高频线路保护原理及调试

方向纵联保护

功率方向元件 分为零序功率方向元件和负序功率方向元 件； 零序功率方向元件反应接地短路而不反应 相间短路； 负序功率方向不仅能反应所有不对称短路， 而且增设短时记忆回路后也能反应三相对 称短路。

零序方向元件
• 方向明确，灵敏度好

负序方向元件
• 稳态量 • 方向明确，灵敏度很好 • 不怕振荡 • 保护不对称短路
高频线路保护原理、运行、调试、维护

复用通道、允许式与远方信号传输装置连接示意图
CSC-101(2) 保护装置 CSY-102A远方 信号传输装置 CSC-186A/B
X1-1
a2 发信 c2
+24V
光发
光收
X4(X5)
c10
＋24V c18
收讯 输入
光纤
X7 光收 X8 光发
接 口 设 备
64Kb/s或 2Mb/s

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。
若弱电源侧保护跳闸控制字投入，那么，则经对侧的闭锁或允许 信号确认后就可以跳闸。 a) 至少有一相或相间电压低于0.5Un； b) 保护正方向和反方向元件均不动作； c) 启动时间小于200ms； d) 收不到闭锁信号8ms或收到允许信号5ms。

相继动作
如果在大电源侧出口附近经大电阻接地，由于助增作 用，可能使对侧纵联保护停信灵敏度不足，此时靠大 电源侧零序Ⅰ段或接地距离Ⅰ段先动作，在本侧断路 器跳开助增消失后对侧纵联保护再相继动作。保护在 任何情况下，先跳侧纵联保护的停信元件在检测到本 装置内零序、距离保护发出跳闸令后，检测原故障相 确无电流后，将停信脉冲展宽120ms。
高频线路保护原理、运行、调试、维护
专用收发信机闭锁式：

两种与专用收发信机配合的方式（通过控制字实现）： １）远方起信由保护完成 ２）远方起信由收发信机完成，


一般推荐远方起信由保护完成。 允许线路两侧纵联保护，一侧是远方起信由保护完成（单 接点方式）、另一侧是远方起信由收发信机完成（双接点 方式）。

高频线路保护原理
ES
M
N
F
P
ER
F√ F－×
F× F√ F－√ F－×
F√ F－×
• 故障线路的特征是：两侧的 F 均动作，两侧的 F 均不动 作，这在非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特 F 动作，这在故障线 征是：两侧中有一侧的 F不动作、 路中是不存在的。 F 动作的这一侧一直发 • 采用闭锁信号时，在 F不动作、 高频信号，如图所示。 采用允许信号时，在 F 动作、 F 不动作的这一侧一直发 高频信号。
CSC-101(2) 保护装置 CSY-102B远方 信号传输装置 发信 停信 CSY-102B远方 信号传输装置
X1-2 X1-2 X1-3 X1-3 +24V 光发 光收 +24V
CSC-101(2) 保护装置 发信 a2 c2
X8
a2 c2
X8
光纤 X4(X5)
c10
+24V X8
收讯输入
X7
•
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）。 在电力系统无故障的正常情况下，干扰相对来说较小， 基本处于待命状态；但在系统突然发生故障的瞬间，它要 在比正常时严重几倍的干扰情况下，及时启动，并完成收、 发信，把保护动作信息准确送至对侧高频保护装置， 这就要求除输电线路的加工设备提供良好的通道外， 还需要高频收发信机具有良好的抗干扰性能。否则，每一 种干扰都有可能在这种连续的时间间隔中，造成信号的误 发、误收，导致保护错误判断，以至以误动。
通 讯 复 用 设 备
由复用设备来
高频线路保护调试
• 纵联距离试验，阻抗定值项输入定值电抗值，电阻设 为零，试验阻抗可以设为0.8倍定值，正方向AB相间 瞬时故障，故障电流设为额定电流，试验时间设为 100ms。 纵联零序试验，模拟正方向A相接地瞬时故障，故障 电流设为大于定值电流，试验时间设为150ms，阻 抗设置需大于1.05倍整定阻抗。 纵联突变试验，模拟模拟正方向A相接地瞬时故障， 故障电流设为大于突变量启动定值，试验时间设为 100ms。
高频线路保护原理及调试
闭锁式/允许式收发信特点
闭锁式 收发信单元具有自发自收功能。既能收到本 身的发信信息，又能收到对侧发过来的闭锁信号。 任一闭锁信号均将闭锁高频保护。 允许式 收发信单元不具备自发自收功能。只能收取 对侧的允许信号。只有收取到对侧的允许信号时 才开放本侧的高频保护。 正常运行时，通道是否有信号？
c10
＋24V c18
收讯 输入
X1-6 X2-7 光收 X2-8
光纤
光发
接 口 设 备
64Kb/s或 2Mb/s
通 讯 复 用 设 备
由复用设备来
高频线路保护原理、运行、调试、维护
允许式通道逻辑：
可采用各种通道： 复用载波通道 微波通道 光纤通道等
采用各种复用接口设备时，要求每侧都只接 收对侧传来的命令信号
发信
收发讯机告警
告警
收信输入 手动自检按钮
收信输出
其他保护停信
高频线路保护原理、运行、调试、维护
双接点方式单断路器与专用高频收发信机的连接示意图
保护装置 起动发信 停止发信
收发讯机
收信输入
收信 输出
三跳位置停讯
其他保护停信
手动自检按钮
高频线路保护原理、运行、调试、维护

