電力系統(tǒng)載波保護(hù)應(yīng)用設(shè)計.doc

電力系統(tǒng)仿真實訓(xùn)報告 題 目：載波保護(hù)設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué) 號：1267130235專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級：電氣2012-2班指導(dǎo)教師：內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理設(shè)計題目載波保護(hù)方法應(yīng)用設(shè)計指導(dǎo)教師時間1周一、教學(xué)要求電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識的一種綜合訓(xùn)練。本課程設(shè)計教學(xué)要求是：（1）理論與實踐緊密聯(lián)系；（2）學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)保護(hù)的配置原則以及整定計算方法。（3）訓(xùn)練學(xué)生工程cad制圖方法。（4）學(xué)習(xí)保護(hù)配置原則、整定原則、靈敏系數(shù)要求以及靈敏系數(shù)校驗方法。通過課程設(shè)計，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握電力系統(tǒng)保護(hù)配置、整定計算方法與目的。二、設(shè)計資料及參數(shù)（一）設(shè)計原始資料1、待設(shè)計電網(wǎng)或變電所系統(tǒng)圖2、系統(tǒng)運行的兩種方式 3、三相供電系統(tǒng)4、電網(wǎng)電壓等級為110kv三、設(shè)計要求及成果1、對于反映單端電氣量變化的繼電保護(hù)裝置，由于反映的是單端電氣量，所以保護(hù)不能正確地反映是本線路末端故障還是相鄰線路的首端故障。所以設(shè)計時，為了保證保護(hù)的選擇性，在全線路任意一點故障時，保護(hù)不可能都能無時限地動作，需加時限來保證。2、而對于反映雙端電氣量變化的繼電保護(hù)裝置，由于反映的是雙端電氣量，所以保護(hù)能正確地反映本線路內(nèi)任意一點故障，即在全線路任意一點故障時，保護(hù)都能無時限地動作。但此種保護(hù)的保護(hù)區(qū)只在本線路內(nèi)，所以，不能作為相鄰線路的后備保護(hù)。所以說，這兩種保護(hù)各有優(yōu)缺點，一般配合使用。3、分析現(xiàn)有載波保護(hù)的元件構(gòu)成及通信方式的不足，有針對性地提出可行性方案。4、按照任務(wù)書規(guī)定的內(nèi)容和進(jìn)度完成。四、進(jìn)度安排1、講解設(shè)計目的、要求、方法、任務(wù)分工。（2小時）2、查閱資料，熟悉用戶任務(wù)要求，（0.5天）3、設(shè)計保護(hù)方案，提出可行性報告（1天）4、查閱圖書、資料、產(chǎn)品手冊和工具書進(jìn)行設(shè)備校驗，繪制繼電保護(hù)二次展開圖（1天）。5、撰寫設(shè)計說明書（2天）五、評分標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)計成績采用非百分制記法。主要注重量化過程考核，創(chuàng)新能力考核，評分內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)如下：(1) 設(shè)計態(tài)度20%遵守勞動紀(jì)律和安全文明實訓(xùn)，準(zhǔn)時上下課，不大聲喧嘩，不隨意走動，不做與課程設(shè)計無關(guān)的事。認(rèn)真查找資料，主動提出問題，分析問題，解決問題。服從管理，按時完成設(shè)計任務(wù)。(2) 實踐能力20%繼電保護(hù)裝置滿足規(guī)程要求，可靠性高，設(shè)備選擇得當(dāng)，計算、保護(hù)、整定等滿足要求。保護(hù)屏安裝規(guī)范，布置美觀。設(shè)計過程有創(chuàng)新，故障判斷準(zhǔn)確，短路電流計算正確。(3) 方案設(shè)計40%課程設(shè)計報告包含兩部分，設(shè)計說明書和圖紙。設(shè)計說明書要求內(nèi)容完整，文字流暢，字跡端正，圖紙規(guī)范，尤其要突出設(shè)計創(chuàng)新，采用新方法，新工藝，新設(shè)備。設(shè)計論證充分，可靠性高。設(shè)備選擇正確合理，設(shè)計心得體會真實可信。(4) 課題說明書20%對課題考核重點理解深刻，能正確、全面地回答問題。若發(fā)現(xiàn)有抄襲或請別人代做者，取消參加考核的資格，成績以零分記錄。最后總評以優(yōu)、良、中、及格、不及格記。