电力系统继电保护03

第3章输电线路的高频保护•3.1高频保护的基本原理•3.1.1高频保护的作用原理图3.1输电线路内外短路示意图(3.1)(3.2)图3.2电流纵差动保护的示意图(a)外部短路；(b)内部短路图3.3高频通道构成示意图1—阻波器；2—结合电容器；3—连接滤波器；4—电缆；5—高频收、发信机；6—刀闸图3.4阻波器阻抗与频率的关系•(1)阻波器•阻波器是由一电感线圈与可变电容器并联组成的回路。其并联后的阻抗Z与频率的关系如图3.4所示，当并联谐振时，它所呈现的阻抗最大。•(2)结合电容器•结合电容器与连接滤波器共同配合，将载波信号传递至输电线路，同时使高频收发信机与工频高压线路绝缘。•(3)连接滤波器•连接滤波器由一个可调节的空心变压器及连接至高频电缆一侧的电容器组成。•(4)高频收、发信机•发信机部分系由继电保护来控制，通常都是在电力系统发生故障时，保护部分启动之后它才发出信号，但有时也可以采用长期发信、故障时停信或改变信号频率的方式。•3.1.2高频通道的工作方式和高频信号的作用•高频通道的工作方式可以分为经常无高频电流(即所谓故障时发信)和经常有高频电流(即所谓长期发信)两种方式。•在这两种工作方式中，以其传送的信号性质为准，又可以分为传送闭锁信号、允许信号和跳闸信号三种类型。•3.2高频闭锁方向保护•3.2.1工作原理•3.2.2高频闭锁方向保护的启动方式图3.5在故障时发信方式下三种信号与保护的逻辑关系(a)跳闸信号；(b)允许信号；(c)闭锁信号•(1)电流启动方式图3.6长期发信方式下三种信号与保护的逻辑关系(a)跳闸信号；(b)允许信号；(c)闭锁信号图3.7高频闭锁方向保护的作用原理(3.3)(3.4)图3.8电流启动高频闭锁方向保护的方框原理图(a)方框原理图；(b)S+的保护区(3.5)(3.6)(3.7)•(2)远方启动方式•内部短路时，保护的工作分下列几种情况来说明：•①两端电源供电•②单端电源供电图3.9短路功率换向的说明图图3.10远方启动高频闭锁方向保护方框原理图•③一侧断路器跳开•外部短路时，保护的工作分下列几种情况来说明：•①近短路侧的电流启动元件I动作•②近短路侧I不动作•③外部故障切除后•④被保护线路保护相继动作•(3)功率方向元件启动方式•3.3高频闭锁负序方向保护•(1)正常运行、过负荷、系统振荡、电压回图3.11方向元件启动的高频闭锁向保护的方框原理图(a)方框原理图；(b)S+和S-的动作区图3.12高频闭锁方向保护的方框原理图a—外部发信；b—手动发信；c—外部停信；d—全相运行信号；e—至高频通道；f—跳闸路断线或电流回路断线时•(2)线路内部不对称短路时•(3)线路内部三相对称短路时•(4)内部故障切除后•1)保护与三相自动重合闸装置配合使用时•2)保护与单相重合闸或综合重合闸配合用于双侧电源线路时•①保护用电压互感器接在线路侧时，L2、L3不需连接。•②保护用电压互感器接在母线上时，L2要接上。•③用于T型接线网络时，L2、L3接上。•(5)线路外部不对称短路时•(6)短路功率换向时•(7)外部停信•3.4高频闭锁距离保护和零序保护•3.4.1高频闭锁距离保护的构成•(1)启动元件图3.13线路变压器2QF检修时电路示意图•启动元件的主要作用是在故障时启动发信机。它由距离保护本身的启动元件起作用。•(2)距离元件图3.14高频闭锁距离保护方框原理图•距离元件的作用是判断故障的方向，以控制发信机是否停止发信。•(3)高频收、发信机•高频收、发信机部分与高频闭锁方向保护相同。•3.4.2高频闭锁距离保护的工作情况•(1)内部故障时•(2)外部故障时•(3)系统振荡时•(4)距离保护单独运行•3.4.3高频闭锁零序方向保护•零序电流方向保护对接地故障反应灵敏、延时小，零序功率方向元件无死区，电压互感器二次侧断线时不会误动作，接线简单可靠，系统振荡时不会误动作，所以不需要采取振荡闭锁措施，实现高频闭锁保护方案时要比距离保护更为方便。•3.5高频相差动保护•3.5.1工作原理•3.5.2相差高频保护的构成•(1)高频收、发信机图3.15相差动高频保护工作的基本原理(a)接线示意图；(b)Kl点内部故障时的电流相位；(c)K2外部故障时的电流相位图3.16相差动高频保护动作原理的说明(a)(a′)A端滤过器的输出电流IA；(b)(b′)B端滤过器的输出电流；(c)(c′)由“操作发出的高频信号”；(d)(d′)由“操作发出的高频信号”;(e)(e′)收信机所接收的信号；(f)(f′)F1的输出信号•(2)操作元件•(3)启动元件•(4)比相元件•3.5.3高频相差动保护的相位特性和相继动作区图3.17相差高频保护原理方框图•(1)在最不利的情况下保护范围内部故障图3.18晶体管式高频相差动保护比相部分原理图图3.19电力系统短路的相量图•(2)保护范围外部的故障•(3)闭锁角的整定图3.20相位特性曲线和闭锁角的选择•将t折算成高频信号的间断角度：•(4)保护的相继动作区