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图3.7（a） 单侧电源系统示意图 （b）对不同安装地点的距离保护的影响 3.18 影响距离保护正确动作的因素有哪些？

答：短路点过渡电阻对距离保护的影响；电力系统振荡对距离保护的影响；电压互感器二次回路断线对距离保护的影响；分支电路对距离保护的影响；线路串联补偿电容对距离保护的影响；短路电压、电流中的非工频分量对距离保护的影响。

第4章 输电线路纵联保护习题参考答案

4.1纵联保护依据的最基本原理是什么？

答：纵联保护包括纵联比较式保护和纵联差动保护两大类，它是利用线路两端电气量在故障与非故障时、区内故障与区外故障时的特征差异构成保护的。纵联保护的基本原理是通过通信设施将两侧的保护装置联系起来，使每一侧的保护装置不仅反应其安装点的电气量，而且哈反应线路对侧另一保护安装处的电气量。通过对线路两侧电气量的比较和判断，可以快速、可靠地区分本线路内部任意点的短路与外部短路，达到有选择、快速切除全线路短路的目的。

纵联比较式保护通过比较线路两端故障功率方向或故障距离来区分区内故障与区外故障，当线路两侧的正方向元件或距离元件都动作时，判断为区内故障，保护立即动作跳闸；当任意一侧的正方向元件或距离元件不动作时，就判断为区外故障，两侧的保护都不跳闸。

纵联差动保护通过直接比较线路两端的电流或电流相位来判断是区内故障还是区外故障，在线路两侧均选定电流参考方向由母线指向被保护线路的情况下，区外故障时线路两侧电流大小相等，相位相反，其相量和或瞬时值之和都等于零；而在区内故障时，两侧电流相位基本一致，其相量和或瞬时值之和都等于故障点的故障电流，量值很大。所以通过检测两侧的电流的相量和或瞬时值之和，就可以区分区内故障与区外故障，区内故障时无需任何延时，立即跳闸；区外故障，可靠闭锁两侧保护，使之均不动作跳闸。

4.3输电线路中纵联保护中通道的作用是什么？通道的种类及其优缺点、适用范围有哪些？答：输电线路纵联保护，就是利用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内部还是在线路范围外部，从而决定是否切除被保护线路。将一端的电气量或其用于被比较的特征传送到对端，可以根据不同的信息传送通道条件，采用不同的传输技术。

纵联保护按照所利用信息通道的不同类型分为4种，它们是：①导引线纵联保护（简称导引线保护）；②电力线载波纵联保护（简称载波保护）；③微波纵联保护（简称微波保护）；④光纤纵联保护（简称光纤保护）。

通道虽然只是传送信息的条件，但纵联保护采用的原理往往受到通道的制约。 （1）导引线通道。这种通道需要铺设导引线电缆传送电气量信息，其投资随线路长度而增加，当线路较长（超过10km以上）时就不经济了。导引线越长，自身的运行安全性越低。在中性点接地系统中，除了雷击外，在接地故障时地中电流会引起地电位升高，也会产生感应电压，所以导引线的电缆线必须有足够的绝缘水平（例如15kV的绝缘水平），从而使投资增大。一般导引线中直接传输交流二次电量波形，故导引线保护广泛采用差动保护原理，但导引线的参数（电阻和分布电容）直接影响保护性能，从而在技术上也限制了导引线保护

用于较长的线路。

（2）电力线载波通道。这种通道在保护中应用最为广泛，不需要专门架设通信通道，而是利用输电线路构成通道。载波通道由输电线路及其信息加工和连接设备（阻波器、结合电容器及高频收发信机）等组成。输电线路机械强度大，运行安全可靠。但是在线路发生故障时通道可能遭到破坏，为此载波应在技术上保证在线路故障、信号中断的情况下仍能正确动作。

（3）微波通道。微波通道是一种多路通信通道，具有很宽的频带，可以传送交流电的波形。采用脉冲编码调制（PCM）方式后微波通道可以进一步扩大信息传输量，提高抗干扰能力，也更适合于数字式保护。微波通道是理想的通道，但是保护专用微波通道及设备是不经济的，电力信息系统在设计时应兼顾继电保护的需要。

（4）光纤通道。光纤通道与微波通道具有相同的优点，也广泛采用脉冲编码调制（PCM）方式。保护使用的光纤通道一般与电力信息系统统一考虑。当被保护的线路很短时，可架设专门的光缆通道直接把电信号转换成光信号送到对侧，并将所接收的光信号变为电信号进行比较。由于光信号不受干扰，在经济上也可以与导引线通道竞争，近年来光纤通道成为短线路纵联保护的主要通道形式。

4.4通道传输的信号种类、通道的工作方式有哪些？

答：在纵联比较式保护中，通道中传送的信号有三类，即闭锁信号、允许信号和跳闸信号。在纵联电流差动保护中，通道中传送的是线路两端电流的信息，可以是用幅值、相角或实部、虚部表示的相量值，也可以是采样得到的离散值。在纵联电流相位差动保护中，通道中传送的是表示两端电流瞬时值为正（或负）的相位信息，例如，瞬时值为正半周时有高频信息，瞬时值为负半周时无高频信息，检测线路上有高频信息的时间，可以比较线路两端电流的相位。不同的通道有不同的工作方式，对于载波通道而言，有三种工作方式，即正常无高频电

流方式、正常有高频电流方式和移频方式。对于光纤及微波通道，取决于具体的通信协议形式。

4.5请画出输电线载波通道的构成元件方框图，说明对各技术元件的技术要求。 答：

图4.1载波通信示意图

1—阻波器；2—耦合电容器；3—连接滤波器 4—电缆；5—载波收发信机；6—接地开关

按照通道的构成，电力线载波通信又可分为使用两相线路的“相—相”式和使用一相一地的“相—地”式两种，其中“相—相”式高频通道信号传输的衰减小，而“相—地”式则比较经济。“相—地”式载波通道如图4.1所示。

（1）输电线路。三相输电线路都可以用来传递高频信号，任意一相与大地间都可以组成“相—地”回路。

（2）阻波器。为了使两端发送的高频载波信号只在本线路内传输而不穿越到相邻路上去，采用了电感线圈与可调电容组成的并联谐振回路，其阻抗与频率的关系如图4.2所示。当阻波器谐振频率等于高频载波信号的频率时，对载波电流呈现极高的阻抗（1000?以上），从而将高频电流限制在本线路以内。而对工频电