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高频保护的基本知识:简介与解析

更新时间:2025-01-08 工作计划 版权反馈
【摘要】:目前广泛采用的高频保护按其工作原理的不同,可以分为高频闭锁方向保护和相差高频保护。在电力系统正常运行时,发信机发出f1 频率的高频电流,这一高频电流可用以监视通道及闭锁高频保护。当线路发生短路故障时,高频保护控制收、发信机移频,停止发出f1 频率的高频电流,同时发出f2 频率的高频电流。2)载波信号载波信号与高频电流是不同的概念。闭锁信号是制止保护动作于跳闸将保护闭锁的信号。

1.高频保护的基本原理及分类

高频保护是在线路纵联差动保护原理的基础上,利用现代通信中的高频通信技术,在线路上输送载波信号的高频载波通道来代替导引线,构成高频保护。高频保护与带导引线的纵联差动保护的原理相似,它是将线路两端的电流相位(功率方向)转化为载波信号,然后用输电线路本身构成的高频载波通道,将此载波信号传送到对端进行比较。因为它不反映被保护线路范围以外的故障,在定值选择上也无须与相邻线路配合,故可以快速动作,无须延时,因此也不能作为相邻线路的后备保护。

目前广泛采用的高频保护按其工作原理的不同,可以分为高频闭锁方向保护和相差高频保护。高频闭锁方向保护的基本原理是比较被保护线路两端的功率方向,相差高频保护的基本原理是比较线路两端的电流相位。在实现上述两类保护的过程中,需要将功率方向或电流相位转化为载波信号。

2.高频载波通道的工作方式与载波信号

1)高频载波通道的工作方式

高频载波通道的工作方式

(1)正常时无高频电流方式。

在电力系统正常运行时发信机不发信,高频载波通道中不传送高频电流,当电力系统故障时,发信机由起动元件起动发信,通道中才有高频电流出现,这种方式称为正常时无高频电流方式,又称为故障时发信方式。其优点是可以减少对通道中其他信号的干扰,延长收、发信机的寿命。其缺点是要有起动元件,延长了保护的动作时间,需要定期起动收、发信机来检查通道是否良好,往往采用定期检查的方法。目前电力系统广泛采用这一方式。

(2)正常时有高频电流方式。

在电力系统正常运行时发信机处于发信状态,通道中有高频电流通过,这种方式称为正常时有高频电流方式,又称为长期发信方式。

其优点是使高频保护中的高频载波通道经常处于监视状态下,可靠性较高。保护装置中无须设置收、发信机的起动元件,使保护装置简化,并可提高保护的灵敏度。其缺点是经常处于发信状态,增加了通道间的干扰,减少了收、发信机的使用年限。

(3)移频方式。

在电力系统正常运行时,发信机发出f1 频率的高频电流,这一高频电流可用以监视通道及闭锁高频保护。当线路发生短路故障时,高频保护控制收、发信机移频,停止发出f1 频率的高频电流,同时发出f2 频率的高频电流。移频方式能经常监视通道情况,提高通道工作的可靠性,并且抗干扰能力较强,但是它占用的频带宽,通道利用率低。

2)载波信号(www.xing528.com)

载波信号与高频电流是不同的概念。载波信号是在系统故障时,用来传送线路两端信息的。对于故障时发信方式,有高频电流,就是有载波信号。对于长期发信方式,无高频电流,就是有载波信号。对于移频方式,故障时发出某一频率的高频电流,就是有载波信号。按载波信号的作用,载波信号可被分为闭锁信号、允许信号和跳闸信号3 种。

(1)闭锁信号。

闭锁信号是制止保护动作于跳闸将保护闭锁的信号。换言之,无闭锁信号是保护作用于跳闸的必要条件。只有同时满足两个条件保护才作用于跳闸,即本端保护元件动作和无闭锁信号。

如图4−2−1(a)所示,在高频闭锁方向保护中,当外部故障时,闭锁信号自线路近故障点的一端发出,当线路另一端收到闭锁信号时,其保护元件虽然动作,但不作用于跳闸;当内部故障时,任何一端都不发送闭锁信号,两端保护都收不到闭锁信号,保护元件动作后即作用于跳闸。

(2)允许信号。

允许信号是允许保护动作于跳闸的信号。换句话说,有允许信号是保护动作于跳闸的必要条件。只有同时满足两个条件保护装置才动作于跳闸,即本端保护元件动作和有允许信号。图4−2−1(b)所示为允许信号作用的逻辑关系。

在高频允许方向保护中,当内部故障时,线路两端互送允许信号,两端保护都收到对端的允许信号,保护元件动作后即作用于跳闸;当外部故障时,近故障端不发出允许信号,保护元件也不动作,近故障端保护不能跳闸;远故障端的保护元件虽动作,但收不到对端的允许信号,保护不能动作于跳闸。这一方式在外部故障时不出现允许信号使保护误动作的问题,无须进行时间配合,因此可加快保护的动作速度。

(3)跳闸信号。

跳闸信号是线路对端发出的直接使保护动作于跳闸的信号。只要收到对端发来的跳闸信号,保护就作用于跳闸,而不管本端保护是否起动。跳闸信号作用的逻辑关系如图4−2−1(c)所示,它与本端继电保护部分间具有“或”逻辑关系。

图4−2−1 载波信号作用的逻辑关系

(a)闭锁信号;(b)允许信号;(c)跳闸信号

闭锁信号

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