高频保护基本原理和试验方法,高频通道、允许式高频保护和闭锁式高频保护
23 高频保护
三、高频闭锁方向保护的启动方式
外部故障时，保护正确动作的必要条件是近故障点 端的发信机必须启动发信。如果远故障点端跳闸回路启 动，而近故障点端发信机又未启动发信，将导致保护误 动作。
1. 电流元件启动
采用两个电流启动元件 用灵敏性较高的KA1可靠地启动发信，用灵敏性 较低的KA2启动跳闸回路，可避免保护误动作。
与此同时，阻抗继电器KR（ZII）动作后与门1开放， 一方面准备发保护跳闸信号，另一方面闭锁禁止门6，使本 端发信机停止发信。 同样，对端阻抗测量元件ZII也动作，使对端也停止发 信。于是收信机收不到闭锁信号，禁止门8开放，经或门3 保护瞬时动作于跳闸。时间元件KT2延时t2=7s返回，即高 频信号只允许发7s时间。
第八章 电网高频保护
第一节 高频保护的工作原理及分类 第二节 高频通道
第三节 高频闭锁方向保护
第四节 高频闭锁距离保护 第Байду номын сангаас节 相差高频保护
第六节 微波保护
第三节
高频闭锁方向保护
一、高频闭锁方向保护的基本原理 二、高频闭锁方向保护的基本构成
一、高频闭锁方向保护的基本原理
高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两 侧的功率方向，以判别是被保护范围内部故障还是外部故障。 保护采用故障时发信方式，并规定线路两端功率从母线 流向线路时为正方向，由线路流向母线为负方向。
如果故障发生在距离保护第II段保护范围内，此时KAN （I2）元件动作，禁止门4、5开放，由延时动作的时间元件 KT3提供t3=0.2s的振荡闭锁开放时间。在第一个0.1s时间内， KCW尚未切换，阻抗继电器工作在第I段。当第I段工作时 间已过去，时间元件4KT动作，经KCW将阻抗继电器切换 到第II段（ZII），同时禁止门7闭锁。
高频保护的通道构成
五、四端网络的输入、输出、 特性阻抗及匹配
1.四端网络 2.输入阻抗 3.输出阻抗 4.匹配 5.特性阻抗ZC
ห้องสมุดไป่ตู้ 六、四端网络的各种衰耗及测定
固有衰耗 bi 介入衰耗
工作衰耗 b0 p
传输衰耗 bt
bit
分流衰耗 bs
回波衰耗 brt
反射衰耗 brf
跨越衰耗 bc
固有衰耗 bi
固有衰耗表示当四端网络匹配连 接时输入端功率与输出端功率的相 对电平。在实际工作中要保持负载 阻抗与接入端特性阻抗在整个频段 内相等是不可能的，所以固有衰耗 没有实际意义，不测量。
二、载波通道的构成
相-地耦合方式
JL 收发信机
JL 收发信机
相-相耦合方式
JL 载波机
JL 载波机
三、电平的概念
电平有相对电平和绝对电平 之分，电平的单位有分贝和奈 培。用电平单位的优点有二：
1、将乘积化为和差。2、将大 的数量级化为小的数量单位。
绝对电平
对电路某测试点而言，取1mv功 率为基准所确定的电平值为绝对电 平P0 。 U0为 标准功率电平在600Ω 负载上的电压，为0.775V。
Pw相 = 10lg
p1 p2
= 10lg p1 - 10lg p2
p0
p0
= p1w绝 -p2w绝
Pu相
=
20lg
u1 u2
= 20lg u1 - 20lg u2
u0
u0
=pu1绝 – pu2绝
Pi相 =
20lg
I1 I2
= 20lg I1 -
I0
=pi1绝 – pi2绝
20lg I 2
I0
四、电平表的刻度及电平测量
继电保护高频通道基本知识及调试方法
继电保护高频通道基本知识及调试方法高频通道基本知识及调试方法高频通道基本知识及调试方法第一节用途在超高压电力系统,系统的稳定问题比较突出。
随着电网的日益发展和强大,对系统的稳定要求也越来越高。
如果系统稳定被破坏,将造成事故的扩大而影响电力系统的安全运行。
因此,目前220KV以上的超高压输电线路都配置了双套主保护,作为提高系统稳定的重要措施。
在超高压电力系统,简单的距离保护和零序保护是不能作为线路主保护的。
因为它们在原理上只反应一侧电气量的变化,因而无法区分本线路末端和相邻线路首端的故障,不能保证选择性。
而为了要保证选择性,瞬动段的保护范围就要缩小。
这样一来,就不能做到全线速动。
所以,这种类型的保护不能作为主保护。
为了使保护能够做到全线速动,有效的办法是让线路两端的保护都能够测量到对端保护的动作信号,再与本侧带方向的保护动作信号比较、判定,以确定是否为区内故障,若为区内故障,则瞬时跳闸。
这样无论在线路的任何一处发生故障,线路两侧的保护都能瞬时动作跳闸。
快速性、选择性都得到了保证。
为了将线路一端的保护动作信号传送到对端,一般采用电力线载波的方式,将线路一端的工频电气量或保护动作信号与高频信号经过调制,利用电力线本身进行传送。
我们都知道,电力线本身是传送工频电力的,而且属于高电压和大电流。
然而,通过对输电线路进行加工和改造,就可以使它能够同时传送工频电力和高频信号。
经过调制后的高频信号送到线路对端后经过解调,将其变成具有工频特征的电气量或脉冲形式的保护动作信号,送至保护装置。
这就是电力线载波的传输方式。
采用高频信号的原因是便于与工频信号区分开。
采用电力线复用的方式,主要是经济可靠,节省人力和投资。
而且电力线路杆塔坚固,绝缘程度高。
不利的因素是危险的高电压及强大的杂音干扰。
但若采取适当的措施是可以解决这些问题的。
综上所述,可以看出,高频保护是利用被保护线路作为高频信号传输通道的。
