南瑞繼電保護(hù)技能培訓(xùn)教材

./微機(jī)保護(hù)的硬件和軟件系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的硬件系統(tǒng)一套微機(jī)保護(hù)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。硬件系統(tǒng)是構(gòu)成微機(jī)保護(hù)的基礎(chǔ),軟件系統(tǒng)是微機(jī)保護(hù)的核心。圖1-1表示出了微機(jī)保護(hù)的硬件系統(tǒng)構(gòu)成,它由下述幾部分構(gòu)成：⑴微機(jī)主系統(tǒng)。它是由中央處理器〔CPU為核心,專門設(shè)計(jì)的一套微型計(jì)算機(jī),完成數(shù)字信號(hào)的處理工作。⑵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。完成對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行測量并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的工作。⑶開關(guān)量的輸入輸出系統(tǒng)。完成對(duì)輸入開關(guān)量的采集和驅(qū)動(dòng)小型繼電器發(fā)跳閘命令和信號(hào)工作。⑷外部通信接口。⑸人機(jī)對(duì)話接口。完成人機(jī)對(duì)話工作。⑹電源。把變電站的直流電壓轉(zhuǎn)換成微機(jī)保護(hù)需要的穩(wěn)定的直流電壓。中央處理器CPU它是微機(jī)主系統(tǒng)的大腦,是微機(jī)保護(hù)的神經(jīng)中樞。軟件程序需要在CPU的控制下才能遂條執(zhí)行。當(dāng)前,在微機(jī)保護(hù)中應(yīng)用的CPU主要有以下一些類型：1.單片微處理器例如Intel公司的80X86系列,Motorola公司的MC683XX系列。其中32位的CPU例如MC68332具有極高的性能,在RCS900系列的主設(shè)備保護(hù)裝置中得到了應(yīng)用。16位的如Intel公司的80296,在RCS900型的線路、主設(shè)備保護(hù)中用到了該芯片。2.數(shù)字信號(hào)處理器〔DSP它將很多器件,包括一定容量的存儲(chǔ)器都集成在一個(gè)芯片中,所以外圍電路很少。因而這種數(shù)字信號(hào)處理器的突出特點(diǎn)是運(yùn)算速度快、可靠性高、功耗低。它執(zhí)行一條指令只需數(shù)十納秒〔ns,而且在指令中能直接提供數(shù)字信號(hào)處理的相關(guān)算法。因此特別適宜用于構(gòu)成工作量較大、性能要求高的微機(jī)保護(hù)。在RCS900型的線路、主設(shè)備保護(hù)中,保護(hù)的計(jì)算工作都是由DSP來完成的,使用的芯片是AD公司的DSP-2181。存儲(chǔ)器用以保存程序、定值、采樣值和運(yùn)算中的中間數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量和訪問時(shí)間將影響保護(hù)的性能。在微機(jī)保護(hù)中根據(jù)任務(wù)的不同采用的存儲(chǔ)器有下述三種類型的存儲(chǔ)器。⒈隨機(jī)存儲(chǔ)器〔RAM。在RAM中的數(shù)據(jù)可以快速地讀、寫,但在失去直流電源時(shí)數(shù)據(jù)會(huì)丟失。所以不能存放程序和定值。只用以暫存需要快速進(jìn)行交換的臨時(shí)數(shù)據(jù),例如運(yùn)算中的中間數(shù)據(jù)、經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的采樣數(shù)據(jù)等?，F(xiàn)在有一種稱做非易失性隨機(jī)存儲(chǔ)器〔NVRAM它既可以高速地讀/寫,失電后也不會(huì)丟失數(shù)據(jù),在RCS900保護(hù)中用以存放故障錄波數(shù)據(jù)。⒉只讀存儲(chǔ)器〔ROM。目前使用的是一種紫外線可擦除、電可編程的只讀存儲(chǔ)器——EPROM。EPROM中的數(shù)據(jù)可以高速讀取,在失電后也不會(huì)丟失,所以適用于存放程序等一些固定不變的數(shù)據(jù)。要改寫EPROM中的程序時(shí)先要將該芯片放在專用的紫外線擦除器中,經(jīng)紫外線照射一段時(shí)間,擦除原有的數(shù)據(jù)后,再用專用的寫入器〔編程器寫入新的程序。所以存放在EPROM中的程序在保護(hù)正常使用中不會(huì)被改寫,安全性高。⒊電可擦除且可編程的只讀存儲(chǔ)器〔EEPROM。EEPROM中的數(shù)據(jù)可以高速讀取,且在失電后也不會(huì)丟失,同時(shí)不需要專用設(shè)備在使用中可以在線改寫。因此在保護(hù)中EEPROM適宜于存放定值。既無需擔(dān)心在失電后定值丟失之虞,必要時(shí)又可方便地改寫定值。由于它可以在線改寫數(shù)據(jù),所以它的安全性不如EPROM。此外EEPROM寫入數(shù)據(jù)的速度較慢,所以也不宜代替RAM存放需要快速交換的臨時(shí)數(shù)據(jù)。還有一種與EEPROM有類似功能的器件稱作快閃〔快擦寫存儲(chǔ)器〔FlashMemory,它的存儲(chǔ)容量更大,讀/寫更方便。在RCS900型的保護(hù)中使用Flash存放程序,在軟件中采取措施確保在運(yùn)行中程序不會(huì)被擦寫。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的作用是將從電壓、電流互感器輸入的電壓、電流的連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量供給微機(jī)主系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的計(jì)算工作。在介紹數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前,先對(duì)若干名詞作一些解釋。⑴采樣。在給定的時(shí)刻對(duì)連續(xù)的模擬信號(hào)進(jìn)行測量稱做采樣。每隔相同的時(shí)刻對(duì)模擬信號(hào)測量一次稱做理想采樣。微機(jī)保護(hù)采用的都是理想采樣。⑵采樣頻率。每秒采樣的次數(shù)稱做采樣頻率。采樣頻率越高對(duì)模擬信號(hào)的測量越正確。但采樣頻率越高對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度的要求也越高,計(jì)算機(jī)必須在相鄰兩個(gè)采樣時(shí)刻之間完成它的運(yùn)算工作。否則將造成數(shù)據(jù)的堆積而導(dǎo)致運(yùn)算的紊亂。在目前的技術(shù)條件下微機(jī)保護(hù)中使用的采樣頻率有600Hz、1000Hz、1200Hz三種。在南瑞繼保電器公司原先生產(chǎn)的LFP900保護(hù)中使用的采樣頻率是600Hz和1000Hz。目前生產(chǎn)的RCS900保護(hù)中使用的采樣頻率是1200Hz。⑶采樣周期。相鄰的兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間稱做采樣同期。顯然采樣同期與采樣頻率互為倒數(shù)。。當(dāng)采樣頻率為600Hz、1000Hz、1200Hz時(shí)相應(yīng)的采樣周期分別為、、。⑷每周波采樣次數(shù)N。采樣頻率相對(duì)于工頻頻率〔50Hz的倍數(shù)表示了每周波的采樣次數(shù)N。采樣頻率為600Hz、1000Hz、1200Hz時(shí)相應(yīng)的N值為12、20、24。⑸采樣定理。采樣頻率必須大于輸入信號(hào)中的最高次頻率的兩倍,,這就是著名的采樣定理。不滿足采樣定理將產(chǎn)生頻率混疊現(xiàn)象。由逐次逼近式原理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器〔A/D構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這是目前應(yīng)用最為廣泛的一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),南瑞繼保電氣公司的RCS900保護(hù)中都用這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。圖1-2畫出了該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理框圖。各種保護(hù)根據(jù)需要有若干個(gè)模擬信號(hào)需要采樣,例如南瑞繼保電氣公司的線路保護(hù)采樣八個(gè)量：、、、、、、以及線路電壓。而電壓不從TV的開口三角處采樣,而用三個(gè)相電壓相加的自產(chǎn)方法獲得。各個(gè)模擬量有各個(gè)獨(dú)立的采樣通道,通過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)若干個(gè)模擬量用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。下面對(duì)圖1-2所示的原理框圖中的各個(gè)環(huán)節(jié)加以說明?！?交流變換器。它的作用有兩個(gè)：①將從TV、TA來的高電壓、大電流變換成保護(hù)裝置內(nèi)部電子電路所需要和允許的小的電壓信號(hào)。②電氣隔離和屏蔽作用。從TV、TA來的電氣量經(jīng)過很長電纜接到保護(hù)裝置,也引入了大量的共模干擾。交流變換器一方面提供一個(gè)電氣隔離,另一方面在一、二次線圈中加了一個(gè)接地的屏蔽層,使共模干擾經(jīng)一次線圈和屏蔽層之間的分布電容而接地,可以有效地抑制共模干擾?！?LPF模擬低通濾波器。它的作用是濾除高次諧波。這一方面是為了在采樣時(shí)滿足采樣定理,另一方面是為了減少算法的誤差,因?yàn)橛行┧惴ㄊ腔诠ゎl正弦量得到的,諧波分量將加大算法的誤差。為滿足采樣定理應(yīng)將輸入信號(hào)中的大于頻率的高次諧波濾除。〔3S/H采樣保持器。采樣保持器的作用為：①能快速地對(duì)模擬量的輸入電壓進(jìn)行采樣,并將該電壓保持住。②由于各個(gè)模擬量采樣通道中的采樣保持器是同時(shí)接受到采樣脈沖的,所以各個(gè)模擬量是同時(shí)采樣的。在同一個(gè)采樣周期內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的各個(gè)數(shù)字量反應(yīng)的是采樣脈沖到來的同一瞬間各個(gè)模擬量的瞬時(shí)值,使各個(gè)模擬量的數(shù)值和相位關(guān)系保持不變。各個(gè)模擬量的同時(shí)采樣保證了反應(yīng)兩個(gè)及兩個(gè)以上電氣量的繼電器,例如方向繼電器、阻抗繼電器、相序分量繼電器計(jì)算的正確性?！?MPX模擬量的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)。MPX是一種多路輸入、單路輸出的電子切換開關(guān)。通過編碼控制,電子開關(guān)分時(shí)逐路接通。將由S/H送來的多路模擬量分時(shí)接到A/D的輸入端,完成用一個(gè)A/D對(duì)若干個(gè)模擬量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換工作?！?A/D——逐次逼近式原理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它的作用是把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。將由多路轉(zhuǎn)換開關(guān)送來的由各路S/H采樣保持器采樣的模擬信號(hào)的瞬時(shí)值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值。由于模擬信號(hào)的瞬時(shí)值是離散的,所以相應(yīng)的數(shù)字值也是離散的。