高頻線路保護(hù)原理及調(diào)試

高頻線路保護(hù)原理及調(diào)試

閉鎖式/允許式收發(fā)信特點(diǎn)閉鎖式收發(fā)信單元具有自發(fā)自收功能。既能收到本身的發(fā)信信息，又能收到對(duì)側(cè)發(fā)過來的閉鎖信號(hào)。任一閉鎖信號(hào)均將閉鎖高頻保護(hù)。允許式收發(fā)信單元不具備自發(fā)自收功能。只能收取對(duì)側(cè)的允許信號(hào)。只有收取到對(duì)側(cè)的允許信號(hào)時(shí)才開放本側(cè)的高頻保護(hù)。正常運(yùn)行時(shí)，通道是否有信號(hào)？高頻線路保護(hù)原理故障線路的特征是：兩側(cè)的均動(dòng)作，兩側(cè)的均不動(dòng)作，這在非故障線路中是不存在的。而非故障線路的特征是：兩側(cè)中有一側(cè)的不動(dòng)作、動(dòng)作，這在故障線路中是不存在的。采用閉鎖信號(hào)時(shí)，在不動(dòng)作、動(dòng)作的這一側(cè)一直發(fā)高頻信號(hào)，如圖所示。

采用允許信號(hào)時(shí)，在動(dòng)作、不動(dòng)作的這一側(cè)一直發(fā)高頻信號(hào)。方向縱聯(lián)保護(hù)方向縱聯(lián)保護(hù)是由線路兩側(cè)的方向元件分別對(duì)故障的方向作出判斷，然后通過高頻信號(hào)作出綜合判斷，即對(duì)兩側(cè)的故障方向進(jìn)行比較以決定是否跳閘。一般規(guī)定從母線指向線路的方向?yàn)檎较?，從線路指向母線的方向?yàn)榉捶较?。閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的工作方式是當(dāng)任一側(cè)方向元件判斷為反方向時(shí)，不僅本側(cè)保護(hù)不跳閘，而且由發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻信號(hào)，對(duì)側(cè)收信機(jī)接收后就輸出脈沖閉鎖該側(cè)保護(hù)。在外部故障時(shí)是近故障側(cè)的方向元件判斷為反方向故障，所以是近故障側(cè)閉鎖遠(yuǎn)故障側(cè)；在內(nèi)部故障時(shí)兩側(cè)方向元件都判斷為正方向，都不發(fā)送高頻信號(hào)，兩側(cè)收信機(jī)接收不到高頻信號(hào)，也就沒有輸出脈沖去閉鎖保護(hù)，于是兩側(cè)方向元件均作用于跳閘。方向縱聯(lián)保護(hù)功率方向元件分為零序功率方向元件和負(fù)序功率方向元件；零序功率方向元件反應(yīng)接地短路而不反應(yīng)相間短路；負(fù)序功率方向不僅能反應(yīng)所有不對(duì)稱短路，而且增設(shè)短時(shí)記憶回路后也能反應(yīng)三相對(duì)稱短路。零序方向元件

方向明確，靈敏度好穩(wěn)態(tài)量，受運(yùn)行方式影響小不怕振蕩只能保護(hù)接地短路負(fù)序方向元件穩(wěn)態(tài)量方向明確，靈敏度很好不怕振蕩保護(hù)不對(duì)稱短路高頻閉鎖距離保護(hù)利用距離保護(hù)的啟動(dòng)元件和距離方向元件控制收發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻閉鎖信號(hào)，閉鎖兩側(cè)保護(hù)的原理構(gòu)成的高頻保護(hù)。優(yōu)點(diǎn)：能足夠靈敏和快速地反應(yīng)各種對(duì)稱和不對(duì)稱故障；不受分布電容的影響。弱饋功能弱電源側(cè)保護(hù)