六、建議參考資料1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)，張保會，中國電力出版社，2005，第二版2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理，賀家李，宋從矩，中國電力出版社，1994，第二版3微機(jī)型繼電保護(hù)基礎(chǔ)，楊奇遜，中國電力出版社19884電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理，王維儉，清華大學(xué)出版社，19925知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫論文目錄摘要：4關(guān)鍵詞 41.載波保護(hù)設(shè)計概述4 1.1設(shè)計原始資料4 1.2設(shè)計要求及成果4 1.3提出具體設(shè)計思路42 高頻保護(hù)5 2.1高頻載波保護(hù)5 2.1.1高頻載波保護(hù)的概念5 2.2電力線載波通信的構(gòu)成5 2.2.1輸電線路5 2.2.2高頻阻波器5 2.2.3耦合電容器5 2.2.4連接濾波器6 2.2.5接地開關(guān)6 2.2.6高頻收、發(fā)信機(jī)6 2.3、電力線載波通道的特點7 2.3.1無中繼器通信距離長7 2.3.2經(jīng)濟(jì)和使用方便7 2.3.3工程施工比較簡單7 2.4電力線載波通道的工作方式8 2.5電力線載波信號種類9 2.6高頻載波保護(hù)的保護(hù)原理及構(gòu)成103.閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)11 3.1高頻閉鎖方向保護(hù)概念11 3.2閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的工作原理114.閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)11 4.1方案說明11 4.2閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)工作原理12 4.3影響方向比較式縱聯(lián)保護(hù)正確鞏作的因素13 4.4 閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)評價145.高頻載波保護(hù)的前景15 5.1載波通訊的不足15 5.2電力載波的應(yīng)用前景16 5.2.1電力載波在路燈電纜防盜監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用16 5.2.2智能小區(qū)中的應(yīng)用17 5.2.3在家居智能化的應(yīng)用18 5.2.4其它領(lǐng)域的應(yīng)用186.總結(jié)19參考文獻(xiàn)20摘要： 高頻載波保護(hù)，是將電路兩端電流相位（或功率方向）信息轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號，經(jīng)過高頻耦合設(shè)備將高頻信號加載到輸電線路上，輸電線路本身作為高頻信號的通道將高頻載波信號傳輸?shù)綄Χ?，對端再?jīng)高頻耦合設(shè)備將高頻信號接收，已實現(xiàn)各端電流相位（或功率方向）的比較。 它是迄今為止得到廣泛采用，并預(yù)計將來仍將使用的一種線路縱聯(lián)保護(hù)。電力線載波保護(hù)只適用于傳輸“有一無”信息的方向比 較式縱聯(lián)保護(hù)或電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)，以及窄帶 移頻式的遠(yuǎn)方跳閘裝置。 本文對對高頻載波做了簡要概述，分別介紹了高頻載波保護(hù)的概念，高頻載波保護(hù)的保護(hù)原理及構(gòu)成，輸電線路高頻載波保護(hù)分類，電力線載波通信的構(gòu)成，電力線載波通道的特點，信號的傳輸計算，電力線載波通道的工作方式，電力線載波信號種類。并重點介紹了閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)以及他的工作原理及保證動作的因素。關(guān)鍵詞 高頻載波 電力載波通信 高閉鎖式閉鎖方向保護(hù) 相差高頻保護(hù)1.載波保護(hù)設(shè)計概述1.1設(shè)計原始資料1、待設(shè)計電網(wǎng)或變電所系統(tǒng)圖2、系統(tǒng)運行的兩種方式 3、三相供電系統(tǒng)4、電網(wǎng)電壓等級為110kv1.2設(shè)計要求及成果1、對于反映單端電氣量變化的繼電保護(hù)裝置，由于反映的是單端電氣量，所以保護(hù)不能正確地反映是本線路末端故障還是相鄰線路的首端故障。