高頻閉鎖方向保護

1、 3 3高頻閉鎖方向保護一、高頻閉鎖方向保護的基本原理基本原理：是比較線路兩端的短路功率方向，保護采用故障時發(fā)信方式。在繼電保護中規(guī)定，從母線流向線路的短路功率為正方向， 從線路流向母線 的短路功率為負方向。當保護區(qū)外故障時，接受反向功率的那一側(cè)發(fā)高頻信號， 收信機收到高頻信號（收信機采用單頻制，及本側(cè)受信機既可接受本側(cè)發(fā)信機發(fā) 出的信號也可接收對側(cè)發(fā)信機發(fā)出的信號）保護不動作，故稱為高頻閉鎖方向保 護。保護裝置的工作原理說明。設在線路BC上發(fā)生故障優(yōu)點：利用非故障線路功率為負的一端發(fā)高頻信號，閉鎖非故障線路的保護，防 其誤動，這樣就可以保證在內(nèi)部故障并伴隨有通道的破壞時，故障線路的保護裝置仍

2、然能夠正確地動作。這是它的主要優(yōu)點，也是高頻閉鎖信號工作方式得到廣 泛應用的主要原因之一。二、高頻閉鎖方向保護的構(gòu)成及工作原理繼電部分主要元件組成：起動元件，方向元件。 起動元件：主要用于故障時起動發(fā)信機，發(fā)出高頻閉鎖信號。 方向元件：主要測量故障方向，在保護的正方向故障時準備好跳閘回路。 高頻閉鎖方向保護按起動元件的不同可以分為三種。11的靈敏度高（整定1 非方向性起動元件的高頻閉鎖方向保護 電流元件起動的高頻閉鎖方向保護 11、12為電流起動元件，故障時起動發(fā)信機和跳閘回路。 值?。糜谄饎影l(fā)信；12的靈敏度較低（整定值較高）， 用于起動跳閘。S為方向元件，只有測得正方向故障時 才動作。

3、工作原理：thl111 .I.bu（1）正常運行時，起動元件不動作，發(fā)信機不發(fā)信，保護不動作。(2) 區(qū)外故障，起動元件動作，起動發(fā)信機發(fā)信，但靠近故障點的那套保護 接受的是反方向電流，方向元件S不動作，兩側(cè)收信機均能收到這側(cè)發(fā)信機發(fā)出 的高頻信號，保護被閉鎖，有選擇地動作。(3) 內(nèi)部故障時，兩側(cè)保護的起動元件起動。11起動發(fā)信，12起動跳閘回路， 兩側(cè)方向元件均測得正方向故障，保護動作， 經(jīng)t2延時后，將控制門JZI閉鎖， 便兩側(cè)發(fā)信機均停信，此時兩側(cè)收信機收不到信號，兩側(cè)控制門 JZ2均開放，故 兩側(cè)保護都動作于跳閘。采用兩個靈敏度不同的電流起動元件原因： 是考慮到被保護線路兩側(cè)電流互

4、感器的誤差不同和兩側(cè)電流起動元件動作值的誤差。如果只用一個電流起動元 件，在被保護線路外部短路而短路電流接近起動元件動作值時，近短路點側(cè)的電流起動元件可能拒動，導致該側(cè)發(fā)信機不發(fā)信；而遠離短路側(cè)的電流起動元件可 能動作，導致該側(cè)收信機收不到高頻信號，從而引起該側(cè)斷路器誤跳閘。采用兩 個動作電流不等的電流起動元件，就可以防止這種無選擇性動作。用動作電流較小的電流起動元件11去起動發(fā)信機，用動作電流較大的起動 元件I2起動跳閘回路，這樣被保護線路任一側(cè)的起動元件I2動作之前，兩側(cè)的 起動元件11都已先動作，從而保證了在外部短路時發(fā)信機能可靠發(fā)信，避免了 上述誤動作。t1 作用：是在起動元件返回后，

5、使接受反向功率那一側(cè)的發(fā)信機繼續(xù)發(fā)閉 鎖信號。這是為了在外部短路切除后，防止非故障線路接受正向功率那一側(cè)的方 向元件在閉鎖信號消失后來不及返回而發(fā)生誤動。t2 作用：是為了推遲停信和接通跳閘回路的時間，以等待對側(cè)閉鎖信號的到 來。在區(qū)外故障時，讓遠故障點側(cè)的保護收到對側(cè)送來的高頻閉鎖信號，從而防止保護誤動。_ tlJ212 遠方起動這種起動方式只有一個起動元件I，發(fā) 信機即可由起動元件起動，也可由收信機收 到對側(cè)高頻信號后，經(jīng)延時元件t3、或門H禁止門JZI起動發(fā)信。這種起動方式稱為遠方起動。在外部短路時，任何一側(cè)起動元件起動后，不僅起動本側(cè)發(fā)信機，而且通過 高頻通道用本側(cè)發(fā)信機發(fā)出的高頻信號