當(dāng)被保護(hù)線路的一側(cè)為弱電源或無電源方式時(shí)，弱電源側(cè)保護(hù)的正方向發(fā)生線路故障時(shí)，流過弱電源側(cè)保護(hù)的電流不再與通常雙端電源線路故障時(shí)特征相同，此時(shí)應(yīng)投入縱聯(lián)保護(hù)的弱饋功能和弱饋跳閘功能，以便實(shí)現(xiàn)弱電源線路選跳功能。投入弱饋后，本保護(hù)應(yīng)滿足以下要求：區(qū)內(nèi)故障時(shí)本側(cè)停信或發(fā)允許信號(hào)，以使強(qiáng)電側(cè)保護(hù)快速出口。弱電源側(cè)保護(hù)可以由控制字選擇是否跳閘。弱電源問題低電壓啟動(dòng)邏輯：

電流突變量元件不啟動(dòng)的情況下，保護(hù)滿足以下條件，則弱電源側(cè)保護(hù)也能啟動(dòng)。a)

電壓低于0.5Un；b)

有收信信號(hào)（無論閉鎖式還是允許式）。啟動(dòng)后，弱饋側(cè)保護(hù)將快速停信（允許式發(fā)信），展寬120ms，可以保證強(qiáng)電源側(cè)保護(hù)快速跳閘。低電壓跳閘邏輯：若弱電源側(cè)保護(hù)跳閘控制字投入，那么，則經(jīng)對(duì)側(cè)的閉鎖或允許信號(hào)確認(rèn)后就可以跳閘。a)至少有一相或相間電壓低于0.5Un；b)保護(hù)正方向和反方向元件均不動(dòng)作；c)啟動(dòng)時(shí)間小于200ms；d)收不到閉鎖信號(hào)8ms或收到允許信號(hào)5ms。相繼動(dòng)作

如果在大電源側(cè)出口附近經(jīng)大電阻接地，由于助增作用，可能使對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)停信靈敏度不足，此時(shí)靠大電源側(cè)零序Ⅰ段或接地距離Ⅰ段先動(dòng)作，在本側(cè)斷路器跳開助增消失后對(duì)側(cè)縱聯(lián)保護(hù)再相繼動(dòng)作。保護(hù)在任何情況下，先跳側(cè)縱聯(lián)保護(hù)的停信元件在檢測到本裝置內(nèi)零序、距離保護(hù)發(fā)出跳閘令后，檢測原故障相確無電流后，將停信脈沖展寬120ms。其他保護(hù)停信作用：當(dāng)母線故障發(fā)生在電流互感器與斷路器之間時(shí)，母線保護(hù)雖然正確動(dòng)作，但故障點(diǎn)依然存在，依靠母線保護(hù)出口繼電器動(dòng)作使該側(cè)線路高頻保護(hù)停信，從而使對(duì)側(cè)斷路器跳閘切除故障。（一般接線由操作箱的TJR、TJQ開入至其他保護(hù)停信實(shí)現(xiàn)）三跳位置停信作用：當(dāng)故障發(fā)生在本側(cè)出口時(shí)，由接地或距離保護(hù)快速動(dòng)作跳閘，而高頻保護(hù)還未來得及動(dòng)作，故障已被切除，并發(fā)出連續(xù)高頻信號(hào)，閉鎖了對(duì)側(cè)高頻保護(hù)，只能由二段帶延時(shí)跳閘。為克服此缺點(diǎn)，采用由跳閘位置繼電器停信，使對(duì)側(cè)自發(fā)自收，實(shí)現(xiàn)無延時(shí)跳閘。（TWJ接入位置停信開入實(shí)現(xiàn)）通道試驗(yàn)邏輯通道試驗(yàn)：按下通道試驗(yàn)按鈕，本側(cè)發(fā)信，200ms后本側(cè)停信。對(duì)側(cè)保護(hù)收到閉鎖信號(hào)立即連續(xù)發(fā)信10s，本側(cè)保護(hù)收到對(duì)側(cè)閉鎖信號(hào)達(dá)5s后，本側(cè)再次發(fā)信10s后通道試驗(yàn)結(jié)束。M側(cè)

N側(cè)