所以設(shè)計時，為了保證保護(hù)的選擇性，在全線路任意一點故障時，保護(hù)不可能都能無時限地動作，需加時限來保證。2、而對于反映雙端電氣量變化的繼電保護(hù)裝置，由于反映的是雙端電氣量，所以保護(hù)能正確地反映本線路內(nèi)任意一點故障，即在全線路任意一點故障時，保護(hù)都能無時限地動作。但此種保護(hù)的保護(hù)區(qū)只在本線路內(nèi)，所以，不能作為相鄰線路的后備保護(hù)。所以說，這兩種保護(hù)各有優(yōu)缺點，一般配合使用。3、分析現(xiàn)有載波保護(hù)的元件構(gòu)成及通信方式的不足，有針對性地提出可行性方案。4、按照任務(wù)書規(guī)定的內(nèi)容和進(jìn)度完成。1.3提出具體設(shè)計思路 1.既要反映單端電氣量變化的繼電保護(hù)裝置，正確地反映是本線路末端故障還是相鄰線路的首端故障。所以設(shè)計時，為了保證保護(hù)的選擇性，在全線路任意一點故障時，保護(hù)不可能都能無時限地動作，需加時限來保證。 2.還要反映雙端電氣量變化的繼電保護(hù)裝置，由于反映的是雙端電氣量，所以保護(hù)能正確地反映本線路內(nèi)任意一點故障，即在全線路任意一點故障時，保護(hù)都能無時限地動作。但此種保護(hù)的保護(hù)區(qū)只在本線路內(nèi)，所以，不能作為相鄰線路的后備保護(hù)。所以說，要同時滿足二者要求，建議采用“閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)”。2 高頻保護(hù)2.1高頻載波保護(hù)2.1.1高頻載波保護(hù)的概念 將線路兩端的電流相位信息轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號，經(jīng)過高頻耦合設(shè)備將高頻信號加載到輸電線路上，輸電線路本身作為高頻信號的通道將高頻載波信號傳輸?shù)綄Χ?，對端再?jīng)過高頻耦合設(shè)備將高頻信號接收，以實現(xiàn)各端電流相位的比較，這就是高頻保護(hù)或載波保護(hù)。為了在遠(yuǎn)距離輸電線上實現(xiàn)差動保護(hù)，必須將線路一端的電氣量傳送到另一端，廣泛采用的方法之一是利用高壓輸電線本身作通道，以50300khz的高頻電流相互傳送兩側(cè)電氣量，這就是載波保護(hù)。又稱高頻保護(hù)。 載波保護(hù)應(yīng)在被保護(hù)線路兩端配置收、發(fā)信機(jī)。當(dāng)收信機(jī)收到的信息是保護(hù)裝置發(fā)出跳閘命令的必要條件時，則稱為允許跳閘式（簡稱允許式）；當(dāng)收信機(jī)收到信息就不允許發(fā)出跳閘命令時稱為閉鎖跳閘式(簡稱閉鎖式)?？刂瓢l(fā)信的元件除應(yīng)有方向性外，其正向保護(hù)范圍小于被保護(hù)線路全長者稱為欠范圍式；反之若正向保護(hù)范圍大于被保護(hù)線路全長者則稱為超范圍式。2.2電力線載波通信的構(gòu)成2.2.1輸電線路 三相輸電線路都可以用來傳遞高頻信號，任意一相與大地之間都可以組成“相-地”回路。2.2.2高頻阻波器 為了使兩端發(fā)送的高頻載波信號只在本線路內(nèi)傳送而不穿越到相鄰線路上去，高頻阻波器是由電感線圈和可調(diào)電容組成的并聯(lián)諧振回路，當(dāng)阻波器諧振頻率等于高頻載波信號頻率時，對載波電流呈現(xiàn)出極高的阻抗。而對工頻電流，阻波器僅呈現(xiàn)電感線圈的阻抗，不影響工頻電能的傳輸。 2.2.3耦合電容器它是一個高壓電容器，電容量極小，對工頻電壓呈現(xiàn)非常大的阻抗，同時可以防止工頻電壓侵入高頻機(jī)和發(fā)信機(jī)，對高頻載波呈現(xiàn)很小的阻抗，只允許通帶頻率內(nèi)的高載頻電流順利通過。 2.2.4連接濾波器它是一個可調(diào)節(jié)的電感的空心變壓器，與耦合電容器共同組成帶通濾波器，連接濾波器起著阻抗匹配的作用，可以避免高頻信號的電磁波在傳輸過程中發(fā)生反射，并減少高頻能量的附加衰耗，同時空芯變壓器的使用進(jìn)一步是收發(fā)信機(jī)與輸電線路的高壓部分隔離，提高安全性。 2.2.5接地開關(guān)接地刀閘也是高頻通道的輔助設(shè)備。在檢修連接濾波器時，用它用來接通接地開關(guān)，使耦合電容器下端可靠接地，以保證人身和設(shè)備的安全。 2.2.6高頻收、發(fā)信機(jī)高頻收發(fā)信機(jī)的作用是發(fā)送和接收高頻信號。發(fā)信機(jī)部分是由繼電保護(hù)來控制，通常都是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，保護(hù)起動之后它才發(fā)出信號，但有時也可以采用長期發(fā)訊的方式。由發(fā)信機(jī)發(fā)出信號，通過高頻通道為對端的收信機(jī)所接收，也可為自己一端的收信機(jī)所接收。