葛洲壩電廠保護及安全自動裝置介紹葛洲壩電廠保護分部目錄1基本概念2主接線圖簡介3發(fā)電機及變壓器保護介紹4線路及斷路器保護介紹5安全自動裝置6保護相關(guān)二次回路一、基本概念

1繼電保護裝置的定義

當電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障或危及其安全運行的事件時，發(fā)出告警信號或跳閘命令，以終止這些事件發(fā)展的成套硬件設(shè)備。保護電力元件的稱繼電保護裝置；保護電力系統(tǒng)的稱安全自動裝置。為了保護電力運行設(shè)備及電力系統(tǒng)的正常運行，任何時候任何設(shè)備都不允許無保護狀態(tài)運行。

2繼電保護裝置的任務(wù)將故障的電力設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，使其損壞程度減少到最小，保證無故障電力設(shè)備繼續(xù)正常運行。反應(yīng)不正常運行狀態(tài)，發(fā)信號，在無人值班的變電所，保護可作用于減負荷或延時跳閘。

3對繼電保護裝置的基本要求：

選擇性：保護裝置選擇故障元件的能力。即只切除故障設(shè)備或線路，以保證無故障部分正常運行。

快速性：快速切除故障設(shè)備或線路，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。

靈敏性：對其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障和不正常狀態(tài)的反應(yīng)能力。

可靠性：包括安全性（即不拒動）和可信賴性（即不誤動）。安全性是指應(yīng)該動作的故障不應(yīng)拒動；可信賴性是指不應(yīng)該動作的故障不應(yīng)誤動。美加大停電2003年8月14日北美發(fā)生有史以來最大規(guī)模的停電災(zāi)難：一連串相繼開斷－暫態(tài)電壓跌落－系統(tǒng)振蕩－發(fā)電機自我保護退出－大范圍停電雪崩式停運停運100多個電廠(20多個核電廠）停運幾十條高壓線路擾亂5000萬人生活停電29小時經(jīng)濟損失高達300億美元！印度大停電繼2012年7月30日印度北方電網(wǎng)大停電之后，印度三大電網(wǎng)31日相繼癱瘓數(shù)小時，涉及印度北部、東部、東北部大部分地區(qū)以及首都新德里，影響大約6億人口用電。印度北方電網(wǎng)7月30日自凌晨起癱瘓，影響超過3億人口，創(chuàng)下世界大型停電規(guī)模紀錄。但一天后的再次停電，刷新這一紀錄。

停電原因至今未對外公布，但業(yè)內(nèi)人士指出，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施落后、超負荷用電、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理是主要因素。4、繼電保護的發(fā)展歷程晶體管保護集成保護微機保護

微機保護優(yōu)點：調(diào)試方便，配置靈活，原理先進，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，可與后臺系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。微機保護的發(fā)展：計算機本身的重大突破，大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，其可靠性和實用性大大提高；早在1965年，就有人開始倡導(dǎo)用計算機構(gòu)成保護，并開始作理論探索；1969年前后，第一臺樣機由美國西屋公司的Rockefeller教授研制成功；1977年，日本投入使用第一套微機保護裝置；1984年初，華北電力學院研制出我國第一套微機線路保護，并投入試運行；90年代初，微機保護已開始進入發(fā)展成熟階段。現(xiàn)在更是進入了數(shù)字化微機保護時代。5、繼電保護的構(gòu)成一般情況而言，整套繼電保護裝置是由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成的，其原理結(jié)構(gòu)圖如下。輸入信號整定值輸出信號測量部分邏輯部分執(zhí)行部分二、主接線介紹1、電廠概況1970年12月30日開工，邊勘測，邊設(shè)計，邊施工。1980年12月24日葛洲壩電廠成立。1981年1月截流，7月首臺機組運行，1983年9月二江7臺機組全部發(fā)電。1986年6月大江首臺機組運行，1988年12月大江14臺機組全部發(fā)電?？偼顿Y48.48億元。葛洲壩電廠現(xiàn)裝機21臺，共291萬千瓦。二江7臺機組共102萬千瓦，大江14臺機組共188.8萬千瓦。其中1、2＃機為大機，17萬千瓦；3、14＃機經(jīng)增容后為13.4萬千瓦；4－21＃機為小機，12.5萬千瓦。葛洲壩電廠歷年累計發(fā)電量達3455億千瓦時，是我國第一座發(fā)電量達到3000億千瓦時的電站。葛洲壩電廠多年平均發(fā)電量157億千瓦時。機組年利用小時為5800小時/年（我國水電廠平均水平在3000小時/年左右，火電廠約6300小時/年）