這些離散的數(shù)字量由微機(jī)主系統(tǒng)中的CPU讀取并存放在循環(huán)存儲(chǔ)器中供保護(hù)計(jì)算時(shí)使用。開關(guān)量的輸入輸出系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)有很多的開關(guān)量〔接點(diǎn)的輸入,例如有些保護(hù)的投退接點(diǎn)、重合閘方式接點(diǎn)、跳閘位置繼電器接點(diǎn)、收信機(jī)的收信接點(diǎn)、斷路器的合閘壓力閉鎖接點(diǎn)以及對(duì)時(shí)接點(diǎn)等等。微機(jī)保護(hù)也有很多的開關(guān)量〔接點(diǎn)的輸出,例如跳合閘接點(diǎn)、中央信號(hào)接點(diǎn)、收發(fā)信機(jī)的發(fā)信接點(diǎn)以及遙信接點(diǎn)等等。其中有些開關(guān)量是經(jīng)過很長的電纜才引到保護(hù)裝置的,因而也給保護(hù)引入了很多干擾。為了不使這些干擾影響微機(jī)系統(tǒng)的工作,在微機(jī)系統(tǒng)與外界所有接點(diǎn)之間都要經(jīng)過光電耦合器件進(jìn)行光電隔離。由于微機(jī)系統(tǒng)與外部接點(diǎn)之間經(jīng)過了電信號(hào)光信號(hào)電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換,兩者之間沒有直接的電與磁的聯(lián)系,保護(hù)了微機(jī)系統(tǒng)免受外界干擾影響。1.開關(guān)量輸入系統(tǒng)圖1-3表示出了開關(guān)量的輸入系統(tǒng)。當(dāng)外部接點(diǎn)閉合時(shí),光耦的二極管內(nèi)流過驅(qū)動(dòng)電流,二極管發(fā)出的光使三極管導(dǎo)通,因此輸出低電平。當(dāng)外部接點(diǎn)斷開時(shí),光電耦合器的二極管內(nèi)不流過驅(qū)動(dòng)電流,二極管不發(fā)光,三極管截止,因此輸出高電平。微機(jī)系統(tǒng)只要測量輸出電平的高低就可以得知外部開關(guān)量的狀態(tài)。開入專用電源一般使用裝置內(nèi)電源輸出的24V直流電源。對(duì)于某些距離遠(yuǎn)的接點(diǎn)必要時(shí)也可用變電站的220/110V直流電源,裝置提供強(qiáng)電的光電耦合電路。2.開關(guān)量輸出系統(tǒng)圖1-4表示出了開關(guān)量的輸出系統(tǒng)。當(dāng)保護(hù)裝置欲使輸出開關(guān)量接點(diǎn)閉合時(shí),只要在控制端輸入一個(gè)低電平使光電耦合器的二極管內(nèi)流過驅(qū)動(dòng)電流,二極管發(fā)出的光使三極管導(dǎo)通,從而使繼電器J動(dòng)作,其閉合的接點(diǎn)作為開關(guān)量輸出。第二節(jié)微機(jī)保護(hù)的軟件系統(tǒng)保護(hù)繼電器的算法在微機(jī)保護(hù)中各個(gè)繼電器都是由其相應(yīng)的算法實(shí)現(xiàn)的。例如工頻變化量〔有時(shí)稱做突變量的電氣量〔電流、電壓的計(jì)算,基波或某次諧波分量電氣量幅值的計(jì)算,相序分量電氣量幅值的計(jì)算,兩電氣量相角差的計(jì)算,相位比較動(dòng)作方程的算法等等。1.工頻變化量電氣量的計(jì)算在RCS900系列保護(hù)裝置中用了很多工頻變化量的繼電器。在實(shí)現(xiàn)這些繼電器時(shí)先要計(jì)算出工頻變化量的電流和電壓值。以電流值為例,計(jì)算方法為：〔1-1上式中為每工頻周波采樣的次數(shù)。該式表示工頻電流的變化量〔瞬時(shí)值是把當(dāng)前時(shí)刻的電流瞬時(shí)值減去一周前的電流瞬時(shí)值而得到的。如果輸入的工頻電流沒有變化,則工頻電流的變化量為零。如果在和之間系統(tǒng)發(fā)生短路了。由于短路后電流發(fā)生了變化,于是工頻電流的變化量不再是零。2．半周積分算法RCS900保護(hù)中有些繼電器是用半周積分算法實(shí)現(xiàn)的,例如兩相電流差的突變量起動(dòng)元件、工頻變化量的阻抗繼電器等。假如輸入信號(hào)是圖1-5所示的工頻正弦電流信號(hào),。該電流信號(hào)絕對(duì)值的半周積分值為：〔1-2于是該電流信號(hào)的有效值為：〔1-3對(duì)輸入信號(hào)絕對(duì)值進(jìn)行半周積分其物理概念是求輸入信號(hào)在半周內(nèi)的面積絕對(duì)值之和。由〔1-2式可見,該積分值與初相角無關(guān)。全周傅氏算法目前在微機(jī)保護(hù)中應(yīng)用得最廣泛的是全周傅里葉〔傅氏算法,它的理論基礎(chǔ)是傅里葉級(jí)數(shù)。假設(shè)輸入信號(hào)為一個(gè)周期性函數(shù),它由基波分量、直流分量和各整次諧波分量構(gòu)成。可表示為：〔1-4式中：——直流分量。——基頻分量的角頻率。。、、——第次諧波分量的幅值、初相角和角頻率。為正整數(shù)。按復(fù)相量的表示方法,在初相角為時(shí)的第次諧波分量可表示為：〔1-5式中的實(shí)部和虛部分別為：〔1-6〔1-7將〔1-4式展開并考慮到〔1-6和〔1-7式的關(guān)系可得到：〔1-8根據(jù)三角函數(shù)在一個(gè)工頻周期內(nèi)的正交性可求得第次諧波分量的實(shí)部和虛部的計(jì)算公式：〔1-9〔1-10〔1-9式中在其間的積分值是的函數(shù)波形在期間的面積。利用梯形法則該面積可用與基準(zhǔn)余弦函數(shù)在期間的采樣值之乘積求和再乘以采樣周期后的一塊塊矩形面積和來代替。考慮到在一個(gè)工頻周期內(nèi),基準(zhǔn)余弦函數(shù)的采樣值為的關(guān)系后,〔1-9式為：〔1-11將采樣周期的關(guān)系代入上式,可得第次諧波分量的實(shí)部為：〔1-12同理可得第次諧波分量的虛部為：〔1-13得知第次諧波分量的實(shí)部和虛部以后,根據(jù)〔1-5式可求得次諧波分量的有效值和初相角為：〔1-14一般的繼電保護(hù)原理是反應(yīng)工頻電氣量的,所以關(guān)心的是基波分量。這時(shí)只要將〔1-12、〔1-13和〔1-14式中取,即可求得基波分量的實(shí)部、虛部、有效值和初相角為：〔1-15〔1-16〔1-17考慮到〔1-15式中的標(biāo)準(zhǔn)基波余弦函數(shù)的采樣值在時(shí)其值為1,同時(shí)考慮到對(duì)一個(gè)周期性函數(shù)有的關(guān)系后,〔1-15式有時(shí)也可用下式求得：〔1-18同理,用全周傅氏算法也可以求得任意整數(shù)次諧波分量的幅值和相位。所以在繼電保護(hù)中根據(jù)保護(hù)的原理也經(jīng)常用這種算法求得二次、三次、五次諧波分量的幅值。從上述原理推導(dǎo)中還可知,這種算法在求某個(gè)整數(shù)次諧波分量幅值時(shí)并不受其它各個(gè)整數(shù)次諧波分量的影響。也就是說這種算法有很強(qiáng)的濾波功能,其幅頻特性為在所求的頻率上輸出的幅值最大,在其它整數(shù)次的諧波頻率〔包括直流上幅值為零。基于傅氏算法的濾序算法A、B、C座標(biāo)與1、2、0座標(biāo)有一個(gè)互換關(guān)系。眾所周知,已知A、B、C相的相電壓求正、負(fù)、零序電壓的方法為：〔1-19式中為算子,,。、、三相電壓用復(fù)相量表達(dá),即用各相電壓的實(shí)部和虛部表達(dá)為：〔1-20將〔1-20式以及算子表達(dá)式代入〔1-19式中的式,即用各相電壓的實(shí)部和虛部來表達(dá)正序電壓為：〔1-21式中、分別為正序電壓的實(shí)部與虛部,它們?yōu)椋骸?-22用全周傅氏算法求出各相電壓的實(shí)部虛部后代入〔1-22式求出正序電壓的實(shí)部和虛部。再根據(jù)〔1-21式求出正序電壓的有效值和初相角為：〔1-23同理,負(fù)序電壓的算式為：〔1-24零序電壓的算式為：〔1-25這種算法由于用全周傅氏算法計(jì)算實(shí)部和虛部,所以濾波性能好。但數(shù)據(jù)窗為,數(shù)據(jù)窗較長。這種算法在RCS900保護(hù)中得到了應(yīng)用。第二章線路保護(hù)及重合閘零序電流方向保護(hù)零序電流方向保護(hù)及其作用在中性點(diǎn)直接接地的高壓電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時(shí),將出現(xiàn)零序電流和零序電壓。利用上述的特征電氣量可構(gòu)成保護(hù)接地短路故障的零序電流方向保護(hù)。統(tǒng)計(jì)資料表明,在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中,接地故障點(diǎn)占總故障次數(shù)的90％左右,作為接地保護(hù)的零序電流方向保護(hù)又是高壓線路保護(hù)中正確動(dòng)作率最高的一種。在我國中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)不同電壓等級(jí)電力網(wǎng)線路上,按國家《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》〔以下簡稱"技術(shù)規(guī)程"規(guī)定,都裝設(shè)了零序電流方向保護(hù)裝置。帶方向性和不帶方向性的零序電流保護(hù)是簡單而有效的接地保護(hù)方式,它主要由零序電流濾過器、電流繼電器和零序方向繼電器以及與收發(fā)信機(jī)、重合閘配合使用的邏輯電路所組成?，F(xiàn)今,大接地電流系統(tǒng)中輸電線路接地保護(hù)方式主要有縱聯(lián)保護(hù)、零序電流方向保護(hù)和接地距離保護(hù)等。它們都與系統(tǒng)中的零序電流、零序電壓及零序阻抗密切相關(guān)的。實(shí)踐表明零序電流方向保護(hù)在高壓電網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用,成為各種電壓等級(jí)高壓電網(wǎng)接地故障的基本保護(hù)。即使在裝有接地距離保護(hù)作為接地故障主要保護(hù)的線路上,為了保護(hù)經(jīng)高電阻接地的故障和對(duì)相鄰線路保護(hù)有更好的后備作用,也為了保證選擇性,仍然需要裝設(shè)完整的成套零序電流方向保護(hù)作基本保護(hù)。零序電流方向保護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)帶方向性和不帶方向性的零序電流保護(hù)是簡單而有效的接地保護(hù)方式,其主要優(yōu)點(diǎn)是：1.經(jīng)高阻接地故障時(shí),零序電流保護(hù)仍可動(dòng)作。由于本保護(hù)反應(yīng)于零序電流的絕對(duì)值,受故障過渡電阻的影響較小。例如,當(dāng)220千伏線路發(fā)生對(duì)樹放電故障,故障點(diǎn)過渡電阻可能高達(dá)100歐姆,此時(shí),其他保護(hù)大多數(shù)將無法動(dòng)作,而零序電流保護(hù),即使定值高達(dá)幾百安培尚能可靠動(dòng)作。2.系統(tǒng)振蕩時(shí)不會(huì)誤動(dòng)。零序電流方向保護(hù)不怕系統(tǒng)振蕩是由于振蕩時(shí)系統(tǒng)仍是對(duì)稱的,故沒有零序電流,因此零序電流繼電器及零序方向繼電器都不會(huì)誤動(dòng)。3.在電網(wǎng)零序網(wǎng)絡(luò)基本保持穩(wěn)定的條件下,保護(hù)范圍比較穩(wěn)定。由于線路零序阻抗比正序阻抗一般大3～3.5倍,故線路始端與末端短路時(shí),零序電流變化顯著,零序電流隨線路保護(hù)接地故障點(diǎn)位置的變化曲線較陡,其瞬時(shí)段保護(hù)范圍較大,對(duì)一般長線路和中長線路可以達(dá)到全線的70～80％,性能與距離保護(hù)相近。而且在裝用三相重合閘的線路上〔這里是指的三跳出口方式,多數(shù)情況,其瞬時(shí)保護(hù)段尚有縱續(xù)動(dòng)作的特性,即使在瞬時(shí)段保護(hù)范圍以外的本線路故障,仍能靠對(duì)側(cè)開關(guān)三相跳閘后,本側(cè)零序電流突然增大而促使瞬時(shí)段起動(dòng)切除故障。