电力系统的其他保护
以下简单介绍线路距离保护和纵差动保护作用原理。 一、距离保护
反应短路故障时电流增大的电流保护，具有简单、经济、可靠等突出的优点，在结构简单的电网中得到广泛应用。但是电流保护的保护范围受系统运行方式和短路故障类型的变化影响，在重负荷线路以及长、短线路保护配合时，保护的灵敏度可能无法满足规程要求。为此，应当采用性能更加完善的继电保护，距离保护就是一种性能良好的继电保护。
距离保护反应保护安装处至故障点之间的阻抗(距离)，以下说明距离保护的动作原理。
如图3-19(a)所示，假设电流互感器和电压互感器的变比等于 1，则距离保护感受电压和电流为U和I，Z???UI??称为距离保护的测量阻抗。系统正常运行时，
保护安装处母线电压接近额定电压，线路电流为负荷电流，故保护装置测量阻抗为负荷阻抗
Z?UI???UNI1???Z1 (3-16)
图3-19(b)中，设线路单位长度阻抗为z1，整定保护1的保护范围为Lset，对应整定阻抗为Zset，即Zset= z1Lset当线路上kl点和k2点分别发生短路故障时，保护l的测量阻抗分别为
Zk1= z1L1 — 1 — Zk2= z1L2>Zset (3-18) 以上公式中，假设Zk1、Zk2与Zset的方向相同。显然保护装置测量阻抗与保护安装处至短路点距离成正比。kl点短路故障时，式(3-17)表示保护1的测量阻抗小于整定阻抗，说明短路点在保护区内，保护动作；而k2点短路故障时，式(3-18)表示保护l的测量阻抗大于整定阻抗，说明短路点在保护区外，保护不动作。 距离保护是反应感受阻抗降低而动作，当保护安装处母线电压降低或线路电流增大时，保护的感受阻抗都将减小，因此能够更灵敏地反应故障。同时，只要采用合理的接线方式，保护的感受阻抗只与保护安装处至短路点距离成正比，保护范围不受系统运行方式影响，从而克服了电流保护受运行方式影响的缺点。 通常距离保护也采用三段式，并有相间距离保护和接地距离保护之分，分别反映相间故障和接地故障。距离保护的测量元件即阻抗测量元件，能够实现带方向的测量特性和无方向的测量特性。 二、线路纵差动保护 本章介绍的电流保护和距离保护有一个共同的特点，保护安装在线路一侧，只能从线路一端的电气量变化反应该线路的运行情况，因此保护的测量元件无法区别本线路末端故障与相邻线路始端故障。为了保证保护的选择性，不得不缩短保护范围(如电流I段)或增加保护动作时限(如电流Ⅱ段、Ⅲ段)，因此不能快速切除全线的短路故障。 解决以上问题的方法之一是，保护装置同时测量线路两端的电气量。图3-20所示为反应线路两端电气量变化的线路纵差动保护。图中被保护线路两端装有同型号同变比的电流互感器，用于测量线路两端的电流，电流互感器二次回路采用差动接线，在差动回路接人电流元件KD(差动继电器)。 系统正常运行或区外短路时，线路上流经两个电流互感器的电流如图3-20(a)，I1M?I1N，因此，流人电流元件的电流IKD?I2M?I2N?0，保护不会动作。 线路上发生短路，线路上流经两个电流互感器的电流如图3-20(b)，此时短路点电流为 ?????IK?I1M?I1N???，流人电流元件的电流 — 1 — ?IKD?I2M?I2N????1Ik(I1M?I1N)?，数值很大，使保护动作切除故障。 nTAnTA??可见，线路纵差动保护从原理上能够反应线路两侧电流互感器之间任何地点发生的故障，而不反应两侧电流互感器外侧任何地点发生的故障，不需要与任何其他保护配合，本身就可以保证选择性，因此无需动作延时，可以实现对全线路无延时切除故障。 在线路纵差动保护的接线时，应注意电流互感器的极性，从图3-20可知，如果电流互感器接线发生极性错误，将造成保护的不正确动作。 — 1 —
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