大江電廠主接線圖簡介

大江電廠為擴大單元接線方式，共4個擴大單元14臺機組。500KV開關(guān)站采用3/2接線方式，其中4條進線由大江廠房引入，，1條出線（葛軍線）送到武漢軍山，2條出線（葛雙I、葛雙II）送到荊門的雙河變電站，再由姚雙線與河南的姚孟電廠連接，1條進線（清葛線）由隔河巖電廠過來，2條出線（葛朝I、葛朝II）與朝陽變電站相連。

3/2接線方式的特點

運行方式靈活多變，操作簡便；投資大，維護工作量大，占地面積大。

斷路器、隔刀、地刀的編號規(guī)律

廠房為8字頭，以發(fā)電機為核心開關(guān)站為50字頭，以線路為核心與線路有關(guān)的隔刀帶6字地刀帶7，靠母線側(cè)為7，另為17二江主接線簡介二江電廠：單元式接線方式，220KV開關(guān)站采用雙母線帶分段旁母運行方式。共7臺機10條出線，1個母聯(lián)，2個旁路，2臺聯(lián)絡(luò)變壓器。10條出線分別為：葛雁（小雁溪）線、葛陳（陳家沖）線、葛遠（遠安）線、葛坡（長坂坡）線、葛桔I、II（桔城變）線、葛白I（白家沖）回線、葛白II回線、葛點（點軍）I、II線。雙母帶分段旁母接線方式的特點其特點是設(shè)備少、投資省、操作簡便、宜于擴建，但靈活性和可靠性相對較差。

斷路器、隔刀、地刀的編號規(guī)律發(fā)電機G01—G07；線路G31-G38；旁路G41、G44母聯(lián)G42；發(fā)電機出口斷路器803-806隔刀：靠近I母側(cè)為1（如311）、靠近II母側(cè)為2如（312），靠近旁母側(cè)為3（如313）地刀：靠近I母側(cè)為51（如3151）、靠近II母側(cè)為2如（3152）以前，葛洲壩電廠大江、二江所采用的都是能達公司跟華中科技大學聯(lián)合研制的WYB系列微機型發(fā)電機、變壓器保護裝置。如今，葛洲壩機組保護開始了新一輪更新?lián)Q代，5F、6F、7F、16F均已改造為南瑞RCS-985和四方CSC-306，今年年底到明年年中，將有13臺發(fā)電機進行保護改造。所不同的是由于大江、二江電廠接線方式的差異，二江電廠是將發(fā)電機、變壓器保護合二為一，并且采用雙重化配置，而大江電廠將發(fā)電機保護與變壓器保護分開配置。三、發(fā)電機及變壓器保護介紹WYB系列微機型發(fā)電機、變壓器保護裝置的構(gòu)成：1、管理機系統(tǒng)2、功能子系統(tǒng)（1－5個，根據(jù)容量及類型定）3、出口層（包括非電量保護）各系統(tǒng)層在電氣結(jié)構(gòu)上均相對獨立，必須的聯(lián)接處均經(jīng)光電隔離。管理機的構(gòu)成:管理機主要由軟驅(qū)插件、Bitbus網(wǎng)卡（主視）、軟驅(qū)卡、LED液晶顯示卡、CPU主板。小鍵盤卡、開出板、開入板、告警插件、通訊指示插件、信號插件及電源插件等組成。同時還設(shè)有兩個RS232串行通訊口，串口2為工控機系統(tǒng)與便攜機聯(lián)機，串口1為成套保護裝置與RTU（或LCU）聯(lián)機。