高頻收信機(jī)接收到由本端和對端所發(fā)送的高頻信號。經(jīng)過比較判斷之后，再動作于跳閘或?qū)⑺]鎖。載波通信示意圖 圖2.12.3、電力線載波通道的特點電力線載波通信是電力系統(tǒng)的一種特有的通電方式，以電力線路為通信通道，通道傳輸?shù)男盘栴l率范圍一般為50400khz。載頻低于40khz受工頻干擾太大，同時通信道中的連接設(shè)備的構(gòu)成也比較困難；載頻過高，將對廣播等產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，同時高頻能量衰耗也將大大增加。電力線載波通信也曾在一段時間內(nèi)成為電力系統(tǒng)應(yīng)用最廣的通信手段，它具有以下優(yōu)點。2.3.1無中繼器通信距離長電力線載波通信距離可達(dá)幾百公里，中間不需要中及設(shè)備，一般的輸電線路，只需在線路兩端配備載波機(jī)和高頻信號耦合設(shè)備。2.3.2經(jīng)濟(jì)和使用方便使用電力線載波通道的裝置（繼電保護(hù)和電力自動化設(shè)備等）與載波機(jī)之間的距離很近，都在同一變電所內(nèi)，高頻電攬短，由于不需要再架信道，節(jié)省了投資。2.3.3工程施工比較簡單輸電線路建好后，裝上阻波器，耦合電容器，集合濾波器，放好高頻載波電纜，然后安裝載波機(jī)，就可進(jìn)行調(diào)試。這些工作都在變電所內(nèi)進(jìn)行，基本上不需另外進(jìn)行基建工程，能較快的建立通信，在不少工期較緊的輸變電工程中，往往只有電力載波才能和輸變電工程同期建成，可保證輸變電工程如期投產(chǎn)。由于輸電線載波通道是直接通過高雅輸電線路傳送高頻載波電流的，因此高壓線上的干擾直接進(jìn)入高頻載波通道，高壓輸電線路的電暈和短路等都會不同程度的對載波信號造成干擾。另外，由于高頻載波通信速率低，難以滿足縱聯(lián)電流差動保護(hù)實時性的要求，一般用來傳遞狀態(tài)信號，用于構(gòu)成方向比較式縱聯(lián)保護(hù)和電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)。輸電線路載波通信還被用于對系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)測的調(diào)度自動化信息的傳遞和電力系統(tǒng)內(nèi)部的載波電話等。 2.4電力線載波通道的工作方式（1）長時發(fā)信方式正常有高頻電流方式：在電力系統(tǒng)正常運行工況下發(fā)信機(jī)不發(fā)信，沿通道不傳送高頻電流，發(fā)信機(jī)只在電力系統(tǒng)發(fā)生鼓掌期間才由保護(hù)的啟動元件啟動發(fā)信，因此成為故障啟動發(fā)信的方式。該方式在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的采用。自動檢查的方法是利用專門的時間元件按規(guī)定時間自動啟動發(fā)信，檢查通道，并向值班員發(fā)出信號。（2） 短時發(fā)信方式正常無高頻電流方式：在電力系統(tǒng)正常工作條件下發(fā)信機(jī)處于發(fā)信狀態(tài)，沿高頻通道傳送高頻電流，因此稱之為長期發(fā)信方式。其主要優(yōu)點是使高頻保護(hù)中的高頻通道部分經(jīng)常處于被監(jiān)視狀態(tài)，可靠性高；此外無需收發(fā)信機(jī)啟動元件，使裝置稍微簡化。他的缺點是因為發(fā)信機(jī)經(jīng)常處于發(fā)信狀態(tài)，增加了對其他通信設(shè)備的干擾時間；因為經(jīng)常處于收信狀態(tài)，外界對高頻信號的干擾時間長，要求收信機(jī)有更高的抗干擾能力。（3） 移頻方式：在電力系統(tǒng)正常運行工況下，發(fā)信機(jī)處在發(fā)信狀態(tài)，想對端輸送出頻率為f1的高頻電流，這一高頻電流可作為通道的連續(xù)檢查或閉鎖保護(hù)之用。在線路發(fā)生故障時，保護(hù)裝置控制發(fā)信機(jī)停止發(fā)送頻率為f1的高頻電流，該發(fā)頻率為f2的高頻你電流。這種方式能監(jiān)視通道的工作情況，提高了通道工作的可靠性。并且抗干擾能力較強(qiáng)；但是它占用的頻帶寬，通道利用率低。移頻方式在國外已得到了廣泛的應(yīng)用。2.5電力線載波信號種類 按照高頻載波通道傳送的信號在縱聯(lián)保護(hù)中所起不同作用，將電力載波信號分為閉鎖信號，允許信號和跳閘信號。（1） 閉鎖信號。閉鎖信號是阻止保護(hù)動作于跳閘的信號。換句話說，無閉鎖信號是保護(hù)于跳閘的必要條件。只有同時滿足以下兩個條件時保護(hù)才能動作于跳閘：1） 本端保護(hù)原件動作；2） 無閉鎖信號。閉鎖信號邏輯的方框圖 圖2.2（2） 允許信號。