因此,继电保护高频通道的基本用途就是用来加工和传输含有保护动作信号特征的高频信号,以构成快速的继电保护装置。
高频保护
高频保护一、概念：高频保护是利用高频载波代替二次导线，通过电力线路传送线路两侧电信号的保护。
原理是反应被保护线路首末两端电流的差值或功率方向信号，用高频载波将信号传输到对侧加以比较而决定保护是否动作。
高频保护包括相差高频保护、高频闭锁距离保护和高频闭锁方向保护。
二、高频保护的组成：高频保护结构图高频保护由以下部分组成：高频阻波器；结合电容器；连接滤波器；高频电缆；保护间隙；接地刀闸；高频收、发信机。
1、高频阻波器：高频阻波器是由电感线圈和可调电容组成的并联谐振回路，其作用是阻止调频电流通过，而工频电流可以畅通无阻，即通常所说的阻高频，通低频。
在被保护线路两侧装上高频阻波器，可以把高频电流限制在被保护线路内。
2、结合电容器：结合电容器是一个高压电容器，电容很小，对工频电压呈现很大的阻抗，使收发信机与高压输电线路绝缘，载频信号顺利通过。
3、连接滤波器：它是一个可调的空心变压器，与结合电容器共同组成带通滤波器，连接滤波器起着阻抗匹配作用，可以避免高频信号的电磁波在传输过程中发生反射，并减少调频信号的损耗，增加输出功率。
4、高频电缆：用来连接户内的收发信机和户外的连接滤波器。
5、保护间隙：保护间隙是高频通道的辅助设备，它的作用是使高频电缆和高频收发信机与线路形成一定的间隙，免受过电压的袭击。
6、接地刀闸：当高频保护检修时，利用接地刀闸来进行安全接地，保证设备和人身的安全。
7、高频收发信机：用于发送和接收高频信号的装置。
三、高频信号的分类高频信号可分为允许信号、闭锁信号和跳闸信号。
1、允许信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。
即：高频保护收到这种这种允许信号后动作跳闸，收不到允许信号高频保护不动作。
2、闭锁信号：收不到这种信号是高频保护动作的必要条件下。
即收到这种信号时保护被闭锁，不动作；当保护收不到这种信号时，保护闭锁解除，高频保护动作。
3、跳闸信号：收到这种信号是保护动作跳闸的充分必要条件。
第四章 高频保护
高频电缆、保护间隙及接地刀闸的作用
高频电缆是将位于室外的连接滤波器与位于 主控制室内的高频收发信机连接起来。 保护间隙与连接滤波器的一次绕组并联，用 以保护高频电缆和高频收发信机免受过电压 侵袭。 接地刀闸是在检修或调试高频收发信机和连 接滤波器时，用于安全接地，以保证人身和 设备的安全。
四、高频信号的分类
闭锁信号：只有当本端保护动作， 同时又收不到闭锁信号时，则动 作于跳闸。因此，收不到闭锁信 号是保护动作于跳闸的必要条件。 允许信号：只有当本端保护动作， 同时又有允许信号，则动作于跳 闸。因此，收到允许信号是保护 动作于跳闸的必要条件。 跳闸信号：不管本端保护是否起 动，只有收到对端发来的跳闸信 号，则动作于跳闸。因此，收到 跳闸信号是保护动作于跳闸的充 分而必要条件。
高频收发信机的作用
高频收发信机是用以发送和接收高频信号的。 高频发信机部分由继电部分控制，通常是在电力系 统发生故障时，继电部分起动之后它才发出信号。 由高频发信机发出的高频信号，通过高频通道输送 到对端，被对端的高频收信机所接收，同时也被本 端的高频收信机所接收。 高频收信机接收到本端和对端所发送的高频信号， 再经过比较判断后，从而决定保护是否动作跳闸。
一、高频闭锁方向保护的基本工作原理
例如：
对于故障线路BC：两端的功率方向为正，两端 都不发闭锁信号，因此保护3和4瞬时动作于跳 闸。 对于非故障线路AB、CD：靠近故障点一端的功 率方向为负，则该端的保护2和5发出闭锁信号， 此信号一方面被自己的收信机接收，同时经过 高频通道被对端的收信机收到，使得保护1、2 和5、6都被闭锁。
本章重点讨论高频闭锁方向保护和相差动高频保护的基本工作原理第一节高频保护的基本概念在220kv及以上电网中为了保证系统并列运行的稳定性提高输送功率减少故障损失往往要求继电保护能无延时地切除线路上任一点故障即要求继电保护能实现全线速动
高频保护原理讲解
不灵敏元件2LJ：启动跳闸回路（整定值大，
=(1.6~2.0)Idz.1LJ ）
Idz.2LJ
方向元件GJ：正方向（母线→线路）：动作于停
讯
反方向（线路→母线）：不动作
13
闭锁式普通方向高频保护结构示意图
14
(2) 采用两个启动元件的作用
* 如果用一个启动元件LJ来代替1LJ和2LJ （启讯与保护启动公用）
超高压线路都配置有线路纵联保护，实现全线快速 切除各种类型的短路故障。
以华中电网为例，500KV线路均使用允许式和混合 式，220KV省网间联络线采用允许式和闭锁式。
（一）、超范围允许式纵联保护
超范围是指构成线路纵联保护的保护装置中的方 向元件（包括零序、负序功率方向）的保护范围 大于线路长度，而方向阻抗保护范围要大于线路 长度1.3~1.5倍。载波通道中采用的允许式信号， 为了提高允许信号抗干扰能力，采用移频健控 （FSK）式传输方式。
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4、闭锁式高频距离保护
* 以无方向性或无完全方向性的ZIII（全阻抗ZKJ或 偏移特性阻抗ZKJ）作为高频部分的启讯元件。
* 以具有完全方向性的ZII（方向ZKJ）作为高频部 分的方向判别元件。
• ZI为独立的方向阻抗特性的距离I段元件。 (1)外部故障时：两端ZIII启动，先发闭锁讯号。
