1、高壓輸電線路主保護高壓輸電線路主保護 高頻閉鎖縱聯保護高頻閉鎖縱聯保護 高壓輸電線路發生故障，我們希高壓輸電線路發生故障，我們希望繼電保護在保證選擇性的前提下，望繼電保護在保證選擇性的前提下，越快切除故障越好！也就是我們希望越快切除故障越好！也就是我們希望在輸電導線上任一點發生故障都能快在輸電導線上任一點發生故障都能快速切除，這對系統穩定是有利的。速切除，這對系統穩定是有利的。 但不是所有類型的保護都能做到但不是所有類型的保護都能做到這一點。這一點。 電流、電壓、零序電流和距離保護都是反應電流、電壓、零序電流和距離保護都是反應輸電線路單端電氣量變化的保護，這種反應輸電線路單端電氣量變化的保護，

2、這種反應單端電氣量變化的保護從原理上講都區分不單端電氣量變化的保護從原理上講都區分不開本線路末端和相鄰線路始端的短路開本線路末端和相鄰線路始端的短路 。一、反應輸電線路單端電氣量變化的保護的缺陷一、反應輸電線路單端電氣量變化的保護的缺陷 采單端電氣量保護的三段式保護范圍示意采單端電氣量保護的三段式保護范圍示意n既然反應M端電氣量變化的保護無法區別F1和F2點的短路，可是反應N端電氣量變化的保護確是很容易區分這兩點短路的。例如用一個方向繼電器就可以區分：F1點是正方向短路，F2點是反方向短路。所以如果有一種保護它可以綜合反應兩端電氣量的變化，這樣的保護一定可以區分F1和F2點的短路。那么它的一個

3、最大的優點就是可以瞬時切除本線路全長范圍優點就是可以瞬時切除本線路全長范圍內的短路內的短路。這種綜合反應兩端電氣量變化的保護就叫做縱聯保護。縱聯保護的優點是明顯的，但它的缺點是不能保護在相鄰線路上的短路，缺點是不能保護在相鄰線路上的短路，不能作相鄰線路上的短路的后備不能作相鄰線路上的短路的后備。 縱聯保護既然是反應兩端電氣量變化的保護，那就一定要把對端電氣量變化的信息告訴本端，同樣也應把本端電氣量變化的信息告訴對端，以便每側都能綜合比較兩端電氣量變化的信息做出是否要發跳閘命令的決定。這必然涉及到通信的問題，而通信需要通道。 目的：讓兩側保護裝置建立聯系，進行對話！縱聯保護通道類型縱聯保護通道類

4、型n1. 電力線載波(高頻)通道。n2. 微波通道n3.光纖通道n4.導引線通道n上述四種通道應該說光纖通道是最有上述四種通道應該說光纖通道是最有發展前途的。目前繼電保護制造廠家發展前途的。目前繼電保護制造廠家生產光纖保護的產量已大于高頻保護生產光纖保護的產量已大于高頻保護的產量。但由于歷史的原因，高頻通的產量。但由于歷史的原因，高頻通道還有一定的數量。道還有一定的數量。二、二、220kV系統常見的幾種線路縱聯保護配置系統常見的幾種線路縱聯保護配置n1.高頻閉鎖縱聯方向保護nWXB-11C+GSF6；LFP-901+LFX-912；nPSL-602+YSF-10A；RCS-901+LFX-91

5、2；nCSC-101+BSF3；LFP-902+LFX-912；n2.光纖縱聯方向保護nPSL-602+GXC-01；RCS-901+FOX40EnCSC-102+CSY-102A；WXH-801+ ZSJ-900n3.光纖分相電流差動保護nPSL-603；RCS-931；CSC-103；nWXH-803；PRS-7531.閉鎖式高頻縱聯方向保護閉鎖式高頻縱聯方向保護（1）閉鎖式高頻縱聯保護的通道介紹）閉鎖式高頻縱聯保護的通道介紹耦合電容器阻波器結合濾波器高頻電纜輸電導線（2）關于閉鎖式的兩個關鍵元件的說明：）關于閉鎖式的兩個關鍵元件的說明：1.啟動元件啟動元件（1）高定值啟動元件起動后，終止