6、起動對側(cè)發(fā)信機。t3應大于外部短路可能持續(xù)的時間，一般取 58s。t3應大于高頻信號在高頻通道上往返一次所需的時間。主要缺點：在單側(cè)電源下內(nèi)部短路時，受電側(cè)被遠方起動后不能停信，這樣 就會造成電源側(cè)保護拒動。因此，單側(cè)電源輸電線路的高頻保護不采用遠方起動 方式。IS I H力創(chuàng)辰樣址費葩占蹄日憎護3 方向元件起動的高頻閉鎖方向保護方向元件起動的高頻閉鎖方向保護原理框圖如圖3-17所示。它的工作原理與圖3-15的工作原理基本相同, 所不同的是將起動元件換成了 S- o線路兩側(cè)裝設完全相同 的兩個半套保護。采用故障時發(fā)信并使用閉鎖信號的方 式。圖中s-為反方向短路動作的方向元件，即反方向短路時，

7、s-有輸出，用以 起動發(fā)信。S+為正方向短路動作的方向元件，即正方向故障時， S+有輸出，起動 跳閘回路。為區(qū)分正常運行和故障，方向元件一般采用負序功率方向元件。 保護 裝置動作過程如下。正常運行時，兩側(cè)保護的方向元件均不動作，即不起動發(fā)信，也不開放跳 閘回路。區(qū)外故障時（k點），遠故障點M側(cè)的正方向元件SM有輸出，準備跳閘;近故障點N側(cè)的反方向元件SN-有輸出，起動發(fā)信機發(fā)出高頻閉鎖信號。兩側(cè)收 信機均收到閉鎖信號后，將控制門 JZ2關閉，兩側(cè)保護均被閉鎖。雙側(cè)電源線路區(qū)內(nèi)故障時，兩側(cè)反方向短路方向元件 SM- SN-都無輸出， 兩側(cè)的發(fā)信機都不發(fā)信，收信機收不到信號， 控制門JZ2開放，同

8、時兩側(cè)正方向 短路方向元件均有輸出，經(jīng)的延時后， 兩側(cè)斷路器同時跳閘。單側(cè)電源線路區(qū)內(nèi) 故障時，受電側(cè)肯定不發(fā)信，不會造成保護拒動。設置t2延時電路的目的，與圖3-15中t2相同。t2延時動作后將控制門JZI 關閉，這可防止區(qū)外故障的暫態(tài)過程中保護誤動作設置t1延時返回電路的目的是，在區(qū)外故障切除后的一段時間繼續(xù)發(fā)信, 避免遠故障點側(cè)的保護因高頻閉鎖信號過早消失及本側(cè)的方向元件遲返回而造 成誤動。由于起動元件換成了方向元件，僅判別方向，沒有定值，所以靈敏度高三、高頻閉鎖距離保護tti mum.弧 w am*咼頻閉鎖方向保護可以快速地切除保護范 圍內(nèi)部的各種故障，但不能作為下一條線路的 后備保護

9、。對距離保護，當內(nèi)部故障時，利用 高頻閉鎖保護的特點，能瞬時切除線路任一點 的故障；而當外部故障時，利用距離保護的特 點，起到后備保護的作用。高頻閉鎖距離保護兼有高頻方向和距離兩種保護的優(yōu) 點，并能簡化保護的接線。高頻閉鎖距離保護原理框圖如圖 3-18所示。它由距離保護和高頻閉鎖兩部分組成。距離保護為三段式，1、U、川段都采用獨立的方向阻抗繼電器作為測 量元件。高頻閉鎖部分與距離保護部分共用同一個負序電流起動元件12，方向判別元件與距離保護的第U段（也可用第川段）共用方向阻抗繼電器 乙。當被保護線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，兩側(cè)保護的負序電流起動元件仍和測量元件 Zn都起動，經(jīng)tl延時，分別跳開兩側(cè)斷路器。其高頻閉鎖部分工作情況與前述 基本相同。此時線路一側(cè)或兩側(cè)故障發(fā)生在線路中間（60%70%長度以內(nèi)時 的距離I段保護（12、Z、出口跳閘繼電器 KOMI也可動作于跳閘，但要受振蕩閉 鎖回路的控制。若發(fā)生區(qū)外故障時，近故障點側(cè)保護的測量元件Zn不起動、跳閘回路不會起動。近故障點側(cè)的負序電流起動元件 12起動發(fā)信，兩側(cè)收信機收到信號，閉 鎖兩側(cè)跳閘回路。此時，遠故障點側(cè)距離保護的n或川段可以經(jīng)出口繼電器KOM跳閘，作相鄰線路保護的后備。咼頻閉鎖距