远故障点端的ZII动作（正向），闭锁JZ1，停讯。 近故障点端的ZII不动（反向），不停讯。 两端皆可收到闭锁讯号→JZ2不动（高频出口不 动）。
高频保护 原理与试验
2011-4-20
1
开场白
与本次培训有关的话题，需要占 用各位几分钟的宝贵时间，请大 家多多包涵
“、西数、日立
“责任感”
2
高频保护的基本原理
高频保护的基本原理
高频保护是指在电力系统中，为了保护设备和线路不受到高频干扰的影响而采取的一系列措施。
高频保护的基本原理是通过对电力系统中的高频信号进行检测和分析，及时采取相应的保护措施，以确保电力系统的安全稳定运行。
首先，高频保护的基本原理是基于对电力系统中的高频信号进行监测和分析。
电力系统中存在着各种各样的高频信号，如雷电击打、电弧放电、谐波等，这些高频信号可能会对电力设备和线路造成损坏。
因此，通过对这些高频信号进行监测和分析，可以及时发现潜在的危险，从而采取相应的保护措施。
其次，高频保护的基本原理是基于对高频信号的特征进行识别和分类。
不同类型的高频信号具有不同的特征，如频率、幅值、波形等，通过对这些特征进行识别和分类，可以判断高频信号的来源和性质，从而有针对性地采取保护措施，避免对电力系统造成损害。
另外，高频保护的基本原理还包括对高频信号进行定位和定量分析。
通过对高频信号的定位和定量分析，可以确定高频信号的发生位置和强度，从而有针对性地采取相应的保护措施，最大程度地减少对电力设备和线路的影响。
最后，高频保护的基本原理还包括对高频信号进行响应和处理。
一旦发现电力系统中存在高频信号的干扰，高频保护系统会立即做出相应的响应和处理，如切断故障回路、调整设备参数、发出警报等，以保护电力系统的安全稳定运行。
综上所述，高频保护的基本原理是通过对电力系统中的高频信号进行监测、分析、识别、分类、定位、定量分析和响应处理，以确保电力系统的安全稳定运行。
通过科学合理地应用高频保护技术，可以有效地减少设备损坏和线路故障，提高电力系统的可靠性和稳定性。
保护高频通道基础及试验(2010.7)
保护高频通道基础及试验广西电网公司电力科学研究院2010.7.目录一、电力线载波高频通道组成与各部分作用----------------------- ------------------------------ --------------11、组成--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12、作用--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 1）并联谐振------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2）匹配------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 注意事项------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5二、四端网络及衰耗、输入阻抗、特性阻抗--------------------------------------------------------------- ------61、四端网络--------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----62、衰耗--------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----- ----71） 工作衰减bw-------------------------------------------------------------------------------------------------- -----7 1、相对电平-----------------------------------------------------------------------------------------------------------9 2、功率绝对电平----------------------------------------------------------------------------------------------------10 3、电压绝对电平----------------------------------------------------------------------------------------------------10 4、w p 与u p 的换算--------------------------------------------------------------------------------------------------10传输衰耗bt-------------------------------------------------------------------------------------------------- -----11 分流衰耗b di ------------------------------------------------------------------------------------------------ ------13 