功能子系統(tǒng)的構(gòu)成：輸入信號隔離和電壓形成變換插件模擬濾波插件Bitbus網(wǎng)卡（從站）A/D轉(zhuǎn)換開入開出板告警、信號、電源、跳閘插件出口層的構(gòu)成：非電量保護插件出口繼電器總信號復(fù)歸及交直流電源切換轉(zhuǎn)子接地測量插件遠程監(jiān)控系統(tǒng)（待建）管理機層子1系統(tǒng)子2系統(tǒng)子3系統(tǒng)出口層斷路器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖功能子系統(tǒng)保護配置：（以4FB為例）1、發(fā)差、發(fā)變組差動保護保護范圍：為用于該差動保護的電流互感器之間的一次元件三相、相間短路。對于發(fā)變組差動而言，還包括變壓器高壓側(cè)發(fā)生的單相接地故障。動作后果：跳出口開關(guān)、跳主開關(guān)、跳廠用變開關(guān)、啟動失靈、滅磁、停機、發(fā)電機縱差保護（故障分量比率制動式）圖FC-1比率制動式縱差保護原理接線

圖FC-2比率制動特性二動作邏輯發(fā)電機縱差保護采用故障分量方式，分單相式差動和互鎖式差動（相間），邏輯框圖分別如圖FC-4，圖FC-5。圖FC-4發(fā)電機單相差動邏輯圖FC-5發(fā)電機相間縱差保護邏輯說明：1、圖FC-4中示出C相差動內(nèi)部邏輯，A、B相內(nèi)部邏輯同虛框中C相。2、圖FC-5中A相差動、B相差動、C相差動內(nèi)部邏輯圖，同圖FC-4虛框中C相。3、具體選擇單相式或相間式差動由保護控制字Ⅱ的D6位決定。當D6=0時為單相式差動；當D6=1時為相間差動,我廠發(fā)變組高壓側(cè)為單相式，其他為相間式。4、CT斷線閉鎖差動由保護控制字Ⅱ的D0位決定，當D0=0時，CT斷線不閉鎖差動；當D0=1時CT斷線閉鎖差動。且只適用于單相式差動。2。匝間保護（定子不對稱短路保護）保護范圍：發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生的定子繞組單相匝間或?qū)娱g短路。正常運行時，發(fā)電機無負序功率輸出；外部故障時，從外部吸收負序功率；內(nèi)部故障時，向外部發(fā)出負序功率。當發(fā)電機定子繞組發(fā)生匝間短路時，其對稱關(guān)系被破壞，出現(xiàn)負序分量。同時定子中的負序電流，在發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路里感應(yīng)出頻率為100Hz的二次諧波電流。利用負序分量、負序功率和二次諧波這些特征量，構(gòu)成了發(fā)電機匝間保護。3。橫差保護保護范圍：反應(yīng)發(fā)電機定子繞組的一相匝間短路和同一相兩并聯(lián)分支間的匝間短路。對于繞組為星形聯(lián)接且每相由兩個及以上并聯(lián)引出線的發(fā)電機均需裝設(shè)橫差保護。優(yōu)點：橫差保護接線簡單，能靈敏反應(yīng)定子繞組匝間、分支間短路故障。缺點：在定子繞組引出線或中性點附近發(fā)生相間短路時，兩中性點連線中的電流較小，橫差保護可能不動作，出現(xiàn)死區(qū)，可達15％－20％。4。失磁保護反應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路勵磁電流減少或消失。PT發(fā)生斷線及系統(tǒng)非對稱性故障時，失磁會誤動，因此需要加負序電壓閉鎖。動作后果：跳出口開關(guān)、滅磁、停機、發(fā)電機失磁對系統(tǒng)的主要影響：發(fā)電機失磁后，不但不能向系統(tǒng)送出無功功率，而且還要從系統(tǒng)中吸取無功功率，將造成系統(tǒng)電壓下降。為了供給失磁的發(fā)電機無功功率，可能造成系統(tǒng)中其他發(fā)電機過電壓。發(fā)電機失磁對自身的主要影響：發(fā)電機失磁后，轉(zhuǎn)子和定子磁場間出現(xiàn)了速度差，并在轉(zhuǎn)子回路中感應(yīng)出轉(zhuǎn)差頻率的電流，引起轉(zhuǎn)子局部過熱。發(fā)電機受交變的異步電磁力矩的沖擊而發(fā)生振動，轉(zhuǎn)差率越大，振動也越厲害。失磁保護動作邏輯1.失磁保護動作判據(jù)（1）由無功方向、靜穩(wěn)阻抗和PT斷線構(gòu)成，保護動作邏輯如圖SC-6圖SC-6失磁保護動作邏輯（1）2.失磁保護動作判據(jù)（2）由無功方向、靜穩(wěn)阻抗、轉(zhuǎn)子低壓和PT斷線構(gòu)成，保護動作邏輯如圖SC-7圖SC-7失磁保護動作邏輯（2）3.失磁保護動作判據(jù)（3）由無功方向、靜穩(wěn)阻抗、轉(zhuǎn)子低壓、系統(tǒng)低壓和PT斷線構(gòu)成，保護動作邏輯如圖SC-8圖SC-8失磁保護動作邏輯（3）發(fā)電機失磁是一個相對緩慢的過程，其保護出口時間較長，因此不能作為發(fā)電機的主保護。發(fā)電機主保護為差動保護、匝間保護或橫差保護。5。負序過流作為定子相間短路的后備保護及相鄰元件的后備保護，但不能反應(yīng)三相短路動作后果：I段跳母聯(lián)開關(guān)

