输电线路纵联保护概述

2021 年 06 月 21 日

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## 简介

利用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的目的。为此需要将线路一侧电气量信息传到另一侧去，安装于线路两侧的保护对两侧的电气量同时比较、联合工作，也就是说在线路两侧之间发生纵向的联系，以这种方式构成的保护成为**输电线路的纵联保护**。

## 分类

按照信息通道类型，可以分为四种：

### 导引线纵联保护

- 需要铺设导引线电缆传送电气量信息
- 直接传输交流二次电量波形，广泛采用差动保护原理
- 不能用于较长线路

### 电力线载波纵联保护

- 利用输电线路构成通道
- 机械强度大，运行安全可靠，但线路发生故障时通道可能遭到破坏
- 要在技术上保障在线路故障、信号中断的情况下仍能正确动作

### 微波纵联保护

- 是理想通道，但是保护专用微波通道及设备是不经济的

### 光纤纵联保护

- 将电信号转换成光信号传输，不受干扰
- 近年来成为主要通道形式

按照保护原理，可以分为两类：

### 方向比较式纵联保护

传输逻辑信号，信息量少，可靠性要求高。

### 纵联电流差动保护

信息传输量大，要求同步采集，对通信通道要求高。

## 输电线路电路时两侧电气量的故障特征分析

### 两端电流相量和的故障特征

- 区内故障：相量和等于流入故障点的电流$\dot{I}_{k1}$
- 正常运行/区外故障：相量和为0

### 两端功率方向的故障特征

- 区内故障：两端功率方向相同，均为正方向
- 正常运行/区外故障：两端功率方向相反

### 两端电流相位特征

- 区内短路：两侧电流同相位
- 正常运行/区外短路：两侧电流相位差180°

### 两端测量阻抗的特征

- 线路区内短路时：两端都是短路阻抗，一定位于距离保护Ⅱ段动作区内
- 正常运行时：两端都是负荷阻抗
- 外部短路时：两端都是短路阻抗，但一侧为反方向，至少有一侧的距离保护Ⅱ段不启动

## 纵联保护的基本原理

### 纵联电流差动保护

$$
|\dot{I}_M+\dot{I}_N|\ge I_{set}

- $|\dot{I}_M+\dot{I}_N|$：线路两端电流的相量和
- $I_{set}$：门槛值

### 方向比较式纵联保护

- 闭锁式方向纵联保护：功率方向为负者发出闭锁信号，闭锁两端的保护
- 允许式方向纵联保护：功率方向为正者发出允许信号，允许两端保护跳闸

### 电流相位比较式纵联保护

- 两端电流相位差近似为0：保护动作，跳开本端断路器
- 两端电流相位差近似为180°：保护不动作

### 距离纵联保护

- 和方向比较式类似，用方向阻抗元件替代功率方向元件
- 当故障发生在保护Ⅱ段范围内时相应的方向阻抗元件才启动，保护Ⅱ段以外不启动

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输电线路纵联保护概述

williamkong • 2021 年 06 月 21 日

输电线路纵联保护概述

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