這是一般距離保護(hù)所不及的,為零序電流保護(hù)所獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)。4.系統(tǒng)正常運(yùn)行和發(fā)生相間短路時(shí),不會(huì)出現(xiàn)零序電流和零序電壓,因此零序保護(hù)的延時(shí)段動(dòng)作電流可以整定得較小,這有利于提高其靈敏度。并且,零序電流保護(hù)之間得配合只決定于零序網(wǎng)絡(luò)得阻抗分布情況,不受負(fù)荷潮流和發(fā)電機(jī)開停機(jī)的影響,只需要零序網(wǎng)絡(luò)阻抗保持基本穩(wěn)定,便可以獲得良好的保護(hù)效果。5.結(jié)構(gòu)與工作原理簡單。零序電流保護(hù)以單一的電流量為動(dòng)作量,只需要用一個(gè)繼電器便可以對(duì)三相中任一相接地故障作出反應(yīng),因而運(yùn)行維護(hù)簡便,其正確動(dòng)作率高于其他復(fù)雜保護(hù)。同樣又因?yàn)檎妆Ｗo(hù)中間環(huán)節(jié)少,動(dòng)作快捷,有利于減少發(fā)展性故障,特別是近處故障的快速切除是很有利的。在Y/△接線的降壓變壓器三角形繞組側(cè)以后的故障不會(huì)在星形繞組側(cè)反映出零序電流,所以零序電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限可以不必與該種變壓器以后的線路保護(hù)配合而可取得較短的動(dòng)作時(shí)限。零序電流保護(hù)的缺點(diǎn)是：1.對(duì)于短線路或運(yùn)行方式變化很大的情況,保護(hù)往往不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行所提出的要求。2.當(dāng)采用自耦變壓器聯(lián)系兩個(gè)不同電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)〔例如110kV和220kV電網(wǎng),則任一網(wǎng)絡(luò)的接地短路都將在另一網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生零序電流,這將使零序保護(hù)的整定配合復(fù)雜化,并將增大延時(shí)段的動(dòng)作時(shí)限。3.當(dāng)電流回路斷線時(shí),可能造成保護(hù)誤動(dòng)作。運(yùn)行時(shí)要注意防范。如有必要,還可以利用零序電壓突變量來閉鎖的方法防止這種誤動(dòng)作。4.當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí),也要出現(xiàn)零序電流,例如變壓器三相參數(shù)不對(duì)稱,單相重合閘過程中的兩相運(yùn)行,三相重合閘和手動(dòng)合閘時(shí)的三相開關(guān)不同期以及空投變壓器時(shí)的不平衡勵(lì)磁涌流等等,都可能使零序電流保護(hù)誤動(dòng)作,必須采取措施。5.地理位置靠近的平行線路,由于平行線間零序互阻抗的影響〔見第二章第三節(jié)九的分析,可能引起零序電流方向保護(hù)的保護(hù)區(qū)伸長、零序電流方向繼電器誤動(dòng)等。盡管零序電流保護(hù)有以上缺點(diǎn),但總可以采取措施克服,所以在各級(jí)高壓電網(wǎng)中,零序電流保護(hù)以其簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠,而獲得了廣泛的應(yīng)用。反時(shí)限零序電流保護(hù)隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)架的快速擴(kuò)大,500kV自耦變壓器、220kV超短線路及短線路群的投入,零序序網(wǎng)隨運(yùn)行方式變化而越發(fā)復(fù)雜,造成零序電流保護(hù)的整定配合困難,應(yīng)用受到了限制。微機(jī)型線路保護(hù)在全網(wǎng)線路上的采用,為此提供了可靠、靈活的解決途徑。在微機(jī)線路保護(hù)裝置中具備階段式接地距離保護(hù)、階段式零序電流保護(hù)或者還具有反時(shí)限零序電流保護(hù)。接地距離保護(hù)的缺點(diǎn)是受接地電阻的影響太大,過大的接地電阻將造成拒動(dòng)。"技術(shù)規(guī)程"明確提出"對(duì)220kV線路,當(dāng)接地電阻不大于100歐姆時(shí),保護(hù)應(yīng)能可靠地切除故障。a、宜裝設(shè)階段式接地距離保護(hù)并輔之用于切除經(jīng)電阻接地故障的一段定時(shí)限和/或反時(shí)限零序電流保護(hù)。b、可裝設(shè)階段式接地距離保護(hù)、階段式零序電流保護(hù)或反時(shí)限零序電流保護(hù),根據(jù)具體情況使用。"為此,一段定時(shí)限零序電流或是階段式零序電流保護(hù)的最末段,其動(dòng)作電流整定值不大于300A。電網(wǎng)只保留零序電流長延時(shí)最末段,對(duì)于復(fù)雜電網(wǎng)而言在配合上非常困難,在運(yùn)行中因最末段無法滿足時(shí)限配合關(guān)系,也存在著無選擇性跳閘的隱患。因此,采用反時(shí)限零序電流保護(hù)功能,全網(wǎng)使用統(tǒng)一的啟動(dòng)值和反時(shí)限特性,接地故障時(shí)按電網(wǎng)自然的零序電流分布以滿足選擇性。反時(shí)限零序電流繼電器的時(shí)限——電流特性按國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)〔IEC255-4一般反時(shí)限特性,其表達(dá)式為：式中,——繼電器的動(dòng)作時(shí)限——時(shí)間系數(shù)——起始動(dòng)作電流——繼電器通入的電流零序方向繼電器對(duì)零序方向繼電器的最基本要求是利用比較零序電壓和零序電流的相位來區(qū)分正、反方向的接地短路。正、反方向接地短路時(shí),零序電壓和零序電流的夾角。設(shè)零序方向繼電器裝在MN線路的M側(cè)。在圖2-1所示的零序序網(wǎng)圖中,加在繼電器的上的零序電壓、電流按傳統(tǒng)方式規(guī)定它的正方向。零序電壓的正方向是母線電壓為正、中性點(diǎn)電壓為負(fù),圖中電壓箭頭表示電位升方向。零序電流以母線流向被保護(hù)線路方向?yàn)槠湔较颉?00系列線路保護(hù)中的零序方向繼電器采用比較零序功率的方法實(shí)現(xiàn)?！?-1：為線路零序阻抗的阻抗角,取：為超前于的夾角,。1．正方向故障時(shí)根據(jù)圖2-1〔a所示的正方向短路的零序序網(wǎng)圖,按上述規(guī)定的電壓、電流正方向可得：〔2-2如果系統(tǒng)中各元件零序阻抗的阻抗角都為。正方向短路時(shí)根據(jù)〔2-2式,零序電壓超前零序電流的角度為：〔2-3正方向短路時(shí)的相量圖示于圖2-1〔c中。因此得為負(fù)的最大值。故而正方向的零序方向繼電器的動(dòng)作方程可定為：〔2-4在正方向短路時(shí)正方向的零序方向繼電器可以靈敏動(dòng)作。2．反方向短路時(shí)根據(jù)圖2-1〔b所示的反方向短路的零序序網(wǎng)圖,按上述規(guī)定的電壓、電流正方向可得：〔2-5反方向短路時(shí)根據(jù)〔3-5式,零序電壓超前零序電流的角度為〔2-6反方向短路時(shí)的相量圖示于圖2-1〔d中。當(dāng)反方向短路時(shí)得：為正的最大值,故而反方向的零序方向繼電器的動(dòng)作方程為：〔2-7在反方向短路時(shí),反方向的零序方向繼電器可以靈敏動(dòng)作。反方向的零序方向繼電器的動(dòng)作邊界為,而正方向的零序方向繼電器的動(dòng)作邊界定為<當(dāng)電流互感器二次額定電流是5A時(shí)>,這是為了讓反方向元件的靈敏度高于正方向的元件靈敏度,使它動(dòng)作后閉鎖優(yōu)先。在零序電流方向保護(hù)中使用的零序方向繼電器無需正、反方向兩個(gè)方向繼電器,只需要正方向的零序方向繼電器。零序電流方向保護(hù)的應(yīng)用在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中,接地故障占總故障次數(shù)的絕大部分。零序電流方向保護(hù)簡單可靠、靈敏度高〔特別是在高電阻接地故障時(shí)、保護(hù)范圍比較穩(wěn)定,所以在輸電線路保護(hù)中獲得了廣泛的應(yīng)用。"技術(shù)規(guī)程"和"電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程"〔以下簡稱"整定規(guī)程"都對(duì)零序電流方向保護(hù)的應(yīng)用作了原則的說明。另外,高壓線路繼電保護(hù)裝置統(tǒng)一設(shè)計(jì)原則的"四統(tǒng)一"〔以下簡稱"四統(tǒng)一"總結(jié)了我國高壓線路繼電保護(hù)多年來的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),具有指導(dǎo)意義。1.110kV線路零序電流方向保護(hù)單側(cè)電源線路的零序電流保護(hù)一般為三段式,終端線路也可以采用二段式。雙側(cè)電源復(fù)雜電網(wǎng)線路零序電流保護(hù)一般為四段式或三段式,在需要改善配合條件,壓縮動(dòng)作時(shí)間的線路,零序電流保護(hù)宜采用四段式的整定方式。按三段式運(yùn)行時(shí),可設(shè)兩個(gè)第一段。在具體電網(wǎng)線路上,零序電流大小與接地故障的類型有關(guān)。單相接地故障和兩相接地故障時(shí)流過短路點(diǎn)的零序電流和分別為考慮了電流分配系數(shù),則線路側(cè)保護(hù)得到的電流分別為式中為短路點(diǎn)在短路前的電壓,、為系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的綜合正序、零序阻抗,系統(tǒng)內(nèi)各元件的正序阻抗等于負(fù)序阻抗。由上式可知當(dāng)<時(shí),>當(dāng)>時(shí),<在整定零序電流保護(hù)定值時(shí)就要選擇流過保護(hù)的零序電流較大的一種故障類型來進(jìn)行整定計(jì)算。而在校驗(yàn)零序電流保護(hù)的靈敏度時(shí),就要選擇在校驗(yàn)靈敏度的短路點(diǎn)上短路時(shí)流過保護(hù)的零序電流比較小的一種故障類型來進(jìn)行計(jì)算。2．110KV零序后加速段的設(shè)置：我國110kV線路是采用三相重合閘方式。三相重合閘后加速一般應(yīng)加速對(duì)線路末端故障有足夠靈敏系數(shù)的零序電流保護(hù)段,如果躲不開后一側(cè)合閘時(shí),因斷路器三相不同步產(chǎn)生的零序電流,則兩側(cè)的后加速段在整個(gè)重合閘周期中均應(yīng)帶0.1s延時(shí)。加速段可以獨(dú)立設(shè)置,如現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)那樣,定值和延時(shí)可獨(dú)立整定。此外,為防止合閘于空載變壓器時(shí)勵(lì)磁涌流引起零序后加速誤動(dòng),零序加速段可以由控制字選擇是否需要投入二次諧波閉鎖,二次諧波的制動(dòng)比可以選為18％。必須指出,作為零序電流保護(hù)速動(dòng)段的零序電流I段定值若躲不開斷路器三相觸頭不同時(shí)接通產(chǎn)生的零序電流時(shí),也應(yīng)在重合閘后延時(shí)0.1s動(dòng)作。按三段式運(yùn)行設(shè)兩個(gè)第一段時(shí),不靈敏一段電流定值可躲過合閘三相不同步引起的零序電流,故在重合閘后不用帶延時(shí),只是靈敏一段要帶0.1s延時(shí)。3．220～500kV線路零序電流方向保護(hù)作為零序電流方向保護(hù),上述110kV線路零序電流方向保護(hù)應(yīng)用中的基本原則,在220～500kV線路上也是適用的。