电流保护；三相一次重合闸。
应采用远后备保护方式。
二、变压器保护配置气体保护（容量为户内400kV A及以上，户外800 kV A及以上变压器），电流速断保护（容量小于1500kV A的变压器）纵差动保护（容量为1500kV A及以上的变压器或装设电流速断保护灵敏度不能满足要求的变压器），相间后备保护（过流、复压启动过流、负序电流、阻抗），接地后备保护（零序电流、零序电压、间隙零序电流），过负荷保护，温度保护、压力释放保护。
三、母线保护配置1、母线保护配置原则：1）在110KV及以上的双母线和单母线分段情况下，为保证有选择性地切除任一组（或段）母线上所发生的故障，而另一组（或段）无故障的母线仍能继续进行，应装设专门的母线保护(母线差动保护)。
2）110KV及以上的单母线，重要发电厂的35KV母线或高压侧为110KV及以上的重要降压变电所的35KV母线，按照装设全线速动保护的要求必须快速切除母线上的故障时，应装设专用的母线保护(母线差动保护)。
3）35KV及以下变电所母线一般利用供电元件自身的保护装置切除母线故障。
2、微机母线保护装置配置的保护：母线差动保护，母联充电保护，母联过流保护，母联失灵保护，母联死区保护，母联非全相以及断路器失灵保护。
3.各电压等级母线保护配置：500KV3/2接线方式的母线配置母线差动保护（3/2接线母线相当于单母线），断路器失灵保护置于断路器保护中。
220KV级以上各电压等级母线配置双套微机母线保护装置。
110KV母线配置一套微机母线保护装置。
电力系统继电保护基础知识讲座-第三章(电力系统输电线路的电流电压保护)
第一节 一、无时限电流速断保护 3、无时限电流电压联锁速断保护
为了躲开线路末端故障以保证选
择性，电流元件整定值和电压元件整
定值之间应满足可靠系数的要求，即
3I
I op1
Z
AB
/
U
I op1
KI rel
可靠系数
KI rel
一般取
1.3。
在网路正常运行情况下，若电压互感
器 TV 出现二次断线而使输入至电压
第一节 相间短路的电流电压保护 二、带时限电流速断保护（电流保护第II段）
断路器 1QF 处带时限电流速断保护的
动作电流和动作时间应分别整定为：
I = I II op1
K / K II I rel OP 2
b m in
tIIop1=tIop2+Δ t=Δ t
Δ t——时限阶段，在我国通常取 0.5 秒
灵敏度要求：
K III sen1
I KB min I III
op1
1.3
（近后备）
K III sen1
I KC min I III
op1
1.2
（远后备）
IkB min ——为被保护线路末端短路时流过该处保护的最小故障电流 IkC min ——为相邻线路末端短路时流过该处保护的最小故障电流
灵敏度校验：
1、
K II sen
I KBm in I II
OP1
1.3 ~ 1.5
IkBmin——在本线末端短路时流过 1QF 处保护的最小短路电流
2、当该保护灵敏度不满足要求时，动作电流可采用和相邻线路电流保护第 II 段
整定值配合，以降低本线路电流保护第 II 段的整定值而提高其灵敏度，即整
电力系统输电线路电流电压保护方案设计
１ 输 电 线路 电流 电压 保 护 发 展现 状及 其 作 用 意 义
１世纪 ７ ９ Ｏ年代 ． 熔断器 已开始作为继 电保护装置在 电力 系统 中 应用 ． ２ 到 Ｏ世纪初期产生 了作用于断路 器的电磁型继 电保护装置。 然 后在 １ ２ 年 电子 型静态继 电器 已经得到 了大量推广和生产 ．静态继 ９８ 电器具有非常高的灵敏度 和维护简单 、 动作速度 、 寿命长 、 低功耗等优 点． 对电力系统输 电线路中 的电流 电压具 有了一定 的保护作 用 ． 但是 它较易受到外界环境的影 响。接着在 １６ 年 出现 了计算机化继 电保 ９５ 护． 大规模集成 电路快速发展， 微处理 机技术 的进步 ． 大地推动 了输 极 电线路中电流电压保护技术 的发展 目前该技术 已取得 了一定 的研究 成果 ． 并且得到了实施应用 研究 电力系统故障和危及 安全运行 的异 常状况 ． 以探讨其 对策的 反事故 自 动化措施 因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保 护 电力系统及其元件（ 发电机、 变压器 、 电线路等 ）使输 电线路 中电 输 ． 流电压正常作用 ， 所以称为继 电保 护 ． 电保护装置必 须具备 以下 ４ 继 项基本性能 ： １可靠性 ： ） 在该动作时 ． 可以维护输 电线路 中电流 电压正常运转 ； ３ 完善输 电线路继电保 护的策略 ２ 安全性 ： ） 在不该 动作时 ． 不影 响输 电设备中其他线路 的正常工 作： 发 电』 一 ３ 速动性 ： 以最短 时限将输 电线路 中异 常的 电 ） 能
