電流縱聯(lián)差動保護通過傳輸通道將線路兩端的電氣量(主要是電流量)傳輸?shù)綄?cè)，保護裝置對線路兩端的電流量進行比較計算，確定本段線路范圍內(nèi)是否存在差流，從而判斷故障發(fā)生在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外，進而決定是否跳開線路兩側(cè)開關。

光纖通道

目前，電流縱聯(lián)差動保護中的數(shù)據(jù)傳輸通道一般均為光纖。光纖通道具有以下優(yōu)點：

(1)不怕超高壓與雷電電磁干擾；

(2)對電場絕緣；

(3)頻帶寬、衰耗低。

實際應用中，電流縱聯(lián)差動保護的光纖通道一般采用兩類：

(1)專用光纖通道。專用光纖通道中僅傳輸保護信息，其優(yōu)點是無需附加其他設備，不涉及通信裝置。但光收發(fā)功率和光纖衰耗的限制，其傳輸距離一般在100km以內(nèi)。

(2)復用光纖通道。復用光纖通道利用數(shù)字脈沖編碼調(diào)制(PCM)復接技術，將保護裝置的光纖出口與通信設備復接形成復合通道(即保護與通信共用一個通道)。復用通道方式主要用于長距離輸電線路的保護。

保護動作原理

(1)基本原理

電流差動保護的基本原理是基爾霍夫電流定律，即線路正常運行或發(fā)生區(qū)外故障時，線路兩端流過的電流矢量和為0；而發(fā)生內(nèi)部故障時，線路兩端電流的矢量和將不再為0，而是等于故障電流。以流出母線為電流正方向，電流差動保護原理如圖1所示。

圖1 電流差動保護原理示意圖

從圖中可以看出，流過差動繼電器KD的電流：Ik=IM+IN

圖2 線路故障示意圖

1)正常運行或區(qū)外故障時(L點)

若不考慮系統(tǒng)不平衡電流的影響，流過M側(cè)的電流IM與流過N側(cè)的電流IN大小相同，方向相反，其矢量和為0，即Ik=0，此時保護裝置不動作。

2)區(qū)內(nèi)故障時(K點)

流過M側(cè)的電流IM與流過N側(cè)的電流IN大小相同，方向相同，其矢量和Ik=IM+IN，保護裝置動作切除故障。

實際運行中，線路兩端的電流受多方面影響，正常運行及區(qū)外故障時差動繼電器中存在一定的不平衡電流。為防止區(qū)外故障時保護誤動，在保護整定時需躲過區(qū)外故障時的最大不平衡電流，這將對電流差動保護的可靠性和靈敏度造成一定影響，因此電流縱聯(lián)差動保護一般引入比率制動特性。

(2)比率制動特性

比率制動的特點是，以線路兩端電流的矢量和作為動作電流，以線路兩端電流的矢量差作為制動電流。既可以保證外部故障時不會誤動，同時對于內(nèi)部故障可以保證較高的靈敏度。

動作電流：Id=|IM+IN|

制動電流：Ir =|IM - IN|

比率制動的特性曲線如圖3所示。

圖3 比率制動特性曲線

其動作條件為Id>Iqd&Id>KrIr，其中Iqd為啟動電流，Kr是比率制動系數(shù)。

1)正常運行或區(qū)外故障時(L點)

此時動作電流Id=0，而制動電流Ir=|IM-IN|，為兩倍的線路電流。不滿足動作條件，處于制動區(qū)，差動保護不會動作。

2)雙電源區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(K點)

此時動作電流Id=|IM+IN|等于線路故障電流，而制動電流Ir=0。滿足動作條件，電流縱差保護動作跳開線路兩側(cè)開關。

通過分析可以看出，采用比率制動后，在區(qū)外故障時，雖然差動繼電器中會流入較大不平衡電流，但制動電流很大，同時制動電流會隨著區(qū)外故障電流的增大而增大，因此保護裝置不會誤動。而區(qū)內(nèi)故障時，動作電流很大，制動電流很小，保護裝置能夠快速動作，具有較高的靈敏性。

3)單電源區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(K點)

若M側(cè)為電源側(cè)，則此時的動作電流和制動電流相等，即Id=Ir=|IM|，等于線路故障電流，為保證此時電流縱差保護正確動作，Kr的值應小于1，且Kr應取低定值用以提高保護裝置的可靠性。

4)CT斷線

單側(cè)CT斷線與單電源區(qū)內(nèi)發(fā)生故障的特征類似，為防止線路某一側(cè)出現(xiàn)CT斷線時電流縱差保護誤動，電流縱聯(lián)保護引入了啟動元件。啟動元件包括電流突變量啟動、零序電流啟動和弱饋低電壓啟動元件，任一啟動元件啟動后，都將啟動保護并開放出口繼電器的正電源。

當線路某一側(cè)保護裝置的電氣量達到啟動值后，啟動元件將動作，并向?qū)?cè)發(fā)差動允許信號，只有線路兩側(cè)的啟動元件均動作后，線路電流縱差保護才會動作，這就有效避免了CT斷線對電流縱差保護的影響。

前文提到線路正常運行及區(qū)外故障時差動繼電器中存在一定的不平衡電流，不平衡電流產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面：

(1)線路電容電流；

(2)CT飽和；

(3)兩側(cè)CT特性不一致；

(4)采樣不同步。

其中，采樣不同步主要是因為線路兩端保護裝置的電流采樣是獨立進行的，其采樣周期存在一定差異。這就造成差動繼電器計算時的電流可能并非同一時刻，從而產(chǎn)生差流。其他幾個原因此處不再贅述。

與高頻保護傳輸?shù)拈]鎖信號不同，電流縱差保護通道傳輸?shù)氖请娏髁?，而電流量只有對同一時刻的計算才有意義。因此，為保證差動電流計算的正確性，需要保證計算的電流是同一時刻，這就要求線路兩端對各電流數(shù)據(jù)進行同步化處理。

目前，常用的同步處理方法有：(1)采樣數(shù)據(jù)修正法；(2)采樣時刻調(diào)整法；(3)時鐘校正法；(4)基于參考矢量的同步法；(5)GPS同步法。

數(shù)據(jù)同步的實質(zhì)是通過計算線路兩端采樣的時間差和通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r，進而對采樣數(shù)據(jù)或采樣時刻進行調(diào)整，其原理與智能站同步對時(原文鏈接)類似。

220kV線路高頻保護中講到，高頻保護的遠跳功能通過其他保護停信實現(xiàn)，而電流縱聯(lián)保護的遠跳功能通過遠方跳閘開入端子實現(xiàn)。母差、失靈保護的動作接點接于電流縱聯(lián)保護的遠方跳閘端子，母差、失靈保護動作后將通過遠跳端子向?qū)?cè)保護發(fā)“遠跳”信號，對側(cè)保護裝置接收到此信號后驅(qū)動永跳，進而快速切除故障線路。