通道試驗(yàn)高頻保護(hù)三種通道方式與保護(hù)的配合三種通道方式：專用閉鎖式；允許式；復(fù)用載波機(jī)閉鎖式。高頻線路保護(hù)原理、運(yùn)行、調(diào)試、維護(hù)專用收發(fā)信機(jī)閉鎖式：兩種與專用收發(fā)信機(jī)配合的方式（通過控制字實(shí)現(xiàn)）：１）遠(yuǎn)方起信由保護(hù)完成２）遠(yuǎn)方起信由收發(fā)信機(jī)完成，一般推薦遠(yuǎn)方起信由保護(hù)完成。允許線路兩側(cè)縱聯(lián)保護(hù)，一側(cè)是遠(yuǎn)方起信由保護(hù)完成（單接點(diǎn)方式）、另一側(cè)是遠(yuǎn)方起信由收發(fā)信機(jī)完成（雙接點(diǎn)方式）。閉鎖式高頻保護(hù)單接點(diǎn)方式雙接點(diǎn)方式遠(yuǎn)方啟信功能保護(hù)收發(fā)信機(jī)其它保護(hù)停信保護(hù)收發(fā)信機(jī)通道試驗(yàn)功能保護(hù)收發(fā)信機(jī)三跳位置停信保護(hù)收發(fā)信機(jī)注：特別注意收發(fā)信機(jī)的單/雙接點(diǎn)切換。保護(hù)的單/雙接點(diǎn)功能由控制字實(shí)現(xiàn)專用收發(fā)信機(jī)高頻保護(hù)接收發(fā)信機(jī)時(shí)，若現(xiàn)場為遠(yuǎn)方啟動(dòng)發(fā)信等邏輯由保護(hù)完成，收發(fā)信機(jī)應(yīng)取消遠(yuǎn)方啟動(dòng)功能；若現(xiàn)場為遠(yuǎn)方啟動(dòng)發(fā)信等邏輯由收發(fā)信機(jī)完成，收發(fā)信機(jī)應(yīng)具有遠(yuǎn)方啟動(dòng)功能。例如：1)LFX912收發(fā)信機(jī)：接口插件JP跳線取消且遠(yuǎn)方啟動(dòng)端子無開入，即遠(yuǎn)方啟動(dòng)等功能需由保護(hù)完成；接口插件JP跳線插上或遠(yuǎn)方啟動(dòng)端子有開入，即收發(fā)信機(jī)具有遠(yuǎn)方啟動(dòng)功能。2)SF-600收發(fā)信機(jī)：遠(yuǎn)方啟動(dòng)插頭取消、9號(hào)插件W6斷W7連、10號(hào)插件W10斷W11連，遠(yuǎn)方啟動(dòng)等功能需由保護(hù)完成；遠(yuǎn)方啟動(dòng)插頭插上、10號(hào)插件W10連W11斷，即收發(fā)信機(jī)具有遠(yuǎn)方啟動(dòng)功能。3)SF-960收發(fā)信機(jī)：前視2號(hào)插件，JP21：“遠(yuǎn)方啟信”控制跳線，連接JP21,退出遠(yuǎn)方啟信功能；JP24：“自發(fā)自收”控制跳線，連接JP24,退出自發(fā)自收功能；JP25：單屏調(diào)試時(shí)短接，正常運(yùn)行時(shí)必須將該跳線斷開。4)GSF-6收發(fā)信機(jī)：遠(yuǎn)方啟動(dòng)撥至退一側(cè)，遠(yuǎn)方啟動(dòng)等功能需由保護(hù)完成；遠(yuǎn)方啟動(dòng)撥至投入一側(cè)，即收發(fā)信機(jī)具有遠(yuǎn)方啟動(dòng)功能。5)YBX-1收發(fā)信機(jī)：遠(yuǎn)方啟動(dòng)插頭取消，遠(yuǎn)方啟動(dòng)等功能需由保護(hù)完成；遠(yuǎn)方啟動(dòng)插頭插上，即收發(fā)信機(jī)具有遠(yuǎn)方啟動(dòng)功能。6)CSY102B(Z)開入6切塊單/雙接點(diǎn)方式，壓板投入為雙接點(diǎn)控制收發(fā)信機(jī)方式，壓板不投為單接點(diǎn)控制收發(fā)信機(jī)方式。7)其它型號(hào)收發(fā)信機(jī)可參考收發(fā)信機(jī)說明書進(jìn)行跳線。

