1、2021-10-181第七章第七章 線路的差動保護和高頻保護線路的差動保護和高頻保護本章主要內容本章主要內容一、輸電線路的縱差動保護一、輸電線路的縱差動保護 二、平行雙回線路橫聯差動保護二、平行雙回線路橫聯差動保護 三、高頻保護的基本原理三、高頻保護的基本原理 四、高頻通道及高頻信號類型四、高頻通道及高頻信號類型 五、方向高頻保護五、方向高頻保護 六、相差高頻保護六、相差高頻保護 2021-10-182第一節第一節輸電線路的縱差動保護輸電線路的縱差動保護一、縱差動保護的基本原理一、縱差動保護的基本原理 縱差動保護的縱差動保護的 基本原理是基基本原理是基 于比較被保護于比較被保護 線路始端和末線

2、路始端和末 端電流的大小端電流的大小 和相位原理構和相位原理構 成的。成的。 1 1、當線路正常運行或外部故障時、當線路正常運行或外部故障時: : MNMINImInIK2 2、當線路內部故障時、當線路內部故障時: : MNMINImInIKgITAknmgnIIII/不平衡電流等不平衡電流等 于兩側電流互于兩側電流互 感器的勵磁電感器的勵磁電 流之差。流之差。 bunnmgIIII2021-10-183第二節第二節平行雙回線路橫聯保平行雙回線路橫聯保護護一、雙回線路內部故障的特點一、雙回線路內部故障的特點 1、在正常運行或區外故障時、在正常運行或區外故障時: 2、當平行雙回線內部故障時、當平

3、行雙回線內部故障時:IIIIIINMIKII IIIQF4QF2QF1QF3QF5IIIII IIIII或IIIII 時，判別為線路時，判別為線路I I故障；故障； 同樣，利用母線電壓降低、兩回線電流大小不等這一同樣，利用母線電壓降低、兩回線電流大小不等這一特點，也可判別出故障線路。特點，也可判別出故障線路。IIIII時，判別為線路時，判別為線路故障。故障。2021-10-184第三節第三節 高頻保護的基本原理高頻保護的基本原理 將線路兩端的電流相位或功率方向轉將線路兩端的電流相位或功率方向轉化為高頻信號，然后，利用輸電線路本身化為高頻信號，然后，利用輸電線路本身構成高頻電流通道，將此信號送至

4、對端，構成高頻電流通道，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以比較兩端電流的相位或功率方向的一種保護裝置。按工作原理可分為保護裝置。按工作原理可分為: :方向高頻方向高頻保護和相差高頻保護。保護和相差高頻保護。比較線路兩端的功率方向比較線路兩端的功率方向方向高頻保護方向高頻保護比較線路兩端的比較線路兩端的電流相位電流相位相差高頻保護相差高頻保護2021-10-185第四節第四節 高頻通道及高頻信號類型高頻通道及高頻信號類型一、高頻通道的組成一、高頻通道的組成QF1QF2繼電部分GR繼電部分GR耦合電容器高頻電纜耦合繼電器T高頻阻波器輸電線路高頻通道部分器雷避關開地接MN202

5、1-10-186二、二、高頻通道的工作方式高頻通道的工作方式1 1、故障起動發信方式、故障起動發信方式: :在正常條件下發信機不工作，通在正常條件下發信機不工作，通道中沒有高頻電流，只在電力系統發生故障期間才由起道中沒有高頻電流，只在電力系統發生故障期間才由起動元件起動發信。動元件起動發信。 2 2、長期發信方式、長期發信方式: :在正常工作條件下發信機始終處于發在正常工作條件下發信機始終處于發信狀態，沿高頻通道傳送高頻電流。信狀態，沿高頻通道傳送高頻電流。3 3、移頻方式、移頻方式: :在正常工作條件下，發信機向對側傳送頻在正常工作條件下，發信機向對側傳送頻率為率為f1 1的高頻電流；當發生