6、主程序，執行故處理程）高定值啟動元件起動后，終止主程序，執行故處理程序，開放保護。序，開放保護。 （2）低定值啟動元件動作，控制收發信機啟動發信。）低定值啟動元件動作，控制收發信機啟動發信。（3）啟動元件無方向性，靈敏度高。）啟動元件無方向性，靈敏度高。2.方向元件方向元件（1）有明確的方向性。）有明確的方向性。（2）正方向元件要確保在本線路全長范圍內的短路都能可）正方向元件要確保在本線路全長范圍內的短路都能可靠動作靠動作（超范圍閉鎖式）（超范圍閉鎖式）。（3）反方向元件靈敏度高于正方向元件，反方向元件動作）反方向元件靈敏度高于正方向元件，反方向元件動作則閉鎖正方向元件。則閉鎖正方向元件。（4

7、）正方向元件動作則停止收發信機發信。）正方向元件動作則停止收發信機發信。 （3）關于閉鎖式的幾個基本特點）關于閉鎖式的幾個基本特點1.收不到高頻信號是保護動作于跳閘的必要條件。收不到高頻信號是保護動作于跳閘的必要條件。2.閉鎖信號主要是在非故障線路上傳輸的（并不表示在故障線路閉鎖信號主要是在非故障線路上傳輸的（并不表示在故障線路上從來沒有傳送過閉鎖信號），上從來沒有傳送過閉鎖信號），3.在非故障線路上一直存在閉鎖信號，保護收到閉鎖信號把保護在非故障線路上一直存在閉鎖信號，保護收到閉鎖信號把保護閉鎖。閉鎖。4.在故障線路上最后應該沒有閉鎖信號，保護才能跳閘。在故障線路上最后應該沒有閉鎖信號，保護

8、才能跳閘。5.在使用閉鎖信號時，一般都采用相在使用閉鎖信號時，一般都采用相-地耦合的高頻通道（當然也地耦合的高頻通道（當然也可采用相可采用相-相耦合高頻通道，允許式高頻保護一般使用相相耦合相耦合高頻通道，允許式高頻保護一般使用相相耦合通道）。需要指出的是雖然收發信機接在一相輸電線路與大地通道）。需要指出的是雖然收發信機接在一相輸電線路與大地之間，但由于相與相之間和相與地之間是有分布電容的，所以之間，但由于相與相之間和相與地之間是有分布電容的，所以實際上三相輸電線路和部份大地都是參與高頻電流的傳輸的。實際上三相輸電線路和部份大地都是參與高頻電流的傳輸的。6.閉鎖式縱聯保護區內故障時不怕通道斷，怕

9、區外故障時通道斷。閉鎖式縱聯保護區內故障時不怕通道斷，怕區外故障時通道斷。7.閉鎖式縱聯保護使用單頻制，兩側收發信機發信頻率相等。正閉鎖式縱聯保護使用單頻制，兩側收發信機發信頻率相等。正常運行時保護通道中無高頻信號。收發信機既可收對側信號也常運行時保護通道中無高頻信號。收發信機既可收對側信號也可以收自己的信號。可以收自己的信號。（4）閉鎖式高頻縱聯方向保護簡化原理框圖：）閉鎖式高頻縱聯方向保護簡化原理框圖：（5）原理框圖的進一步簡化保護啟動保護啟動正方向元件動作正方向元件動作反方向元件不動作反方向元件不動作出口出口跳閘跳閘58mS收發信機給保護裝置的收信輸收發信機給保護裝置的收信輸入電平變化滿

