5.3.1

縱聯(lián)方向保護(hù)工作原理（1）閉鎖式工作原理

縱聯(lián)方向保護(hù)的原理是通過(guò)通道判明兩側(cè)保護(hù)均啟動(dòng)且判為正向故障時(shí)，判定故障為線路內(nèi)部故障，立即動(dòng)作于跳閘。縱聯(lián)方向保護(hù)通道傳輸?shù)男盘?hào)反映兩側(cè)保護(hù)方向元件的動(dòng)作情況，為邏輯量，信號(hào)的“有”、“無(wú)”對(duì)應(yīng)于“正向故障”、“反向故障”?？v聯(lián)方向保護(hù)有獨(dú)立的方向元件。閉鎖式工作原理

閉鎖式保護(hù)原理見(jiàn)圖。內(nèi)部故障時(shí)兩側(cè)均不發(fā)閉鎖信號(hào)，保護(hù)動(dòng)作，如圖a所示。外部故障時(shí)，靠近故障一側(cè)（簡(jiǎn)稱近故障側(cè)）持續(xù)發(fā)閉鎖信號(hào)，兩側(cè)保護(hù)均不動(dòng)作，如圖b所示。5.3.1

縱聯(lián)方向保護(hù)工作原理外部故障內(nèi)部故障（2）允許式工作原理5.3.1

縱聯(lián)方向保護(hù)工作原理

與閉鎖式相反，允許式縱聯(lián)方向保護(hù)啟動(dòng)后若判明故障為正向故障，發(fā)出允許信號(hào)；反之則停止發(fā)信。內(nèi)部故障時(shí)兩側(cè)均發(fā)允許信號(hào)，保護(hù)動(dòng)作條件為本側(cè)判為正向故障且收到對(duì)側(cè)允許信號(hào)，兩側(cè)保護(hù)動(dòng)作條件均滿足，動(dòng)作跳閘。外部故障時(shí)，近故障側(cè)保護(hù)判明故障為反向故障，不發(fā)允許信號(hào)，兩側(cè)保護(hù)動(dòng)作條件均不滿足，保護(hù)不動(dòng)作。允許式工作原理5.3.1

縱聯(lián)方向保護(hù)工作原理

允許式保護(hù)原理如圖所示。采用允許式保護(hù)時(shí)，通道應(yīng)為雙頻制，保證只能收到對(duì)側(cè)的允許信號(hào)而不會(huì)收到本側(cè)發(fā)出的允許信號(hào)。外部故障內(nèi)部故障5.3.1

縱聯(lián)方向保護(hù)工作原理

由于載波通道特別是“相—地”式的載波通道存在線路內(nèi)部故障時(shí)高頻信號(hào)可能在故障點(diǎn)大量衰耗的問(wèn)題，采用載波通道時(shí)一般選擇閉鎖式。因?yàn)榫€路內(nèi)部故障時(shí)閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)不傳送閉鎖信號(hào)，而允許式縱聯(lián)保護(hù)則需要考慮允許信號(hào)在故障點(diǎn)衰耗影響保護(hù)動(dòng)作的情況；另外允許式縱聯(lián)保護(hù)需要收發(fā)信機(jī)以雙頻制方式工作，收發(fā)信機(jī)較為復(fù)雜。如果采用光纖通道，因?yàn)榫€路內(nèi)部故障不會(huì)導(dǎo)致通道信號(hào)衰減，同時(shí)構(gòu)成雙頻制通信方式也較容易，縱聯(lián)保護(hù)可以采用允許式方式。5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯

目前，數(shù)字式縱聯(lián)方向保護(hù)多采用縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)原理。輸電線路兩側(cè)的保護(hù)通過(guò)本側(cè)距離保護(hù)中的帶有方向性的阻抗元件（如距離Ⅲ段）、零序電流方向保護(hù)元件來(lái)判別故障的方向，繼而通過(guò)保護(hù)通道交互信息，完成保護(hù)功能。

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)構(gòu)成原理簡(jiǎn)單，對(duì)保護(hù)通道要求相對(duì)較低，既可以采用光纖通道也可以采用載波通道。當(dāng)保護(hù)采用光纖通道時(shí)，推薦采用允許式邏輯；采用載波通道時(shí)，推薦采用閉鎖式邏輯。