6、故障時，繼電保護裝置控制的高頻電流；當發生故障時，繼電保護裝置控制發信機移頻，停止發送頻率為發信機移頻，停止發送頻率為f1 1的高頻電流，而發出頻的高頻電流，而發出頻率為率為f2 2的高頻電流。的高頻電流。 2021-10-187三、高頻通道及高頻信號類型三、高頻通道及高頻信號類型 1 1、閉鎖信號：阻止保護、閉鎖信號：阻止保護動作跳閘的信號，無閉鎖動作跳閘的信號，無閉鎖信號是保護作用于跳閘的信號是保護作用于跳閘的必要條件。必要條件。&信號閉鎖脈沖跳閘PR2 2、允許信號：允許保護、允許信號：允許保護動作跳閘的信號，是保護動作跳閘的信號，是保護作用于跳閘的必要條件。作用于跳閘的必要條件。信號允

7、許&脈沖跳閘PR3 3、跳閘信號：直接引起、跳閘信號：直接引起跳閘的信號，是保護作用跳閘的信號，是保護作用于跳閘的充分條件。于跳閘的充分條件。信號跳閘脈沖跳閘PR2021-10-188第五節第五節 方向高頻保護方向高頻保護一一. . 高頻閉鎖方向保護原理高頻閉鎖方向保護原理 通過高頻通道間接比較被保護線路兩側的功率方向，通過高頻通道間接比較被保護線路兩側的功率方向，以判別是被護范圍內部故障還是外部故障。以判別是被護范圍內部故障還是外部故障。 KADBC2K高頻閉鎖信號213456高頻閉鎖信號當線路當線路BCBC上的上的K K點發生故障時，它兩側的功率都是點發生故障時，它兩側的功率都是從母線流向

8、輸電線路，兩側保護從母線流向輸電線路，兩側保護3 3和和4 4的發信機都不的發信機都不發信，兩側高頻收信機均收不到高頻閉鎖信號，斷發信，兩側高頻收信機均收不到高頻閉鎖信號，斷路器路器3 3和和4 4無延時跳閘。無延時跳閘。 當線路當線路BCBC上的上的K K點發生故障時，它兩側的功率都是點發生故障時，它兩側的功率都是從母線流向輸電線路，兩側保護從母線流向輸電線路，兩側保護3 3和和4 4的發信機都不的發信機都不發信，兩側高頻收信機均收不到高頻閉鎖信號，斷發信，兩側高頻收信機均收不到高頻閉鎖信號，斷路器路器3 3和和4 4無延時跳閘。無延時跳閘。 當線路當線路BCBC上的上的K K點發生故障時，

9、它兩側的功率都是點發生故障時，它兩側的功率都是從母線流向輸電線路，兩側保護從母線流向輸電線路，兩側保護3 3和和4 4的發信機都不的發信機都不發信，兩側高頻收信機均收不到高頻閉鎖信號，斷發信，兩側高頻收信機均收不到高頻閉鎖信號，斷路器路器3 3和和4 4無延時跳閘。無延時跳閘。 對輸電線路對輸電線路ABAB和和CDCD來說，均為外部故障，流經來說，均為外部故障，流經2 2和和5 5保護的功率方向都為負，保護的功率方向都為負，2 2和和5 5保護的發信機發信，保護的發信機發信，使本側與對側的收信機分別收到高頻閉鎖信號，故使本側與對側的收信機分別收到高頻閉鎖信號，故使斷路器使斷路器1 1、2 2和

10、和5 5、6 6都不跳閘。都不跳閘。 2021-10-189第五節第五節 方向高頻保護方向高頻保護二二. . 高頻閉鎖方向保護的框圖高頻閉鎖方向保護的框圖 1KW1KW為反方向元件，反向短路故障時動作，起動發信機；為反方向元件，反向短路故障時動作，起動發信機；2KW2KW為正方向元件，正向短路故障時動作，準備跳閘。為正方向元件，正向短路故障時動作，準備跳閘。 &跳閘02t01t&GR至通道KW1KW21JZ2JZT1 T2 時間元件時間元件T1 T1 延時延時t t1 1動作，瞬時返回；時間元件動作，瞬時返回；時間元件T2T2瞬時瞬時t t2 2動作，延時返回。二者的作用是防止區外故障誤動；動