II段跳出口開關(guān)、停機、滅磁6。低壓過流作為差動保護及相鄰元件的后備保護動作后果：跳主開關(guān)、跳出口開關(guān)、跳廠變開關(guān)、滅磁、停機、啟動失靈7。過電壓保護由于水輪發(fā)電機的調(diào)速系統(tǒng)慣性較大，動作緩慢，因此在突然甩去負荷時，轉(zhuǎn)速將超過額定值，此時機端電壓可能高達額定電壓的1.8－2倍，將造成定子繞組絕緣損壞。動作后果：跳出口開關(guān)、停機、滅磁8。主變零序保護反應(yīng)變壓器高壓側(cè)繞組引出線和220KV母線的接地故障，并作為相鄰線路及變壓器本身主保護的后備保護。動作后果:I段跳母聯(lián)開關(guān)

II段跳出口開關(guān)、跳主開關(guān)、跳廠變開關(guān)、停機、滅磁9。自用變零序及過流保護反應(yīng)自用變低壓側(cè)的接地故障及自用變高、低壓側(cè)及其引線發(fā)生的故障。動作后果：I段跳自用變開關(guān)DK4401II段跳出口開關(guān)、停機、滅磁10。廠變速斷、廠變過流保護反應(yīng)廠用變高、低壓側(cè)單相、相間及三相故障動作后果：跳廠變高壓側(cè)開關(guān)，并利用高壓側(cè)開關(guān)的閉接點，聯(lián)跳低壓側(cè)開關(guān)11。定子一點接地保護反應(yīng)發(fā)電機定子及其引出線發(fā)生的一點接地故障。保護范圍：利用三次諧波電壓構(gòu)成的定子接地保護，保護范圍是靠近中性點側(cè)20％－25％部分，利用基波零序電壓構(gòu)成的定子接地保護，保護范圍是靠近極端側(cè)85％－90％，由此構(gòu)成100％定子接地保護。

我廠屬小接地電流系統(tǒng)，在發(fā)生定子一點接地故障后，還可以繼續(xù)運行1－2小時，不必立即停機處理，但是為了防止故障擴大至兩點接地或多點接地短路故障，須迅速判明故障狀況，視情況而定是否需申請停機處理。動作后果：延時5s發(fā)報警信號12。轉(zhuǎn)子一點接地保護反應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子及其引出線發(fā)生的一點接地故障。采用變極性原理，通過加在轉(zhuǎn)子回路上的方波，提高轉(zhuǎn)子不同位置發(fā)生接地保護的動作靈敏度。動作后果：延時5s發(fā)信號