10、足入電平變化滿足0-1-0的過程，的過程，且且1的時間在的時間在58ms以上則滿以上則滿足與門的第三個條件足與門的第三個條件001區內故障，保護動作過程中通道上信號的變化M側區外故障，保護動作過程中通道上信號的變化N側區外故障，保護動作過程中通道上信號的變化區內發生三相斷線故障，保護動作過程中通道上信號的變化（6）關于閉鎖式縱聯保護的幾個問題的討論：）關于閉鎖式縱聯保護的幾個問題的討論：1）為什么要用靈敏度不同的兩個起動元件？ 為防止區外故障時，近故障端保護不能可靠啟動發信為防止區外故障時，近故障端保護不能可靠啟動發信而遠故障端的保護因收不到對側閉鎖信號而誤動而遠故障端的保護因收不到對側閉鎖信

11、號而誤動。 2）為什么要先收到8ms高頻信號后才允許停信？ 高頻信號在通道上傳輸是有時滯的，如果高頻信號在通道上傳輸是有時滯的，如果M端保護判正方向后不端保護判正方向后不經延時而匆忙停信后，由于經延時而匆忙停信后，由于M端收信機收不到對冊信號將造成保護誤端收信機收不到對冊信號將造成保護誤動。動。 M端保護只有確保近故障點的端保護只有確保近故障點的N端保護的閉鎖信號到達端保護的閉鎖信號到達M端以后端以后才允許停信，這樣才允許停信，這樣M端保護才不會誤動。端保護才不會誤動。 顯然這等待的延時應考慮顯然這等待的延時應考慮N端閉鎖信號來得最慢、最嚴重的情況。端閉鎖信號來得最慢、最嚴重的情況。這種情況出

12、現在這種情況出現在N端是遠方起信的情況。發生短路后端是遠方起信的情況。發生短路后N端起動元件因端起動元件因故沒有起動，所以一開始不發信。要等故沒有起動，所以一開始不發信。要等M端高頻信號先送過來后，端高頻信號先送過來后，N端由遠方起信才起動發信。等端由遠方起信才起動發信。等N端的信號再送到端的信號再送到M端后，端后，M端再去停端再去停信保護就不會誤動了。所以信保護就不會誤動了。所以M端停信等待的延時應包括高頻信號往返端停信等待的延時應包括高頻信號往返一次的延時，加上對端發信機起動發信的延時再加上足夠的裕度時間。一次的延時，加上對端發信機起動發信的延時再加上足夠的裕度時間。這時間一般為（這時間一

13、般為（58）ms就足夠了。就足夠了。3）功率倒向時出現的問題及對策 。 1號保護 2號保護F+動作情況F-動作情況F+動作情況F-動作情況 功率倒向前 功率倒向后 如果縱聯方向保護在如果縱聯方向保護在35ms內一直不動作（收信時間滿內一直不動作（收信時間滿35ms），那么縱聯方向保護再要動作的話要另加，那么縱聯方向保護再要動作的話要另加25ms的延時。的延時。 4）遠方啟信的作用和通道交換的過程。 遠方啟信作用：遠方啟信作用：（1）通道檢查）通道檢查（2）防止因發信啟動回路故障而造成的保護不正確動作）防止因發信啟動回路故障而造成的保護不正確動作 通道交換的過程：通道交換的過程：5s 5s 5s

14、 200ms dB t 藍色本側發藍色本側發綠色對側發綠色對側發 5）收到三相斷路器跳閘位置繼電器（TWJ）動作信號以后高頻保護做些什么？ （1） 如果高定值起動元件未起動，又收到了三相跳閘位置繼電器都動作的信號并確認三相均無電流時，把起動發信（含遠方起信）往后推遲100ms（不同廠家該值略有差別）。 （2）如果高定值起動元件起動后，又收到了任一相相跳閘位置繼電器都動作的信號并確認該相無電流時立即停信。這停信通常稱作“位置停信”。 在起動元件起動后本斷路器又單相或三相跳閘了，這說明本線路上發生了短路，本端保護動作跳閘了，所以采取馬上停信措施后有利于對端縱聯方向保護跳閘。 （3）“位置停信”的由