回波损耗brt---------------------------------------------------------- ----------------------------- -----------14 跨越衰耗bc------------------------------------------------------------------------------------------- - -------15 3、输入阻抗Zr---------------------------------------------------------------------------------------------------- --17 4、特性阻抗Zc------------------------------------------------------------------------------------------------------18 三、高频通道试验----------------------------------------------------------------------------------------------- ---243.1检验周期---------------------------------------------------------------------------------------------------- 253.2检验内容-----------------------------------------------------------------------------------------------------26检验方法--------------------------------------------------------------------------------------------------------28 3.1 线路阻波器检验------------------------------------------------------------------------------------------------24 3.2耦合电容器检验------------------------------------------------------------------------------------------------39 3.3结合滤波器检验------------------------------------------------------------------------------------------------39 3.4高频电缆检验---------------------------------------------------------------------------------------------------44 3.5单侧通道测试----------------------------------------------------------------------------------------------------50 3.6、高频通道衰耗和输入阻抗测试---------------------------------------------------------------------------51一、高频通道组成与各部分作用1、组成：1-输电线路2-线路阻波器3-耦合电容器4-结合滤波器5-高频电缆6-避雷器7-接地刀闸8-电力线载波机或继电保护收发信机9-保护母线A B C阻波器结合滤波器电力线载波机耦合电容器或TYD高频电缆母线A B C阻波器结合滤波器电力线载波机耦合电容器或TYD高频电缆输电线路图1 相地耦合载波通道构成示意图母线A B C阻波器结合滤波器电力线载波机TYD 高频电缆母线A B C阻波器电力线载波机TYD 高频电缆输电线路阻波器阻波器结合滤波器图1 相相耦合载波通道构成示意图2、作用：1）功能：传送继电保护信息及其它信息。
试述高频闭锁方向保护的基本原理(一)
试述高频闭锁方向保护的基本原理(一)高频闭锁方向保护的基本原理一、什么是高频闭锁方向保护高频闭锁方向保护是电力系统中一种常见的保护方式，主要用于保护输电线路和变电站等设备。
其基本原理是通过在电路中加入高频差动变送器、比率变压器和滤波器等装置，实现检测输电线路两侧电流的方向和大小，从而对电路进行闭锁和保护的一种电气保护措施。
二、高频闭锁方向保护的原理高频闭锁方向保护的原理可以概括为以下几点:1.基本电路结构: 高频闭锁方向保护的基本电路包括差动变送器、比率变压器、滤波器、连接继电器等部分。
差动变送器实现输出高频电压，并根据输电线路两侧电流的差异，产生高频电压的大小和相位不同。
比率变压器主要用于改变高频电压的大小，滤波器用于滤掉杂频信号，从而使高频闭锁方向保护与其他电力设备进行隔离。
2.差动保护原理: 高频闭锁方向保护利用差动保护原理，即检测输电线路两侧电流的差异，核实电路中是否存在故障。
根据KVL原理，若电路正常，输电线路两侧电流相等，即差电流为0。
但在输电线路存在故障时，差电流不为0，高频闭锁系统便能够通过检测差电流并对其进行判别，实现对整个电路的有效闭锁。
3.实现保护控制: 高频闭锁方向保护通常设置在主保护之前，用于在故障发生后尽快进行闭锁并停止电流流动，从而有效避免事故的扩大。
