线路的差动保护和高频保护
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比较线路两端的功率方向 比较线路两端的电流相位
2016/7/30
方向高频保护 相差高频保护
4
第四节
高频通道及高频信号类型
一、高频通道的组成
M
1QF
输电线路 高频阻波器
耦合电容器
2QF
N
避
接 地 开 关
T
雷 器
耦合继电器
继电 部分
G
R
高频电缆 高频通道部分
G
R
继电 部分
2016/7/30
5
二、高频通道的工作方式 1、故障起动发信方式:在正常条件下发信机不工作，通 道中没有高频电流，只在电力系统发生故障期间才由起 动元件起动发信。
第七章
线路的差动保护和高频保护
本章主要内容
一、输电线路的纵差动保护 二、平行双回线路横联差动保护 三、高频保护的基本原理 四、高频通道及高频信号类型 五、方向高频保护 六、相差高频保护
2016/7/30 1
第一节输电线路的纵差动保护
一、纵差动保护的基本原理 纵差动保护的 不平衡电流等 基本原理是基 于比较被保护 于两侧电流互 线路始端和末 感器的励磁电 端电流的大小 和相位原理构 流之差。 成的。
2016/7/30 10
第五节 方向高频保护
四. 高频闭锁方向保护的实现特点 反方向元件1KW动作后立即起动发信， 发出闭琐信号;正方向元件2KW动作后，准 备作用于跳闸。 1KW的灵敏度必须高于2KW的灵度。 时间元件T1的作用是防止外部短路故 障时，远离故障点侧保护误动。 时间元件T2作用是防止高频闭锁信号 过早解除而造成远离故障点侧保护的误动。
2016/7/30 9
第五节 方向高频保护
三. 高频闭锁方向保护的框图说明
2 KW ( M侧）
M
1QF
K1
2QF
N
K2
1KW ( M侧） 2 KW ( N侧）
当 K1点发生故障时，两侧的正方向元件 2KW动作，反方向 当发生 K2故障时，N侧的1KW动作，发出闭琐信号，在时 元件 1KW 不动作，不发闭琐信号，于是两侧的 2KW通过时M 间元件 T1 有输出前到达M侧收信输出端,从而保证了虽然 间元件 T1 和禁止门JZ2将两侧的断路器 1QF、2QF跳开； 侧的2KW 动作，但不会发出跳开 1QF的跳闸脉冲。
第二节平行双回线路横联保 护
一、双回线路内部故障的特点
1、在正常运行或区外故障时: 2、当平行双回线内部故障时:
M
' I '' II
I I I II 或 I I
I
1QF
I
K
I
' I
N
5QF
I II
I
2QF '' II
I I I II 时，判别为线路I故障； I II I I 时，判别为线路Ⅱ故障。
2、长期发信方式:在正常工作条件下发信机始终处于发 信状态，沿高频通道传送高频电流。
3、移频方式:在正常工作条件下，发信机向对侧传送频 率为f1的高频电流；当发生故障时，继电保护装置控制 发信机移频，停止发送频率为f1的高频电流，而发出频 率为f2的高频电流。
2016/7/30 6
三、高频通道及高频信号类型
2016/7/30 13
第六节 相差高频保护
三、相差高频保护的相位特性 1、保护范围内部发生故障，M侧和N侧高频信号间的相位差 最大为：
l M 100 7 15 6 122 l 100
在最严重情况下，高频信号间断角是：
min
2016/7/30
l 180 (122 l ) 58 6 100
2016/7/30
l 37 6 100
15
第六节 相差高频保护
三、相差高频保护的相位特性
作 动
I m
范
围
op
00 1800
3600
I B
2B
I D
B
2016/7/30
B
16
2016/7/30
17
2016/7/30
18
1、闭锁信号：阻止保护 动作跳闸的信号，无闭锁 信号是保护作用于跳闸的 必要条件。
PR
闭锁 信号
&
跳闸 脉冲
2、允许信号：允许保护 动作跳闸的信号，是保护 作用于跳闸的必要条件。 3、跳闸信号：直接引起 跳闸的信号，是保护作用 于跳闸的充分条件。
2016/7/30
PR
允许 信号
&
跳闸 脉冲
PR
跳闸 信号
1、当线路正常运行或外部故障时:百度文库
M
I M
I N
N
K
I m
I n
2、当线路内部故障时:
M
I M
K
I N
N
I g I m I n I unb
2016/7/30 g
I m
I g
I n
I I m I n I k / nTA
2
3QF
II
4QF
同样，利用母线电压降低、两回线电流大小不等这一 特点，也可判别出故障线路。
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第三节 高频保护的基本原理
将线路两端的电流相位或功率方向转 化为高频信号，然后，利用输电线路本身 构成高频电流通道，将此信号送至对端， 以比较两端电流的相位或功率方向的一种 保护装置。按工作原理可分为:方向高频 保护和相差高频保护。
14
第六节 相差高频保护
三、相差高频保护的相位特性 2、保护范围外部发生故障时，可能出现的最大间断角为：
max
l 180 180 22 l 22 6 100
3、闭锁角的确定：
B TA P l rel
跳闸 脉冲
7
第五节 方向高频保护
一. 高频闭锁方向保护原理 通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向， 以判别是被护范围内部故障还是外部故障。
高频闭锁信号
高频闭锁信号
