高頻閉鎖保護(hù)原理

1、高頻閉鎖保護(hù)原理第一節(jié)概述電網(wǎng)中運(yùn)行的所有線路均需配備繼電保護(hù)來切除故障，對(duì)于不同電壓等級(jí)的線路而言，對(duì)繼電保護(hù)的要求也不同。110 千伏及以下電壓等級(jí)線路，通常配備以輸電線路單側(cè)電流、電壓、零序電流等電氣量作為判據(jù)的距離保護(hù)、零序保護(hù)、過流保護(hù)等。而對(duì)于220 千伏 及以上電壓等級(jí)線路，由于系統(tǒng)穩(wěn)定的要求， 必須能快速切除線路上任一點(diǎn)故障，這是普通的距離、零序保護(hù)所無法實(shí)現(xiàn)的。這就需要配置利用兩端電氣量的縱聯(lián)保護(hù)來作為線路主保護(hù)。1、縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成縱聯(lián)保護(hù)的核心原理是利用某種通道將線路兩端的保護(hù)裝置連接起來，將兩端的電氣量進(jìn)行比較，判斷故障為區(qū)內(nèi)還是區(qū)外故障。2、縱聯(lián)保護(hù)的分類按通道類型可以

2、劃分為導(dǎo)引線、載波（高頻） 、微波、光纖縱聯(lián)保護(hù)；按構(gòu)成原理分為縱聯(lián)方向、距離、差動(dòng)保護(hù)。3、縱聯(lián)保護(hù)的通道類型目前我省主要應(yīng)用的通道是高頻通道和光纖通道。4、縱聯(lián)保護(hù)的信號(hào)分類縱聯(lián)保護(hù)通道傳輸?shù)男盘?hào)分為閉鎖信號(hào)、允許信號(hào)和跳閘信號(hào)。（ 1）閉鎖信號(hào)：阻止保護(hù)動(dòng)作于跳閘，收不到閉鎖信號(hào)是跳閘的必要條件。平時(shí)通道內(nèi)不傳輸信號(hào)，保護(hù)啟動(dòng)后發(fā)閉鎖信號(hào)。線路 兩側(cè)收、發(fā)頻率一樣，只要有一側(cè)線路發(fā)出閉鎖信號(hào)，兩側(cè)都能收到閉鎖信號(hào)。高頻閉鎖保護(hù)的動(dòng)作原理是：保護(hù)啟動(dòng) - 兩側(cè)發(fā)閉鎖信 號(hào)一一正方向元件啟動(dòng)一一停信一一出口跳閘。舉例說明：E -如上圖：如果 AB線路發(fā)生故障， ABCDEF保護(hù)啟動(dòng) ( 解釋

3、反方向也啟動(dòng)以及啟動(dòng)原理 ) ，同時(shí)發(fā)閉鎖信號(hào)， A、B、D、F 正方向元件啟動(dòng)，停信，而 C、E則繼續(xù)發(fā)閉鎖信號(hào)。因此AB線路保護(hù)出口跳閘，而 CD、EF兩條線路保護(hù)則分別由于 C、E 側(cè)保護(hù)發(fā)閉鎖信號(hào)而不跳閘。這也是我們平時(shí)在工作中經(jīng)常會(huì)遇到的現(xiàn)象：系統(tǒng)發(fā)生事故，與之聯(lián)絡(luò)的線路高頻保護(hù)會(huì)啟動(dòng)發(fā)信而不會(huì)跳閘。再如下圖：ABCDEF- 1 - 7 - 1如果 CD線路發(fā)生故障， ABCDEF保護(hù)啟動(dòng)，同時(shí)發(fā)閉鎖信號(hào)A、C、D、F 正方向元件啟動(dòng)，停信，而B、E 則繼續(xù)發(fā)閉鎖信號(hào)。因此 CD線路保護(hù)出口跳閘，而AB、EF兩條線路保護(hù)則分別由于B、 E 側(cè)保護(hù)發(fā)閉鎖信號(hào)而不跳閘。(2) 允許信號(hào)：

4、允許保護(hù)動(dòng)作跳閘，收到允許信號(hào)是跳閘的必要條件。與閉鎖信號(hào)相比較，允許信號(hào)對(duì)通道的要求更高，且只能接收對(duì)側(cè)的允許信號(hào)，而閉鎖信號(hào)不然，可以自發(fā)自收，同時(shí)對(duì)側(cè)也能收到。因?yàn)橐坏┩ǖ烙挟惓?，?duì)于閉鎖信號(hào)而言，充其量是區(qū)外故障保護(hù)失去閉鎖越跳，而區(qū)內(nèi)故障正常動(dòng)作。允許信號(hào)則在線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)由于不能發(fā)送允許信號(hào)而拒動(dòng)，這是絕對(duì)不允許的，因此允許式高頻保護(hù)通道平時(shí)就一直在交換信號(hào)，而閉鎖式高頻保護(hù)只要定期交換信號(hào)就可以了ABCDEF171允許式高頻保護(hù)的動(dòng)作原理是：保護(hù)啟動(dòng)兩側(cè)發(fā)允許信號(hào)一一正方向元件啟動(dòng)-出口跳閘。如圖 CD線路發(fā)生故障， A、C、D、F 保護(hù)發(fā)出允許信號(hào)， A、 C、D、F 正方

