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电力系统继电保护原理
课程教案 目录
第一章 绪论 第二章 电网的电流保护和方向性电流保护 第三章 电网的距离保护 第四章 输电线纵联保护 第五章 自动重合闸
第六章 电力变压器的继电保护 第七章 发电机的继电保护 第八章 母线的继电保护
第四章 输电线路纵联保护 §4－1 输电线纵联差动
一、 基本原理：
1.反应单侧电气量保护的缺陷：
∵无法区分本线路末端短路与相邻线路出口短路。∴无法实现全线速动。 原因：（1）电气距离接近相等。 （2）继电器本身测量误差。
（3）线路参数不准确。 (4)LH、YH有误差。 （5）短路类型不同。 （6）运行方式变化等。
2. 输电线路纵联差动保护： （1）输电线路的纵联保护：（P129 第二自然段）。 （2）导引线纵联差动保护：
用导引线传送电流（大小或方向），根据电流在导引线中的流动情况，可分为环流式和均压式两种。（P131 图4-2）自学。 （注意图中隔离变压器GB的极性）
Im1 In1 In2 Im2 例：环流法构成了导引线纵联保护：
线路两侧装有相同变比的LH 正常或区外短路：Im1=-In1 ∴Im2=-In2
IJ=Im2+In2=0 J不动
区内短路：IJ=Im2+In2=（Im1+ In1）/nLH = Id/ nLH > Idz ( 同时跳两侧DL)←J动作
可见纵联差动保护的范围是两侧LH之间，理论上具有绝对选择性可实现全线速动。但它只适用
于< 5～7公里的短线路。若用于长线路技术上有困难且经济上不合理。 （P136 标题2）
它在发电机、变压器、母线保护中应用得更广泛（后述） 3. 纵联保护信号传输方式：
（1）辅助导引线 （2）电力线载波：高频保护 （3）微波：微波保护 （4）光纤：光纤保护
I §4-2输电线的高频保护
一、 高频保护概述：
高频保护的定义：（P136）
分类：按照工作原理分两大类，方向高频保护和相差高频保护。 方向高频保护：比较被保护线路两侧的功率方向。 相差高频保护：比较被保护线路两侧的电流相位。
二、 高频通道的构成：
有“相-相”和“相-地”两种连接方式
∨
“我国广泛运用”
构成示意图P137 图4-7 1. 阻波器：L、C并联谐振回路，谐振于载波频率。
对载波电流：Z>1500Ω——————限制在本线路。 对工频电流：Z<0.04Ω——————畅流无阻。
2．结合电容器 带通滤波器 ①通高频、阻工频 3．连接滤波器 ②阻抗匹配
4．高频电缆：将位于主控制室的高频收、发信机与户外变电站的带通滤波器连接起来。 5．高频收、发信机 工作频率：40Khz
三、 高频通道工作方式及高频信号的应用： 无高频电流是信号
1． 高频通道的工作方式
两种： 长期发信方式：正常运行时，收发信机长期工作（经常有高频电流）
故障时发信方式：正常运行时，收发信机不工作。当系统故障时，发信机由启动元件启动通道中才有高频电流（经常无高频电流） 另：改变频率也是一种信号。 2．高频信号的分类及应用 有高频电流是信号 按高频信号的应用分三类：跳闸信号、允许信号、闭锁信号 （1） 跳闸信号 BH 跳闸 “或”门：高频信号是跳闸的充分条件
或
门 GSX
（2） 允许信号
BH 跳闸 “与”门：收到高频信号是跳闸的必要条件 与 门 GSX
(3) 闭锁信号：
BH 跳闸 “否”门：收不到高频信号是跳闸的必要条件 o 与门 GSX
三 方向高频保护
1． 高频闭锁方向保护的基本原理
高频信号 举例说明： 高频信号 d
S+ S- S+ S+ S- S+ A 1 2 B 3 4 C 5 6 D
内部接地时：保护3、4：S+动，两侧都不发高频信号，保护动作跳3、4DL
外部接地时：保护2、5：S-动，它们发出高频闭锁信号，送至保护1、6、2、5。AB,BC线路均保
持不动
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。
注：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。 4 4ZJ - 跳闸 + + + 5ZI1 I2 1 2 3 5 - UJ 半套高频闭锁方向保护原理接线（电流启动方式） （1） 组成：
I1 起动元件1：灵敏度较高，起动发信机发信 I2 起动元件2：灵敏度较低，起动保护的跳闸回路 3 功率方向元件：判断短路功率的方向 4ZJ 中间继电器：内部短路时，停止发信 5ZJ 极化继电器（双线圈）：工作线圈接方向元件输出，制动线圈接收信机的输出
（2） 工作情况：
①外部短路时：I1 I2 动
AB线，B侧S- I1 4ZJ常闭触点 起动 发信 3不动 5ZJ制动
A 侧S+ 3动 4动 停止发信
I+动 5ZJ 工作、制动线圈均有电流，不动，所以：1、2DL
不跳闸
②内部短路时：
BC线：I1、I2、3、4ZJ均动作，停止发信，5ZJ有工作电流 跳闸
(3)为什么要用两个灵敏度不同的起动元件
I2/I1=1.6~2 防止区外故障误跳闸
若采用一个起动元件，当区外接地时，由于LH误差，起动元件误差。S+侧起动元 件动作，S-侧起动元件未动。S+侧误动。
采用两个起动元件I1I2，S+侧I2动作时，S-侧I1一定动作，故可防止误动 （4）时间配合
外部故障时，S+侧需等待对侧的高频闭锁信号，故跳闸回路应有一定延时。故障切除后，
返回时，为防止误动，启动发信回路应延时返回。 （5）方向元件
GSX GFX