A
1 2
B
3
K
4
C
5
K2
6
D
对输电线路 AB和 CD来说，均为外部故障，流经2和5 当线路BC上的 K点发生故障时，它两侧的功率都是 保护的功率方向都为负， 2和5保护的发信机发信， 从母线流向输电线路，两侧保护 3和4的发信机都不 使本侧与对侧的收信机分别收到高频闭锁信号，故 发信，两侧高频收信机均收不到高频闭锁信号，断 2016/7/30 使断路器 、2和5、6都不跳闸。 路器3和41 无延时跳闸。
8
第五节 方向高频保护
二. 高频闭锁方向保护的框图
1KW
高频收发信机
至通道
T2
0
t2
&
JZ 1
G
R
&
跳闸
2 KW
T1
t1 0
JZ 2
1KW 为反方向元件，反向短路故障时动作，起动发信机； 时间元件 T1 延时t1动作，瞬时返回；时间元件T2瞬时t2 2KW 为正方向元件，正向短路故障时动作，准备跳闸。 动作，延时返回。二者的作用是防止区外故障误动；
12
第六节 相差高频保护
二、相差高频保护的构成
操作元件
&
Y
至
G
起 动 元 件
T2 t2 0
通 道
R
T1
低定值 高定值
t1 0
比相元件
跳闸
操作元件的作用是将输电线路上的 起动元件的作用是故障时起动发信机和开放比相回路， 50Hz电流转变为一个 比相元件的作用是比较被保护线路两侧操作电流的相位。 并且要求起动发信机要比开放比相回路更为灵敏，动 50Hz 的方波电流，然后以此工频方波电流对发信机中的 因为采用单频率制，所以收信机同时接收到线路两侧发 作更为迅速。 高频电流进行调制。 信机发出的高频信号。
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第六节 相差高频保护
一、相差高频保护的工作原理
比较被保护线路两侧电流的相位—即利用高频信号将电 流的相位传送到对侧去进行比较，这种保护称为相差高 频保护。
M
I M
K1
I N
N
i
I M
I M
I N
I N
I N
o
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t
I N
内部故 障相位 相同外 部故障 相位差 为180°
2016/7/30
方向高频保护 相差高频保护
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第四节
高频通道及高频信号类型
一、高频通道的组成
M
1QF
输电线路 高频阻波器
耦合电容器
2QF
N
避
接 地 开 关
T
雷 器
耦合继电器
继电 部分
G
R
高频电缆 高频通道部分
G
R
继电 部分
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二、高频通道的工作方式 1、故障起动发信方式:在正常条件下发信机不工作，通 道中没有高频电流，只在电力系统发生故障期间才由起 动元件起动发信。
第七章
线路的差动保护和高频保护
本章主要内容
一、输电线路的纵差动保护 二、平行双回线路横联差动保护 三、高频保护的基本原理 四、高频通道及高频信号类型 五、方向高频保护 六、相差高频保护
2016/7/30 1
第一节输电线路的纵差动保护
一、纵差动保护的基本原理 纵差动保护的 不平衡电流等 基本原理是基 于比较被保护 于两侧电流互 线路始端和末 感器的励磁电 端电流的大小 和相位原理构 流之差。 成的。
2016/7/30 10
第五节 方向高频保护
四. 高频闭锁方向保护的实现特点 反方向元件1KW动作后立即起动发信， 发出闭琐信号;正方向元件2KW动作后，准 备作用于跳闸。 1KW的灵敏度必须高于2KW的灵度。 时间元件T1的作用是防止外部短路故 障时，远离故障点侧保护误动。 时间元件T2作用是防止高频闭锁信号 过早解除而造成远离故障点侧保护的误动。
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第五节 方向高频保护
三. 高频闭锁方向保护的框图说明
2 KW ( M侧）
M
1QF
K1
2QF
N
K2
1KW ( M侧） 2 KW ( N侧）
当 K1点发生故障时，两侧的正方向元件 2KW动作，反方向 当发生 K2故障时，N侧的1KW动作，发出闭琐信号，在时 元件 1KW 不动作，不发闭琐信号，于是两侧的 2KW通过时M 间元件 T1 有输出前到达M侧收信输出端,从而保证了虽然 间元件 T1 和禁止门JZ2将两侧的断路器 1QF、2QF跳开； 侧的2KW 动作，但不会发出跳开 1QF的跳闸脉冲。
第二节平行双回线路横联保 护
一、双回线路内部故障的特点
1、在正常运行或区外故障时: 2、当平行双回线内部故障时:
M
' I '' II
I I I II 或 I I
I
1QF
I
K
I
' I
N
5QF
I II
I
2QF '' II
I I I II 时，判别为线路I故障； I II I I 时，判别为线路Ⅱ故障。
2、长期发信方式:在正常工作条件下发信机始终处于发 信状态，沿高频通道传送高频电流。
3、移频方式:在正常工作条件下，发信机向对侧传送频 率为f1的高频电流；当发生故障时，继电保护装置控制 发信机移频，停止发送频率为f1的高频电流，而发出频 率为f2的高频电流。
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三、高频通道及高频信号类型
2016/7/30 13