專用收發(fā)信機(jī)高頻收發(fā)插件的跳線“本機(jī)－通道”：SF600/960正常運(yùn)行時(shí)，將插頭插入該位置，與高頻通道接通?！氨緳C(jī)－負(fù)載”：將插頭插入該位置時(shí)，高頻信號(hào)輸出與內(nèi)部75Ω負(fù)載相連，并與通道斷開。高頻線路保護(hù)原理、運(yùn)行、調(diào)試、維護(hù)單接點(diǎn)方式單斷路器與專用高頻收發(fā)信機(jī)的連接示意圖

高頻線路保護(hù)原理、運(yùn)行、調(diào)試、維護(hù)雙接點(diǎn)方式單斷路器與專用高頻收發(fā)信機(jī)的連接示意圖

高頻線路保護(hù)原理、運(yùn)行、調(diào)試、維護(hù)雙接點(diǎn)專用閉鎖式、光纖專用通道與遠(yuǎn)方信號(hào)傳輸裝置的連接示意圖高頻線路保護(hù)原理、運(yùn)行、調(diào)試、維護(hù)單接點(diǎn)專用閉鎖式、光纖復(fù)用通道與遠(yuǎn)方信號(hào)傳輸裝置的連接示意圖高頻線路保護(hù)原理、運(yùn)行、調(diào)試、維護(hù)允許式通道邏輯：

可采用各種通道：復(fù)用載波通道微波通道光纖通道等采用各種復(fù)用接口設(shè)備時(shí)，要求每側(cè)都只接收對(duì)側(cè)傳來的命令信號(hào)高頻線路保護(hù)原理、運(yùn)行、調(diào)試、維護(hù)復(fù)用通道、允許式與遠(yuǎn)方信號(hào)傳輸裝置連接示意圖高頻線路保護(hù)調(diào)試縱聯(lián)距離試驗(yàn)，阻抗定值項(xiàng)輸入定值電抗值，電阻設(shè)為零，試驗(yàn)阻抗可以設(shè)為0.8倍定值，正方向AB相間瞬時(shí)故障，故障電流設(shè)為額定電流，試驗(yàn)時(shí)間設(shè)為100ms?？v聯(lián)零序試驗(yàn)，模擬正方向A相接地瞬時(shí)故障，故障電流設(shè)為大于定值電流，試驗(yàn)時(shí)間設(shè)為150ms，阻抗設(shè)置需大于1.05倍整定阻抗。縱聯(lián)突變?cè)囼?yàn)，模擬模擬正方向A相接地瞬時(shí)故障，故障電流設(shè)為大于突變量啟動(dòng)定值，試驗(yàn)時(shí)間設(shè)為100ms。

高頻線路保護(hù)調(diào)試縱聯(lián)加速保護(hù)，用多態(tài)菜單，開始狀態(tài)為空載狀態(tài)，狀態(tài)1設(shè)置為AN區(qū)內(nèi)故障，時(shí)間持續(xù)100mS，狀態(tài)2設(shè)置為空載狀態(tài)，時(shí)間持續(xù)大于重合閘時(shí)間,狀態(tài)3設(shè)置為AN區(qū)內(nèi)故障，時(shí)間持續(xù)150mS。弱饋保護(hù)：投入弱饋及其跳閘功能，用狀態(tài)序列菜單，利用測試儀的開出1模擬收發(fā)信機(jī)的收信接點(diǎn)，一態(tài)為空載狀態(tài)，開出1為“斷開”，二態(tài)設(shè)置為任意狀態(tài)，A相電壓降為20V，其它兩相電壓正常，三相均無流，開出1為接通，此序列時(shí)間為10ms,三態(tài)設(shè)置同二態(tài)，但開出1更改為斷開，時(shí)間持續(xù)150ms,四態(tài)狀態(tài)為空載狀態(tài)，開出1為斷開，此狀態(tài)也是結(jié)束態(tài)。高頻通道的組成與作用

高頻通道的組成：

1）輸電線路

2）阻波器

3）耦合電容

4）結(jié)合濾波器

5）接地刀閘

6）高頻電纜

7）高頻收發(fā)信機(jī)