允許信號是允許保護(hù)動作于跳閘的信號。換句話說，有允許信號是保護(hù)動作于跳閘的必要條件。只有同時滿足以下兩個條件時，保護(hù)裝置草能動作于跳閘：1） 本端保護(hù)元件動作；2） 有允許信號。表示允許信號的邏輯框圖 圖2.3（3） 跳閘信號。跳閘信號是直接引起跳閘的信號，換句話說，收到跳閘信號是跳閘的充要條件。表示跳閘信號的邏輯框圖 圖2.42.6高頻載波保護(hù)的保護(hù)原理及構(gòu)成 高頻保護(hù)基本原理是反映并比較被保護(hù)線路兩端電流的大小和相位。即將兩端的電氣量調(diào)制成高頻信號，利用高頻通道將高頻信號相互送到對側(cè)，再由各自的保護(hù)裝置將收到的對側(cè)信號與本側(cè)的信號進(jìn)行比較，判斷是內(nèi)部還是外部的，從而決定保護(hù)是否動作。一般利用輸電線路本身，采取“相地”制方式作為高頻通道。高頻通道工作方式一般采用短路時發(fā)信方式（即正常時通道中無高頻信號）。將線路兩端的電流相位或功率方向轉(zhuǎn)化為高頻信號，然后，利用輸電線路本身構(gòu)成高頻電流通道，將此信號送至對端，以比較兩端電流的相位或功率方向的一種保護(hù)裝置。 圖2.53.閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)3.1高頻閉鎖方向保護(hù)概念 高頻閉鎖方向保護(hù)是以高頻通道經(jīng)常無電流而在外部故障時發(fā)出閉鎖信號的方式構(gòu)成的。此閉鎖信號由短路功率為負(fù)的一側(cè)發(fā)出，這個信號被兩端的收信機(jī)所接收，而把保護(hù)閉鎖。3.2閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的工作原理 系統(tǒng)正常時，所有保護(hù)都不啟動，各線路上也沒有高頻電流。假設(shè)保護(hù)發(fā)生在b-c線路上的d1點，則所有保護(hù)都啟動，但保護(hù)2和5的功率方向為負(fù)其余保護(hù)的功率方向全為正。保護(hù)2和5啟動發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻閉鎖信號，使保護(hù)1和2，5和6都收到閉鎖信號，從而將保護(hù)閉鎖，因此非故障線路的保護(hù)不跳閘。故障線路b-c上保護(hù)3和4功率方向全為正，不發(fā)閉鎖信號，滿足保護(hù)跳閘條件，保護(hù)3和4分別跳閘，切除故障線路，d2點原理與d1類似。可見閉鎖方式方向縱聯(lián)保護(hù)的跳閘判據(jù)是本端保護(hù)方向元件判定為正方向故障且收不到閉鎖信號。如圖 圖3.1 這種保護(hù)的優(yōu)點是利用非故障線路一端的閉鎖信號，閉鎖非故障線路不跳閘，而對于故障線路跳閘，則不需要閉鎖信號。這樣在區(qū)內(nèi)故障伴隨有通道的破壞（例如通道相接地或斷線）時，兩端保護(hù)仍可能跳閘。這是故障啟動發(fā)信閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)得到廣泛應(yīng)用的主要原因。4.閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)4.1方案說明 方向比較式縱聯(lián)保護(hù)僅反應(yīng)區(qū)內(nèi)故障而動作，可以快速的切除保護(hù)范圍內(nèi)部的各種故障，但卻不能作為變電所母線和下級線路的后備。距離保護(hù)可以作為變電所母線和下級線路的后備，同時由于距離保護(hù)的主要元件（啟動元件和方向原件等）也可以作為實現(xiàn)閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的主要元件，因此經(jīng)常把兩者結(jié)合起來構(gòu)成閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)。使得區(qū)內(nèi)故障時能夠瞬時動作，而在區(qū)外故障時則具有不同的時限特性，起到后備保護(hù)的作用，從而兼有兩種保護(hù)的優(yōu)點，并能簡化整個保護(hù)的接線。實際上是由兩端完整的三段式距離保護(hù)附加高頻通信部分組成。 4.2閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)工作原理 假設(shè)線路兩側(cè)均采用三段式距離元件，i段能保護(hù)線路全長的85， ii 段能保護(hù)線路的全長并具有足夠的靈敏度，iii段作為起動元件并可作為后備保護(hù)。 iii段起動元件ziii動作時，經(jīng)km的常閉觸點起動發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻閉鎖信號， ii段距離元件kz2動作時則起動km停止高頻發(fā)信機(jī)。