[科普中国]-相差保护

相差保护是指对高压线路的保护。这种保护原理必然要求线路两端的继电器之间要有通信手段，以便传递相位信息，进行相位比较。传统上是用电力线载波来达到这个目的，因为它传播延迟既短，传输通道又可靠。其它可以选用的通信手段如微波，无线电和经电缆传送音频信号等也有应用，但数量少。传播延迟是很重要的，尤其是延迟变化，因为通常保证跳闸所需的。

简介电力线载波以简单的方式用以提高可靠性，高频信号在送电电流的半周接通另半周截止。高频信号是作为对继电器施加抑制跳闸影响而存在的，这样，使信号短路的内部故障不会影响必要的跳闸能力。发讯机平常是停发的，需要发讯时由故障测量元件或起动元件接通。为了保证两台发讯机在做出跳闸判断之前可靠接通，通常有一个较高定值的故障测量元件去操作跳闸回路1。

相位比较保护的原理相位比较原理是在三十年代引进于高压送电线路保护的。十年以后，它大规模用于英国132千伏的国家电网，至今仍广泛应用。相位比较保护所依据的简单原理是仅在内部故漳时流过送电线路始端电流与末端电流的相角差才是从一个小角变到一个大角的。这个原理在实践上因送电线路存在电容电流而应有所修改。电容电流可能只从一端流过，它使线路两端的电流相角差增大，增大的量与负载（或故降）电流和电容电流的相对幅值有关。

这种保护原理必然要求线路两端的继电器之间要有通信手段，以便传递相位信息，进行相位比较。传统上是用电力线载波来达到这个目的，因为它传播延迟既短，传输通道又可靠。其它可以选用的通信手段如微波，无线电和经电缆传送音频信号等也有应用，但数量少。传播延迟是很重要的，尤其是延迟变化，因为通常保证跳闸所需的。角相当于毫秒。如果延迟变化接近这个时间，除非有同步信号，否则会大大恶化保护的性能。可靠性也是重要的，因为如果通信发生故障，继电器不是误动就是拒动（视如何使用信号而定）。

相差保护的优点相差保护有如下优点：
(1)能反应全相状态下的各种对称和不对称故障，装置比较简单。
(2)不反应系统振荡。在非全相运行状态下和单相重合闸过程中，保护能继续运行。
(3)保护的工作情况与是否有串补电容及其保护间隙是否不对称击穿基本无关。
(4)不受电压二次回路断线的影响。

相差保护的缺点相差保护缺点如下：
(1)重负荷线路，负荷电流改变了线路两端电流的相位，对内部故障保护动作不利。
(2)当一相断线接地或非全相运行过程中发生区内故障时，灵敏度变坏，甚至可能拒动。
(3)对通道要求较高，占用频带较宽。在运行中，线路两端保护需联调。
(4)线路分布电容严重影响线路两端电流的相位，限制了其使用线路长度。

检测设备传统上，内装的检测设备总是与相位比较装置装在一起的，最初对检测的需要是因为载波装置中的热电子器件具有固有的损耗特性。即使没有损耗元件，但是考虑到受保护的送电线路的重要性和检测时对保护中断时间的减少，所以提供检测设备仍然是有好处的。

但是，高频传输时间限制（值得注意的是英国电工委员会的要求设备之间的传输试验持续时间应在两秒以内，间隔应在两分钟以上）的出现意味着要么就去掉一些试验设备，要么就为了保证满足这些要求而使内装的试验控制回路更加复杂些。

现已采用的是后一个方法，这是基于保护中断时间最少是头等重要的事。同时，多能的集成逻辑电路可以满足所需要的复杂要求和必妥的高度可靠性。

检测设备设计得易懂和便于操作。考虑到用户将要对付多样的复杂的保护设备，这是很重要的，而且它和把中断时间减到最小的要求也是一致的。

为了能测量高频发讯和收讯信号的电平而不违反传输时间的限制，电压表有存储装置，将读数保持秒钟。通过反射试验传输，读数可在运行中取得。因此，进行这项基本的测量不需要将设备脱离运行。采用存储装置比其它方法（如对示波器显示的信号进行拍照）更简单而经济。

重新考虑传统上进行的高频通道反射试验（为了检查两侧收发讯机和高频通道）是有益处的。过去，这个试验只能一端起动（主动端），另一端（从动端）不能。用同步发动机驱动带弹簧储能的时钟使这项试验自动开始。因时钟故障没有警报结果不仅时钟故障被忽视了，而且通道有相当一段时间未受试验。从而增加了因通道故障未被排除而致保护误动作的可能性。这是不希望的。为了排除这种情况，设计是在线路两端使用相同的设备。因此试验从两端都可以开始。两端的装置上都装有电子钟。这样使自动试验加入了希望的后备。这时，钟的故障不会造成通道不被试验2。

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徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学