11、作，延時返回。二者的作用是防止區外故障誤動；高頻收發信機高頻收發信機2021-10-1810第五節第五節 方向高頻保護方向高頻保護三三. . 高頻閉鎖方向保護的框圖說明高頻閉鎖方向保護的框圖說明 MN1K2K側）MKW (2側）NKW (2側）MKW (1QF2QF1當當K K1 1點發生故障時，兩側的正方向元件點發生故障時，兩側的正方向元件2KW2KW動作，反方向動作，反方向元件元件1KW1KW不動作，不發閉瑣信號，于是兩側的不動作，不發閉瑣信號，于是兩側的2KW2KW通過時通過時間元件間元件T1T1和禁止門和禁止門JZ2JZ2將兩側的斷路器將兩側的斷路器1QF1QF、2QF2QF跳開；跳開

12、； 當發生當發生K K2 2故障時，故障時，N N側的側的1KW1KW動作，發出閉瑣信號，在時動作，發出閉瑣信號，在時間元件間元件T1T1有輸出前到達有輸出前到達M M側收信輸出端側收信輸出端, ,從而保證了雖然從而保證了雖然M M側的側的2KW2KW動作，但不會發出跳開動作，但不會發出跳開1QF1QF的跳閘脈沖。的跳閘脈沖。 2021-10-1811第五節第五節 方向高頻保護方向高頻保護四四. . 高頻閉鎖方向保護的實現特點高頻閉鎖方向保護的實現特點 反方向元件反方向元件1KW1KW動作后立即起動發信，動作后立即起動發信，發出閉瑣信號發出閉瑣信號; ;正方向元件正方向元件2KW2KW動作后，

13、準動作后，準備作用于跳閘備作用于跳閘。 1KW1KW的靈敏度必須高于的靈敏度必須高于2KW2KW的靈度。的靈度。 時間元件時間元件T1T1的作用是防止外部短路故的作用是防止外部短路故障時，遠離故障點側保護誤動。障時，遠離故障點側保護誤動。 時間元件時間元件T2T2作用是防止高頻閉鎖信號作用是防止高頻閉鎖信號過早解除而造成遠離故障點側保護的誤動。過早解除而造成遠離故障點側保護的誤動。 2021-10-1812第六節第六節 相差高頻保護相差高頻保護一、相差高頻保護的工作原理一、相差高頻保護的工作原理比較被保護線路兩側電流的相位比較被保護線路兩側電流的相位即利用高頻信號將電即利用高頻信號將電流的相位

14、傳送到對側去進行比較，這種保護稱為相差高流的相位傳送到對側去進行比較，這種保護稱為相差高頻保護。頻保護。 內部故內部故障相位障相位相同外相同外部故障部故障相位差相位差為為180180NIMI1KMINIMNoiMINItNINI2021-10-1813比相元件的作用是比較被保護線路兩側操作電流的相位。比相元件的作用是比較被保護線路兩側操作電流的相位。 因為采用單頻率制，所以收信機同時接收到線路兩側發因為采用單頻率制，所以收信機同時接收到線路兩側發 信機發出的高頻信號。信機發出的高頻信號。 第六節第六節 相差高頻保護相差高頻保護二、相差高頻保護的構成二、相差高頻保護的構成&GR01t02t2T1

15、TY操作元件比相元件高定值低定值道通至跳閘起 動 元 件 起動元件的作用是故障時起動發信機和開放比相回路， 并且要求起動發信機要比開放比相回路更為靈敏，動 作更為迅速。 操作元件的作用是將輸電線路上的操作元件的作用是將輸電線路上的50Hz50Hz電流轉變為一個電流轉變為一個 50Hz50Hz的方波電流，然后以此工頻方波電流對發信機中的的方波電流，然后以此工頻方波電流對發信機中的 高頻電流進行調制。高頻電流進行調制。 2021-10-1814第六節第六節 相差高頻保護相差高頻保護三、相差高頻保護的相位特性三、相差高頻保護的相位特性1 1、保護范圍內部發生故障，、保護范圍內部發生故障，M M側和側和N N側高頻信號間的相位差側高頻信號間的相位差最大為：最大為： lMl1226100157100在最嚴重情況下，高頻信號間斷角是：在最嚴重情況下，高頻信號間斷角是： 610058)122(180minll2021-10-1815第六節第六節 相差高頻保護相差高