距離ii段動作后一方面起動時間元件kt2，可經(jīng)一定延時后跳閘，同時還可經(jīng)過一收信閉鎖繼電器kl的閉鎖觸點瞬時跳閘。當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(如d1點)，兩端的起動元件動作，起動發(fā)信機(jī)，但兩端的距離ii段也動作，又停止了發(fā)信機(jī)。當(dāng)收信機(jī)收不到高頻信號時，kl觸點閉合，使距離ii段可瞬時動作于跳閘。當(dāng)保護(hù)范圍外部故障時(如d2點)，靠近故障點的b端距離ii段不動作，不停止發(fā)信，a端ii段動作停止發(fā)信，但a端收信機(jī)可收到b端送來的高頻信號使閉鎖繼電器動作，kl觸點打開，因而斷開了ii段的瞬時跳閘回路，使它只能經(jīng)過ii段時間元件去跳閘，從而保證了動作的選擇性。 圖3.24.3影響方向比較式縱聯(lián)保護(hù)正確工作的因素 系統(tǒng)非全相運行的影響 圖4.1系統(tǒng)一相僅在一側(cè)斷開的情況 (b)負(fù)序電壓分布圖；(c)相量圖實際非全相運行狀態(tài)是一相在兩側(cè)同時斷開的狀態(tài)，特別是考慮分布電容的影響后，需要分析有兩個斷線端口的復(fù)雜故障下負(fù)序電壓、電流的相位關(guān)系，結(jié)論同樣是：當(dāng)使用線路側(cè)電壓時，受電側(cè)功率方向為正，送電側(cè)的負(fù)序功率方向為負(fù)，發(fā)出閉鎖信號，保護(hù)不會誤動作；如果使用母線電壓，兩側(cè)的負(fù)序功率方向同時為正，保護(hù)將誤動作。零序功率方向在非全相運行期間與負(fù)序功率方向的特點一致?？朔侨噙\行期間負(fù)序、零序方向縱聯(lián)保護(hù)誤動的措施一般是：使用線路側(cè)電壓，這也是超高壓線路電壓互感器裝于線路側(cè)的主要原因；在兩相運行期間退出負(fù)序、零序方向元件，僅保留使用工頻突變量的方向元件。 功率倒向?qū)Ψ较虮容^式縱聯(lián)保護(hù)的影響及應(yīng)對措施 圖4.2系統(tǒng)中假設(shè)故障發(fā)生在線路l1上靠近m側(cè)k點，斷路器qf3先于斷路器qf4跳閘。在斷路器qf3跳閘之前，線路l2中短路功率由n側(cè)流向m側(cè)，線路l2中n側(cè)功率方向為負(fù)，方向元件不動作，向m側(cè)發(fā)送閉鎖信號。 在斷路器qf3跳閘后qf4跳閘前，線路l2中的短路功率突然倒轉(zhuǎn)方向，由m側(cè)流向n側(cè)，這一現(xiàn)象稱為功率倒向。反應(yīng)負(fù)序、零序和故障分量的方向元件在短路功率倒向時如果動作不協(xié)調(diào)會出現(xiàn)誤動作。在斷路器qf3跳閘后qf4跳閘前，m側(cè)功率方向由負(fù)變?yōu)檎?，功率方向元件動作，停止發(fā)信并準(zhǔn)備跳閘；此時n側(cè)的功率方向由正變負(fù)，方向元件應(yīng)立即返回并向m側(cè)發(fā)閉鎖信號，但是可能m側(cè)的方向元件動作快，n側(cè)的方向元件返回慢，這被稱為“觸點競賽”。由于這個原因，會有一段時間兩側(cè)方向元件均處于動作狀態(tài)，m側(cè)沒有閉鎖信號，造成線路兩端的保護(hù)誤動。如果增加延時返回時間元件t1，使發(fā)信元件動作后經(jīng)時間t1延時返回，就可以解決這個問題。時間t1要大于兩側(cè)方向元件動作與返回的最大時間差，再加一個適當(dāng)裕度時間。4.4 閉鎖式距離縱聯(lián)保護(hù)評價 優(yōu)點：內(nèi)部故障時可瞬時切除故障，在外部故障時可起到后備保護(hù)的作用。缺點：主保護(hù)(高頻保護(hù))和后備保護(hù)(距離保護(hù))的接線互相連在一起，不便于運行和檢修。5.高頻載波保護(hù)的前景5.1載波通訊的不足1、 高頻信號易受電磁干擾、天氣環(huán)境的影響。為了防止高頻通道上產(chǎn)生干擾信號導(dǎo)致保護(hù)錯判造成拒動或誤動，許多線路保護(hù)的設(shè)備廠家都采用了延時的方法。如psl 600g系列保護(hù)為防止通道上的干擾，保護(hù)中設(shè)置了信號確認(rèn)的延時時間，分為兩級延時，一是保護(hù)必須在收到閉鎖信號5ms后才允許停信，二是保護(hù)停信后要連續(xù)8ms收不到閉鎖信號才動作出口。而光纖通道抗干擾性能本身較強(qiáng)，同時軟件處理時也能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)字信號有校驗防誤功能，在抗干擾上無過多的延時。