15、來 在“四統一”中采用這種“位置停信”還有一種目的：如果線路出口短路，零序段等快速保護先發跳閘命令并將斷路器跳開時若高頻保護還未跳閘（當時系統用的相差高頻保護由于兩次比相，動作時間將到4060ms），斷路器跳閘后高頻保護立即恢復發信，閉鎖了對端的高頻保護。采取了“位置停信”后使該端一直處于停信狀態可確保對端高頻保護可靠跳閘。目前微機型的縱聯保護沒有相差高頻保護，縱聯目前微機型的縱聯保護沒有相差高頻保護，縱聯方向、縱聯距離保護在方向、縱聯距離保護在2030ms內已可發出跳閘命內已可發出跳閘命令。所以線路出口短路時，即使快速距離保護或零序令。所以線路出口短路時，即使快速距離保護或零序段先發跳閘命令

16、，在斷路器跳閘時間內，對端縱聯段先發跳閘命令，在斷路器跳閘時間內，對端縱聯保護已可發出跳閘命令，所以這個問題已不再存在。保護已可發出跳閘命令，所以這個問題已不再存在。 （4）“位置停信”的另一作用： 當線路故障，保護動作跳開兩側開關后，重合于永久性故障時，若兩側開關重合有先后，先重合側保護加速跳開后，通過位置停信，使后重合側保護正常動作。 （4）“位置停信”的使用注意事項n單相TWJ動作停信只停80ms，避免本線路非全相運行期間兩端一直停信在外部發生運行相上的故障時縱聯方向（距離）保護誤動而誤切三相。三相TWJ動作停信一直停到裝置整組復歸。 n“位置停信”在手動合閘和自動重合閘時自動退出，避免

17、對端合閘后本端再合閘時由于三相觸頭不同期對端某些原理的正方向的方向繼電器可能動作造成縱聯方向保護誤動。 6）其他保護停信和本裝置保護動作停信的問題。（1）母差（失靈）保護動作停信 雙母線接線的母差保護動作停信一般通過啟動線路保護中操作箱內雙母線接線的母差保護動作停信一般通過啟動線路保護中操作箱內的的TJR繼電器實現。繼電器實現。 3/2開關接線的母差保護動作不停信，開關失靈時需要強制停信開關接線的母差保護動作不停信，開關失靈時需要強制停信 母差停信一般展寬母差停信一般展寬150mS，也是在母差出口元件返回后繼續停信，也是在母差出口元件返回后繼續停信150mS。（2）本裝置其他保護動作停信 現在

18、輸電線路保護都做成成套的保護裝置。一條線路的主保護、后備保護都做在一套保護裝置內。本裝置內任意一種保護發跳閘命令同時立即停信有利于對端縱聯保護跳閘。保護裝保護裝置發三相跳閘命令停信直至跳閘命令返還后還置發三相跳閘命令停信直至跳閘命令返還后還繼續展寬停信繼續展寬停信150ms，保護裝置發單相跳閘命，保護裝置發單相跳閘命令時只停信令時只停信150ms，這段時間保證讓對端可靠跳閘。這些工作都由裝置在軟件中自動完成。7）閉鎖式高頻縱聯保護的具體稱謂（什么是距離高頻？什么是零序高頻？什么是方向高頻？.）n“距離高頻距離高頻”（或稱（或稱“高頻距離高頻距離”）是指其方向元件由距）是指其方向元件由距離元件充當，一般使用離元件充當，一般使用II段或段或III段的阻抗測量元件，前提段的阻抗測量元件，前提是保證本線范圍內各類故障有絕對靈敏度。（如是保證本線范圍內各類故障有絕對靈敏度。（如LFP902中的中的Z+）n“零序高頻零序高頻”是指其方向元件由零序功率方向元件充當。是指其方向元件由零序功率方向元件充當。同樣其零序功率方向元件應保證對本線范圍內的所有接地同樣其零序功率方向元件應保證對本線范圍內的所有接地故障有絕對靈敏度。（如故障有絕對靈敏度。（如LFP901中的中的O+） n“方向高頻方向高頻”，從字面上理解可以指所有的基于兩側方向，從字面上理解可以指所有的基