但在220～500kV線路上除采用三相重合閘外還普遍采用了單相重合閘、綜合重合閘,此時(shí),零序電流方向保護(hù)就還要考慮非全相運(yùn)行的問題。零序電流保護(hù)一般為四段式。根據(jù)各地的多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),大部分線路采用可分別經(jīng)方向元件控制的四段式零序電流保護(hù)作為接地故障時(shí)的基本保護(hù)較為適宜。對(duì)于三相重合閘線路,零序電流保護(hù)可以按四段式運(yùn)行,或按三段式運(yùn)行,但其中有兩個(gè)第一段,其中靈敏一段重合閘時(shí)帶延時(shí)0.1s。對(duì)于單相重合閘線路,可按三段式運(yùn)行,其中也有兩個(gè)第一段或者兩個(gè)第二段,兩個(gè)第一段時(shí)靈敏一段在重合閘過程中退出運(yùn)行,兩個(gè)第二段時(shí)靈敏二段在重合閘過程中退出運(yùn)行。對(duì)終端輸電線路可裝設(shè)較少段數(shù)的零序電流保護(hù)。距離保護(hù)距離保護(hù)的作用原理和時(shí)限特性距離保護(hù)和電流保護(hù)一樣是反應(yīng)輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)。在圖2-2所示的電網(wǎng)中,將輸電線路一側(cè)的電壓、電流加到阻抗繼電器中,阻抗繼電器反應(yīng)的是它們的比值,稱之為阻抗繼電器的測量阻抗。反應(yīng)輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)一定要滿足兩個(gè)條件。首先,它必須區(qū)分正常運(yùn)行和短路故障。其次,它應(yīng)該能反應(yīng)短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近。正常運(yùn)行時(shí),加在阻抗繼電器上的電壓是額定電壓,電流是負(fù)荷電流。阻抗繼電器的測量阻抗是負(fù)荷阻抗。短路時(shí),加在阻抗繼電器上的電壓是母線處的殘壓,電流是短路電流。阻抗繼電器的測量阻抗是短路阻抗,。由于,,因而。所以,阻抗繼電器的測量阻抗可以區(qū)分正常運(yùn)行和短路故障。如果在K點(diǎn)發(fā)生金屬性短路,短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗為,流過保護(hù)的電流為,則保護(hù)安裝處的電壓為。阻抗繼電器的測量阻抗是。這說明阻抗繼電器的測量阻抗反應(yīng)了短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗,也就是反應(yīng)了短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近。所以可以用它來構(gòu)成反應(yīng)一側(cè)電氣量的保護(hù)。由于阻抗繼電器的測量阻抗反應(yīng)了短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近,也就是反應(yīng)了短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離,所以把以阻抗繼電器為核心構(gòu)成的反應(yīng)輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)稱做距離保護(hù)。距離保護(hù)相對(duì)于電流保護(hù)來說,其突出的優(yōu)點(diǎn)是受運(yùn)行方式變化的影響小。距離保護(hù)第Ⅰ段只保護(hù)本線路的一部份,在保護(hù)范圍內(nèi)金屬性短路時(shí),一般在短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間沒有其它分支電流,所以它的測量阻抗完全不受運(yùn)行方式變化的影響。距離保護(hù)第Ⅱ、Ⅲ段其保護(hù)范圍伸到相鄰線路上,在相鄰線路上發(fā)生短路時(shí),由于在短路點(diǎn)和保護(hù)安裝處之間可能存在分支電流,所以它們在一定程度上將受運(yùn)行方式變化的影響。由于阻抗繼電器的測量阻抗可以反應(yīng)短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近,所以可以做成階梯型時(shí)限特性,如圖2-3所示。短路點(diǎn)越近,保護(hù)動(dòng)作得越快；短路點(diǎn)越遠(yuǎn),保護(hù)動(dòng)作得越慢。第Ⅰ段按躲過本線路末端短路〔本質(zhì)上是躲過相鄰元件出口短路繼電器的測量阻抗<也就是本線路阻抗>整定。它只能保護(hù)本線路的一部份,其動(dòng)作時(shí)間是保護(hù)的固有動(dòng)作時(shí)間〔軟件算法時(shí)間,不帶專門的延時(shí)。第Ⅱ段應(yīng)該可靠保護(hù)本線路的全長,它的保護(hù)范圍將伸到相鄰線路上,其定值一般按與相鄰元件的瞬動(dòng)段例如相鄰線路的第Ⅰ段定值相配合整定。第Ⅲ段除作為本線路Ⅰ、Ⅱ段的后備外,也作為相鄰元件保護(hù)的后備。所以它除了在本線路末端短路要有足夠的靈敏度外,在相鄰元件末端短路也應(yīng)有足夠的靈敏度,其定值一般按與相鄰線路Ⅱ、Ⅲ段定值相配合并躲最小負(fù)荷阻抗整定。短路時(shí)保護(hù)安裝處電壓計(jì)算的一般公式在圖2-4所示的系統(tǒng)中,線路上K點(diǎn)發(fā)生短路。保護(hù)安裝處的相電壓應(yīng)該是短路點(diǎn)的該相電壓與輸電線路上該相的壓降之和。輸電線路上該相的壓降是該相上的正序、負(fù)序、和零序壓降之和。如果考慮到輸電線路的正序阻抗等于負(fù)序阻抗,保護(hù)安裝處相電壓的計(jì)算公式為：〔2-8式中——相。A、B、C。、、——流過保護(hù)的該相的正序、負(fù)序、零序電流。、、——短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的正、負(fù)、零序阻抗。K——零序電流補(bǔ)償系數(shù)。。為輸電線路相間的互感阻抗。——短路點(diǎn)的該相電壓。——輸電線路上該相從短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的壓降。保護(hù)安裝處的相間電壓可以認(rèn)為是保護(hù)安裝處的兩個(gè)相電壓之差?？紤]到如〔2-8式所示的相電壓的計(jì)算公式后,保護(hù)安裝處相間電壓的計(jì)算公式為：〔2-9式中——兩相相間。、BC、CA。——短路點(diǎn)的相間電壓。——兩相電流差?！旊娋€路上從短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的兩相壓降之差。兩相上的項(xiàng)相抵消?！?-8、〔2-9兩式是短路時(shí)保護(hù)安裝處電壓計(jì)算的一般公式。I、II段接地距離保護(hù)的分析工作電壓極化電壓動(dòng)作方程<2-10>正方向故障正向單相接地短路。以為例。分析A相接地阻抗繼電器。假設(shè)短路前空載,下面各式中的電流都是故障分量電流。用圖2-5〔a系統(tǒng)圖里的參數(shù)來表達(dá)工作電壓和極化電壓：式中：、、是正、負(fù)、零序電流分配系數(shù)。動(dòng)作方程：〔2-11動(dòng)作方程對(duì)應(yīng)的動(dòng)作特性是以〔+和兩點(diǎn)的連線為直徑的圓,如圖2-6中圓1所示。該圓向第Ⅲ象限帶有偏移。反方向故障：反向單相接地短路。以為例。分析A相接地阻抗繼電器。假設(shè)短路前空載,下面各式中的電流都是故障分量電流：〔2-12<2-13>式中的表達(dá)式如上式所示。其值在0.75到0.87之間。是保護(hù)正方向的等值阻抗。將〔2-12和〔2-13兩式代入動(dòng)作方程<2-10>,并消去分子分母中的得：動(dòng)作方程對(duì)應(yīng)的動(dòng)作特性是以〔+和兩點(diǎn)的連線為直徑的圓,如圖2-7所示。該圓向第Ⅰ象限上拋,遠(yuǎn)離了座標(biāo)原點(diǎn)。當(dāng)反方向發(fā)生單相接地短路時(shí),繼電器的測量阻抗落在第Ⅲ象限。即使在反方向出口或母線發(fā)生短路,過渡電阻的附加阻抗是阻容性的話,測量阻抗進(jìn)入第Ⅱ象限也進(jìn)入不了圓內(nèi)。所以在反向發(fā)生單相接地短路時(shí)該繼電器有良好的方向性。相間阻抗繼電器的動(dòng)作特性分析相間阻抗繼電器用來保護(hù)各種相間短路,它的工作電壓、極化電壓以及動(dòng)作方程分別為：工作電壓〔2-14極化電壓〔2-15動(dòng)作方程〔2-16下面分別分析該繼電器的穩(wěn)態(tài)動(dòng)作特性和暫態(tài)動(dòng)作特性。分析的系統(tǒng)圖如圖2-5〔a所示。⒈正向兩相短路。以為例分析BC相間阻抗繼電器。假設(shè)短路前空載,下面各式中的電流都是故障分量電流。用圖2-5〔a系統(tǒng)圖里的參數(shù)來表達(dá)工作電壓和極化電壓：〔2-17從基本概念上講,正向短路后保護(hù)安裝處正序電壓發(fā)生變化是由于正序的故障分量電流在保護(hù)背后正序阻抗上的壓降造成的。因此保護(hù)安裝處的正序電壓是短路前〔正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)安裝處的電壓——正序電壓的記憶值與正序電壓的變化量之和。考慮到短路以前空載,短路前保護(hù)安裝處的電壓等于保護(hù)背后電源電勢。因此：〔2-18上面推導(dǎo)中用到了BC兩相短路時(shí)的一些基本關(guān)系式；。將〔2-17和〔2-18兩式代入動(dòng)作方程〔2-16式,并消去分子分母中的得：〔2-19式中為保護(hù)背后電源的等值正序阻抗。由本章第四節(jié)的知識(shí)可知,〔2-19式動(dòng)作方程對(duì)應(yīng)的動(dòng)作特性是以〔+和兩點(diǎn)的連線為直徑的圓,如圖2-8圓1所示。該圓向第Ⅲ象限帶有偏移。從正向兩相短路的穩(wěn)態(tài)動(dòng)作特性可對(duì)該繼電器的動(dòng)作性能作如下評(píng)述：⑴由于座標(biāo)原點(diǎn)位于動(dòng)作特性之內(nèi),所以正向出口兩相短路沒有死區(qū),不必采取其它措施。⑵與傳統(tǒng)的以為直徑,動(dòng)作特性經(jīng)過座標(biāo)原點(diǎn)的方向阻抗繼電器相比,由于在R方向有較多的保護(hù)范圍,所以保護(hù)過渡電阻的能力比傳統(tǒng)的方向阻抗繼電器強(qiáng)。而且現(xiàn)在的動(dòng)作特性的下面一點(diǎn)是,是保護(hù)背后電源的等值阻抗。所以隨著運(yùn)行方式的變化,動(dòng)作特性的下面一點(diǎn)是變化的。當(dāng)保護(hù)背后電源運(yùn)行方式越小〔越大,保護(hù)安裝側(cè)的電流分配系數(shù)越小,因而過渡電阻的附加阻抗值越大,區(qū)內(nèi)短路時(shí)繼電器越易拒動(dòng)。但由于動(dòng)作特性的下面一點(diǎn)隨加大而越往下移,因而圓也越大。保護(hù)過渡電阻的能力又得到增強(qiáng)。所以有一定的自適應(yīng)能力。2.反向兩相短路。以為例。分析BC相間阻抗繼電器。假設(shè)短路前空載,下面各式中的電流都是故障分量電流。用圖2-5〔b系統(tǒng)圖里的參數(shù)來表達(dá)工作電壓和極化電壓：〔2-20同樣從基本概念上講,反向短路后保護(hù)安裝處正序電壓發(fā)生變化是由于正序電流的故障分量在保護(hù)正方向所有正序阻抗上的壓降造成的。因此保護(hù)安裝處的正序電壓是短路前〔正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)安裝處的電壓——正序電壓的記憶值與正序電壓的變化量之和。考慮到短路以前空載,短路前保護(hù)安裝處的電壓等于對(duì)側(cè)電源的電勢。因此：〔2-21上面推導(dǎo)中用到了BC兩相短路時(shí)的一些基本關(guān)系式；。