配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以電力載波信號只能在一個配電 變壓器區(qū)域內(nèi)范圍內(nèi)傳送；2、 不同信號藕合方式對電力載波信號損失不同，藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比，電力載波信號少損失十幾db，但線-地藕合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用；3、 電力線存在本身因有的脈沖干擾。目前使用的交流電有50hz和60hz，則周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會帶來兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100hz或120hz脈沖干擾，干擾時間約2ms，因定干擾必須加以處理。 有一種利用波形過0點的短時間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，但由于過0點時間短，實際應(yīng)用與交流波形同步不好控制，現(xiàn)代通訊數(shù)據(jù)幀又比較長，所以難以應(yīng)用；4、電力線對載波信號造成高削減。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時，線路阻抗可達(dá)1歐姆以下，造成對載波信號的高削減。實際應(yīng)用中，當(dāng)電力線空載時，點對點載波信號可傳輸?shù)綆坠?。但?dāng)電力線上負(fù)荷很重時，只能傳輸幾十米。5.2電力載波的應(yīng)用前景 電力線載波(plc)是電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力線載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。最大特點是不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。 近年來電力線載波技術(shù)突破了僅限于單片機(jī)應(yīng)用的限制，已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化時代，并且隨著電力線載波技術(shù)的不斷發(fā)展和社會的需要中/低壓電力載波通信的技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用亦出現(xiàn)了方興未艾的局面。電力線載波通信這座被國外傳媒喻為未被挖掘的金山正逐漸成為一門電力通信領(lǐng)域乃至關(guān)系到千家萬戶的熱門專業(yè)。作為通訊技術(shù)的一個新興應(yīng)用領(lǐng)域，電力載波通訊技術(shù)以其誘人的前景及潛在的巨大市場而為全世界所關(guān)注，成為世界各大公司及研究單位爭相研究的熱點。國外許多著名公司和研究單位都在對此進(jìn)行研究，并開發(fā)出相對應(yīng)的器件和產(chǎn)品，如：intellon、thomson、atmel等等。而國內(nèi)的許多的企業(yè)也緊隨國際步伐在利用電力線傳輸信息，特別是在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)方面已逐步形成應(yīng)用研究的熱點。 電力線載波(plc)是電力系統(tǒng)特有的、基本的通信方式，電力線載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。由于使用堅固可靠的電力線作為載波信號的傳輸媒介，因此具有信息傳輸穩(wěn)定可靠，路由合理、可同時復(fù)用遠(yuǎn)動信號等特點，是唯一不需要線路投資的有線通信方式。 5.2.1電力載波在路燈電纜防盜監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，遍布城鄉(xiāng)各地的各種電力農(nóng)用電纜、路燈電纜、高速公路電纜等逐步鋪設(shè)到位，為人民群眾的生產(chǎn)生活帶來極大的方便，促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)更快更好的發(fā)展。但與此同時，由于監(jiān)管手段等原因，各種電纜的被盜情況日益嚴(yán)重，電纜被盜割現(xiàn)像時有發(fā)生，嚴(yán)重影響了人民群眾了生產(chǎn)生活，危害了國家財產(chǎn)安全，如何有效地對電纜的安全進(jìn)行監(jiān)控，預(yù)防或者減少危害的發(fā)生，已經(jīng)成為管理層必須面臨的嚴(yán)峻課題。本路燈電纜防盜的基本原理是采用電力載波通訊技術(shù)，在電纜的首未兩端分別設(shè)置載波發(fā)送與接收裝置，首端的設(shè)備向未端的載波設(shè)備定時發(fā)送詢問數(shù)據(jù)包，未端的載波設(shè)備收到詢問數(shù)據(jù)后，立即回應(yīng)首端的載波設(shè)備，這樣形成了一來一回的數(shù)據(jù)應(yīng)答，如果載波通訊成功，那么證明電纜處于正常狀態(tài)，如果通訊失敗，則發(fā)生了斷纜警情，首端設(shè)備立即發(fā)出報警信號。