如果發(fā)生轉(zhuǎn)子兩點接地故障，會破壞發(fā)電機氣隙磁場的對稱性，將引起發(fā)電機劇烈震動。13。PT斷線保護PT斷線保護原理為自產(chǎn)零序電壓與PT開口三角零序電壓平衡原理。表示PT斷線發(fā)生PT斷線時，阻抗保護可能誤動，需要閉鎖阻抗保護（失磁保護）14。CT斷線保護CT斷線時，差動保護可能誤動，同時CT工作在異常狀態(tài)，需要閉鎖差動保護，并發(fā)斷線告警信號。為A相斷線。動作后果：延時5－8s發(fā)信號15。瓦斯保護瓦斯保護是變壓器的主保護，能有效地反映變壓器內(nèi)部故障。輕瓦斯繼電器由開口杯、干簧觸點等組成，作用于信號。重瓦斯繼電器由擋板、彈簧、干簧觸點等組成，作用于跳閘。正常運行時，瓦斯繼電器充滿油，開口杯浸在油內(nèi)，處于上浮位置，干簧觸點斷開。

變壓器內(nèi)部故障時，故障點局部發(fā)熱，引起油類溶解的空氣逸出，同時，由于電離作用變壓器油和其他雜質(zhì)分解，形成氣泡上升，進入瓦斯繼電器的開口杯中，開口杯于是上浮，帶動干簧觸點接通，發(fā)出信號。

當變壓器內(nèi)部故障嚴重時，產(chǎn)生強烈的瓦斯，使主變壓器內(nèi)部壓力突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊擋板，擋板克服彈簧的阻力，使干簧觸點接通，作用于跳閘。

差動保護不能代替瓦斯保護，因為差動保護不能反應(yīng)鐵心過熱、油面下降等故障，當變壓器繞組發(fā)生少數(shù)線匝的匝間短路時，雖然短路匝內(nèi)短路電流很大，并會造成局部繞組嚴重過熱，產(chǎn)生強烈的油流沖擊，但表現(xiàn)在相電流上卻并不大，因此差動保護沒有反應(yīng)。而瓦斯保護卻能靈敏反應(yīng)。2主變保護：主要故障類型內(nèi)部故障：各相繞組之間發(fā)生的相間短路，單相繞組部分線匝之間發(fā)生的匝間短路，單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障。外部故障：絕緣套管閃絡(luò)或破碎而發(fā)生的單相接地短路，引出線之間發(fā)生的相間故障。不正常工作狀態(tài)：外部短路或過負荷引起的過電流，油箱漏油造成的油面降低，變壓器中性點電壓升高，外加電壓過高或頻率降低引起的過激磁等。機組保護配置情況第一、四單元保護裝置為能達公司生產(chǎn)的WYB-3C型微機變壓器保護裝置，第二、三單元保護裝置為南自廠生產(chǎn)的WBZ-500H型微機變壓器保護裝置，具體保護配置情況如下表2、表3。表3WBZ-500H型變壓器保護配置表

保護配置動作后果12B保護盤14B保護盤16B保護盤18B保護盤變壓器差動保護跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號零差差動保護（退出）跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號過流保護跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號過激磁跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號零序過電壓發(fā)信號重瓦斯跳八側(cè)，不啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號輕瓦斯、小電抗瓦斯、油溫升高、冷卻器故障發(fā)信號進線保護盤短線差動保護跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號表2WYB-3C型變壓器保護配置表

保護配置

動作后果

8B（20B）保護盤10B保護盤

變壓器差動保護

跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號

復(fù)合過流

跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號

過激磁

跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號

零序過流

跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號

過負荷、絕緣監(jiān)視

發(fā)信號

重瓦斯

跳八側(cè)，不啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號

輕瓦斯、小電抗瓦斯、油溫升高、冷卻器故障發(fā)信號

8B、10B保護盤

八側(cè)差動保護（大差）

跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號短線差動保護

跳八側(cè)，啟動1DL、2DL失靈，發(fā)信號四、線路保護及斷路器保護簡介線路保護類型

線路保護一般分為電流保護零序電流阻抗保護縱聯(lián)保護電壓保護三段式電流保護I段：只能保護線路一部分,最大運行方式約全長的50%，最小保護范圍不應(yīng)小于全長的15％—20％,II段：可以保護本線路全長，通常要求Ⅱ段延伸到下一段線路的保護范圍，但不能超出下一段線路Ⅰ段的保護范圍。III段：不僅能夠保護本線路的全長，而且也能保護相鄰線路的全長。方向過電流保護多電源網(wǎng)絡(luò)增加方向元件保證選擇性:

