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1、第一节 线路的差动保护 基本要求 学习内容 习题与思考题 基本要求 掌握纵联差动保护的工作原理及其特点 掌握横联差动方向保护的工作原理及其相继动 作区和死区 返回 第一节 线路的差动保护 引言 电流、电压、距离保护只有第 段瞬时动作，因而不能瞬时切除全线故障。 原因：测量线路一端的电气量，无法区分是 本线路末端故障还是下一线路首端故障。 对大容量、超高压线路，要求瞬时切除全线 故障，对保护速动性提出更高的要求。 解决办法： 采用线路纵差动保护（瞬时切除全线故 障（全线速动） 1. 线路纵差动保护是利用比较被保护元件 始末端电流的大小和相位的原理来构成 输电线路保护的。当在被保护范围内任 一点发
2、生故障时，它都能瞬时切除故障 。若判断故障在本线路保护范围之外， 不动作。 2、纵联保护按采用的通道分为： 导引线保护利用辅助导线作为通道利用 辅助导线作为通道的纵差保护 高频保护载波保护(为了在远距离输电线 上实现差动保护，必须将线路一端的电 气量传送到另一端，广泛采用的方法之 一是利用高压输电线本身作通道，以50 300kHz的高频电流相互传送两侧电气 量 ) 微波保护(利用微波通道来传送被保护线路 两端比较信号的继电保护 ) 光纤保护 n导引线保护的定义：比较被保护线路 首端和末端电流大小和相位而动作的 保护。 n装设要求：线路两侧装设变比、特性 完全相同的差动保护专用的TA。 n接线要
3、求：环流法，辅助导线将两侧 TA同极性相连。 一、导引线保护的基本原理 工作原理 纵联保护原理：比较线路两端电气量变化而工 作的。即：反应被保护线路首末两端电流的大小和 相位，保护整条线路，全线速动。纵联差动保护原 理接线如图所示。装设要求：线路两侧装设变比、 特性完全相同的差动保护专用的TA。 流入继电器的电流为I2I2， 即为电流互感器二次电流的差。 差回路：继电器回路。 正常运行： 流入差回路的电流 外部短路：流入差回路中的电流为 指出： 被保护线路在正常运行及区外故障 时，在理想状态下，流入差动保护差回 路中的电流为零。实际上，差回路中还 有一个不平衡电流Ibp。差动继电器KD 的起动
4、电流是按大于不平衡电流整定的 ，所以，在被保护线路正常及外部故障 时差动保护不会动作。 内部短路： 流入差动保护回路的电流为 被保护线路内部故障时，流入差回 路的电流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。 结论：1、差动保护灵敏度很高 2、保护范围稳定 3、可以实现全线速动 4、不能作相邻元件的后备保护 二、纵联差动保护的不平衡电流 1稳态情况下的不平衡电流 该不平衡电流为两侧电流互感器励磁电流的差。差动 回路中产生不平衡电流最大值为 式中 KTA一电流互感器 10误差； Ktx电流互感器的同型系数，两侧电流互感器为同型号 时，取0.5，否则取l
5、； Idmax被保护线路外部短路时，流过保护线路的最大短路 电流。 2暂态不平衡电流 纵联差动保护是全线速动保护，需要考虑在外部短路 时暂态过程中差回路出现的不平衡电流,其最大值为 式中Kfz非周期分量的影响系数，在接有速饱和变流器 时，取为1，否则取为1.52。 三、纵联差动保护的整定计算 差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大不平衡 电流整定 为防止电流互感器二次断线差动保护误动，按躲开TA 二次断线流入KD的最大负荷电流整定 灵敏度校验： 四、保护特点 1、保护原理本身可以区分内、外部故障 ，可实现全线快速保护 2、保护范围是两个CT之间 3、与系统运行方式无关 4、不受系统振荡的影响