第六节 相差高频保护
三、相差高频保护的相位特性 1、保护范围内部发生故障，M侧和N侧高频信号间的相位差 最大为：
l M 100 7 15 6 122 l 100
在最严重情况下，高频信号间断角是：
min
2016/7/30
l 180 (122 l ) 58 6 100
2016/7/30
l 37 6 100
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第六节 相差高频保护
三、相差高频保护的相位特性
作 动
I m
范
围
op
00 1800
3600
I B
2B
I D
B
2016/7/30
B
16
2016/7/30
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2016/7/30
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1、闭锁信号：阻止保护 动作跳闸的信号，无闭锁 信号是保护作用于跳闸的 必要条件。
PR
闭锁 信号
&
跳闸 脉冲
2、允许信号：允许保护 动作跳闸的信号，是保护 作用于跳闸的必要条件。 3、跳闸信号：直接引起 跳闸的信号，是保护作用 于跳闸的充分条件。
2016/7/30
PR
允许 信号
&
跳闸 脉冲
PR
跳闸 信号
1、当线路正常运行或外部故障时:百度文库
M
I M
I N
N
K
I m
I n
2、当线路内部故障时:
M
I M
K
I N
N
I g I m I n I unb
2016/7/30 g
I m
I g
I n
I I m I n I k / nTA
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3QF
II
4QF
同样，利用母线电压降低、两回线电流大小不等这一 特点，也可判别出故障线路。
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第三节 高频保护的基本原理
将线路两端的电流相位或功率方向转 化为高频信号，然后，利用输电线路本身 构成高频电流通道，将此信号送至对端， 以比较两端电流的相位或功率方向的一种 保护装置。按工作原理可分为:方向高频 保护和相差高频保护。
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第六节 相差高频保护
三、相差高频保护的相位特性 2、保护范围外部发生故障时，可能出现的最大间断角为：
max
l 180 180 22 l 22 6 100
3、闭锁角的确定：
B TA P l rel
跳闸 脉冲
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第五节 方向高频保护
一. 高频闭锁方向保护原理 通过高频通道间接比较被保护线路两侧的功率方向， 以判别是被护范围内部故障还是外部故障。
高频闭锁信号
高频闭锁信号
A
1 2
B
3
K
4
C
5
K2
6
D
对输电线路 AB和 CD来说，均为外部故障，流经2和5 当线路BC上的 K点发生故障时，它两侧的功率都是 保护的功率方向都为负， 2和5保护的发信机发信， 从母线流向输电线路，两侧保护 3和4的发信机都不 使本侧与对侧的收信机分别收到高频闭锁信号，故 发信，两侧高频收信机均收不到高频闭锁信号，断 2016/7/30 使断路器 、2和5、6都不跳闸。 路器3和41 无延时跳闸。
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第五节 方向高频保护
二. 高频闭锁方向保护的框图
1KW
高频收发信机
至通道
T2
0
t2
&
JZ 1
G
R
&
跳闸
2 KW
T1
t1 0
JZ 2
1KW 为反方向元件，反向短路故障时动作，起动发信机； 时间元件 T1 延时t1动作，瞬时返回；时间元件T2瞬时t2 2KW 为正方向元件，正向短路故障时动作，准备跳闸。 动作，延时返回。二者的作用是防止区外故障误动；
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第六节 相差高频保护
二、相差高频保护的构成
操作元件
&
Y
至
G
起 动 元 件
T2 t2 0
通 道
R
T1
低定值 高定值
t1 0
比相元件
跳闸
操作元件的作用是将输电线路上的 起动元件的作用是故障时起动发信机和开放比相回路， 50Hz电流转变为一个 比相元件的作用是比较被保护线路两侧操作电流的相位。 并且要求起动发信机要比开放比相回路更为灵敏，动 50Hz 的方波电流，然后以此工频方波电流对发信机中的 因为采用单频率制，所以收信机同时接收到线路两侧发 作更为迅速。 高频电流进行调制。 信机发出的高频信号。
2016/7/30 11
第六节 相差高频保护
一、相差高频保护的工作原理
比较被保护线路两侧电流的相位—即利用高频信号将电 流的相位传送到对侧去进行比较，这种保护称为相差高 频保护。
M
I M
K1
I N
N
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I M
I M
I N
I N
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内部故 障相位 相同外 部故障 相位差 为180°