高频闭锁系统通常配合OMS等电力系统管理软件进行监测和控制，可以实现保护设置和参数调整等功能。
三、高频闭锁方向保护的应用高频闭锁方向保护已经被广泛地应用于电力系统中，特别是在输电线路、变电站等重要设备的保护中。
相对于传统的保护方式，高频闭锁方向保护具有检测速度快、灵敏度高、可编程控制等优点，能够有效地提升电力系统的安全性和可靠性，对保障用户用电安全以及电力系统正常运行起到了重要的作用。
四、高频闭锁方向保护的优缺点优点1.检测速度快：高频闭锁方向保护采用高频差动变送器进行检测，可以快速反应输电线路的异常情况，从而及时实现闭锁和保护。
高频闭锁方向保护
第二节高频闭锁方向保护一、高频闭锁方向保护的基本原理高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向，以判别是被保护范围内部故障还是外部故障。
当区外故障时，被保护线路近短路点一侧为负短路功率,向输电线路发高频波，两侧收信机收到高频波后将各自保护闭锁。
当区内故障时,线路两端的短路功率方向为正,发信机不向线路发送高频波，保护的起动元件不被闭锁，瞬时跳开两侧断路器。
高频闭锁方向保护的原理接线图起动发信继电器：灵敏度较高，用来起动高频发信机起动跳闸继电器：灵敏度较低，用来起动跳闸回路功率方向继电器: 判断短路功率的方向停信继电器:在内部故障时停止发出高频信号闭锁继电器5：用以控制保护的跳闸回路,带有工作线圈和制动线圈.只有当工作线圈有电流时继电器才动作;而当制动线圈或两组线圈同时有电流时继电器均不动作1．区外故障如在D1点短路,被保护线路AB两侧的起动发信机电流继电器，向高频通道发信，近短路点B侧的短路功率是负的，功率方向继电器不动作,不去停信。
输电线路AB两侧方向高频保护的收信机收到高频信号，将各自的保护闭锁，不发出跳闸脉冲。
2．区内故障如在D2点短路，两侧起动发信机继电器1及起动跳闸继电器2动作，，向高频通道发信，两侧收信机收到高频信号后，立刻将保护闭锁，但两侧方向继电器3承受正方向短路功率而起动。
首先停信,解除闭锁，与此同时闭锁继电器起动,发出跳闸脉冲。
3．系统振荡二、高频闭锁负序方向保护高频闭锁负序方向保护单端原理接线如下图所示.它由：双向动作的负序功率方向继电器KPD2、起动发信机继电器1K、闭锁保护继电器2KL、口继电器3KOM 等组成。
1．区内故障负序功率方向继电器KPD2触点向下闭合、停信，起动闭锁继电器2KL发出跳闸脉冲。
2．区外故障靠近短路点的一侧负序功率继电器KPD2的接点向上闭合，起动发信机继电器向高频通道发信,两侧收信机收到高频信号将各自保护闭锁。
3．整定计算灵敏元件的动作电流,按躲开最大负载情况下最大负序不平衡电流 I bpmax整定为I2dz。
高频保护
（3）高频信号的作用
跳闸信号：
P
跳闸
P
≥1
高频信号
＆
高频信号
跳闸
高频
允许信号：
P
≥1
跳闸
闭锁信号：
P
跳闸
≥1
跳闸
P
＆
＆
跳闸
P
＆
跳闸
PLeabharlann ＆跳闸信号
高频信号
高频信号
高频信号
高频信号
3、高频闭锁方向保护 原理：根据被线路两侧的方向元件分别对短路 的方向作出判断，并利用高频信号作出综合判 断，进而决定是否跳闸的一种保护。 发信方式：国内广泛应用的高频闭锁方向保护 采用故障起动发信方式，并规定线路两端功率 由母线指向线路为正方向，由线路指向母线为 反方向。 要求：在故障时在起动元件灵敏度范围内应 可靠起动发信及起动保护。
闭锁，使两侧保护不能跳闸。
继电 部分
通信部分
2、高频保护
（1）高频通道 “相-地”制高频通道的构成。
收信机
收信机
发信机
发信机
（2）高频信号与高频电流关系
故障起动方式：电力系统正常运行时收发信机 不发信，通道中无高频电流。当电力系统故障 时，起动元件起动收发信机发信。 优点：对邻近通道的影响小，可以延长收发信 机的寿命。 缺点：必须有起动元件，且需要定时检 查通道是否良好。
当短路电流为正半周时，高频发信机发出高 频信号，而在负半周时则不发出信号。 当被保护范围内部故障时，由于两侧同时发 出高频信号，也同时停止发信。在两侧收信机收 到的高频信号是间断的。 当被保护范围外部故障时，由于两侧电流 相位相差180°，线路两侧的发信机交替工作， 收信机收到的高频信号是连续的高频信号。
高频保护
高频保护
高频保护的基本原理是反映被保护线路两端的电流大小和相位，即将两端的电气量调制成高频信号，利用高频通道将高频信号相互送到对侧，再由各自的保护装置将收到对侧的信号与本侧信号进行比较，判断是内部还是外部的，从而决定保护是否动作。
一般采用输电线路的本身，采取“相—地”制方式作为高频通道，高频通道工作方式一般采用短路时发信号方式（即正常时通道中无高频信号）。
高频保护包括相差高频保护和功率方向闭锁高频保护，相差
高频保护是测量比较被保护线路两侧电流和相位的。
功率方向闭锁保护是比较保护线路两侧的功率方向，规定功
率方向由母线指向某线路为正，指向母线为负，线路内部故障，
两侧功率方向都由母线指向线路，保护动作跳闸，信号传递方向
相同。
最大优点，是无时限的从被保护线路两侧切除各种故障，不
需要相邻线路的配合，相差高频保护不受系统振荡影响。
继电保护原理电网高频保护
五、高频通道的工作方式
3、移频工作方式
• 在正常运行时，发信机发出频率为f1的高频电流，
用于监视通道及闭锁高频保护。
• 当线路发生故障，保护停止发出f1；改发频率f2 的高频电流。这种工作方式，称为移频工作方式。 • 按传递信号性质，分为直接比较方式，和间接比 较方式。
