1、電力系統(tǒng) 繼電保護原理,華中科技大學武昌分校自動化系,第五章,電網的高頻保護,主要內容,（一）高頻保護的概念及構成通道,（二）高頻閉鎖方向保護,（一）高頻保護的概述及構成,1、高頻保護的構成原理 用高頻載波代替二次導線，傳送線路兩側電信號，所以高頻保護 的原理是反應被保護線路首末兩端電流的差或功率方向信號，用 高頻載波將信號傳輸?shù)綄燃右员容^而決定保護是否動作。 高頻保護與線路的縱聯(lián)差動保護類似，正常運行及區(qū)外故障時， 保護不動，區(qū)內故障全線速動。 2、載波通道的構成原理 包括高頻阻波器、結合電容器、連接濾波器、高頻電纜、保護間隙、 接地刀閘、高頻收發(fā)信機,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武

2、昌分校,華中科技大學武昌分校,電力系統(tǒng)繼電保護原理,1）高頻阻波器 高頻阻波器高頻阻波器是由電感線圈和可調電容組成的并聯(lián)諧振回路，當其諧振頻 率為選用的載波頻率時，它所呈現(xiàn)的阻抗最大。對工頻電流而言，高頻阻波器的阻抗 僅是電感線圈的阻抗，因而工頻電流可暢通無阻，不會影響輸電線路正常傳輸。,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,2）結合電容器 它是一個高壓電容器，電容很小，對工頻電壓呈現(xiàn)很大的阻抗，使收發(fā)信機 與高壓輸電線路絕緣，載頻信號順利通過。結合電容器2與連接濾波器3組成帶 通濾波器，對載頻進行濾波。 3）連接濾波器 它是一個可調節(jié)的空心變壓器，與結合電容器共同組成帶通濾波器，連接濾

3、 波器起著阻抗匹配的作用，可以避免高頻信號的電磁波在傳輸過程中發(fā)生反射 ，并減少高頻信號的損耗，增加輸出功率。 4）高頻電纜 用來連接戶內的收發(fā)信機和裝在戶外的連接濾波器。為屏蔽干擾信 ， 減少高頻損耗，采用單芯同軸電纜，其波阻抗為100。,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,5）保護間隙 保護間隙是高頻通道的輔助設備。用它來保護高頻電纜和高頻收發(fā)信機免 遭過電壓的襲擊。 6）接地刀閘 接地刀閘也是高頻通道的輔助設備。在調整或檢修高頻收發(fā)信機和連接濾波 器時，用它來進行安全接地，以保證人身和設備的安全。 7）高頻收、發(fā)信機 高頻收發(fā)信機的作用是發(fā)送和接收高頻信號。發(fā)信機部分是由繼電保護

4、來控 制。高頻收信機接收到由本端和對端所發(fā)送的高頻信號。經過比較判斷之后， 再動作于跳閘或將它閉鎖。,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,3、高頻信號利用方式 按高頻通道的工作方式：故障時發(fā)信和長期發(fā)信 在這兩種工作方式中，按傳送的信號性質，又可以分為傳送閉 鎖信號、允許信號和跳閘信號三種類型 閉鎖信號：收不到這種信號是高頻保護動作跳閘的必要條件。 允許信號：收到這種信號是高頻保護動作跳閘的必要條件。 傳送跳閘信號：收到這種信號是保護動作于跳閘充分而必要條 件的條件。,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,（二）高頻閉鎖方向保護,1、高頻閉鎖方向保護的基本原理 高頻閉鎖方向保護是

5、通過高頻通道間接比較被保護線路兩側的功率方向，以判別是被保護范圍內部故障還是外部故障。 當區(qū)外故障時，被保護線路近短路點一側為負短路功率，向輸電線路發(fā)高頻波，兩側收信機收到高頻波后將各自保護閉鎖。 當區(qū)內故障時，線路兩端的短路功率方向為正，發(fā)信機不向線路發(fā)送高頻波，保護的起動元件不被閉鎖，瞬時跳開兩側斷路器。,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,、高頻閉鎖方向保護特性分析 起動發(fā)信繼電器1：靈敏度較高，用來起動高頻發(fā)信機 起動跳閘繼電器2：靈敏度較低，用來起動跳閘回路 功率方向繼電器3：判斷短路功率的方向 停信繼電器4：在內部故障時停止發(fā)出高頻信號 閉鎖繼電器5：用以控制保護的跳閘回路

6、，帶有工作線圈和制動線圈,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,區(qū)外故障時 如在D1點短路，被保護線路AB兩側的起動發(fā)信機電流繼電器1動作，接通發(fā)信機的功放級電源，向高頻通道發(fā)信，并將方向高頻保護閉鎖。對AB線路來說，近短路點B側的短路功率是負的，功率方向繼電器不動作，不去停信。輸電線路AB兩側方向高頻保護的收信機收到高頻信號，將各自的保護閉鎖，不發(fā)出跳閘脈沖。,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,區(qū)內故障時 被保護線路AB區(qū)內故障如在D2點短路，兩側起動發(fā)信機繼電器1及起動跳閘繼電器2動作，繼電器1起動，向高頻通道發(fā)信，兩側收信機收到高頻信號后，立刻將保護閉鎖，但兩側功率方向繼

7、電器3承受正方向短路功率而起動。首先停信，解除閉鎖，與此同時閉鎖繼電器起動，發(fā)出跳閘脈沖。,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,系統(tǒng)震蕩時 系統(tǒng)震蕩時，且震蕩中心在保護區(qū)內時，流過被保護線路兩側的功率皆為正功率，保護會誤動,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,、高頻閉鎖距離保護 下圖為高頻閉鎖距離保護的原理說明，假設線路兩側均采用三段式距 離元件，I段能保護線路全長的85， II 段能保護線路的全長并具有足夠 的靈敏度，III段作為起動元件并可作為后備保護。,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,內部發(fā)生故障時(如d1點) 兩端的起動元件動作，起動發(fā)信機，但兩端的距離II段也動作，又停止了發(fā)信機。當收信機收不到高頻信號時，2KL觸點閉合，使距離II段可瞬時動作于跳閘。,電力系統(tǒng)繼電保護原理,華中科技大學武昌分校,外部發(fā)生故障時(如d點) 當保護范圍外部故障時(如d2點)，靠