將〔2-20和〔2-21兩式代入動(dòng)作方程,并消去分子分母中的得：〔2-22式中是保護(hù)正方向的等值正序阻抗?！?-22式動(dòng)作方程對(duì)應(yīng)的動(dòng)作特性是以〔+和兩點(diǎn)的連線為直徑的圓,如圖2-9所示。該圓向第Ⅰ象限上拋,遠(yuǎn)離了座標(biāo)原點(diǎn)。當(dāng)反方向發(fā)生兩相短路時(shí),繼電器的測量阻抗落在第Ⅲ象限。即使在反方向出口或母線發(fā)生短路,過渡電阻的附加阻抗是阻容性的話,測量阻抗進(jìn)入第Ⅱ象限也進(jìn)入不了圓內(nèi)。所以在反向兩相短路時(shí)該繼電器有良好的方向性。第三節(jié)工頻變化量距離保護(hù)對(duì)繼電保護(hù)從原理上劃分有反應(yīng)穩(wěn)態(tài)量的保護(hù)和反應(yīng)暫態(tài)量的保護(hù)兩大類。最早研究并使用的都是反應(yīng)穩(wěn)態(tài)量的保護(hù),例如通常的電流、電壓保護(hù),零序電流保護(hù),用上面分析的阻抗繼電器構(gòu)成的距離保護(hù),以及原先應(yīng)用的縱聯(lián)保護(hù)等都是反應(yīng)穩(wěn)態(tài)量的保護(hù)。反應(yīng)暫態(tài)量的保護(hù)有反應(yīng)工頻變化量的保護(hù),反應(yīng)行波初始特征的行波保護(hù),反應(yīng)電氣量中的暫態(tài)分量保護(hù)等。反應(yīng)工頻變化量的保護(hù)是由我國工程院院士沈國榮先生首先提出并付諸實(shí)現(xiàn)的。上個(gè)世紀(jì)八十年代初,沈國榮先生首先提出工頻變化量的阻抗繼電器和工頻變化量的方向繼電器的理論,先后研制生產(chǎn)了CKJ和CKF型的高壓輸電線路保護(hù)裝置、LFP900型微機(jī)高壓輸電線路保護(hù)裝置、RCS900型的微機(jī)保護(hù)。并把工頻變化量繼電器的原理應(yīng)用到母線保護(hù)和主設(shè)備保護(hù)中。使工頻變化量繼電器的理論更加成熟,應(yīng)用更加廣泛。重疊原理的應(yīng)用圖2-10〔a是發(fā)生短路后的系統(tǒng)圖。在F點(diǎn)發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路,可以理解成在過渡電阻的下方K點(diǎn)發(fā)生金屬性短路,K點(diǎn)對(duì)中心點(diǎn)的電壓為零?，F(xiàn)在在K點(diǎn)與中性點(diǎn)之間串入大小相等相位相反的兩個(gè)電壓源后,依然保持K點(diǎn)的電位是零,沒有改變短路后的狀態(tài),所以〔a圖是短路后的系統(tǒng)圖。根據(jù)重疊原理,〔a圖的系統(tǒng)圖可以分解成由、和上面一個(gè)三個(gè)電壓源作用的〔b圖和由下面一個(gè)單獨(dú)發(fā)揮作用的〔c圖的疊加。在短路附加狀態(tài)里的電氣量都加一個(gè)‘’。在該圖中的和可由下式求出：〔2-23〔2-23式中的和是短路后的電壓、電流,是微機(jī)保護(hù)目前正在采樣得到的數(shù)據(jù)。而和是短路前的電壓、電流,是微機(jī)保護(hù)在以前歷史上采樣得到的數(shù)據(jù)。于是,微機(jī)保護(hù)將它們作個(gè)減法運(yùn)算,就可得到短路附加狀態(tài)里的電壓和電流、。它們反應(yīng)的是電壓和電流的變化量。用這個(gè)和構(gòu)成的保護(hù)就是變化量的保護(hù),這種反應(yīng)變化量的保護(hù)也是一種暫態(tài)分量的保護(hù)。在分析工頻變化量的保護(hù)時(shí)就可以用〔c圖的短路附加狀態(tài)來進(jìn)行分析。工頻變化量距離繼電器的動(dòng)作方程其動(dòng)作方程為：〔2-24代表保護(hù)范圍末端電壓變化量,當(dāng)其大于時(shí)繼電器動(dòng)作,否則不動(dòng)作。對(duì)相間阻抗繼電器對(duì)接地阻抗繼電器為動(dòng)作門檻,取故障前工作電壓的記憶量,即圖〔2-10中的,。正方向短路的動(dòng)作特性分析及性能評(píng)述正方向短路時(shí)的短路附加狀態(tài)如圖2-11〔a所示。加在工頻變化量阻抗繼電器上的電壓和電流是阻抗繼電器接線方式中規(guī)定的電壓、電流,其正方向?yàn)閭鹘y(tǒng)規(guī)定的方向?！?-25〔2-26將〔2-25、〔2-26兩式代入動(dòng)作方程〔2-24式,消去動(dòng)作量和制動(dòng)量中的得到：〔2-27轉(zhuǎn)化為相位比較動(dòng)作方程為：〔2-28如果以為自變量,該動(dòng)作方程對(duì)應(yīng)的動(dòng)作特性是以、兩相量的端點(diǎn)的連線為直徑的圓,如圖2-1〔b中的圓1所示,相量位于圓內(nèi)繼電器動(dòng)作。該圓向第Ⅲ象限有很大的偏移。反方向短路的動(dòng)作特性分析反方向短路時(shí)的短路附加狀態(tài)如圖2-12〔a所示。加在工頻變化量阻抗繼電器上的電壓和電流是阻抗繼電器接線方式中規(guī)定的電壓、電流,其正方向?yàn)閭鹘y(tǒng)規(guī)定的方向?！?-27〔2-28將〔2-27、〔2-28兩式代入動(dòng)作方程,消去動(dòng)作量和制動(dòng)量中的得到：〔2-29這是一個(gè)幅值比較動(dòng)作方程。轉(zhuǎn)化為相位比較動(dòng)作方程為：〔2-30如果以為自變量,該動(dòng)作方程對(duì)應(yīng)的動(dòng)作特性是以、兩相量端點(diǎn)的連線為直徑的圓,如圖2-12〔b中的圓所示,該圓向第Ⅰ象限上拋,相量位于圓內(nèi)繼電器動(dòng)作。從M母線到過渡電阻下面K點(diǎn)的阻抗是,但對(duì)安裝在MN線路M側(cè)的繼電器來說短路點(diǎn)在反方向,其感覺到的阻抗是,。相量一般在第Ⅲ象限,所以繼電器不會(huì)誤動(dòng)。所以工頻變化量阻抗繼電器有非常良好的方向性。3.工頻變化量距離特點(diǎn)〔1動(dòng)作靈敏,抗過渡電阻能力強(qiáng)〔2繼電器理論分析和構(gòu)成原理簡單〔3動(dòng)作速度快〔4不需要振蕩閉鎖,振蕩時(shí)又發(fā)生區(qū)內(nèi)故障一般仍能正確動(dòng)作,<電力系統(tǒng)振蕩時(shí),整定點(diǎn)電壓不會(huì)小于工作電壓,且故障總是在電壓達(dá)到一定幅值時(shí)才有可能>。〔5可以用做方向比較保護(hù)的方向元件。〔6故障時(shí),非故障相的ΔUop不會(huì)大于Uz,有較好的選相能力。第四節(jié)高頻縱聯(lián)保護(hù)概述1.反應(yīng)輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)的缺陷電流、電壓、零序電流和距離保護(hù)都是反應(yīng)輸電線路一側(cè)電氣量變化的保護(hù),這種反應(yīng)一側(cè)電氣量變化的保護(hù)從原理上講都區(qū)分不開本線路末端和相鄰線路始端的短路。例如對(duì)于安裝在圖2-13M側(cè)的這類保護(hù)它區(qū)分不開本線路末端點(diǎn)和相鄰線路始端點(diǎn)的短路。因?yàn)楹忘c(diǎn)在同一母線的兩端,其電氣距離很近,相隔才幾米或十幾米,這兩點(diǎn)之間的阻抗相對(duì)本輸電線路阻抗來說微乎其微。因此在這兩點(diǎn)短路時(shí)流過保護(hù)的電流以及保護(hù)安裝處的電壓相差無幾,利用這一側(cè)電流和電壓構(gòu)成的保護(hù)必然區(qū)分不開這兩點(diǎn)短路。所以只能舍去點(diǎn)短路時(shí)快速動(dòng)作的愿望。正因?yàn)檫@些原因凡是反應(yīng)一側(cè)電氣量變化的保護(hù)都做成多段式的保護(hù),其中瞬時(shí)動(dòng)作的第Ⅰ段保護(hù)其定值都要按躲本線路末端短路〔其實(shí)質(zhì)是躲相鄰線路始端短路來整定。這類保護(hù)有時(shí)稱做具有相對(duì)選擇性的保護(hù)。它的缺陷是不能瞬時(shí)切除本線路全長范圍內(nèi)的短路,它的優(yōu)點(diǎn)是它的帶延時(shí)的第Ⅲ段〔或第Ⅳ段可以作為相鄰元件保護(hù)的后備。既然反應(yīng)M側(cè)電氣量變化的保護(hù)無法區(qū)別和點(diǎn)的短路,可是反應(yīng)N側(cè)電氣量變化的保護(hù)確是很容易區(qū)分這兩點(diǎn)短路的。例如用一個(gè)方向繼電器就可以區(qū)分：點(diǎn)位于正方向,點(diǎn)位于反方向。所以如果有一種保護(hù)它可以綜合反應(yīng)兩側(cè)電氣量的變化,這樣的保護(hù)一定可以區(qū)分和點(diǎn)的短路,那么它的一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以瞬時(shí)切除本線路全長范圍內(nèi)的短路。這種綜合反應(yīng)兩側(cè)電氣量變化的保護(hù)就叫做縱聯(lián)保護(hù)。縱聯(lián)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是明顯的,但它的缺點(diǎn)是不能保護(hù)在相鄰線路上的短路,不能作相鄰線路上的短路的后備。所以這種保護(hù)有時(shí)稱做具有絕對(duì)選擇性的保護(hù)。2.通道類型縱聯(lián)保護(hù)既然是反應(yīng)兩側(cè)電氣量變化的保護(hù),那就一定要把對(duì)側(cè)電氣量變化的信息告訴本側(cè),同樣也應(yīng)把本側(cè)電氣量變化的信息告訴對(duì)側(cè),以便每側(cè)都能綜合比較兩側(cè)電氣量變化的信息作出是否要發(fā)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。目前使用的通道類型有下列幾種：〔1電力線載波通道。這是目前使用較多的一種通道類型,其使用的信號(hào)頻率是KHz。這種頻率在通信上屬于高頻頻段范圍,所以把這種通道也稱做高頻通道。把利用這種通道的縱聯(lián)保護(hù)稱做高頻保護(hù)。高頻頻率的信號(hào)只能有線傳輸,所以輸電線路也作為高頻通道的一部份?！?微波通道使用的信號(hào)頻率是MHz。這種頻率在通信上屬于微波頻段范圍,所以把這種縱聯(lián)保護(hù)稱做微波保護(hù)。微波頻率的信號(hào)可以無線傳輸也可以有線傳輸。無線傳輸要在可視距離內(nèi)傳輸,所以要建高的微波鐵塔。當(dāng)傳輸距離超過40~60KM時(shí)還需加設(shè)微波中繼站。有時(shí)微波站在變電站外,增加了維護(hù)困難。雖然微波通道容量很大,不存在通道擁擠問題,但由于上述原因目前利用微波通道傳送繼電保護(hù)信息并沒有得到很大應(yīng)用?！?光纖通道隨著光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展,用光纖作為繼電保護(hù)通道使用得越來越多。用光纖通道做成的縱聯(lián)保護(hù)有時(shí)也稱做光纖保護(hù)。光纖通信容量大又不受電磁干擾,且通道與輸電線路有無故障無關(guān)。近年來發(fā)展的若干根光纖制成光纜直接與架空地線做在一起,在架空線路建設(shè)的同時(shí)光纜的鋪設(shè)也一起完成,使用前景十分誘人。在國家電力公司制定的《"防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求"繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則》中明確提出應(yīng)積極推廣使用光纖通道做為縱聯(lián)保護(hù)的通道方式。由于光纖通信容量大因此可以利用它構(gòu)成輸電線路的分相縱聯(lián)保護(hù),例如分相縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)、分相縱聯(lián)距離、方向保護(hù)等。光纖通信一般采用脈沖編碼調(diào)制〔PCM方式可以進(jìn)一步提高通信容量,信號(hào)以編碼形式傳送,其傳輸速率一般為,傳輸距離可以達(dá)到100KM。如果用的傳輸速率,由于衰耗較大傳輸距離只能在70KM以下?！?導(dǎo)引線通道在兩個(gè)變電站之間鋪設(shè)電纜,用電纜作為通道傳送保護(hù)信息這就是導(dǎo)引線通道。