双接点专用闭锁式、光纤专用通道与远方信号传输装置的连接示意图

弱电源问题
• 低电压启动逻辑：
电流突变量元件不启动的情况下，保护满足以下条件，则弱电 源侧保护也能启动。 a) 电压低于0.5Un； b) 有收信信号（无论闭锁式还是允许式）。 启动后，弱馈侧保护将快速停信（允许式发信），展宽120ms， 可以保证强电源侧保护快速跳闸。
• 低电压跳闸逻辑：
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


来自百度文库

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 制在所保护的输电线路之内传输。 尤其是当母线或其他线路出口发生故障时， 高频电流向母线分流将造成信号短路。 工频电流：呈很小的阻抗，使其畅通无阻。
• •
高频线路保护调试
• 纵联加速保护，用多态菜单，开始状态为空载状态， 状态1设置为AN区内故障，时间持续100mS，状态 2设置为空载状态，时间持续大于重合闸时间,状态3 设置为AN区内故障，时间持续150mS。 弱馈保护：投入弱馈及其跳闸功能，用状态序列菜单， 利用测试仪的开出1模拟收发信机的收信接点，一态 为空载状态，开出1为“断开”，二态设置为任意状 态，A相电压降为20V，其它两相电压正常，三相均 无流，开出1为接通，此序列时间为10ms,三态设置 同二态，但开出1更改为断开，时间持续150ms,四 态状态为空载状态，开出1为断开，此状态也是结束 态。
闭锁式高频保护
单接点方式
远方启信功能 其它保护停信 通道试验功能 三跳位置停信 保护 保护 保护 保护
双接点方式
收发信机 收发信机 收发信机 收发信机
注：特别注意收发信机的单/双接点切换。保护的单/双接点功能由控制字实现
专用收发信机

