允许式高频方向保护优化方案探讨

（1）允许式纵联方向保护基本原理

如图3.15所示，在功率方向为正的一端向对端发送允许信号，此时每端的收信机只能接收对端的信号而不能接收自身的信号。每端的保护必须在方向元件动作，同时在收到对端的允许信号后，才能动作于跳闸，显然只有故障线路的保护符合这个条件。对非故障线路而言，一端是方向元件动作，收不到允许信号，而另一端是收到了允许信号但方向元件不动作，因此都不能跳闸。

图3.15　允许式高频方向保护允许信号的传递

（2）构成允许式高频方向保护基本框图

如图3.16所示，启动元件动作后，正方向元件动作，反方向元件不动作，与门2启动发信机，向对端发允许信号，同时准备启动与门3。当收到对端发来的允许信号时，与门3即可经抗干扰延时动作于跳闸。用距离继电器作方向元件时，一般无反方向元件，距离元件的方向性必须可靠。

图3.16　允许式纵联方向保护基本原理

闭锁式高频方向保护通常采用单频率，收信机可接受两侧发信机发出的闭锁信号。超范围允许式保护必须采用双频率，收信机可接收对侧发信机发出的允许信号。通常采用复用载波机构成允许式保护，允许式一般都采用键控移频的方式。正常运行时，收信机经常收到对端发送的频率为fG的监频信号，其功率较小，用以监视高频通道的完好性。当正方向区内发生故障时，对端方向元件动作，键控发信机停发fG的信号而改发频率为fT的跳频（或称移频）信号，其功率提升，收信机收到此信号后立即允许本端保护跳闸。

允许式高频方向保护在区内发生故障时，必须要求收到对端的信号才能动作，因此就会遇到高频信号通过故障点时衰耗增大的问题，是其主要缺点。最严重的情况是区内故障伴随有通道破坏，如发生三相接地短路等，造成允许信号衰减过大甚至完全送不过去，它将引起保护的拒动。通常通道按相—相耦合方式，对于不对称短路，一般信号都可通过，但只有三相接地短路时，难于通过。

（3）欠范围允许式（PUTT）和超范围允许式（POTT）

当方向元件由距离元件承担时，其构成方式有两种：①由距离保护Ⅰ段动作键控发信的称为欠范围允许式（PUTT）；②由距离保护Ⅱ或Ⅲ段键控发信的称为超范围允许式（POTT）。这两种原理示意图如图3.17所示。(www.xing528.com)

在图3.17中，ZⅠ为距离Ⅰ段，ZⅡ、ZⅢ为距离Ⅱ、Ⅲ段，当POTT连接片合上和PUTT连接片打开时，由ZⅡ（或ZⅢ）通过或门5键控发信，称为POTT方式。当PUTT连接片合上和POTT连接片打开时，由ZⅠ通过或门3或门5键控发信，称为PUTT方式。

图3.17　PUTT、POTT原理示意图

PUTT方式：ZⅠ动作，通过或门2、或门3、与门4无时限直接跳本侧，通过或门3、或门5键控发信。在跳闸的同时启动T1，在本端跳闸，ZⅠ返回后，T1延时50 ms返回，即继续键控50 ms，保证对侧能可靠跳闸。

对侧收到允许信号后，与ZⅡ（或ZⅢ）启动与门1，经过抗通道干扰时间ZⅠ的1～8 ms后，对侧跳闸。

POTT方式：由ZⅡ（或ZⅢ）键控发信，收到允许信号后，与ZⅡ（或ZⅢ）启动与门1，经或门2、或门3，与门4跳闸。

PUTT方式：只在区内故障ZⅠ动作才键控，加速对侧ZⅡ（或ZⅢ），具有很高的安全性。应当特别指出，以往的成套距离保护，附加适当的逻辑就构成纵联差动保护，在微机保护中，由单独的CPU构成独立的、完整的纵联差动保护。

欠范围（PUTT）允许式多用于长线。

超范围（POTT）允许式多用于短线。