6、 5、可作为线路主保护（配置后备保护：电 流或距离） 6、只能用于短线路（由于通道导线的限制 ） 五、纵联差动保护的总体评价 优点： 全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响 ，灵敏度较高。 缺点： 需敷设与被保护线路等长的辅助导线，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。这在经济上，技术上都难以实现。 需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。 在输电线路中，只有用其它保护不能满足要求的 短线路（一般不超过57km 线路）才采用。 应用： 第二节 平行线路横联差动方向保护 一、横联差动方向保护的工作原理 横差方向保护：是用于平行线路的保护装置，它
7、装设于平 行线路的两侧。其保护范围为双回线的全长。横差方向保 护的动作原理是反应双回线路的电流及功率方向，有选择 性地瞬时切除故障线路。 正常运行及外部发生短路： 两线路中的电流相等。两电流互感器差回路中的电 流仅为很小的不平衡电流，小于继电器的起动电流，电 流继电器不会起动。 内部故障时 ： 如在线路XLl的d点发生短路，M侧电流继电器中的电流 当IjIdz时，电流继电器1动作。 功率方向继电器2承受正方向功率动作，功率方向继电器3 承受负功率不动作，因而跳开1QF。 线路N侧：流过差回路中的电流 当IjIdz时，电流继电器动作。 功率方向继电器 2承受正功率，接点闭合，跳开 3QF 瞬时切
8、除故障线路XL一1横差保护退出工作，非故障线路 XL一2继续运行。 二、横联差动方向保护的相继动作区和死区 1、相继动作区 相继动作：线路两侧保护装置先后动作切除故障的方式。 相继动作区：产生相继动作的范围。 2、相继动作区长度的计算 假设相继动作区的临界点d的短路电流与N侧母线上的短 路时的短路电流相等 M侧保护中起动元件的一次动作电流为 依据电压平衡方程式 相继动作区的长度百分数 50 3、 死区 功率方向继电器采用90接线，但当出口发生三相短路 时，母线残压为零，功率方向继电器不动作，这种不动作 的范围称为死区。死区在本保护出口，在对侧保护的相继 动作区内。在死区内发生三相短路，两侧横差
9、保护都不能 动作。死区的长度不允许大于被保护线路全长的10。 三、横联差动方向保护的整定计算 1电流继电器的动作电流 （l）为保证横差保护范围外故障保护不动作，横差保护的 动作电流应按躲开外部短路最大不平衡电流整定 式中Ibpmax电流互感器 10误差引起的最大不平衡电流 Ibpmax=KTA Kfz KtxIdmax ； I“bpmax两回输电线路参数不同引起的最大不平衡电流 ； 电流继电器的起动电流 （2）躲开单回线运行时的最大负荷电流 2灵敏度校验 在平行的双回线路上，两侧的断路器都处在合闸位置。 当区内发生故障时，应能保证至少有一侧保护有足够的灵敏 度。为此，应在两侧保护灵敏度相等的那
10、一点发生故障时， 两侧都有足够的灵敏度。这样，当故障点向一侧移动时，靠 近故障点的一侧保护的灵敏系数增大，而远离故障点的一侧 保护的灵敏度必然下降。在相同灵敏系数点发生故障时，要 求保护的灵敏度为2，即 当在相继动作区内短路时，一侧断路器已经断开的情况 下要求另一侧保护的灵敏度系数大于1.5。 四、横联差动方向保护的优缺点及应用范围 优点： 能够迅速而有选择性地切除平行线路上的故障 ，实现起来简单、经济，不受系统振荡的影响 。 缺点 ： 存在相继动作区，当故障发生在相继动作区 时，切除故障的时间增加1倍。保护装置还存 在死区。需加装单回线运行时线路的主保护 和后备保护。 适用于66kV及以下的平行线路上。 应用 ： 返回 复习思考题： 1、纵联差动保护与电流保护的区别是什么？ 2、纵联差动保护的优缺点是什么？ 3、横联差动保护的优缺点是什么？ 4、什么是横联差动保护的相继动作区？ 5、什么是横联差动保护的死区？ 返回
