允许式高频保护装置应用中问题分析

允许式高频保护装置应用中问题分析

摘要：允许式高频保护（带解除闭锁功能）是国外实际应用比较多的一种线路高频保护，国内高频保护使用允许式的相对较少，所以在设计、调试上以及与载波机配合上还存在一些问题，本文将以一起事故实例和事故后的分析结果来说明几个应引以为戒的问题。

1.引言

允许式高频保护由于在国内应用的比较少，所以在设计和运行方面的经验不足，在与载波机及接口设备（如ABB公司的ETL系列载波机及NSD550接口装置）的配合上也存在问题，很容易混淆跳频信号和监频（导频）消失信号的作用，因为有一种提法是把监频信号看作是闭锁信号，正方向区内发生故障时发出跳频信号或监频消失信号即解除了闭锁信号，所以称之为解除闭锁式高频保护。但在线路微机保护中对两种信号的应用是有所不同的，不能混为一谈地将它们并用，监频消失信号还要与除了保护判断正方向故障以外的其他条件共同作用于跳闸，这就引发了通道干扰和故障几率的问题。

2.允许式高频保护的原理

允许式高频保护的基本原理是: 在正常运行情况下，由本侧向对侧送出降低了发信功率的监频信号，当判定为所保护的线路内部发生故障时，将监频信号自动切换为另一频率的允许跳闸信号，并同时将发信功率提升至满功率，而本侧判别正方向元件动作，又收到对侧送来的跳频信号，即可发出给本侧断路器的跳闸命令，简称P逻辑。传输P逻辑信号的时候如果

遇到通道中断，即收不到监频信号也收不到跳频信号，收信侧会因收不到对侧发来的命令信号而使保护拒动，所以在保护软件中设计了U逻辑来补充P逻辑，即在判定保护正方向元

件动作且发生的是相间故障，正方向元件动作前无监频消失信号，动作后在一定时间（100ms）内即收不到跳频信号也收不到监频信号的条件全部满足时也开放跳闸。P逻辑和U逻辑的

简易框图如图1所示：

3.实际应用中情况分析

在实际应用中通常按照解除闭锁的提法，认为跳频信号和监频消失信号都是允许跳闸的命令，只要保护正方向元件动作，收到跳频信号和监频消失信号一定是保护范围内故障，就应该跳闸，所以将跳频信号和监频消失信号并联接入线路保护装置（11型、101型等）的收信输

入开入量。但是跳频信号是发送功率较大的高频信号，通道上不易产生大功率相同频率干扰信号，载波机本身也有较好的抗干扰措施，而监频消失信号（是指没收到监频信号）的原因有，一是通道中断收不到监频信号，二是因为监频信号发信功率较低，受其它功率较高频率信号的干扰，影响监频信号的发送与接收，两者监频信号消失有区别的。

实际应用接线后形成的逻辑框图如图2所示：

图中以信号存在或保护动作为“1”状态，以信号消失或保护不动作为“0”状态。

4.事故实例与分析

4.1事故前运行方式如图3所示：

4.2事故经过

电厂侧2212、2211开关未运行，2213开关与对侧变电所连接运行，七民线变电所侧相邻线路A相接地，七民线电厂侧允许式微机高频保护误动作，跳开七民线2213开关A相，2213开关重合闸动作，A相重合成功。

4.3 七民线允许式微机高频保护动作过程

七民线微机高频保护是由北京四方公司生产的CSL101A型微机保护和ABB公司的载波机及NSD550音频接口装置组成，高频保护为允许式高频保护，载波通道为相相耦合方式，高频保护逻辑框图如上面所介绍的现场实际接线框图。

由故障录波图分析，零序电流二次值大于高频保护3I0电流定值，达到高频保护启动重要任

务，高频保护判断为正方向A相故障，达到高频保护动作值。

对比载波机装置的故障记录和故障录波器的故障记录，确认在保护启动后NSD550音频接口装置既收不到跳频信号又收不到监频信号，通道中断，发出“unblocking”（U命令）解除保护闭锁信号约155ms，由于此命令接点与允许跳闸命令（P命令）接点并联后接入微机保护，相当于微机高频保护收到允许跳闸命令。

上述情况满足了允许式高频保护的动作条件，至使保护动作。

4.4动作原因分析

抛开监频消失信号与跳频信号是否可以并接的问题，从录波图故障时间与收信时间表的对比可以得出：保护装置本身的动作是正确的，音频接口装置NSD550误发出unblocking命令是允许式高频保护误动的直接原因。因为在保护范围外故障及保护范围内发生单相故障，都不会中断相相耦合高频通道的高频信号的传输。经厂家试验证实误发出unblocking命令是干扰信号引起的。

当然，如果考虑到高频通道可能受干扰影响，按照保护装置生产厂家的建议，把跳频信号P 命令和监频消失信号U命令分开，把监频消失信号跳闸命令加上了以下闭锁条件:

（1）保护起动前有监频信号

（2）正方向元件动作

（3）发生相间故障

（4）在保护起动100ms内有监频消失信号

那么只有在保护区外发生相间故障时，并且正好赶上此时受干扰影响而监频信号消失，在100ms内误来U命令，保护才能误动。由于电力系统的故障90%是单相接地故障，因此这种接线可降低保护装置误动的机率。所以说，将P命令与U命令并接是本次保护误动的又一主要原因。

5.结论

以上事故实例分析可知: 允许式高频保护如果考虑干扰影响，从原理上有保护范围外相间故障误动的几率，所以建议采取以下措施来减少或消除保护的误动作。

(1)找出干扰源并降低或消除它，这是最基本的解决方法。

(2)保护用的载波通道一定要采用相相耦合方式。

(3)适当降低U信号的动作门限，使载波机在受到较小的干扰，监频信号功率衰减较小时，不发监频消失信号。

(4)适当增加U信号的启动时间，避免短时间干扰。

(5)unblocking（解除闭锁）命令要与相间保护配合跳闸，不要与单相保护配合。(end)