分析：雙側(cè)電源供電情況下，K1故障，對誤動作的保護3而言，實際短路功率的方向都是由線路流向母線，這與在線路故障時正確動作的保護2的短路功率方向剛好相反。方向過電流保護

解決方法：利用判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別發(fā)生故障的方向。方向過電流保護

方向元件配置+整定

即為了消除這種無選擇的動作，就需要在可能誤動作的保護上增設(shè)一個功率方向閉鎖元件，該元件只當短路功率方向由母線流向線路時，才允許保護動作。從而使繼電保護的動作具有一定的方向性。

從硬件配置上看：方向性繼電保護的主要特點就是在原有保護的基礎(chǔ)上增加一個功率方向判別元件，以保證在反方向故障時把保護閉鎖使其不致誤動作。同方向的保護，它們的靈敏度應(yīng)相互配合:IdZⅢ。1＞

IdZⅢ.3＞IdZⅢ.5t1＞

t3＞

t5

距離保護的工作原理

斷路器處所裝距離保護測量元件的輸入是該處的母線電壓和流過該線路上的電流。是反應(yīng)電流增大和電壓降低（即測量阻抗降低）而動作的一種保護。當故障點距保護安裝處越近時，保護裝置感受的距離越小，保護的動作時間就越短(Ⅰ段）；反之，當故障點離保護安裝處遠時，保護裝置感受的距離越大，保護的動作時限就越長(Ⅱ段）。這樣，故障將總是由距故障點近的保護首先切除，從而保證在任何形狀電網(wǎng)中，故障線路都能有選擇地切除。因此，距離保護的測量元件應(yīng)能測量故障點到保護安裝處的距離。而測量故障點到保護安裝處的距離，實際上是測量故障點至保護安裝處的線路阻抗。

（1）距離保護第Ⅰ段的整定：一般按躲開下一條線路出口處相間短路故障的原則來整定，一般為本線路阻抗的70%整定。

（2）距離保護第Ⅱ段的整定：

距離Ⅱ段定值，按本線路末端發(fā)生金屬性相間故障有足夠靈敏度整定。與相鄰線距離保護第Ⅰ段相配合，考慮原則與限時電流速斷保護相同。

(3）距離保護第Ⅲ段的整定：距離Ⅲ段定值按可靠躲過本線路的最大事故過負荷電流對應(yīng)的最小阻抗整定，并與相鄰線路距離Ⅱ段配合。距離保護的整定計算①階梯型三段式距離保護I段的保護范圍為線路全長的（80％—85％），動作時限為各繼電器固有動作時間之和，約0.1s以內(nèi)，稱為瞬時動作。作為本線路的主保護。②距離保護Ⅱ段的保護范圍為被保護線路的全長及下一線路的（30％—40％），不超過相鄰線路距離I段的保護范圍，動作時限要與下一線路距離I段動作時限配合，一般取0.5S左右。作為本線路的主保護。③距離保護III段為后備保護，一般其保護范圍較長，包括本線路和下一線路的全長乃至更遠。距離III段的動作時限是按階梯原則整定的，即本線路距離III段動作時限比下一線路距離III段的動作時限大Δt(約0．5S)。主要作為相鄰線路的后備保護。

三段式距離保護的保護范圍及時限配合輸電線路的過電流保護、距離、零序保護，其瞬時動作的第一段都不能保護線路的全長，約有50%--15%的線長由延時起跳的二段來出口。在220KV以上這是不允許的。220KV以上線路要求全線速動，100%納入主保護范圍內(nèi)。顯然靠反應(yīng)一側(cè)電氣量（電流、電壓）變化的保護無法滿足，而同時反應(yīng)兩側(cè)電氣量變化的保護能夠完成全線范圍內(nèi)的瞬時切除。由于技術(shù)和經(jīng)濟上的原因，現(xiàn)場一般將①根據(jù)電流差動原理構(gòu)成的縱聯(lián)差動保護作為短線路主保護使用，②而利用光纖、載波通道傳送測量信息并根據(jù)電流差動原理、方向比較原理構(gòu)成的縱聯(lián)差動保護廣泛運用于各種長度的高壓輸電線路保護中。高壓電網(wǎng)縱聯(lián)保護原理①正常運行時，線路AB兩側(cè)的電流大小相等，相位差為180度②顯然外部短路時，結(jié)論與正常運行相同。③區(qū)內(nèi)故障時電流相位相同。則有：若兩側(cè)電流相位相同，則判為內(nèi)部故障；若兩側(cè)電流相位相反，則判為外部故障。縱聯(lián)保護分類11、按通道分類：