高频保护接收发信机时，若现场为远方启动发信等逻辑由保护完成，收发信机应取消 远方启动功能；若现场为远方启动发信等逻辑由收发信机完成，收发信机应具有远方 启动功能。例如： • 1) LFX912收发信机：接口插件JP跳线取消且远方启动端子无开入，即远方启动 等功能需由保护完成；接口插件JP跳线插上或远方启动端子有开入，即收发信机 具有远方启动功能。 • 2) SF-600收发信机：远方启动插头取消、9号插件W6断W7连、10号插件W10 断W11连，远方启动等功能需由保护完成；远方启动插头插上、10号插件W10连 W11断，即收发信机具有远方启动功能。 • 3)SF-960收发信机：前视2号插件，JP21：“远方启信”控制跳线，连接JP21, 退出远方启信功能；JP24：“自发自收”控制跳线，连接JP24,退出自发自收功 能；JP25：单屏调试时短接，正常运行时必须将该跳线断开。 • 4) GSF-6收发信机：远方启动拨至退一侧，远方启动等功能需由保护完成；远方 启动拨至投入一侧，即收发信机具有远方启动功能。 • 5) YBX-1收发信机：远方启动插头取消，远方启动等功能需由保护完成；远方启 动插头插上，即收发信机具有远方启动功能。 • 6)CSY102B(Z)开入6切块单/双接点方式，压板投入为双接点控制收发信机方式， 压板不投为单接点控制收发信机方式。 • 7) 其它型号收发信机可参考收发信机说明书进行跳线。
• 稳态量，受运行方式影响小
• 不怕振荡 • 只能保护接地短路
高频闭锁距离保护


利用距离保护的启动元件和距离方向元件 控制收发信机发出高频闭锁信号，闭锁两 侧保护的原理构成的高频保护。 优点：能足够灵敏和快速地反应各种对称 和不对称故障；不受分布电容的影响。
弱馈功能

弱电源侧保护
当被保护线路的一侧为弱电源或无电源方式时，弱电源 侧保护的正方向发生线路故障时，流过弱电源侧保护的电 流不再与通常双端电源线路故障时特征相同，此时应投入 纵联保护的弱馈功能和弱馈跳闸功能，以便实现弱电源线 路选跳功能。 投入弱馈后，本保护应满足以下要求： 区内故障时本侧停信或发允许信号，以使强电侧保护快 速出口。弱电源侧保护可以由控制字选择是否跳闸。
专用收发信机

高频收发插件的跳线
• “本机－通道”：SF600/960 正常运行时， 将插头插入该位置，与高频通道接通。 • “本机－负载”：将插头插入该位置时，高频 信号输出与内部75Ω负载相连，并与通道断开。
高频线路保护原理、运行、调试、维护
单接点方式单断路器与专用高频收发信机的连接示意图
）A(B) 保护装置 收发讯机
其他保护停信

作用：当母线故障发生在电流互感器与断 路器之间时，母线保护虽然正确动作，但 故障点依然存在，依靠母线保护出口继电 器动作使该侧线路高频保护停信，从而使 对侧断路器跳闸切除故障。（一般接线由 操作箱的TJR、TJQ开入至其他保护停信实 现）
三跳位置停信

作用：当故障发生在本侧出口时，由接地 或距离保护快速动作跳闸，而高频保护还 未来得及动作，故障已被切除，并发出连 续高频信号，闭锁了对侧高频保护，只能 由二段带延时跳闸。为克服此缺点，采用 由跳闸位置继电器停信，使对侧自发自收， 实现无延时跳闸。（TWJ接入位置停信开 入实现）
光收
光发
X7 X8
收讯输入
X4(X5)
c10
+24V
2Mb/s
本端
对端
高频线路保护原理、运行、调试、维护

单接点专用闭锁式、光纤复用通道与远方信号传输装置的连接示意图
CSC-101(2) 保护装置 a2 发信 c2
+24V 光发 光收
CSY-102B远方 信号传输装置
X1-2
CSC-186A/B
X4(X5)
方向纵联保护

方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向 作出判断，然后通过高频信号作出综合判断，即对两侧的 故障方向进行比较以决定是否跳闸。一般规定从母线指向 线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反方向。 闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧方向元件判断 为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机发出高 频信号，对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。在 外部故障时是近故障侧的方向元件判断为反方向故障，所 以是近故障侧闭锁远故障侧；在内部故障时两侧方向元件 都判断为正方向，都不发送高频信号，两侧收信机接收不 到高频信号，也就没有输出脉冲去闭锁保护，于是两侧方 向元件均作用于跳闸。