8）線路保護(hù)利用高壓輸電線路構(gòu)成的雙高頻保護(hù)仍然是目前國內(nèi)電網(wǎng)的主要運(yùn)行方式?？v聯(lián)保護(hù)載波通道的構(gòu)成

高頻通道的作用高頻保護(hù)依靠兩側(cè)收發(fā)信機(jī)傳輸、交換信號(hào)，以此判斷是否動(dòng)作出口，傳統(tǒng)的收發(fā)信機(jī)是通過高壓輸電線路傳輸高頻信號(hào)（高頻通道）。在電力系統(tǒng)無故障的正常情況下，干擾相對(duì)來說較小，基本處于待命狀態(tài)；但在系統(tǒng)突然發(fā)生故障的瞬間，它要在比正常時(shí)嚴(yán)重幾倍的干擾情況下，及時(shí)啟動(dòng)，并完成收、發(fā)信，把保護(hù)動(dòng)作信息準(zhǔn)確送至對(duì)側(cè)高頻保護(hù)裝置，這就要求除輸電線路的加工設(shè)備提供良好的通道外，還需要高頻收發(fā)信機(jī)具有良好的抗干擾性能。否則，每一種干擾都有可能在這種連續(xù)的時(shí)間間隔中，造成信號(hào)的誤發(fā)、誤收，導(dǎo)致保護(hù)錯(cuò)誤判斷，以至以誤動(dòng)。

1、輸電線路

將高頻信號(hào)從線路一端傳送至另一端。相地耦合：

A相：高閉；

B相：方向高頻（相差高頻）；

C相：遠(yuǎn)切、載波。相相耦合：

A相與B相：高閉

C相：遠(yuǎn)切、載波。

2、線路阻波器

L-C組成并聯(lián)諧振回路（單頻、寬頻等）高頻信號(hào)呈很大的阻抗，使高頻信號(hào)被限制在所保護(hù)的輸電線路之內(nèi)傳輸。尤其是當(dāng)母線或其他線路出口發(fā)生故障時(shí)，高頻電流向母線分流將造成信號(hào)短路。工頻電流：呈很小的阻抗，使其暢通無阻。

3、耦合電容器工頻電流：呈很大的阻抗，防止其侵入高頻收發(fā)信機(jī)；高頻信號(hào)：呈很小的阻抗；與結(jié)合濾波器共同組成帶通或高通濾波器，只允許此通帶頻率之內(nèi)的高頻信號(hào)通過。

4、結(jié)合濾波器與耦合電容器組成帶通或高通濾波器；起阻抗匹配作用，減小高頻信號(hào)的衰耗；電力架空線的特性阻抗為400Ω或300Ω（分裂導(dǎo)線）；高頻電纜的特性阻抗為75Ω或100Ω；使電力線載波機(jī)或高頻收發(fā)信機(jī)與高壓線路隔離。

5、接地刀閘接地刀閘（輔助設(shè)備）：在調(diào)整或檢修電力線載波機(jī)收發(fā)信機(jī)和結(jié)合濾波器時(shí)，將它接地，耦合電容器下端絕對(duì)不能懸空，否則，高壓電將危及人身安全。注意：耦合電容器、結(jié)合濾波器與刀閘的連接

6、高頻電纜高頻電纜有對(duì)稱電纜和不對(duì)稱電纜兩種。對(duì)稱電纜常用于相-相耦合方式，其波阻抗為150。不對(duì)稱電纜（即單芯同軸電纜）常用于相-地耦合方式，其波阻抗為75.

7、高頻收發(fā)信機(jī)目前電力系統(tǒng)使用的收發(fā)信機(jī)廠家：南瑞繼保------LFX-912/913、PCS-912/913國家南自------PSF630系列許繼電氣------SF-500、600，960揚(yáng)州電訊------YBX系列宏圖高科------GSF-6型高頻通道聯(lián)調(diào)

發(fā)信電平測量收信電平測量通道收信裕度測量3dB告警電平測量線路保護(hù)帶通道聯(lián)調(diào)試驗(yàn)發(fā)信電平測量在高頻通道的入口處，用選頻表的“高阻”檔測量發(fā)信電平.發(fā)信電平應(yīng)滿足30dB≤發(fā)信電平≤34dB接入通道測試值與接入