為了交換信息，需要利用通道。縱聯(lián)保護按照所利用通道的不同類型可以分為4種，通常縱聯(lián)保護也按此命名：

(1)導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(導(dǎo)引線保護)；

(2)電力線載波縱聯(lián)保護(高頻保護)；

(3)微波縱聯(lián)保護(微波保護)；

(4)光纖縱聯(lián)保護(光纖保護)。縱聯(lián)保護的比較：導(dǎo)引線保護：用多芯電纜專線，比較適合10KM以下線路。高頻保護：是以輸電線載波通道作為通信通道的縱聯(lián)差動保護。通道可靠性差。高頻保護廣泛應(yīng)用于高壓和超高壓輸電線路，是比較成熟和完善的一種無時限快速保護。光纖保護：損耗小、通道抗干擾能力強，可傳送數(shù)字信號、可靠性高，是未來的發(fā)展趨勢。微波保護：波長1—10CM，可同時傳送多路信號。

高頻保護在實現(xiàn)的過程中，需要解決一個如何將功率方向或電流相位轉(zhuǎn)化為高頻信號，以及如何進行比較的問題。實現(xiàn)高頻保護，同時也必須解決利用輸電線路作為高頻通道的問題。

(1)“相-相”式。通道利用輸電線路的兩相導(dǎo)線作為高頻通道。雖然采用這種構(gòu)成方式高頻電流衰耗小，但由于需要兩套構(gòu)成高頻通道的設(shè)備，因而投資大、不經(jīng)濟，所以很少采用。

(2)“相-地”式。在輸電線路的同一相兩端裝設(shè)高頻耦合和分離設(shè)備，將高頻收發(fā)信機接在該相導(dǎo)線和大地之間，利用輸電線路的一相(該相稱加工相)和大地作為高頻通道。這種接線方式的缺點是高頻電流的衰減和受到的干擾都比較大，但由于只需裝設(shè)一套構(gòu)成高頻通道的設(shè)備，比較經(jīng)濟，因此在我國得到了廣泛的應(yīng)用。

圖6“相-地”式載波高頻通道原理示意圖

利用“導(dǎo)線一大地”作為高頻通道是最經(jīng)濟的方案，因為它只需要在一相線路上裝設(shè)構(gòu)成通道的設(shè)備。缺點是高頻信號的衰耗和受到的干擾都比較大。

“相-地”式高頻通道的構(gòu)成高頻阻波器+耦合電容器高頻通道的工作方式：

高頻通道的工作方式可以分為經(jīng)常無高頻電流（即所謂故障時發(fā)信，220KV高頻閉鎖）和經(jīng)常有高頻電流（即所謂長期發(fā)信）兩種方式。

在這兩種工作方式中，根據(jù)傳送的信號性質(zhì)為準，又可以分為傳送閉鎖信號、允許信號和跳閘信號三種類型。這三種類型均運用于間接比較方式的方向高頻保護中。序號項目閉鎖式允許式1信號的作用信號作為閉鎖保護反方向故障發(fā)訊，正方向故障停訊信號作為允許保護跳閘反方向故障不發(fā)允許信號，正方向故障發(fā)允許信號2通道正常無信號，無監(jiān)視，安全性差正常發(fā)監(jiān)頻，即正常通道有監(jiān)視，較安全（不需要試驗通道）3安全性及可靠性通道壞，區(qū)外故障將誤動，安全性差區(qū)內(nèi)故障，仍然正常動作，可靠性高通道壞，區(qū)外故障，不誤動作，安全性高，區(qū)內(nèi)故障，將拒動，可靠性低閉鎖式、允許式比較