用導(dǎo)引線為通道構(gòu)成的縱聯(lián)保護(hù)稱做導(dǎo)引線保護(hù)。導(dǎo)引線保護(hù)一般做成縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù),在電纜中傳送的是兩側(cè)的電流信息。考慮到雷擊以及在大接地電流系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時(shí)地中電流引起的地電位升高的影響,作為導(dǎo)引線的電纜也應(yīng)有足夠的絕緣水平,從而增大了投資。。顯然從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度來看用導(dǎo)引線通道只適用于小于十公里的短線路上。3.高頻信號(hào)的性質(zhì)在縱聯(lián)方向、縱聯(lián)距離保護(hù)中,通道中傳送的是反應(yīng)方向繼電器和阻抗繼電器動(dòng)作行為的邏輯信號(hào)。使用高頻信號(hào)的性質(zhì)有下述幾種：〔1閉鎖信號(hào)收不到高頻信號(hào)是保護(hù)動(dòng)作于跳閘的必要條件,這樣的高頻信號(hào)是閉鎖信號(hào)?！?允許信號(hào)收到高頻信號(hào)是保護(hù)動(dòng)作于跳閘的必要條件,這樣的高頻信號(hào)是允許信號(hào)。目前在500kV線路上的高頻保護(hù)一般都采用允許信號(hào)?！?跳閘信號(hào)收到高頻信號(hào)是保護(hù)動(dòng)作于跳閘的必要且是充分條件,這樣的高頻信號(hào)是跳閘信號(hào)。在故障線路上傳送跳閘信號(hào),保護(hù)收到跳閘信號(hào)就可以去跳閘。顯然在使用跳閘信號(hào)時(shí)特別要注意別把干擾信號(hào)誤認(rèn)為是跳閘信號(hào)而造成保護(hù)誤動(dòng)。所以用跳閘信號(hào)時(shí)抗干擾的要求比用閉鎖信號(hào)和允許信號(hào)時(shí)高得多。閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)1.基本原理如果在輸電線路每一側(cè)都裝有兩個(gè)方向元件：一個(gè)是正方向方向元件,正方向短路時(shí)動(dòng)作而反方向短路時(shí)不動(dòng)作。另一個(gè)是反方向方向元件,反方向短路時(shí)動(dòng)作而正方向短路時(shí)不動(dòng)作。如果在圖2-14〔a的NP線路上發(fā)生短路,NP線路是故障線路,MN線路是非故障線路。兩條線路總共四側(cè)的方向元件的動(dòng)作行為也已標(biāo)在圖上,√表示繼電器動(dòng)作；×表示繼電器不動(dòng)作。仔細(xì)比較兩側(cè)的方向元件的動(dòng)作行為可以區(qū)分故障線路與非故障線路。故障線路的特征是：兩側(cè)的均動(dòng)作,兩側(cè)的均不動(dòng)作,這在非故障線路中是不存在的。而非故障線路的特征是：兩側(cè)中至少有一側(cè)的不動(dòng)作、可能動(dòng)作可能不動(dòng)作,這在故障線路中是不存在的。出現(xiàn)不動(dòng)作、可能動(dòng)作可能不動(dòng)作的這一側(cè)是近故障點(diǎn)的一側(cè)。假如采用閉鎖信號(hào),縱聯(lián)方向保護(hù)的做法是：在不動(dòng)作或者動(dòng)作的這一側(cè)一直發(fā)高頻信號(hào),這樣在非故障線路上近故障點(diǎn)的一側(cè)就能一直發(fā)閉鎖信號(hào),兩側(cè)保護(hù)收到閉鎖信號(hào)將保護(hù)閉鎖。在故障線路上由于沒有一側(cè)是不動(dòng)作、動(dòng)作的,所以最后故障線路上沒有閉鎖信號(hào),兩側(cè)保護(hù)就都能發(fā)跳閘命令。2.保護(hù)發(fā)閉鎖信號(hào)條件：①低定值起動(dòng)元件動(dòng)作。3.保護(hù)停信條件：①收信超過8ms；②正方向元件動(dòng)作,反方向元件不動(dòng)作。4.保護(hù)發(fā)出跳閘命令要滿足的條件：①高定值起動(dòng)元件動(dòng)作。只有高定值起動(dòng)元件動(dòng)作后程序才進(jìn)入故障計(jì)算程序,方向元件及各個(gè)邏輯功能才開始計(jì)算判斷,保護(hù)才可能跳閘。因此可以說只有高定值起動(dòng)元件動(dòng)作后縱聯(lián)保護(hù)才真正開放。否則保護(hù)是不開放的,程序執(zhí)行的是正常運(yùn)行程序。在正常運(yùn)行程序中安排的工作只是開入量狀態(tài)的檢查、通道試驗(yàn)等工作。在正常運(yùn)行程序中是不可能去跳閘的。②元件不動(dòng)作。③曾經(jīng)收到過8ms的高頻信號(hào)。④元件動(dòng)作。同時(shí)滿足上述四個(gè)條件時(shí)去停信。⑤收信機(jī)收不到信號(hào)。同時(shí)滿足上述五個(gè)條件8ms后即可起動(dòng)出口繼電器,發(fā)跳閘命令。閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)的一些問題遠(yuǎn)方起信問題設(shè)在圖2-14中F點(diǎn)發(fā)生短路。流過MN線路的電流足以使M側(cè)的兩個(gè)起動(dòng)元件起動(dòng)?？墒怯捎谀撤N原因N側(cè)的低定值起動(dòng)元件未起動(dòng)〔譬如起動(dòng)元件定值輸錯(cuò)等原因。M側(cè)方向元件動(dòng)作行為是元件不動(dòng),元件動(dòng)作,所以8ms后停信。N側(cè)由于低定值起動(dòng)元件未起動(dòng)而根本未發(fā)過信。於是M側(cè)收信機(jī)收不到信號(hào)而造成保護(hù)誤動(dòng)。為避免這種誤動(dòng)設(shè)置了遠(yuǎn)方起信功能。遠(yuǎn)方起信的條件是：①低定值起動(dòng)元件未起動(dòng)。②收信機(jī)收到對(duì)側(cè)的高頻信號(hào)。滿足這兩個(gè)條件后發(fā)信10秒。這種起動(dòng)發(fā)信是收到了對(duì)側(cè)信號(hào)后起動(dòng)發(fā)信的,所以叫做遠(yuǎn)方起信。有了遠(yuǎn)方起信功能后,再發(fā)生上述區(qū)外短路故障時(shí),M側(cè)起動(dòng)元件起動(dòng)立即發(fā)信。N側(cè)由于起動(dòng)元件未起動(dòng),又收到了M側(cè)發(fā)來的信號(hào)所以遠(yuǎn)方起信,也發(fā)信10秒。這樣M側(cè)保護(hù)就被N側(cè)的10秒的信號(hào)所閉鎖不會(huì)誤動(dòng)。至於區(qū)外短路10秒后若還未被切除,系統(tǒng)早已被拖垮。何況此時(shí)按時(shí)間配合關(guān)系也應(yīng)該輪到M側(cè)跳閘了,所以10秒以后的問題可不再考慮。遠(yuǎn)方起信除了有上述作用外在通道檢查中還要用到此功能,有關(guān)通道檢查的工作情況在下面再加以敘述?！?為什么要先收到8ms高頻信號(hào)后才能停信？在上述保護(hù)動(dòng)作情況分析中已敘述過,對(duì)于判斷為正方向短路的一側(cè),例如圖2-14中的MN線路的M側(cè)保護(hù)一定要先收信8ms以后才允許停信。為什么呢？還用反證法說明,假如沒有這一項(xiàng)規(guī)定的話會(huì)出現(xiàn)什么問題？在圖2-14中發(fā)生短路后,M側(cè)高定值起動(dòng)元件起動(dòng)。M側(cè)判斷元件不動(dòng),元件動(dòng)作以后就立即停信,此時(shí)對(duì)側(cè)N側(cè)發(fā)的閉鎖信號(hào)還可能未到達(dá)M側(cè),尤其是在N側(cè)是遠(yuǎn)方起信的情況下。所以M側(cè)保護(hù)匆忙停信后由于收信機(jī)收不到信號(hào)將造成保護(hù)誤動(dòng)。因此M側(cè)保護(hù)只有確保近故障點(diǎn)的N側(cè)保護(hù)的閉鎖信號(hào)到達(dá)M側(cè)以后才允許停信,這樣M側(cè)保護(hù)才不會(huì)誤動(dòng)。顯然這等待的延時(shí)應(yīng)考慮N側(cè)閉鎖信號(hào)來得最慢、最嚴(yán)重的情況,這種情況出現(xiàn)在N側(cè)是遠(yuǎn)方起信的情況。發(fā)生短路后N側(cè)低定值起動(dòng)元件因故沒有起動(dòng),所以一開始不發(fā)信。要等M側(cè)高頻信號(hào)送過來后N側(cè)由遠(yuǎn)方起信才起動(dòng)發(fā)信,N側(cè)的信號(hào)再送到M側(cè)后,M側(cè)再去停信就不會(huì)誤動(dòng)了。所以M側(cè)停信等待的延時(shí)應(yīng)包括高頻信號(hào)往返一次的延時(shí),加上對(duì)側(cè)發(fā)信機(jī)起動(dòng)發(fā)信的延時(shí)再加上足夠的裕度時(shí)間。這時(shí)間一般為ms就足夠了。至於按收信機(jī)收到信號(hào)的方式來等這延時(shí),這種做法把收發(fā)信機(jī)的工作情況也作了一次檢查。〔3功率倒向時(shí)出現(xiàn)的問題及對(duì)策下面以平行線路上發(fā)生短路后可能出現(xiàn)的功率倒向?yàn)槔齺碚f明。在圖2-15的雙回線中第Ⅱ回線路4號(hào)保護(hù)出口發(fā)生短路,分析第Ⅰ回線兩側(cè)1、2號(hào)保護(hù)的動(dòng)作行為。在發(fā)生短路時(shí)第Ⅰ回線的短路功率從M流向N。1號(hào)保護(hù)判斷為正方向短路,動(dòng)作、不動(dòng)；2號(hào)保護(hù)判斷為反方向短路,不動(dòng)、動(dòng)作。綜合比較兩側(cè)繼電器動(dòng)作行為滿足非故障線路特征,所以兩側(cè)都不誤動(dòng)。由于短路點(diǎn)F位于4號(hào)保護(hù)第Ⅰ段、3號(hào)保護(hù)第Ⅱ段的范圍內(nèi),如果第Ⅱ回線由于某種原因又沒有縱聯(lián)保護(hù)在運(yùn)行,所以4號(hào)保護(hù)先跳閘。在4號(hào)斷路器跳開后,3號(hào)斷路器尚未跳開期間,第Ⅰ回線中的短路功率是從N流向M,與4號(hào)斷路器跳開前功率流向相反產(chǎn)生功率倒向。功率倒向以后1號(hào)保護(hù)判斷為反方向短路,2號(hào)保護(hù)判斷為正方向短路,兩側(cè)的、元件的動(dòng)作行為全得要翻轉(zhuǎn)。在兩側(cè)的、元件的動(dòng)作行翻轉(zhuǎn)以后依然滿足非故障線路特征,所以兩側(cè)保護(hù)也都不會(huì)誤動(dòng)。問題發(fā)生在功率倒向瞬間兩側(cè)方向元件翻轉(zhuǎn)過程中由于翻轉(zhuǎn)速度有快慢,可能造成縱聯(lián)方向保護(hù)誤動(dòng)。過去在模擬型保護(hù)中把這稱作‘接點(diǎn)競賽’,在微機(jī)保護(hù)中雖然沒有接點(diǎn)但也存在此競賽問題。嚴(yán)重情況出現(xiàn)在2號(hào)保護(hù)的方向元件翻轉(zhuǎn)速度快,元件已動(dòng)作、元件已返還,而1號(hào)保護(hù)方向元件翻轉(zhuǎn)速度慢一些,元件仍仃留在動(dòng)作狀態(tài)、元件仍仃留在不動(dòng)作狀態(tài)。這樣兩側(cè)保護(hù)方向元件的動(dòng)作行為滿足故障線路的特征,兩側(cè)都停信引起保護(hù)誤動(dòng)。這種縱聯(lián)保護(hù)的誤動(dòng)出現(xiàn)在功率倒向,兩側(cè)方向元件動(dòng)作速度不一樣,出現(xiàn)競賽的短時(shí)間內(nèi)。用延時(shí)來解決功率倒向時(shí)保護(hù)誤動(dòng)問題的方法是：如果縱聯(lián)方向保護(hù)在40ms內(nèi)一直收到閉鎖信號(hào),那么縱聯(lián)方向保護(hù)再要?jiǎng)幼鞯脑捯?5ms的延時(shí)。前一個(gè)40ms的延時(shí)用來判斷發(fā)生了區(qū)外故障。在圖2-15中從發(fā)生短路到功率倒向之前1、2號(hào)保護(hù)是不會(huì)誤動(dòng)的,收信機(jī)一直收到2號(hào)保護(hù)發(fā)出的高頻信號(hào)。