电力系统继电保护 第5章_输电线路纵联保护_习题答案.docx

第5章习题及思考题

5.1纵联保护的基本原理是什么？

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，而且还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。

5.2纵联保护与阶段式保护最根本的差别是什么？陈述纵联保护的主要优、缺点。

答：（1）纵联保护与阶段式保护的根本差别在于，阶段式保护仅检测、反应保护安装处一端的电气量，其无延时的速动段（即第Ⅰ段）不能保护全长，只能保护线路的一部分，另一部分则需要依靠带有一定延时的第Ⅱ段来保护；而纵联保护通过通信联系，同时反应被保护线路两端的电气量，无需延时配合就能够区分出区内故障与区外故障，因而可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。

（2）纵联保护的优点：可以可靠地区分本线路内部任意点短路与外部短路，达到有选择性，快速的切除全线路任意点短路的目的。缺点：由于需要将线路一侧的电气量传送到另一端去，所以需要信息传送通道，以及特殊的通信设备，构成较为复杂，投资较大；在通信系统故障的情况下，还可能出现保护误动或拒动的情况。

5.3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。

5.4载波通道是由哪些设备组成的？

答：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。例如：阻波器，耦合电容器，连接滤波器，高频收、发信机，接地开关等组成。

5.5光纤通道有何优缺点？光纤传输光波的基本原理是什么？

答：（1）光纤通道特点为：1）通信容量大。从理论上讲，用光作载波可以传输100亿个话路。2）可以节约大量金属材。光纤由玻璃或硅制成，其来源丰富，供应方便，光纤通信的经济效果是很可观的。3）光纤通信还有保密性好，敷设方便，不怕雷击，不受外界电磁干扰，抗腐蚀和不怕潮等优点。4）光纤最重要的特性之一是无感应性能，因此利用光纤可以构成无电磁感应的、极为可靠的通道。

（2）基本原理：光纤通道以光纤作为传递媒介来进行信号传输。在发送端首先要把传送的信息变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。

5.6为什么应用载波（高频）通道时最好传送闭锁信号？

答：因为载波通道可靠性低，线路故障时可能引起通道失效，传递闭锁信号的保护方式可以使得保护不拒动，故应用载波（高频）通道时最好传递闭锁信号。

5.7图5.25所示系统，线路全部配置闭锁式方向比较式纵联保护，分析在k点短路时各端保护方向元件的动作情况，各线路保护的工作过程及结果。

题5.7图闭锁式方向纵联保护配置示意图

答：当短路发生在B-C线路的K处时，保护2、5的功率方向为负，闭锁信号持续存在，线路A-B上保护1、2被保护2的闭锁信号闭锁，线路A-B两侧均不跳闸；保护5的闭锁信号将C-D线路上保护5、6闭锁，非故障线路保护不跳闸。故障线路B-C上保护3、4功率方向全为