目前高頻方向元件有三種：功率方向元件、距離方向元件、零序方向元件。后兩者分別對應(yīng)高頻閉鎖距離保護、高頻閉鎖零序保護；這兩種保護由于是多時限的階梯配置，能起到相鄰段的遠后備保護作用。高頻閉鎖距離（縱聯(lián)距離）保護

高頻閉鎖距離保護的基本原理是利用負序增量電流或距離Ⅱ段、或Ⅲ段（無時限）元件作為起動元件，在故障時起動高頻收發(fā)信機，發(fā)送高頻閉鎖信號，利用距離Ⅱ段（無時限）或Ⅲ段（無時限）方向阻抗繼電器作為故障功率方向判別元件(測量元件)，如果內(nèi)部故障，兩側(cè)距離保護Ⅱ段或Ⅲ段測量元件動作，阻止本側(cè)發(fā)送高頻閉鎖信號，兩側(cè)瞬時跳閘切除故障。

高頻閉鎖零序（縱聯(lián)零序）保護

高頻閉鎖零序保護的基本原理是利用零序Ⅲ段或Ⅳ段元件作為起動元件，在故障時起動高頻收發(fā)信機，發(fā)送高頻閉鎖信號。

利用零序Ⅲ段（無時限）方向繼電器作為故障功率方向判別元件(測量元件)。如果內(nèi)部故障，兩側(cè)零序Ⅲ段（無時限）方向繼電器測量元件動作，阻止本側(cè)發(fā)送高頻閉鎖信號，瞬時跳閘切除故障。閉鎖式零序方向縱聯(lián)保護與閉鎖式距離縱聯(lián)保護相同，只需要用三段式零序方向保護代替三段式距離保護元件，并與收、發(fā)信機相配合即可。

光纖電流差動保護規(guī)定TA的正極性端指向母線側(cè)，電流的參考方向以母線流向線路為正方向。專用光纖RCS-931RCS-931保護機房保護機房復(fù)接PCMRCS-931MUX-64BPCM交換機RCS-931MUX-64BPCM交換機保護機房通信機房通信機房保護機房光纖電流縱差保護原理動作電流(差動電流)為：制動電流為：差流元件動作方程：

{

如圖示：區(qū)內(nèi)故障時，兩側(cè)實際短路電流都是由母線流向線路，和參考方向一致，都是正值，差動電流就很大，滿足差動方程，差流元件動作。區(qū)內(nèi)故障示意圖區(qū)外故障時，一側(cè)電流由母線流向線路，為正值，另一側(cè)電流由線路流向母線，為負值，兩電流大小相同，方向相反，所以差動電流為零，差流元件不動作。區(qū)外故障示意圖1繼電保護配置原則―雙重化雙重化必須滿足：①工作電源獨立②出口回路獨立③測量回路獨立④高頻通道獨立2線路保護的配置

線路序號盤號型號名稱葛鳳線Ⅰ套29PLFP-901(包含SEL-551、SEL-351)

高頻方向微機保護（短引線、過壓遠跳）Ⅱ套30PSEL-321(包含SEL-551、SEL-351)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）葛雙Ⅰ回Ⅰ套39PLFP-901(包含SEL-551、SEL-351）高頻方向微機保護（短引線、過壓遠跳）Ⅱ套40PSEL-321(包含SEL-551、SEL-351)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）葛雙Ⅱ回Ⅰ套47P(36P)SEL-321(RCS-922、RCS-925)高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）Ⅱ套49PRCS-901(包含RCS-922、RCS-925)高頻方向微機保護（短引線、過壓遠跳）線路序號盤號型號名稱葛崗線Ⅰ套56P(37P)REL-521(RCS-922、RCS-925)

高頻距離微機保護（短引線、過壓遠跳）Ⅱ套57PRCS-901(包含RCS-922、RCS-925)高頻方向微機保護（短引線、過壓遠跳）葛換Ⅱ回Ⅰ套64PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纖差動微機保護（短引線、過壓遠跳）Ⅱ套74PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纖差動微機保護（短引線、過壓遠跳）葛換Ⅰ回Ⅰ套66PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纖差動微機保護（短引線、過壓遠跳）Ⅱ套75PRCS-931(包含RCS-922、RCS-925)光纖差動微機保護