五、高频通道的工作方式
（1）直接比较方式 • 直接比较方式是将线路两端的工频交流电气量转换成 高频信号直接到对端去，在两端的保护装置中比较， 以决定保护是否动作。 • 如电流相位差高频保护属于这一类比较方式。 （2）间接比较方式 • 间接比较方式是线路两端保护装置只各自反应本端的 交流电气量，高频通道只是将两端保护和对故障判断 的高频信号传到对端去，然后两端根据本端和对端保 护对短路判断的结果进行间接比较，以决定保护是否 动作。 • 如方向高频保护就属于这一比较方式。
三、高频保护的构成
• 继电部分根据被反应的工频电气量性质的高频信号（这 高频信号通过通道，从线路一端传送到另一端，对端收 信机收到高频信号后，将该高频信号还原成继电部分所 需的工频信号通过继电部分进行比较），决定保护装置 是否动作。这高频信号也称为载波信号，这种通信方式 也称为载波通信，其通道也称为载波通道。
二、“相—地”制高频通道的主要设 备
2.结合电容器
它是一个高压电容器，电容很小，对工频电压呈现很大 的阻抗，使收发信机与高压输电线路绝缘，载频信号顺利 通过。结合电容器 2 与连接滤波器 3 组成带通滤波器，对载 频进行滤波。
3.连接滤波器
它是一个可调节的空心变压器，与结合电容器共同组成 带通滤波器，连接滤波器起着阻抗匹配的作用，并减少高频
电信号 输入 信号处理 光发送器 图8-6光纤通道示意图 电信号输出 光纤 光接收器 信号处理
高频闭锁方向保护的基本原理
1、高频闭锁方向保护的基本原理目前广泛应用的高频闭锁方向保护，是以高频通道经常无电流而在外部故障时发出闭锁信号的方式构成的。
此闭锁信号由短路功率方向为负的一端发出，这个信号被两端的受信机所接收，而把保护闭锁，故称为高频闭锁方向保护。
这种保护的工作原理是利用非故障线路的一端发出闭锁该线路两端保护的高频信号，而对于故障线路的两端则不需要发出高频信号使保护动作于跳闸，这样就可以保证在内部故障并伴随有通道的破坏是（例如通道所在的一相接地或是断线），保护装置仍能够正确动作，这是它的主要优点，也是这种高频信号工作方式得到广泛应用的主要原因之一。
现将各种故障时，保护的工作情况分述如下。
（1）、外部故障（2）、两端供电线路内部故障（3）、单端供电线路内部故障。
当只丛一端供电的线路内部故障时，在受电端的半套保护不起动，也不发送高频闭锁信号，而在电源端的保护动作情况则和上述分析相同，此时能够立即动作使电源端的断路器跳闸。
（4）、系统振荡。
对接于相电流和相电压（或线电压）上的功率方向元件，当系统发生振荡且振荡中心位于保护范围以内时，由于两端的功率方向均为正，保护将要误动，这是一个严重的缺点。
而对于反应负序或另序的功率方向元件，则不受振荡的影响。
由以上分析可以看出，距故障点较远一端的保护所感觉到的情况，和内部故障时完全一样，此时主要是利用靠近故障点一端的保护发出的高频闭锁信号，来防止远端保护的误动作。
因此，在外部故障时保护正确动作的必要条件是靠近故障点一端的高频发信机必须起动，而如果两端起动元件的灵敏度不相配合时，就可能发生误动作。
=100A，例如，在图4-11中，线路A、B每端只有一个起动元件，其整定值为I d由于电流互感器和继电器存在误差，因此，两端起动元件的实际起动电流可能不同，一般允许误差是%，故A端的实际起动电流可能是95A，B端的则可能是105A。
当保护范围外部故障且短路电流又恰为95A〈〈105A时，则A端的保I d护1起动，而B端的保护2不起动由于B端不能发出高频闭锁信号，因此，保护1在起动之后就会出现误动作。
电力系统继电保护原理-高频闭锁方向保护
4.2.4 方向高频保护
2.方向高频保护的组成（及动作情况分析）
-由起动元件、功率方向元件、记忆元件KT1、时间元 件KT2、与门、禁止门1、2及收发信机组成
低定值启动高频收发机 高定值启动跳闸回路
2019/11/11
4.2.4 方向高频保护
- 3.方向高频保护动作情况分析
（1）正常运行情况 （2）内部故障时（两端供电线路及单端供电线路） （3）系统振荡时有可能误动
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4.2.4方向高频保护
-采用两个灵敏度不同的起动元件
I2/I1=1.6~2
防止区外故障误跳闸
一、若采用一个起动元件，当区外接地时，由于CT误
差，起动元件误差。S+侧起动元件动作，S-侧起动元件未
动。S+侧误动
二、采用两个起动元件I1、I2，S+侧I2动作时，S-侧I1一
定动作，故可防止误动
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两侧保护分别判别故障方向，将判别结果转化成高频信 号，通过高频通道传送至对侧
（正方向故障、反方向故障 短路功率的流向）
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4.2.4高频闭锁方向保护
总结： 当区外故障时，被保护线路近短路点一侧为负
短路功率，输电线路发高频波，两侧收信机收 到高频波后将各自保护闭锁
当区内故障时，线路两端的短路功率方向为 正，发信机不向线、路发送高频波，保护动作元 件不被闭锁，瞬时跳开两侧断路器
电力系统继电保护原理
第十三讲
4.2.4高频闭锁方向保护
一、高频闭锁方向保护的基本原理
- 1.基本分析
BC线路内发生故障时：保护3、4：正方向故障，两侧 都不发高频信号，保护动作跳3、4DL
