閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)是一種使用廣泛的縱聯(lián)保護(hù)，我們平時工作中碰到的高頻保護(hù)大半都是這種保護(hù)。學(xué)習(xí)閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)對于理解縱聯(lián)保護(hù)的本質(zhì)有很大的幫助。本期我們簡單聊一聊閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)的原理和相關(guān)問題。

關(guān)于閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)的基本概念主要在1、2、6三節(jié)，其他幾節(jié)討論了一些相關(guān)的細(xì)節(jié)問題，如果只做大致了解、不感興趣可以跳過。

1、基本原理

如果我們在輸電線路的每一端都裝設(shè)兩個方向元件：一個是正方向元件F+，正方向故障時動作，反方向故障不動作；一個是反方向元件F-，正方向故障時不動作，反方向故障時動作（我們定義母線指向線路為正方向）。

那么在如圖所示的線路上，NP線路發(fā)生短路，MN為非故障線路。通過觀察我們可以發(fā)現(xiàn)：

對于故障線路NP，兩端方向元件F+均動作，F-均不動作；

對于非故障線路MN，1端F+動作，F-不動作，而2端F+不動作，F-動作。

這也就是故障線路和非故障線路的特征區(qū)別。利用這種差別，我們可以判斷區(qū)外還是區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)應(yīng)該動作還是閉鎖。閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)的做法是：

在F+不動作，F- 動作的這一端持續(xù)發(fā)閉鎖信號。這樣，在非故障線路上至少有一端（近故障點端）會一直發(fā)閉鎖信號（發(fā)信），兩端保護(hù)收到該閉鎖信號將會閉鎖保護(hù)；在故障線路上，兩端都不符合這一條件，所以閉鎖信號會消失（停信），保護(hù)動作后就可以出口跳閘。

這就是閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)的基本原理。

2、保護(hù)動作過程

首先分析故障線路上，保護(hù)動作（發(fā)信、停信）的過程：

正常運行時，通道中沒有閉鎖信號，只有開入量狀態(tài)、通道檢查等工作；

（1）發(fā)生短路故障，感應(yīng)到故障電流，低定值起動元件動作，發(fā)信機(jī)開始發(fā)閉鎖信號；

（2）同時高定值起動元件動作，這才真正進(jìn)入故障計算程序；

（3）F- 不動作；（注意：先判F- ，F-比F+元件更快更靈敏。原因后面講。）

（4）收信機(jī)曾連續(xù)收到8ms的高頻信號；（8ms是為了防止信號還沒來得及傳到對端）

（5）F+ 動作；同時滿足（2）~（5）條件后，停信（停止發(fā)閉鎖信號）；

（6）收信機(jī)收不到閉鎖信號，同時滿足（2）~（6）條件8ms后，啟動出口繼電器，發(fā)跳閘令。

對于非故障線路：

2端保護(hù)不滿足條件（3），所以停止在步驟（2），持續(xù)發(fā)閉鎖信號；

1端保護(hù)一直到步驟（5）都滿足，所以停信。但是由于2端持續(xù)發(fā)閉鎖信號，所以1、2端收信機(jī)仍然可以收到閉鎖信號（注意：收發(fā)信機(jī)收信發(fā)信頻率相同，因此收信機(jī)既能收對端發(fā)來的信號，也可收本端自發(fā)的信號），因此不會跳閘。

3、方向元件的要求

方向元件是用來判斷區(qū)內(nèi)/區(qū)外故障的，對于縱聯(lián)方向保護(hù)至關(guān)重要，對于方向元件，需要滿足以下幾個要求：

（1）有明確的方向性，就是說F+只能在正方向可靠動作，F-只能在反方向可靠動作；

（2）F+元件可靠保護(hù)本線路全長；

（3）F-元件比F+元件動作得更快、更加靈敏。 只要F-元件只要一動作，說明是反方向故障，立即持續(xù)發(fā)信閉鎖保護(hù)。這就是反方向元件閉鎖保護(hù)優(yōu)先原則；

（4）F+ 動作則停止發(fā)信機(jī)發(fā)信；

4、起動元件的要求

（1）低定值起動元件動作，控制收發(fā)信機(jī)開始發(fā)信，在此之前，通道內(nèi)沒有閉鎖信號；

（2）高定值起動元件動作后，終止正常程序，正式進(jìn)入故障計算程序，保護(hù)開放；

（3）高低定值一般相差1.6~2倍。起動元件無方向性，靈敏度高；

很多人會有疑問，那么為什么要設(shè)置高、低兩個定值起動元件呢？如果把發(fā)信、保護(hù)開放都用一個定值來啟動會怎樣呢？

我們假設(shè)上圖中1、2端只設(shè)了一個起動元件，定值為1A。假設(shè)在NP上的某一點發(fā)生短路故障，產(chǎn)生的流過1端的故障電流恰好為1A，而流過2端的故障電流由于誤差等原因略小于1A。那么會發(fā)生什么情況呢？

