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1、第一节纵联差动原理本节主要介绍输电线路纵联保护结构，进而分析输电线路短路时两侧电气量的故障特征，从 而能够更加明确输电线路纵联差动的原理。一、输电线路纵联保护结构在这一部分即将介绍输电线路纵联差动原理、必要性以及基本要求。1. 必要性研究与实践表明，反应线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本线路内部任意点短路与外 部短路，达到有选择、快速地切除全线路任意点短路的目的。为了保证故障切除后电力系统的稳定运行，采用纵联保护原理保护输电线路，以实现线路全 长范围内任何点故障的无时限切除。为实现上述功能，需要将线路一侧电气量信息传到另一侧去，两侧的电气量同时比较、联合 工作，即在线路两侧之间发生纵向的联
2、系，以这种方式构成的保护称为输电线路的纵联保护。2. 基本原理纵差动保护的基本原理是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位原理构成的。即 被保护线路上发生短路和被保护线路外短路，线路两侧电流大小、电流相位、功率大小是不相同的。通过比较线路两侧电流大小和相位，可以区分是线路内部短路，还是线路外部短路。继电保护装置继电保护装愷图4-1输电线路纵联保护结构框图上图显示了一套完整的纵联保护包括两端保护装置、通信设备和通信通道的输电线路纵联保 护框图，两端的电压互感器TV、电流互感器TA获取本端的电压、电流，根据不同的保护原理， 形成或提取两端被比较的电气量特征，一方面通过通信设备将本端电气量特征
3、传送到对端，另一 方面通过通信设备接收对端发送过来的电气量特征，并将两端的电气量特征进行比较，若符合动 作条件则跳开本端断路器并告知对端，若不符合动作条件则不动作。3. 基本要求线路两侧的电流互感器型号、变比完全相同，性能一致。辅助导引线将两侧的电流互感器二 次侧按环流法连接法。二、输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析在这一部分着重介绍两端电流相量和故障特征，其中包括两端功率方向的故障特征、两端电 流相位特征两端电流相位特征以及两端测量阻抗的特性。1. 两端电流相量和故障特征电流相量不但反映电流的大小，还反映电流的方向。当线路发生内部故障时（a），在故障点 有短路电流流出，若规定电流正方向为
4、由母线流向线路，不考虑分布电容影响，两端电流相量和 等于流入故障点的电流相量和：当线路发生外部故障或正常运行（中间既无电源（无电流注入）又无负荷（电流流出）时，任何 时刻其两端电流相量和等于零。(a)内部故障(b)外部故障图4-2双端电源线路区内、外故障示意图2. 两端功率方向的故障特征当线路上发生区内故障和区外故障时，输电线两端的功率方向也有很大差别。令功率正方向 由母线指向线路，则线路发生区内故障时，两端功率方向都由母线流向线路，两端功率方向相同, 同为正方向；当发生区外故障时，远故障点端功率由母线流向线路，功率方向为正，近故障点端 功率由线路流向母线，功率方向为负，两端功率方向相反。(a
5、)内部故障功率方向(b)外部故障功率方向图4-3双端电流线路区内、外故障功率方向3. 两端电流相位特征两端输电线路，若全系统阻抗角均匀，且两端电动势角相等，则当线路MN发生区内短路故障 时，两侧电流同相位，即相位差为0 ;而当正常运行或发生区外短路故障时，两侧电流反相，即 电流、相位差为180。图4-44. 两端测量阻抗的特性当线路区内短路时，输电线路两端的测量阻抗都是短路阻抗，一定位于距离保护II段的动作 区内，两侧的II段同时启动；当正常运行时，两侧的测量阻抗是负荷阻抗，距离保护II段不会启 动；当发生外部短路时，两侧测量阻抗也是短路阻抗，但一侧为反方向，若采用方向特性的阻抗 继电器，则至少有一侧的距离II段不会启动。三、输电线路纵联差动原理1.线路正常工作或外部故障时图4-5流入差动继电器的电流为:2.当线路发生内部故障时图4-6流入差动继电器的电流为：畳-I-*厶=用+几=訂有很大的差动电流流入差动继电器，保护动作，断开两侧电路器，切除故障。
