完整的线路纵联保护包括本线路各端的保护装置、传输参与比较的各端规定保护信息的设备与通道。由于现代通信技术的发展,趋向于保护、远动与通信复用终端设备及其通道。
纵联保护
借助通道传输保护区各端规定的保护信息,进行综合比较和判别后而动作的一种保护。
- 英文名称
- vertical protection
- 所属学科
- 电气工程
在本线路的一端同时收集与比较各端的规定保护信息实现综合判断,具有明确区分本线路内部与外部故障的功能。当本线路内部故障时,能无时延地发出本线路各端的断路器跳闸指令。
为超高压线路的主要保护装置,主要用于根据系统稳定的要求,当发生内部故障时需同时由线路各端快速切除故障的重要输电线路上,也用于为简化后备保护配置及便于整定配合的情况。
线路纵联保护有多种类型且各有其适用范围,但均能以最小时延快速切除故障,使故障的波及范围与对电力网的影响减少至可能的最低限度,对超高压大电网的安全与稳定运行起到第一线防卫的重要作用。
可以按通道传输方式与工作原理的两种方式分类。
依据使用不同的保护信息及其工作原理共分为电流差动式与方向比较式两大类。
①电流差动式线路纵联保护。以同一时刻的本线路各端规定的同一电流量相互直接比较为动作判据的线路纵联保护。在这一类中,以各端规定同一电流量的工频相位为特征量进行相互比较的称为电流相位比较式纵联保护(又称电流相位差动);而另一种以本线路各端规定电流量的瞬时值参与相互比较的电流差动式纵联保护,则具有更好的保护性能,但要求采用具有较高传输速度的通道。
②方向比较式线路纵联保护。可分为功率方向比较式线路纵联保护和阻抗方向比较式线路纵联保护(又称为距离纵联保护)。线路各端以规定的电压及电流量构成方向元件实现本端的故障方向判别并向其他各端送出相应信息,通过本端与其他各端故障方向信息的综合比较作为动作判据的线路纵联保护。方向比较式由于只传输故障方向信息,因此对通道传输速度的要求低于电流差动式纵联保护。方向比较式纵联保护又可分为欠范围式与超范围式两种:前者当本端判定故障发生在被保护线路的范围内时,向其他各端发出直接跳闸或允许跳闸信息;后者当本端判定故障发生在被保护线路的方向时,即向其他各端发出允许跳闸信息。
在20世纪50年代以前,线路纵联保护主要是利用电力线载波通道传输保护信息。50年代后,以微波通道传输各端保护信息的允许跳闸式方向比较纵联保护,在超高压线路上逐步得到广泛的推广使用。70年代后期,利用光通信设备的数字式分相电流差动式纵联保护开始在超高压短线路上使用。进入80年代,全数字式线路纵联保护日渐成为超高压电力网主要保护装置新技术开发的热点。90年代后,随着光纤数字通信技术和数字式保护技术的发展,基于光纤通信的全数字式线路纵联保护得到广泛应用,并已成为线路纵联保护的主要形式。与此同时,电力线载波由于其通道对外部环境具有较好的适应性,在线路纵联保护中仍将继续得到使用。
光传感技术、光通信技术与数字技术的发展将进一步促进保护与测量新技术的开发与应用。例如,电子式互感器、光学互感器抗干扰性强并能准确传变一次系统的故障信号,将有助于提高数字式线路纵联保护的总体性能。