從發(fā)生短路到功率倒向這段時(shí)間包括4號(hào)保護(hù)的第Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間〔10ms加上4號(hào)斷路器跳閘時(shí)間〔包含熄弧時(shí)間在內(nèi),35ms。在這總計(jì)45ms時(shí)間內(nèi),1、2號(hào)保護(hù)是不會(huì)誤動(dòng)的。所以用前一個(gè)40ms一直收到信號(hào)判斷是區(qū)外故障。用后一個(gè)25ms延時(shí)來躲過兩側(cè)方向元件的競賽帶來的影響。在這段延時(shí)內(nèi)1號(hào)保護(hù)的方向元件肯定已處于元件不動(dòng)作、元件動(dòng)作的工作狀態(tài)了。這樣1號(hào)保護(hù)已處于發(fā)信狀態(tài),避免了兩側(cè)保護(hù)的誤動(dòng)。〔4收到斷路器跳閘位置繼電器〔TWJ動(dòng)作信號(hào)以后該做些什么？在保護(hù)裝置的后端子上有三個(gè)相上的跳閘位置繼電器TWJ的開關(guān)量輸入端子。當(dāng)保護(hù)裝置發(fā)現(xiàn)跳閘位置繼電器動(dòng)作后〔TWJ=1,閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)要做些什么工作呢？如果起動(dòng)元件未起動(dòng),又收到了三相跳閘位置繼電器都動(dòng)作的信號(hào)時(shí),把起動(dòng)發(fā)信〔含遠(yuǎn)方起信往后推遲100ms。該措施主要用來解決如圖2-16中所示的N側(cè)斷路器處于三相斷開狀態(tài),系統(tǒng)從M側(cè)向線路充電過程中線路上發(fā)生短路時(shí),M側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)拒動(dòng)問題。因?yàn)榇藭r(shí)線路上發(fā)生短路后,N側(cè)由于斷路器三相都已斷開起動(dòng)元件不起動(dòng),但卻收到M側(cè)發(fā)來的高頻信號(hào),立即遠(yuǎn)方起信發(fā)信10秒。閉鎖了M側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù),造成M側(cè)保護(hù)拒動(dòng)。如果故障發(fā)生在M側(cè)末端,M側(cè)保護(hù)只能由Ⅱ段的距離保護(hù)或零序電流保護(hù)帶延時(shí)切除故障,對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行顯然是很不利的。為了解決此問題引入本措施。這時(shí)N側(cè)保護(hù)由于起動(dòng)元件不起動(dòng),跳閘位置繼電器又一直處于動(dòng)作狀態(tài),故把遠(yuǎn)方起信推遲100ms。這樣發(fā)生短路時(shí)在這遠(yuǎn)方起信推遲的這段時(shí)間內(nèi),M側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)由于收不到閉鎖信號(hào)可以動(dòng)作跳閘?！?關(guān)于保護(hù)動(dòng)作停信問題。母線保護(hù)動(dòng)作停信：在保護(hù)裝置的后端子上有‘其它保護(hù)動(dòng)作’的開關(guān)量輸入端子。該開關(guān)量接點(diǎn)來自于母線保護(hù)動(dòng)作后的接點(diǎn)。在母線保護(hù)動(dòng)作后該接點(diǎn)閉合,縱聯(lián)方向保護(hù)得知母線保護(hù)動(dòng)作后立即停信是為了在圖2-17的斷路器與電流互感器之間發(fā)生短路時(shí)讓縱聯(lián)保護(hù)能立即動(dòng)作切除故障。如果故障發(fā)生在斷路器與TA之間,此時(shí)短路功率由N側(cè)流向短路點(diǎn)。M側(cè)的保護(hù)由于電流與規(guī)定的正方向相反所以判為反方向短路,與反方向母線短路一樣。所以該側(cè)元件不動(dòng)、元件動(dòng)作,從而一直發(fā)信閉鎖了兩側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)。但該故障點(diǎn)落在M側(cè)的母線保護(hù)的保護(hù)范圍內(nèi),所以M側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作跳開母線上的所有斷路器。可是1號(hào)斷路器跳開后,N側(cè)還繼續(xù)提供短路電流,該短路功率使M側(cè)保護(hù)繼續(xù)判為反方向短路。所以M側(cè)保護(hù)繼續(xù)發(fā)信,閉鎖N側(cè)的縱聯(lián)方向保護(hù)。如果不采取措施,N側(cè)只能由Ⅱ段的距離保護(hù)或零序電流保護(hù)帶延時(shí)切除故障,這顯然對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行是很不利的。為此,如果M側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)在得知母線保護(hù)動(dòng)作的信息后采取立即停信的措施〔此時(shí)盡管元件動(dòng)作也停信,就可以使N側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)馬上動(dòng)作切除故障。為了讓N側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)可靠跳閘,在M側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作的開關(guān)量返還后繼續(xù)停信150ms。采用母線保護(hù)動(dòng)作停信措施的另一個(gè)作用是,如果在母線上發(fā)生短路,母線保護(hù)動(dòng)作但斷路器拒跳,母線保護(hù)動(dòng)作后停信后可以讓對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)跳閘。需要指出,在3/2接線方式中,母線保護(hù)動(dòng)作是不停信的。對(duì)斷路器與電流互感器之間的短路靠斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作停信讓對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作?！?應(yīng)用于弱電側(cè)的縱聯(lián)方向保護(hù)應(yīng)注意的問題。當(dāng)輸電線路兩側(cè)有一側(cè)的背后沒有電源或者是一個(gè)小電源時(shí)把這一側(cè)稱做弱電側(cè)。現(xiàn)在以這一側(cè)背后既沒有電源、又沒有中性點(diǎn)接地的變壓器為例來說明這樣的單側(cè)電源線路上發(fā)生短路時(shí),該線路縱聯(lián)方向保護(hù)會(huì)出現(xiàn)的問題,如圖2-18所示。圖2-18一側(cè)是弱電源側(cè)線路故障如果在空載或輕載情況下線路上發(fā)生短路。弱電側(cè)電流在短路前后都為零。所以兩相電流差突變量起動(dòng)元件不起動(dòng)。由于受電側(cè)沒有中性點(diǎn)接地的變壓器,所以零序電流起動(dòng)元件也不起動(dòng)。在受電側(cè)低定值起動(dòng)元件不動(dòng)作的情況下,收到電源側(cè)的高頻信號(hào)后立即遠(yuǎn)方起信發(fā)信10秒。電源側(cè)即使在發(fā)生短路8ms后自己停信了,但由于一直收到受電側(cè)的閉鎖信號(hào)而不能跳閘。如果弱電側(cè)高定值起動(dòng)元件沒有起動(dòng),在正常運(yùn)行程序中當(dāng)檢查到任意一個(gè)相電壓或相間電壓低于0.6倍額定電壓時(shí),將起動(dòng)發(fā)信〔含遠(yuǎn)方起信推遲100ms。因?yàn)樵诰€路上發(fā)生短路時(shí),弱電側(cè)如果三相電流全是零,其保護(hù)安裝處的電壓就是短路點(diǎn)的電壓,故障相或故障相間的電壓降低。這時(shí)將起動(dòng)發(fā)信推遲一段時(shí)間,對(duì)側(cè)的縱聯(lián)方向保護(hù)就可在這段時(shí)間里可靠跳閘?？v聯(lián)變化量方向元件RCS-901A由變化量方向和零序方向繼電器,經(jīng)通道交換信號(hào)構(gòu)成全線路快速跳閘的方向保護(hù),即裝置的縱聯(lián)保護(hù)。1.工頻變化量方向繼電器測量相角表示式工頻變化量方向繼電器測量電壓、電流故障分量的相位。其正方向元件的測量相角為：其反方向元件的測量相角為：其中：、為電壓、電流變化量的正負(fù)序綜合分量,無零序分量；為模擬阻抗；為補(bǔ)償阻抗,當(dāng)最大運(yùn)行方式時(shí)系統(tǒng)線路阻抗比時(shí),,否則取為"工頻變化量阻抗"的一半。正、反方向元件的動(dòng)作方程為：2．工頻變化量方向繼電器動(dòng)作行為分析圖2-19正方向經(jīng)過渡電阻故障計(jì)算用〔1正方向故障時(shí)當(dāng)正方向故障時(shí),如圖2-19,為系統(tǒng)正序阻抗,并假設(shè)系統(tǒng)的負(fù)序阻抗等于正序阻抗,將工頻變化量電壓電流分解為對(duì)稱分量,則：其中M為轉(zhuǎn)換因子,根據(jù)不同的故障類型,裝置可選擇不同的轉(zhuǎn)換因子,以提高靈敏度。設(shè)系統(tǒng)阻抗角與的阻抗角一致,則正方向元件的測量相角為：反方向元件的測量相角為：此時(shí)正方向元件可靠動(dòng)作,反方可靠不動(dòng)作?！?反方向故障時(shí)圖2-20反方向故障計(jì)算用圖如圖2-20,為線路至對(duì)側(cè)系統(tǒng)的正序阻抗,將電壓電流分解為對(duì)稱分量有：設(shè)系統(tǒng)阻抗角與的阻抗角一致,則正方向元件的測量相角為：反方向元件的測量相角為：此時(shí)反方向元件可靠動(dòng)作,正方向元件可靠不動(dòng)作。3．工頻變化量方向繼電器的特點(diǎn)及應(yīng)用〔1在正、反方向短路時(shí)方向繼電器的判別十分準(zhǔn)確、清晰,因而有良好的方向性。〔2工頻變化量方向繼電器測量的角度與過渡電阻大小、與負(fù)荷電流大小無關(guān)。因此繼電器十分靈敏。〔3利用接在三個(gè)相間的工頻變化量方向繼電器,并且用值為最大的一個(gè)所涉及的相間方向繼電器來作短路方向的判別可適應(yīng)任何故障類型。不像零序方向繼電器只適應(yīng)接地故障?！?在系統(tǒng)振蕩時(shí)由于電流、電壓變化緩慢,、值很小。工頻變化量方向繼電器算法中超不過相應(yīng)的門檻值〔門檻中還有浮動(dòng)門檻,所以正、反方向兩個(gè)方向元件都沒有動(dòng)作。因此縱聯(lián)方向保護(hù)在振蕩中不會(huì)誤動(dòng)。正因?yàn)檫@樣,用它構(gòu)成的縱聯(lián)方向保護(hù)短路后可一直投入,不像縱聯(lián)距離保護(hù)還要受振蕩閉鎖控制。因而在振蕩中再發(fā)生短路時(shí)該縱聯(lián)方向保護(hù)仍有保護(hù)功能?！?在有串聯(lián)補(bǔ)償電容的系統(tǒng)中工頻變化量方向繼電器的動(dòng)作行為也是正確的?！?在單側(cè)電源線路上受電側(cè)的工頻變化量方向繼電器的動(dòng)作行為也是正確的?！?在非全相運(yùn)行期間和在非全相期間運(yùn)行相上再發(fā)生短路時(shí),工作在兩運(yùn)行相間的工頻變化量方向繼電器的動(dòng)作行為也是正確的。超范圍允許式的縱聯(lián)保護(hù)允許信號(hào)的縱聯(lián)保護(hù)在500kV線路中應(yīng)用較多。目前國產(chǎn)的在500kV線路中應(yīng)用的允許信號(hào)的縱聯(lián)保護(hù)是超范圍允許式縱聯(lián)保護(hù)。超范圍允許信號(hào)的縱聯(lián)方向保護(hù)區(qū)分故障線路和非故障線路的方法與閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)完全相同。