1端起動元件動作，發(fā)信，同時開放保護(hù)，F-不動作、F+ 動作，停信；2端起動元件一直未啟動，一直沒有發(fā)信。完了，很明顯MN非故障線路上沒有閉鎖信號，保護(hù)誤動作。

而如果我們設(shè)一個高定值2A，一個低定值1A，那么1端雖然低定值元件啟動，發(fā)信，但是沒有開放保護(hù)，這就避免了非故障線路的誤動作。

5、遠(yuǎn)方啟信功能

假設(shè)K點發(fā)生短路故障，MN線路上的故障電流達(dá)到1、2端起動元件高定值，高定值起動元件應(yīng)動作開放保護(hù)。可萬一2端（近故障點一側(cè)）高、低定值起動元件由于某些原因都沒動作，那么就不會發(fā)信，和上面的情況一樣，會造成保護(hù)誤動。

為了避免這種情況的發(fā)生，就設(shè)置了遠(yuǎn)方啟信功能。即（1）本端低定值元件未動作；（2）收信機(jī)收到對端發(fā)的信號；滿足這兩個條件后，本端發(fā)信10s。這種由于收到對端信號而啟動的發(fā)信，稱為遠(yuǎn)方啟信。也是為了防止保護(hù)誤動而設(shè)置的。

6、通道檢查

通道完好是縱聯(lián)保護(hù)正常工作的基礎(chǔ)。因此縱聯(lián)保護(hù)必須具備通道檢查功能。對于閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)，保護(hù)屏上都會有一個通道檢查的按鈕，按下按鈕即可進(jìn)行通道檢查。具體過程如圖所示：

這樣一來，整個通道檢查過程中，至少有一端在發(fā)信。所以只要通道正常，那么兩端收信機(jī)在整個15s內(nèi)都應(yīng)該收到信號。否則視為通道異常。

當(dāng)然微機(jī)保護(hù)裝置也可以設(shè)定定時通道檢查。不過如果在通道檢查的過程中發(fā)生了故障，那么高定值起動元件動作后，保護(hù)應(yīng)立即停止通道檢查，轉(zhuǎn)入故障計算程序。

7、母差、失靈保護(hù)停信的問題

如圖，兩側(cè)均有電源，假設(shè)故障發(fā)生在斷路器與CT之間，比如K點。K點在M端母線保護(hù)范圍內(nèi)，故母線保護(hù)動作跳開M母上所有開關(guān)，包括開關(guān)1。但是開關(guān)跳開后，故障點仍然沒有切除。對于MN線路的縱聯(lián)方向保護(hù)，M端判定為反方向故障，N端判定為正方向故障（方向判定以CT位置為參考）。所以M端持續(xù)發(fā)信，仍然閉鎖N端的縱聯(lián)方向保護(hù)。N端開關(guān)只能由后備保護(hù)帶延時切除。這顯然不是我們想要的。

為了解決這個問題，在保護(hù)裝置后的端子上有“其他保護(hù)動作”的開關(guān)量輸入端子。該開關(guān)量來自于母線保護(hù)和失靈保護(hù)的動作接點。母差或失靈保護(hù)一動作，該接點閉合。通知縱聯(lián)方向保護(hù)得知母線保護(hù)動作后，立即停信，使N側(cè)可以出口跳開開關(guān)2，切出故障。即使真的故障點在M母線上，那我們停信跳開N側(cè)開關(guān)也沒有什么不良后果。

但對于3/2接線方式，情況則不同。

3/2接線方式下，如果故障點真的在M母線上，那么母線保護(hù)動作后不能采取停信措施。因為此時邊開關(guān)1跳開，故障點切除。而線路1、2仍然可以由N側(cè)電源供電繼續(xù)運行。如果母線保護(hù)停信，會使這兩條線路停運。所以母差保護(hù)不應(yīng)停信。母差保護(hù)動作接點不能接到“其他保護(hù)停信”端子上。那么如果故障點在邊開關(guān)和CT之間的K點怎么辦呢？

通常的解決辦法是，將失靈保護(hù)的動作接點接到“其他保護(hù)停信”端子上。K點故障，母差動作條邊開關(guān)，故障點未切除，故障電流仍然存在。此時失靈保護(hù)動作跳中開關(guān)2，依靠失靈保護(hù)停信，跳線路1對側(cè)開關(guān)。

關(guān)于閉鎖式縱聯(lián)方向保護(hù)的內(nèi)容基本上都簡單介紹完了。大家應(yīng)該對閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)有了整體的了解。最后總結(jié)一下閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)的本質(zhì)：正常情況下，通道中無信號；故障時，非故障線路靠近故障點一側(cè)發(fā)出閉鎖信號，被該線路兩端接受，將保護(hù)閉鎖；而故障線路沒有閉鎖信號，保護(hù)出口跳閘。