5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯（1）啟動(dòng)元件

輸電線路數(shù)字式保護(hù)裝置都設(shè)置有啟動(dòng)元件，其目的是區(qū)分故障與正常運(yùn)行狀態(tài)，以防止保護(hù)誤動(dòng)作?？v聯(lián)保護(hù)設(shè)兩套啟動(dòng)元件分別啟動(dòng)發(fā)信以及開(kāi)放跳閘邏輯回路（簡(jiǎn)稱回路，下同），即低定值元件啟動(dòng)發(fā)信回路、高定值元件開(kāi)放跳閘回路。啟動(dòng)元件5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯

假設(shè)只有一個(gè)啟動(dòng)元件啟動(dòng)發(fā)信及開(kāi)放跳閘回路，兩側(cè)啟動(dòng)定值一致，由于TA誤差、保護(hù)誤差等因素，兩側(cè)保護(hù)實(shí)際啟動(dòng)值略有差異，外部故障時(shí)電流正好介于兩側(cè)保護(hù)實(shí)際啟動(dòng)值之間，如圖所示，M側(cè)保護(hù)啟動(dòng)而N側(cè)保護(hù)未啟動(dòng)。N側(cè)保護(hù)由于未啟動(dòng)發(fā)信，未發(fā)出閉鎖信號(hào)，M側(cè)保護(hù)啟動(dòng)后因收不到對(duì)側(cè)閉鎖信號(hào)而誤跳。單套啟動(dòng)元件存在的問(wèn)題

由此可見(jiàn)，無(wú)論是內(nèi)部還是外部故障，保護(hù)都要先啟動(dòng)發(fā)信。低定值元件啟動(dòng)發(fā)信回路起到喚醒兩側(cè)保護(hù)的作用，設(shè)置兩套啟動(dòng)元件的目的是防止外部故障時(shí)僅一側(cè)縱聯(lián)保護(hù)啟動(dòng)導(dǎo)致誤動(dòng)。5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯

采用兩套定值啟動(dòng)發(fā)信、跳閘回路，當(dāng)高定值條件滿足準(zhǔn)備跳閘時(shí)，由于高低定值間考慮足夠的配合系數(shù)（高定值一般為低定值的1.5~2倍），如果低定值元件未損壞，可以認(rèn)為兩側(cè)低定值元件均已啟動(dòng)發(fā)信。這樣就保證縱聯(lián)保護(hù)準(zhǔn)備跳閘時(shí)是在兩側(cè)保護(hù)均已啟動(dòng)的狀態(tài)下。

高低定值元件可整定如下：

低定值元件啟動(dòng)發(fā)信，當(dāng)外部故障切除后低定值元件返回，此時(shí)發(fā)信元件不能立即停止發(fā)信，應(yīng)該延時(shí)返回，繼續(xù)發(fā)信一段時(shí)間。5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯

分析如圖所示情況，假設(shè)N側(cè)保護(hù)先返回并立即停止發(fā)信，后返回的M側(cè)保護(hù)失去閉鎖信號(hào)而誤動(dòng)，所以N側(cè)保護(hù)應(yīng)繼續(xù)發(fā)信至M側(cè)保護(hù)返回后才能停止發(fā)信。外部故障切除情況5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯（2）遠(yuǎn)方啟動(dòng)

遠(yuǎn)方啟動(dòng)是指收到對(duì)側(cè)保護(hù)信號(hào)而本側(cè)保護(hù)啟動(dòng)發(fā)信元件未啟動(dòng)時(shí)，由收信啟動(dòng)本側(cè)發(fā)信回路。由于發(fā)信是因?yàn)槭盏搅藢?duì)側(cè)信號(hào)而啟動(dòng)的，稱遠(yuǎn)方啟動(dòng)。遠(yuǎn)方啟動(dòng)有如下作用：1）更加可靠地防止縱聯(lián)保護(hù)單側(cè)工作。2）方便手動(dòng)檢查通道。5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯（3）延時(shí)保護(hù)停信

