平行线路电流平衡保护的实现

横联方向差动保护用在电源侧时灵敏度往往不能满足要求，因为电流测量元件反映的是两线路电流的差值（及不平衡电流）。根据这一特点，线路可采用电流平衡保护。

电流平衡保护是平行线路横联方向差动保护的另一种形式，是基于比较平行线路的两回线路中电流绝对值的大小而工作。在正常运行或外部发生短路故障时，平行线路的两回线路中电流相等，保护不能动作。在平行线路内部发生短路故障时，故障线路中流过的短路电流大于非故障线路中流过的短路电流，保护装置根据这一点正确地选择故障线路，并将其切除。

1.电流平衡保护的基本工作原理

电流平衡保护的基本工作原理如图4−1−16所示。图4−1−16所示的KAB 是一个双动作的电流平衡继电器，当平行线路正常运行或外部故障时，通过KAB 两线圈W1 和W2 的电流幅值相等，“天平”处在平衡状态，保护不动作。当线路L1 故障时（如k1 点故障），则 I1＞ I1′，KAB 的右触点闭合，跳开QF1 切除L1 的故障；当线路L2 故障时，KAB 的左触点闭合，跳开QF2 切除L2 的故障。

图4−1−16　电流平衡保护的基本工作原理

实际应用中，电流平衡继电器考虑的问题较多。下面以整流型电流平衡继电器为例，进一步分析电流平衡保护的工作原理。

2.整流型电流平衡继电器

（1）整流型电流平衡继电器利用均压法幅值比较回路比较平行线两回线路中电流绝对值的大小，其原理接线如图4−1−17所示。继电器有3个输入量。

①　TX1 的一次绕组接至平行线路L1 的电流互感器，获得动作电流，此电流由TX1 的二次绕组 1.2I 输出，经半导体整流桥UB1 整流，在电阻R1 上产生动作电压。

图4−1−17　整流型电流平衡继电器的原理接线

②　TX2 的一次绕组接于平行线路口的电流互感器，获得制动电流，由 2.2I 输出。 2.2I 及 1.3I 的输出经UB2 整流，在R2 产生制动电压。

③　由母线电压互感器供电的电压（即制动电压）被加到电压变换器TVA 的一次绕组上，经TVA 变换和UB3 整流后，其输出端与UB2 并接组成最大值输出器，即UB2 与UB3 的直流侧并接输出的制动电压值取决于其中的最大者。

电路构成表明继电器的工作回路由TX1 的二次绕组 1.2I 、整流桥UB1及电阻Rl 构成。制动回路由两部分构成，其一是电流制动部分，由TX2的二次绕组 2.2I 、TX1 的第二个二次绕组 1.3I 、整流桥UB2 和电阻R2 组成；其二是电压制动部分，由TVA 和UB3 组成。将动作量与制动量进行均压比较。执行元件是极化继电器KP。

（2）整流型电流平衡继电器的工作原理。当线路L1 的电流即工作电流op流过TX1 的一次绕组时，UB1 的输出端就有一个正比于 I op的直流电压输出，它在R1 上产生一个正向压降，欲使继电器KP 动作。同时，线路口的电流为制动电流，它流过TX2 的一次绕组，在UB2 输出端有一个正比于的直流输出电压，它在R2 上产生一个反向压降，欲使继电器制动。在电流制动回路中引入工作电流是为了改善制动性能。在线路正常运行及外部故障时， Iop与 Ibrk同相，将最大，故制动量增大，可提高继电器工作的可靠性。

电压变换器TVA 二次绕组的输出电压，经整流桥UB3 后，输出一个正比于输入电压 U i的直流电压，将这个电压也加到电阻R2 上。电压制动的作用是防止在制动电流等于零时可能发生的误动作。如果没有发生故障，则母线电压很高，电压制动作用很大，这样可以有效地防止继电器的误动作。发生故障时，母线电压降低，使其制动作用相应地减小，从而保证保护有足够的灵敏度而可靠动作。若只设电压制动，则也不行，因为当出现电压二次回路断线时，保护也会误动作。(www.xing528.com)

图4−1−17所示二极管VD1 是用来保证只有当R1 上的压降（工作电压）大于R2 上的压降（制动电压）时，极化继电器的线圈中才有电流通过。在正常运行及外部故障时，由于UB1 输出的工作电压小于UB2 输出的制动电压，故极化继电器中是没有电流的。电容器C 为滤波电容，用以减小极化继电器触点的抖动。

3.对电流平衡保护的评价

电流平衡保护的主要优点是与横联方向差动保护比较，它只有相继动作区而没有死区，如在保护装置附近发生短路时，则两回线路中流过的短路电流相差最大，使保护装置动作最灵敏。它动作迅速、灵敏度高，并且接线简单。其缺点是只能应用于单电源线路有电源一侧的双回线路上，不能用在单电源供电平行线路的受电侧。电流平衡保护的其他应用场合与横联方向差动保护相同，通常应用于35 kV 及以上电压等级的电网中。

习题

纵联保护概述

纵联电流差动保护

横联方向差动保护

相继动作区和死区

纵联差动保护

光纤分相差动保护