允许式纵联保护

允许式纵联保护

允许式纵联保护也包括允许式纵联距离保护和允许式纵联方向保护，两者只是方向元件不同，原理、逻辑是相同的。国内的允许式纵联保护都使用超范围允许式纵联保护。超范围允许式是指控制发信的正方向元件的动作区超过线路全长，如距离段Ⅱ。当正方向区外的一部分内发生故障时保护也发允许信号，反方向故障立即停信。事实上纵联距离保护中阻抗方向元件也是一种方向元件，故理论上讲纵联距离保护应是纵联方向保护的一种特例。方向元件的说明见本章第二节。

传送允许信号的通道大多数为复用载波通道，随着光纤通信的普及，使用光纤通道传送允许信号也较多。复用载波通道和光纤通道两者只是通道介质不同，其原理、逻辑基本是相同的。

一、允许式纵联保护的基本原理

允许式方向纵联保护利用通道传输允许信号。由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，决定是否发出允许信号。

当任一侧判断故障在保护正方向时，向对侧发允许信号，同时接收对侧发来的允许信号（一定不能接收本侧自己发出的允许信号）。在内部故障时两侧方向元件都判断为正方向，都发送高频允许信号，两侧收信机都接收到高频允许信号。当本侧正方向元件动作，并且收到对侧发来的允许信号，于是两侧保护均作用于跳闸。在外部故障时近故障侧的方向元件判断为反方向故障，不仅本侧保护不跳闸，而且不发允许信号，则远故障侧收不到允许信号，所以两侧保护均不动作。

在图5-10所示的双电源网络中，假设网络中的各线路均安装有允许式纵联保护。设在BC线上发生短路，各保护安装处流过电流。当k 点发生故障时，对AB线而言，A侧功率方向为正，其保护发允许信号，B侧功率方向为负，保护一直不发允许信号，故 A侧收不到B侧的允许信号，B侧正方向元件没有动作，所以线路 AB两侧的纵联保护1、2都不会动作;对BC线而言，两侧功率方向均为正，两侧都向对侧发送允许信号，两侧都收到对侧的允许信号，于是两侧方向元件均动作，BC线两侧保护3、4均瞬时动作于跳闸;对CD线而言，与AB线相同，两侧纵联保护均不动作。

允许式方向纵联保护基本逻辑如图5-15所示。图中方向性启动元件根据故障电流的方向输出逻辑"0"或"1"，当方向元件判断为反方向故障时，输出逻辑"0"，不发允许信号，同时出口逻辑与门的输出为"0"，不跳闸。当方向元件判断为正方向故障时，输出逻辑"1"，向对侧发出允许信号，同时出口逻辑与门的上端输入为"1"，如果这时对端保护的方向元件判断为正方向故障，对端也启动发信机，则收信机的输出为"1"，出口逻辑与门的下端输入为"1"，出口逻辑与门输出"1"，即发出跳闸命令。

允许式方向纵联保护在内部故障时要求传送高频电流信号，用于高频保护要考虑克服信号衰减的问题，还要求采用双频率制。而闭锁式方向纵联保护，在内部故障时不要求传送高频电流，在高频保护中应用较普遍。

二、允许式纵联保护发信元件逻辑

当发生区内故障时，允许式纵联保护应发信并跳闸，最重要的为发信元件逻辑。发信元件包括正方向元件动作发信、其他保护动作发信、本保护动作发信、断路器位置发信和弱馈保护发信5种发信元件，分别说明如下。

正方向元件动作发信逻辑框图如图5-16所示。

（1）启动元件动作、整组复归前，当正方向元件动作、反方向元件不动作且断路器不处于三相断开状态，或门DO5、与门DA7、DA9、DA10、或门DO6、DO2动作，保护发信。

（2）在反向元件动作10ms后，如果正向元件再动作，需要经T7的40ms延时才能发信。另外，其他保护动作发信是在母差保护动作时发信，以便加速对侧的纵联保护。本保护动作发信是指后备保护 （如距离保护）动作时发信。断路器在三跳位置同时收到对侧允许信号时发信，三跳位置是指三相跳闸位置继电器都动作并且三相均无电流。

三、允许式方向纵联保护实例

RCS900 系列允许式方向纵联保护启动后逻辑框图如图5-17所示。

可以看出，图5-17中去掉Ml、M2、M7、M14即可形成图5-17，动作说明如下。

（1）正方向元件（M7）动作且反方向元件（M4）不动即发允许信号（M5、M10），同时收到对侧允许信号达8ms后纵联保护动作出口（M2、M3）。

（2） 如在启动40ms内不满足纵联保护动作的条件，则其后纵联保护动作需经25ms延时（M1），防止故障功率倒向时保护误动。

（3）当本装置其他保护（如工频变化量阻抗、零序延时段、距离保护）动作跳闸，或外部保护（如母线差动保护）动作跳闸时，立即发允许信号（M11、M10），并在跳闸信号返回后，发信展宽150ms，但在展宽期间若反方向元件动作，则立即返回，停止发信。

（4）三相跳闸固定回路动作或三相跳闸位置继电器均动作（M12）且无电流时（M13），始终发信（M11、M10）。