保護(hù)正方向元件動(dòng)作時(shí)，停止發(fā)出閉鎖信號(hào)，這稱為保護(hù)停信。

縱聯(lián)方向保護(hù)要求收到信號(hào)8ms后才開(kāi)放保護(hù)停信回路，即保護(hù)啟動(dòng)后無(wú)論方向元件判別為正向故障還是反向故障首先連續(xù)發(fā)信，收信8ms后是否繼續(xù)發(fā)信取決于方向元件（距離、零序方向元件）的動(dòng)作行為。如正方向元件動(dòng)作，則停信；如反方向元件動(dòng)作，才繼續(xù)發(fā)閉鎖信號(hào)。延時(shí)保護(hù)停信內(nèi)部、外部故障時(shí)收信情況如圖所示。5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯保護(hù)要求收到信號(hào)8ms后才開(kāi)放保護(hù)停信回路，并不是來(lái)傳輸方向元件的動(dòng)作情況，而是用于可靠地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方啟動(dòng)，防止誤動(dòng)作。當(dāng)然采用該邏輯后，保護(hù)也將延時(shí)8ms才能出口跳閘。內(nèi)部故障外部故障5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯（4）其他保護(hù)停信

本線路縱聯(lián)保護(hù)為主保護(hù)外，還配有距離保護(hù)、零序電流方向保護(hù)等后備保護(hù)。除此之外，本線路所在母線也配置有母線保護(hù)、失靈保護(hù)等。當(dāng)其他保護(hù)動(dòng)作出口，向本線路斷路器發(fā)出跳閘命令時(shí)，縱聯(lián)保護(hù)應(yīng)停止發(fā)信，保證對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)也能跳閘。其他保護(hù)停信5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯（5）斷路器位置停信

本側(cè)斷路器跳開(kāi)時(shí)，應(yīng)該由斷路器位置停止發(fā)信，稱為斷路器位置停信。

如圖所示為線路存在故障時(shí)，一側(cè)線路斷路器先合閘（N側(cè)向故障點(diǎn)充電）的情況。此時(shí)M側(cè)斷路器本處于斷開(kāi)狀態(tài)，保護(hù)正方向元件也不會(huì)動(dòng)作。如果M側(cè)保護(hù)未設(shè)置斷路器位置停信功能，將無(wú)法停止發(fā)信，從而錯(cuò)誤地閉鎖了N側(cè)保護(hù)。一側(cè)線路斷路器先合閘5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯

線路內(nèi)部故障時(shí)，一側(cè)保護(hù)跳開(kāi)斷路器后其正方向元件返回，若無(wú)斷路器位置停信回路，也會(huì)發(fā)閉鎖信號(hào)閉鎖對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)，情況類似如上圖所示。5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯（6）功率倒向

設(shè)置功率倒向回路的目的是防止區(qū)外故障切除時(shí)功率倒向引起保護(hù)的誤動(dòng)。

功率倒向判斷方法的優(yōu)點(diǎn)是在非全相運(yùn)行、擾動(dòng)導(dǎo)致啟動(dòng)等沒(méi)有功率倒向的情況下發(fā)生線路故障時(shí)，不會(huì)增加縱聯(lián)保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)。功率倒向5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯（7）弱饋保護(hù)

在電力系統(tǒng)中，當(dāng)線路的一側(cè)是大電源端，而另一側(cè)是弱電源端或無(wú)電源端時(shí)，如果在線路上發(fā)生故障，弱電源側(cè)可能因?yàn)闊o(wú)法啟動(dòng)保護(hù)裝置而導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，通常在弱電源端設(shè)置弱饋保護(hù)，不再依賴正反方向元件進(jìn)行故障判別，并通過(guò)相應(yīng)邏輯輔助對(duì)側(cè)保護(hù)完成縱聯(lián)保護(hù)功能。弱饋保護(hù)5.3.2

縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)動(dòng)作邏輯（8）短時(shí)退出

當(dāng)縱聯(lián)距離、零序方向保護(hù)在線路處于非全相（某一相或兩相斷開(kāi)）運(yùn)行過(guò)程中可能由于方向阻抗元件、零序方向元件不正確動(dòng)作而誤動(dòng)。220kV及以上電壓等級(jí)線路采用單相重合閘方式時(shí)，若線路發(fā)生單相接地故障，繼