２１年 ０２
第 ２ 期 ９
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩＦ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｏ Ｍ Ｔ Ｏ Ｎ
０电力与能源 ０ 科技信 息 电力源自统输 电线路电流电压保护方案设计
电力系统对各种电压等级线路保护的配置要求
电力系统对各种电压等级线路保护的配置要求电力系统的线路保护是保障电网安全运行的重要组成部分，对各种电压等级的线路都有相应的配置要求。
下面将从四个方面详细介绍。
一、高压输电线路保护配置要求：高压输电线路是电力系统的重要组成部分，其保护配置要求主要包括以下几个方面：1.过载保护：对于高压输电线路，必须设置过载保护，以防止电流过大损坏线路设备。
常见的过载保护装置有电流保护装置、热继电器等。
2.短路保护：高压输电线路在发生短路故障时，必须能够迅速切除故障电路，以防止电流过大对设备和人身安全造成威胁。
短路保护装置包括短路保护继电器、跳闸器等。
3.接地保护：高压输电线路的设备和绝缘体故障时，可能会导致接地电流过大，对设备造成损坏。
因此，必须设置接地保护，迅速切除故障电路。
接地保护装置主要有接地保护继电器、接地刀闸等。
4.过电压保护：在雷电等过电压情况下，高压输电线路必须能够承受一定的过电压，同时需要设置过电压保护装置，及时切除故障电路。
常见的过电压保护装置有避雷器、过电压继电器等。
二、中压配电线路保护配置要求：中压配电线路是将高压输电线路的电能供应到终端用户的环节，其保护配置要求如下：1.过载保护：中压配电线路需要设置过载保护装置，以防止电流过大损坏线路设备。
常见的保护装置有电流保护装置、热继电器等。
2.短路保护：中压配电线路在发生短路故障时，需要迅速切除故障电路，以防止电流过大造成设备和人身安全事故。
常见的短路保护装置有短路保护继电器、跳闸器等。
3.接地保护：中压配电线路的设备和绝缘体故障时，可能会导致接地电流过大，对设备造成损坏。
因此，中压配电线路需要设置接地保护装置，及时切除故障电路。
常见的接地保护装置有接地保护继电器、接地刀闸等。
4.过电压保护：中压配电线路在雷电等过电压情况下，需要承受一定的过电压，并设置相应的过电压保护装置，及时切除故障电路。
常见的过电压保护装置有避雷器、过电压继电器等。
三、低压配电线路保护配置要求：低压配电线路一般是从变压器到用户的电缆、线缆等，其保护配置要求如下：1.过载保护：低压配电线路需要设置过载保护装置，以防止电流过大损坏线路设备。
输电线路保护讲义
输电线路保护讲义一、引言输电线路是电力系统的重要组成部分，起着将发电厂产生的电能输送到用户的作用。
然而，由于电力系统中存在各种故障和意外情况，为了保障线路的安全运行，必须进行输电线路保护。
本讲义将介绍输电线路保护的基本概念、工作原理和常用的保护装置。
二、输电线路保护的概念输电线路保护是一种用于检测和隔离故障的保护装置系统。
其主要功能是在发生故障时迅速切除故障区域，以保护线路的安全运行。
输电线路保护系统主要包括电流保护、电压保护和差动保护等多种类型。
三、电流保护1. 过电流保护过电流保护是一种最常见和广泛应用的保护方式。
它可以根据线路上电流的大小判断是否发生故障，并迅速切除故障区域。
常用的过电流保护包括瞬时过电流保护和定时过电流保护。
2. 地故保护地故保护用于检测线路的接地故障。
当线路接地故障发生时，地故保护装置会迅速切除故障区域，以防止电流通过地极对人和设备造成伤害。
四、电压保护电压保护主要用于检测线路的电压异常情况，并在检测到异常时触发保护动作。
常见的电压保护包括低压保护、过压保护和跳闸保护。
五、差动保护差动保护是一种基于比较电流的保护方式。
它通过监测线路上的电流差值，判断是否发生故障，并在故障发生时迅速切除故障区域。
差动保护对于大容量变压器和特高压线路的保护至关重要。
六、常用的保护装置1. 保护继电器保护继电器是输电线路保护中最常见的装置，用于监测电流、电压和频率等参数，并在发生故障时切断电路。
它具有灵敏度高、响应速度快的特点。
2. 跳闸器跳闸器是一种自动切除线路的装置。
当保护继电器检测到故障时，跳闸器会迅速打开，切断电流流动，以保护线路的安全。
七、总结输电线路保护是电力系统中保证线路安全运行的重要环节。
本讲义介绍了电流保护、电压保护和差动保护等多种保护方式，以及常用的保护装置。
在实际应用中，需要根据具体线路的特点和要求选择适合的保护方案，并配备相应的保护装置，以确保输电线路的安全可靠运行。