高频线路保护原理及调试
1、输电线路
将高频信号从线路一端传送至另一端。 相地耦合：
A相：高闭； B相：方向高频（相差高频）； C相：远切、载波。 相相耦合： A相与B相：高闭 C相：远切、载波。
2、线路阻波器
L-C组成并联谐振回路（单频、宽频等） 高频信号呈很大的阻抗，使高频信号被限
高频线路保护原理
M
ES
N
P
F
ER
F√ F－×
F× F√ F－√ F－×
F√ F－×
• 故障线路的特征是：两侧的 均F动 作，两侧的 均不动F作，这 在非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是：两侧
中有一侧的 不动作、 动作F， 这在故障F线路中是不存在的。 • 采用闭锁信号时，在 不动作、 动作的这一侧一直发高频
高频通道的组成与作用
高频通道的组成：
1）输电线路 2）阻波器
3）耦合电容
4）结合滤波器
5）接地刀闸 6）高频电缆
7）高频收发信机
8）线路保护
利用高压输电线路构成的双 高频保护仍然是目前国内电网 的主要运行方式。
纵联保护载波通道的构成
高频通道的作用
高频保护依靠两侧收发信机传输、交换信号，以此判断 是否动作出口，传统的收发信机是通过高压输电线路传输 高频信号（高频通道）。
通道试验逻辑
• 通道试验：按下通道试验按钮，本侧发信， 200ms后本侧停信。对侧保护收到闭锁信号立 即连续发信10s，本侧保护收到对侧闭锁信号达 5s后，本侧再次发信10s后通道试验结束。
•通道试验
M侧 N侧
高频保护三种通道方式与保护的配合
三种通道方式：
专用闭锁式； 允许式； 复用载波机闭锁式。
高频保护的基本原理
高频保护的基本原理
高频保护是一种常见的电路保护方式，它的基本原理是通过限制电路中的高频信号，从而保护电路中的元器件不受损坏。
在现代电子设备中，高频保护已经成为了一种必不可少的保护方式。
高频保护的基本原理是利用电容、电感等元器件对高频信号进行滤波，从而限制高频信号的传输。
在电路中，高频信号往往会对元器件产生较大的干扰，从而导致元器件的损坏。
通过高频保护，可以有效地限制高频信号的传输，从而保护电路中的元器件不受损坏。
在实际应用中，高频保护可以采用多种不同的电路结构。
其中，常见的一种是利用电容和电感组成的LC滤波器。
LC滤波器可以对高频信号进行滤波，从而限制高频信号的传输。
此外，还可以采用二极管、晶体管等元器件来实现高频保护。
在电子设备中，高频保护的应用非常广泛。
例如，在无线通信设备中，高频保护可以有效地保护天线和射频前端电路不受高频信号的干扰。
在音频设备中，高频保护可以保护扬声器和放大器不受高频信号的干扰。
在计算机设备中，高频保护可以保护CPU和其他重要元器件不受高频信号的干扰。
高频保护是一种非常重要的电路保护方式。
通过限制高频信号的传输，可以有效地保护电路中的元器件不受损坏。
在实际应用中，高频保护已经成为了一种必不可少的保护方式，广泛应用于各种电子
设备中。
高频闭锁保护原理
高频闭锁保护原理第1节概述电网中运行的所有线路均需配备继电保护来切除故障，对于不同电压等级的线路而言，对继电保护的要求也不同。
110千伏及以下电压等级线路，通常配备以输电线路单侧电流、电压、零序电流等电气量作为判据的距离保护、零序保护、过流保护等。
而对于220千伏及以上电压等级线路，由于系统稳定的要求，必须能快速切除线路上任一点故障，这是普通的距离、零序保护所无法实现的。
这就需要配置利用两端电气量的纵联保护来作为线路主保护。
1、纵联保护的构成纵联保护的核心原理是利用某种通道将线路两端的保护装置连接起来，将两端的电气量进行比较，判断故障为区内还是区外故障。
2、纵联保护的分类按通道类型可以划分为导引线、载波（高频）、微波、光纤纵联保护；按构成原理分为纵联方向、距离、差动保护。
3、纵联保护的通道类型目前我省主要应用的通道是高频通道和光纤通道。
4、纵联保护的信号分类纵联保护通道传输的信号分为闭锁信号、允许信号和跳闸信号。
（1）闭锁信号：阻止保护动作于跳闸，收不到闭锁信号是跳闸的必要条件。
平时通道内不传输信号，保护启动后发闭锁信号。
线路两侧收、发频率一样，只要有一侧线路发出闭锁信号，两侧都能收到闭锁信号。
高频闭锁保护的动作原理是：保护启动――两侧发闭锁信号――正方向元件启动――停信――出口跳闸。
举例说明：A B C D E F如上图：如果AB线路发生故障，ABCDEF保护启动（解释反方向也启动以及启动原理），同时发闭锁信号，A、B、D、F正方向元件启动，停信，而C、E则继续发闭锁信号。
因此AB线路保护出口跳闸，而CD、EF两条线路保护则分别由于C、E侧保护发闭锁信号而不跳闸。
这也是我们平时在工作中经常会遇到的现象：系统发生事故，与之联络的线路高频保护会启动发信而不会跳闸。
再如下图：A B C D E F如果CD线路发生故障，ABCDEF保护启动，同时发闭锁信号。
A、C、D、F正方向元件启动，停信，而B、E则继续发闭锁信号。
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2011-4-20
开场白 与本次培训有关的话题，需要占
用各位几分钟的宝贵时间，请大 家多多包、西数、日立
“责任感”
一、高频保护基本概念
高频保护（电力线载波纵联保护）：利用输电线路本身作 为保护信号的传输通道，在输送50Hz工频电能的同时叠 加传送50~300kHz的高频讯号（保护测量信号），以进 行线路两端电气量的比较而构成的保护。 由于高频通道干扰大，不能准确传送线路两端电量的全 信息，因此一般只传送两端的状态信息（如：方向，相 位）。