5、向元件啟動(dòng)。 CD線路兩側(cè)保護(hù)啟動(dòng)且收到允許信號(hào)，對(duì)于 AB線路而言， A側(cè)收不到允許信號(hào)、 B 側(cè)收到允許信號(hào)而本身保護(hù)未動(dòng)作，因此AB兩側(cè)開關(guān)均不跳閘，同樣EF線路也是如此。（3）跳閘信號(hào)：只要收到跳閘信號(hào)即出口跳閘。目前我國(guó)還沒有使用，主要是對(duì)通道要求和對(duì)元件測(cè)量精度要求太高。第二節(jié)高頻閉鎖保護(hù)的動(dòng)作原理目前我們南通電網(wǎng)中使用的高頻保護(hù)均是采用閉鎖信號(hào)，稱為高頻閉鎖保護(hù)。該保護(hù)的動(dòng)作條件是本側(cè)保護(hù)動(dòng)作且收不到閉鎖信號(hào)，整個(gè)保護(hù)動(dòng)作的過程包括：保護(hù)啟動(dòng)-兩側(cè)發(fā)閉鎖信號(hào) -正方向元件啟動(dòng)停信 出口跳閘，對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置部分是啟動(dòng)元件、收發(fā)信元件、方向元件、停信元件、跳閘元件。下面對(duì)以上5 個(gè)元

6、件逐一加以介紹：一、啟動(dòng)元件啟動(dòng)元件是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)啟動(dòng)收發(fā)信機(jī)工作的元件。在我們系統(tǒng)中配置的高頻保護(hù)啟動(dòng)元件都是以相電流突變量或者零序電流作為啟動(dòng)元件的，無論系統(tǒng)發(fā)生什么類型的故障，只要相電流發(fā)生突變或者產(chǎn)生零序電流（一般整定為 0.1 0.51 n ）, 啟動(dòng)元件就會(huì)動(dòng)作。二、收發(fā)信元件高頻保護(hù)收發(fā)信機(jī)收信和發(fā)信是獨(dú)立的功能，收信由收信機(jī)獨(dú)立完成，發(fā)信則包括保護(hù)啟動(dòng)發(fā)信、遠(yuǎn)方啟動(dòng)發(fā)信和通道檢查發(fā)信。保護(hù)啟動(dòng)發(fā)信是在保護(hù)啟動(dòng)后和保護(hù)整組復(fù)歸前進(jìn)行的強(qiáng)制發(fā)信。遠(yuǎn)方啟動(dòng)發(fā)信是對(duì)側(cè)發(fā)信后啟動(dòng)本側(cè)發(fā)信機(jī)發(fā)信。使用遠(yuǎn)方發(fā)信的作用主要有：（1）提高被保護(hù)線路兩側(cè)裝置配合的可靠性，防止在下列情況下保護(hù)誤

7、動(dòng)作：發(fā)生區(qū)外故障，近故障側(cè)保護(hù)啟動(dòng)發(fā)信元件未能啟動(dòng)發(fā)信，此時(shí)遠(yuǎn)故障側(cè)保護(hù)將誤動(dòng)（見圖，無閉鎖信號(hào)）。 具備了遠(yuǎn)方啟動(dòng)條件后， 只要一側(cè)發(fā)信機(jī)啟動(dòng)，則另一側(cè)發(fā)信機(jī)也發(fā)信，確保區(qū)外故障不會(huì)誤動(dòng)作。 （ 2）可以方便通道檢查，不必由兩側(cè)值班人員同時(shí)配合進(jìn)行，尤其是在改成監(jiān)控中心值班模式之后，顯 得更加方便了。通道檢查發(fā)信是用來進(jìn)行通道檢測(cè)的, 必須滿足以下要求：（ 1 ） 線路每側(cè)都能單獨(dú)進(jìn)行通道檢查（ 2） 應(yīng)能分別檢查對(duì)側(cè)單獨(dú)發(fā)信、 兩側(cè)同時(shí)發(fā)信及本側(cè)單獨(dú)發(fā)信時(shí)的通道工作情況。（ 3） 通道檢查應(yīng)能在線路正常運(yùn)行、 單側(cè)斷開、雙側(cè)斷開時(shí)都可進(jìn)行。（ 4） 通道檢查過程中如遇系統(tǒng)故障 , 應(yīng)能立