如圖2-21〔a所示,故障線路的特征是兩側(cè)的正方向方向元件均動(dòng)作,兩側(cè)的反方向方向元件均不動(dòng)。這種情況在非故障線路中是不存在的。而非故障線路的特征是至少有一側(cè)〔近故障點(diǎn)的一側(cè)的元件不動(dòng),而元件可能動(dòng)作,這種情況在故障線路中也是不存在的。所以綜合比較兩側(cè)方向元件的動(dòng)作行為可以區(qū)別故障線路與非故障線路。與閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)不同的僅是信號(hào)使用的方法不同。在超范圍允許信號(hào)的縱聯(lián)方向保護(hù)中由動(dòng)作不動(dòng)作的一側(cè)向?qū)?cè)發(fā)允許信號(hào)。這樣在故障線路NP上兩側(cè)都向?qū)?cè)發(fā)允許信號(hào),對(duì)每一側(cè)來說從收到對(duì)側(cè)信號(hào)知曉對(duì)側(cè)的動(dòng)作不動(dòng)作,再判斷本側(cè)也是動(dòng)作不動(dòng)作,兩個(gè)構(gòu)成‘與’邏輯發(fā)跳閘命令,所以故障線路兩側(cè)都能跳閘。在非故障線路MN上近故障點(diǎn)的N側(cè)雖然收到對(duì)側(cè)的允許信號(hào),但是由于本側(cè)不動(dòng)作可能動(dòng)作,‘與’邏輯沒有輸出不會(huì)跳閘。遠(yuǎn)離故障點(diǎn)的M側(cè)雖然本側(cè)的可能動(dòng)作不動(dòng)作,但由于從來沒有收到對(duì)側(cè)的允許信號(hào)知曉對(duì)側(cè)不動(dòng)作可能動(dòng)作,‘與’邏輯也沒有輸出也不會(huì)跳閘,所以非故障線路兩側(cè)保護(hù)都不發(fā)跳閘命令。從上可以看出允許信號(hào)主要是在故障線路上傳送的。簡略原理框圖如圖2-21〔b所示。上述的‘與’邏輯由與門2來完成,收到信號(hào)是與門2的動(dòng)作條件之一,所以該信號(hào)是允許信號(hào)。該原理框圖比閉鎖式的簡單,各側(cè)保護(hù)的動(dòng)作情況讀者可自行分析。總結(jié)上述分析,保護(hù)能發(fā)出跳閘命令一定要滿足下述一些條件：①起動(dòng)元件起動(dòng)；②元件不動(dòng)作；③元件動(dòng)作；同時(shí)滿足上述三個(gè)條件向?qū)?cè)發(fā)高頻信號(hào)。④收到對(duì)側(cè)的高頻信號(hào)。同時(shí)滿足上述四個(gè)條件8ms后發(fā)跳閘命令。從圖2-21中可看出發(fā)信機(jī)的發(fā)信頻率和收信頻率是不同的兩個(gè)頻率,這稱做雙頻制。這樣線路兩側(cè)發(fā)信頻率不一樣,每一側(cè)都只能收對(duì)側(cè)的信號(hào)不能收本側(cè)信號(hào)。可以設(shè)想一下如果用單頻制,收信機(jī)既能收對(duì)側(cè)信號(hào)也能收本側(cè)信號(hào)會(huì)出現(xiàn)什么問題？觀察圖2-21〔aM側(cè)的保護(hù),在相鄰線路上故障,M側(cè)的動(dòng)作不動(dòng)作可以發(fā)信。收信機(jī)自發(fā)自收收到自己的信號(hào),圖〔b中與門4兩個(gè)條件都滿足能發(fā)跳閘命令,造成M側(cè)保護(hù)誤動(dòng)。實(shí)際上這兩個(gè)條件是同一個(gè)條件即是本側(cè)的動(dòng)作不動(dòng)作。該保護(hù)實(shí)際上是一個(gè)保護(hù)范圍為元件保護(hù)范圍的瞬時(shí)動(dòng)作的保護(hù),顯然這是不允許的,所以一定要用雙頻制。目前利用外差式原理的繼電保護(hù)專用收發(fā)信機(jī)都是單頻制的,所以允許式的縱聯(lián)方向高頻保護(hù)要復(fù)用載波機(jī)。超范圍允許信號(hào)的縱聯(lián)距離保護(hù)區(qū)分故障線路和非故障線路的方法與閉鎖式縱聯(lián)距離保護(hù)完全相同。如圖2-22所示,故障線路的特征是兩側(cè)的阻抗繼電器均動(dòng)作,而這種情況在非故障線路中是不存在的。非故障線路的特征是至少有一側(cè)〔近故障點(diǎn)的一側(cè)的阻抗繼電器不動(dòng),而這種情況在故障線路中也是不存在的。所以綜合比較兩側(cè)阻抗繼電器的動(dòng)作行為可以區(qū)別故障線路與非故障線路。與閉鎖式縱聯(lián)距離保護(hù)不同的僅是信號(hào)使用的方法不同。在超范圍允許信號(hào)的縱聯(lián)距離保護(hù)中由動(dòng)作的一側(cè)向?qū)?cè)發(fā)允許信號(hào)。這樣在故障線路NP上兩側(cè)都向?qū)?cè)發(fā)允許信號(hào),對(duì)每一側(cè)來說從收到對(duì)側(cè)信號(hào)知曉對(duì)側(cè)的動(dòng)作,再判斷本側(cè)也是動(dòng)作,兩個(gè)構(gòu)成‘與’邏輯發(fā)跳閘命令,所以故障線路兩側(cè)都能跳閘。在非故障線路MN上近故障點(diǎn)的N側(cè)雖然收到對(duì)側(cè)的允許信號(hào),但是由于本側(cè)不動(dòng)作,‘與’邏輯沒有輸出不會(huì)跳閘。遠(yuǎn)離故障點(diǎn)的M側(cè)雖然本側(cè)的動(dòng)作,但由于從來沒有收到對(duì)側(cè)的允許信號(hào)知曉對(duì)側(cè)的不動(dòng)作,‘與’邏輯也沒有輸出也不會(huì)跳閘,所以非故障線路兩側(cè)保護(hù)都不發(fā)跳閘命令。下面敘述在允許式縱聯(lián)保護(hù)中也需要的與閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)相似的一些原則規(guī)定1．收到三相斷路器跳閘位置繼電器〔TWJ動(dòng)作信號(hào)以后該做些什么？⑴在起動(dòng)元件未起動(dòng)、三相跳閘位置繼電器又都處在動(dòng)作狀態(tài)下時(shí),如果收到對(duì)側(cè)的信號(hào)立即發(fā)信100ms,向?qū)?cè)提供允許信號(hào)。這是為了解決在圖2-23中所示的當(dāng)系統(tǒng)由M側(cè)給線路充電,N側(cè)斷路器三相斷開時(shí),線路上發(fā)生短路M側(cè)縱聯(lián)保護(hù)拒動(dòng)問題。因?yàn)榇藭r(shí)N側(cè)起動(dòng)元件不起動(dòng),方向元件不進(jìn)行計(jì)算,不能向M側(cè)發(fā)允許信號(hào)。采取本措施后只要M側(cè)先把信號(hào)發(fā)過來,N側(cè)收到信號(hào)后馬上回發(fā)允許信號(hào),于是M側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)就能動(dòng)作跳閘了。有些人把這功能稱做‘三跳回授’功能。⑵在起動(dòng)元件起動(dòng)以后又收到三相跳閘位置繼電器都動(dòng)作的信號(hào)并確認(rèn)三相均無電流時(shí)馬上發(fā)信,給對(duì)側(cè)提供允許信號(hào)。此措施的目的是讓對(duì)側(cè)可靠跳閘。因?yàn)檫@種情況說明本線路上發(fā)生了故障,本側(cè)斷路器已經(jīng)三相跳閘了,當(dāng)然也應(yīng)該讓對(duì)側(cè)跳閘。2．關(guān)于保護(hù)動(dòng)作發(fā)信問題。⑴母線保護(hù)動(dòng)作發(fā)信。保護(hù)裝置上有‘其它保護(hù)動(dòng)作’的開入量端子。一般此開入接點(diǎn)接的是‘母線保護(hù)動(dòng)作’接點(diǎn)。采用允許式時(shí)保護(hù)裝置檢查到此接點(diǎn)閉合后立即發(fā)信。采取此措施是為了解決圖2-24所示的短路發(fā)生在斷路器與TA之間時(shí)N側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)拒動(dòng)問題。因?yàn)樵谠撎幎搪窌r(shí)無論該側(cè)斷路器是否跳閘M側(cè)保護(hù)都判為反方向短路,不動(dòng)作動(dòng)作。所以M側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)既不發(fā)跳閘命令也不向N側(cè)發(fā)允許信號(hào),這導(dǎo)致了N側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)也不能發(fā)跳閘命令,兩側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)都不動(dòng)作。該處短路M側(cè)母線保護(hù)能夠動(dòng)作,它動(dòng)作后一方面立即跳閘,另一方面用開關(guān)量把母線保護(hù)動(dòng)作的信息通知線路保護(hù)?？v聯(lián)方向保護(hù)得此信息后立即發(fā)信給N側(cè)提供允許信號(hào),于是N側(cè)縱聯(lián)方向保護(hù)可以跳閘。M側(cè)保護(hù)在母線保護(hù)動(dòng)作的開關(guān)量返還后繼續(xù)發(fā)信150ms,確保N側(cè)可靠跳閘。⑵本裝置保護(hù)動(dòng)作發(fā)信本裝置任一種保護(hù)發(fā)跳閘命令后立即發(fā)信,并在跳閘信號(hào)返還后繼續(xù)發(fā)信150ms。因?yàn)榧热槐狙b置已發(fā)跳閘命令了說明是本線路故障,立即向?qū)?cè)提供允許信號(hào)有利于對(duì)側(cè)可靠跳閘。保護(hù)裝置發(fā)三相跳閘命令發(fā)信直至跳閘命令返還后還繼續(xù)發(fā)信150ms,保護(hù)裝置發(fā)單相跳閘命令時(shí)只發(fā)信150ms,這段時(shí)間保證讓對(duì)側(cè)可靠跳閘。3．功率倒向時(shí)出現(xiàn)的問題及對(duì)策。在介紹閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)時(shí)曾提及在平行線路上某回線發(fā)生短路時(shí),由于兩側(cè)斷路器跳閘時(shí)間不一樣在一側(cè)斷路器先跳開而另一側(cè)斷路器還未跳開時(shí),另一回非故障線路上將出現(xiàn)功率倒向。功率倒向時(shí)非故障線路兩側(cè)的方向元件動(dòng)作行為全都要翻轉(zhuǎn),有一個(gè)競賽問題,致使非故障線路的縱聯(lián)方向保護(hù)有可能誤動(dòng)。在允許式的縱聯(lián)方向保護(hù)中這種競賽帶來的可能的誤動(dòng)問題同樣存在。在允許式縱聯(lián)保護(hù)中為了防止這種誤動(dòng)采取的措施與閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)中采取的措施相同：如果縱聯(lián)保護(hù)在連續(xù)40ms內(nèi)一直未收到信號(hào)或不滿足正方向方向元件動(dòng)作、反方向方向元件不動(dòng)作的條件〔對(duì)縱聯(lián)距離保護(hù)是不滿足阻抗繼電器動(dòng)作的條件,那么縱聯(lián)保護(hù)再要?jiǎng)幼鞯脑捯?5ms的延時(shí)。前一個(gè)40ms的延時(shí)用來判斷發(fā)生了區(qū)外故障。用后一個(gè)25ms延時(shí)來躲過兩側(cè)方向元件的競賽帶來的影響。后一個(gè)延時(shí)太長的話將加長區(qū)外故障后又發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,所以這個(gè)延時(shí)在保證功率倒向后,兩側(cè)方向元件都可靠完成翻轉(zhuǎn)并考慮足夠的裕度時(shí)間的前提下應(yīng)盡量短一些。4．應(yīng)用于弱電側(cè)的允許式縱聯(lián)方向保護(hù)應(yīng)注意的問題。當(dāng)輸電線路有一側(cè)背后無電源或只是小電源時(shí)該側(cè)稱做弱電側(cè)。以該側(cè)背后無電源為例,在這樣的單側(cè)電源線路