2、闭锁式普通方向高频保护
(1) 构成
灵敏元件1LJ：启动发讯机（整定值小）
不灵敏元件2LJ：启动跳闸回路（整定值大，
=(1.6~2.0)Idz.1LJ ）
Idz.2LJ
方向元件GJ：正方向（母线→线路）：动作于停
讯
反方向（线路→母线）：不动作
闭锁式普通方向高频保护结构示意图
(2) 采用两个启动元件的作用
• 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。
• 闭锁信号
• 所谓闭锁信号就是指：“收不到这种信号 是高频保护动作跳闸的必要条件”。
• 允许信号
• 所谓允许信号就是指：“收到这种信号是高频保 护动作跳闸的必要条件”
• 跳闸信号
• 所谓跳闸信号就是指：“收到这种信号是保护动 作于跳闸的充分而必要条件”。
2、结合电容器：其电抗Xc=1/(ωC)；通高频，阻工频。 （同时起到隔离高压线路与高频收发讯机的作用）
3、连接滤波器（由可调空心变和高频电缆侧电容组成） * 结合电容器+连接滤波器 →带通滤波器 （提取所需高频信号，滤除其余高频干扰）
* 为消除高频波反射，减小高频能量损耗，带通滤波器的 波阻抗： 输电线侧与输电线波阻抗（400Ω）匹配 高频电缆侧与电缆波阻抗（100Ω）匹配 * 接地刀闸6用于检修连接滤波器。
* 如果用一个启动元件LJ来代替1LJ和2LJ （启讯与保护启动公用）
若两端启动元件误差造成：Idz.LJ.A < Idz.LJ.B 当B端外部远处短路时，可能出现：Idz.LJ.A < Id < Idz.LJ.B ，则：
靠近短路点端的保护B（为反方向）： LJ不启动，保护不动但也发不出闭锁讯号。
远离短路点端的保护A（为正方向）： LJ启讯，但GJ启动后停讯，则保护误动。
高频保护分类： ┌ 方向高频：比较线路两端功率方向（即要测U又要测I） └ 相差高频：比较线路两端电流相位（只要测量I）
二、高频通道构成原理
1、阻波器（L、C组成的并联电路）：通工频，阻高频 * 对高频：并联谐振，呈大阻抗，不能通过，限制在本 段输电线内。 * 对工频：无谐振，呈小阻抗，能顺利通过，不影响工 频电量传输。
• 用两个启动元件1LJ，2LJ：
• Idz.2LJ =(1.6~2.0)Idz.1LJ 若B端外部远处短路时出现：Idz.1LJ.A<Id<Idz.1LJ.B ，
必有：Id<Idz.2LJ.A且Id<Idz.2LJ.B，即两端的2LJ皆不启 动保护。
尽管发不出闭锁讯号，保护也不会误动。
若B端外部远处短路时出现：Idz.2LJ.A<Id <Idz.2LJ.B， 必有：Id>Idz.1LJ.A且Id>Idz.1LJ.B，两端的1LJ皆可正常 启讯。
(3)本线路内部短路（d1）：
* 两侧皆有电源时：两端启讯元件首先启 讯，两端保护启动元件皆启动，方向元件 皆判为正方向使两端皆停讯，则两端保护 动作跳闸。
* 单侧有电源时：无电源端保护不动； 有电源端启讯元件首先启讯，保护 启动元件启动，方向元件判为正方 向而停讯，则有电源端保护动作跳 闸。
(4)闭锁式方向高频保护优点：内部 短路并伴随高频通道破坏时，仍可 正确跳闸。
4、高频电缆 5、高频发讯方式分：①故障发讯；
②长期发讯。 * 收讯机：可收到对端（闭锁式也可收到本端）发讯机 所发高频讯号。按所收高频信号的性质可分为： ①闭锁信号；②允许信号；③跳闸信号。
高频通道构成示意图
三、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 电流和经常有高频电流两种方式，或者说 故障时发信和长期发信两种方式。
统振荡时可能误动。
3、闭锁式负序（零序）方向高频保护
(1)工作情况
*正常运行时：
无负序电流I2，Y1被闭锁，保护不动。
四、闭锁式方向高频保护
1、基本原理（平时无讯，外部故障时发讯机 发闭锁讯号）
启动元件启保讯护元启件动元件 方向判别元件反正方方向向：：不停停讯讯
闭锁式方向高频保护示意图
(1)系统正常：启动元件不启动，保护不动。 (2)本线路外部短路（d2）：
两端启讯元件启动发讯机发讯，靠近故障 点端的保护判为反方向而不停讯，该端高 频闭锁讯号闭锁两端保护。
• 必须注意将“高频信号”和“高频电流”区别开来。 所谓高频信号是指线路一端的高频保护在故障时 向线路另一端的高频保护所发出的信息或命令。 因此，在经常无高频电流的通道中，当故障时发 出的高频电流固然代表一种信号，但在经常有高 频电流的通道中，当故障时将高频电流停止或改 变其频率也代表一种信号，这一情况就表明了 “信号”和“电流”的区别。
靠近短路点的B端（反方向不停讯）发出的闭锁 讯号闭锁两端保护。
单一启动元件的高频保护结构示意图
(3)时间元件的作用
*展宽t1（100ms）： 防止外部d2点短路被切除后，本线路靠近d2点的B 端保护先返回（闭锁讯号先消失），远离d2点的 A端保护后返回，导致A端保护误动。 *延时t2（7ms）：防止外部d2点短路时，由于线 路的传输延
迟，靠近d2的A端发出的闭锁讯号尚未到达远离 d2点的B端
造成B端保护误动。（虽有7ms延时，仍属于速动 保护）
(4)系统振荡时：I↑→1LJ，2LJ启动， 若振荡中心位于保护
范围内，两端功率皆为正，保护将 误动（若采用负序、零
序功率方向元件可不受振荡影响）。 (5)普通方向高频保护缺点：灵敏度
和动作速度受限制，且系