【正文】 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。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)。有時(shí)微波站在變電站外，增加了維護(hù)困難。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)。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。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。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)。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。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。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。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。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。在正常運(yùn)行程序中是不可能去跳閘的。同時(shí)滿足上述四個(gè)條件時(shí)去停信。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)。於是M側(cè)收信機(jī)收不到信號(hào)而造成保護(hù)誤動(dòng)。滿足這兩個(gè)條件后發(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)。（2）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214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。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)。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。在圖215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)2號(hào)保護(hù)的動(dòng)作行為。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。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)。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)。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。 該措施主要用來解決如圖216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。為了解決此問題引入本措施。 　　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。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)。 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。 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)。所以兩相電流差突變量起動(dòng)元件不起動(dòng)。如果弱電側(cè)高定值起動(dòng)元件沒有起動(dòng)，將起動(dòng)發(fā)信（含遠(yuǎn)方起信）推遲100ms。1.　工頻變化量方向繼電器測(cè)量相角表示式工頻變化量方向繼電器測(cè)量電壓、電流故障分量的相位。（2）反方向故障時(shí)圖220 反方向故障計(jì)算用圖如圖220，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(cè)量相角為：反方向元件的測(cè)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）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。因此縱聯(lián)方向保護(hù)在振蕩中不會(huì)誤動(dòng)。（6）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。 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。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。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。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)。同時(shí)滿足上述四個(gè)條件8ms后發(fā)跳閘命令。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)。 　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。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。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。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。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。一般此開入接點(diǎn)接的是‘母線保護(hù)動(dòng)作’接點(diǎn)。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。 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。 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。前一個(gè)40ms的延時(shí)用來判斷發(fā)生了區(qū)外故障。 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)。采取的措施如下：在正常運(yùn)行程序中如果 ① ；② 又收到對(duì)側(cè)信號(hào)時(shí)立即發(fā)信100ms，向?qū)?cè)提供允許信號(hào)。如果弱電側(cè)起動(dòng)元件沒有起動(dòng)，或者雖然起動(dòng)了但是假如流過保護(hù)的三相電流都是零或者三相電流突變量很小致使方向元件或阻抗元件不能動(dòng)作都導(dǎo)致弱電側(cè)不能往對(duì)側(cè)發(fā)允許信號(hào)。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。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。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。縱聯(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。采取此措施是為了解決圖224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。 ⑴ 母線保護(hù)動(dòng)作發(fā)信。 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)。 這是為了解決在圖223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。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。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。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。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)。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)。從上可以看出允許信號(hào)主要是在故障線路上傳送的。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)。這種情況在非故障線路中是不存在的。四 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。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。（4）在系統(tǒng)振蕩時(shí)由于電流、電壓變化緩慢，、值很小。（2）工頻變化量方向繼電器測(cè)量的角度與過渡電阻大小、與負(fù)荷電流大小無關(guān)。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219 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 219 ，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。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。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。圖218　　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。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。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。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。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217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。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。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)。 （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。所以用前一個(gè)40ms一直收到信號(hào)判斷是區(qū)外故障。前一個(gè)40ms的延時(shí)用來判斷發(fā)生了區(qū)外故障。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)。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)。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。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。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。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。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?！　∮辛诉h(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。遠(yuǎn)方起信的條件是：① 低定值起動(dòng)元件未起動(dòng)。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。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。③ 曾經(jīng)收到過8ms的高頻信號(hào)。否則保護(hù)是不開放的，程序執(zhí)行的是正常運(yùn)行程序。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。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)。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。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。目前在500kV線路上的高頻保護(hù)一般都采用允許信號(hào)。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。（4）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。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。（3）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。無線傳輸要在可視距離內(nèi)傳輸，所以要建高的微波鐵塔。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。目前使用的通道類型有下列幾種：（1）電力線載波通道?？v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。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。所以只能舍去點(diǎn)短路時(shí)快速動(dòng)作的愿望。第四節(jié)　　高頻縱聯(lián)保護(hù)一 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。所以工頻變化量阻抗繼電器有非常良好的方向性。 （227） （228）將（227）、（228）兩式代入動(dòng)作方程，消去動(dòng)作量和制動(dòng)量中的得到： （229）這是一個(gè)幅值比較動(dòng)作方程。 （225）