電力載波通訊（plc）技術(shù)作為無線、有線之外的另外一項通訊技術(shù)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景，在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。電力載波通訊技術(shù)（plc）利用既有的電力線作為通訊介質(zhì)，具有免布線，工程實施速度快等特點。目前國內(nèi)外有多種載波技術(shù)可供選擇，本系統(tǒng)經(jīng)過廣泛實驗對比，采用了目前比較成熟的電力載波通訊模塊bwp10，該系列載波模塊市場應(yīng)用比較廣泛，性能穩(wěn)定，體積小巧，集成度高，用戶基本無需要了解載波底層實現(xiàn)，即可快速組建載波應(yīng)用系統(tǒng)，模塊集成了所有的載波外圍器件，實現(xiàn)了串口數(shù)據(jù)的透明傳輸，極大地降低了用戶使用難度。模塊采用fsk+dsss調(diào)制及編碼技術(shù)，載波中心頻率為115khz，串口通訊速率最高為9600bps，載波速率最高為300bps，工作參數(shù)可以通過軟件進(jìn)行配置更新。5.2.2智能小區(qū)中的應(yīng)用 智能住宅的概念起源于美國，美國的智能住宅發(fā)展是最為迅猛的。繼美國之后，歐洲、日本、新加坡等國家住宅智能化也得到了飛速發(fā)展。所謂的智能化住宅小區(qū)，是指通過綜合配置住宅區(qū)內(nèi)的各功能子系統(tǒng)，以綜合布線為基礎(chǔ)，以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為區(qū)內(nèi)各種設(shè)備管理自動化的新型住宅小區(qū)。通常智能化大廈是三a 系統(tǒng)，即： 1、 安全自動化（sas- safe automation sys-tem）：包括室內(nèi)防盜報警系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、緊急求助系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、防盜對講系統(tǒng)、煤氣泄漏報警系統(tǒng)、室外閉路電視攝像監(jiān)控系統(tǒng)、室外的巡更簽到系統(tǒng)。 2、 通訊自動化（cas一communication automation system）：包括數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)、語言與傳真功能、有線電視、公用天線系統(tǒng)。 3、 管理自動化（mas一management automation system ）：包括水、電、煤氣的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、供水供電設(shè)備管理系統(tǒng)、公共信息顯示系統(tǒng)。 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)水平的提高，特別是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高，促使家庭實現(xiàn)了生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化、安全化。這些高科技已經(jīng)影響到人們生活的方方面面，改變了人們生活習(xí)慣，提高了人們生活質(zhì)量。在我國，智能住宅這一概念推廣較晚，但其發(fā)展的速度卻很快，全國已建立了一些具有一定智能化功能的住宅和住宅小區(qū)。 5.2.3在家居智能化的應(yīng)用 用模擬技術(shù)在電力線上傳遞載波信號很早就有了。把電力線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、微控制器相結(jié)合，是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上推進(jìn)家庭自動化的最現(xiàn)實最經(jīng)濟(jì)的途徑，即以電力線為物理媒介，把分布在信宅各個角落的微控制器和家電pc機(jī)連成一個網(wǎng)絡(luò)。其優(yōu)點是：電力線和信號線合一，無須布設(shè)信號線；人們原來使用和維護(hù)電器的習(xí)慣都不受影響，家電無須增加雙絞線、紅外等接口，只要在內(nèi)部配備電力線載波通信芯片，再更新程序就行了，對老式家電的改造也很容易；家電的信息量小，電力線載波速度慢慢的缺點不突出。因此電力線載波通訊