8、即轉(zhuǎn)入保護(hù)啟動(dòng)發(fā)信、停信狀態(tài)5）通道檢查既能手動(dòng)進(jìn)行，也能保護(hù)按定時(shí)自動(dòng)進(jìn)行三、方向元件方向元件在高頻保護(hù)中主要是用來判別故障是區(qū)外還是區(qū)內(nèi)， 有 正方向元件和反方向元件之分，正方向元件在區(qū)內(nèi)故障時(shí)動(dòng)作，反方 向元件在區(qū)外故障時(shí)動(dòng)作?？v聯(lián)保護(hù)的方向元件應(yīng)該滿足下列要求：（ 1）要有明確的方向性， 如果方向判別錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)或者拒 動(dòng)。（ 2）要確保在本線路全長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)生各種故障都能可靠動(dòng)作，只 有這樣，才能做到全線速動(dòng)。（3）反方向元件要閉鎖正方向元件。防止區(qū)外故障時(shí)保護(hù)誤動(dòng)，缺點(diǎn)是區(qū)外故障轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時(shí)需等區(qū)外故障切除方能切除本線路的區(qū)內(nèi)故障。（ 4）本側(cè)的反方向元件比本側(cè)的正方向元件更靈敏

9、。（ 5）本側(cè)的反方向元件比對(duì)側(cè)的正方向元件更靈敏。四、停信元件高頻閉鎖保護(hù)的停信元件包括正方向元件動(dòng)作停信、其他保護(hù) 動(dòng)作停信、本保護(hù)動(dòng)作停信、斷路器位置停信和弱饋保護(hù)停信五種實(shí)現(xiàn)方式。1、正方向元件動(dòng)作停信高頻閉鎖保護(hù)在正方向元件動(dòng)作后就會(huì)停發(fā)閉鎖信號(hào)。2、其他保護(hù)動(dòng)作停信母差保護(hù)動(dòng)作停信，目的是防止故障發(fā)生在開關(guān)和CT 之間 或者母線上開關(guān)拒動(dòng)，此時(shí)高頻保護(hù)會(huì)將母線故障視為“區(qū)內(nèi)故障”，如為單相故障，高頻保護(hù)動(dòng)作后會(huì)重合一次。需要說明的是此時(shí)高頻保護(hù)并不是肯定動(dòng)作。3、本保護(hù)動(dòng)作停信本保護(hù)是指保護(hù)裝置的后備保護(hù)，比如距離、零序等，本保護(hù)動(dòng)作停信的作用：如果正方向和反方向同時(shí)發(fā)生故障，反方

10、 向元件閉鎖正方向元件，導(dǎo)致高頻保護(hù)不能停信，則由距離或零序保護(hù)動(dòng)作停信，確保兩個(gè)故障都能快速切除。4、三跳位置停信三跳位置停信是指開關(guān)在斷開的情況下使其收發(fā)信機(jī)處于 停信狀態(tài)，解除遠(yuǎn)方啟動(dòng)發(fā)信元件的作用。例如手動(dòng)充電合閘于故障線路時(shí)，本側(cè)保護(hù)啟動(dòng)發(fā)信，同時(shí)遠(yuǎn)方啟動(dòng)對(duì)側(cè)發(fā)信機(jī)發(fā)信，本側(cè)正方向元件啟動(dòng)停信，而對(duì)側(cè)無法停信導(dǎo)致本側(cè)開關(guān)也無法跳閘。5、弱饋保護(hù)停信弱饋保護(hù)的定義：線路弱電源或無電源端，或者說線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)某一端保護(hù)的所有正方向元件靈敏度都不夠。目的：使線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)能做到全線速動(dòng)。弱饋側(cè)是否跳閘可以根據(jù)運(yùn)行的需要進(jìn)行選擇，稱為“弱饋跳閘”。通俗的說，弱饋功能就是當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，由于線路某側(cè)短路容量不夠，正方向元件無法啟動(dòng)，因而無法停信，也無法跳閘。此時(shí)采用的弱饋停信能在區(qū)內(nèi)故障時(shí)停信不拒動(dòng)，區(qū)外故障時(shí)發(fā)信不誤動(dòng)。6、功率倒向問題及其處理方法所謂功率倒向：如圖示，乙線發(fā)生故障，保護(hù)1 正方向啟動(dòng)并停信，保護(hù) 2 反方向元件動(dòng)作發(fā)閉鎖信號(hào)。保護(hù)3、4 正方向元件啟動(dòng)跳閘。如果此時(shí)4 開關(guān)跳閘后而 3 開關(guān)尚未跳開，會(huì)造成甲線上短路電流由原來的 12 變?yōu)?2 1,對(duì)于 1 保護(hù)而言反方向元件動(dòng)作，發(fā)閉鎖信號(hào)；對(duì)于 2 保護(hù)而言，反方向元件返回，正方向元件動(dòng)作，停信。如果 2