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，保護采用故障時發信方式。在繼電保護中規定，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。當保護區外故障時，接受反向功率的那一側發高頻信號，收信機收到高頻信號(收信機采用單頻制，及本側受信機既可接受本側發信機發出的信號也可接收對側發信機發出的信號)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上發生故障優點：利用非故障線路功率為負的一端發高頻信號，閉鎖非故障線路的保護，防其誤動，這樣就可以保證在內部故障并伴隨有通道的破壞時，故障

2、線路的保護裝置仍然能夠正確地動作。這是它的主要優點，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信機，發出高頻閉鎖信號。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。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i1、i2為電流起動元件，故障時起動發信機和跳閘回路。i1的靈敏度高 (整定值小)，用于起動發信;i2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

3、向故障時才動作。 工作原理: (1)正常運行時，起動元件不動作，發信機不發信，保護不動作。 (2)區外故障，起動元件動作，起動發信機發信，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，兩側收信機均能收到這側發信機發出的高頻信號，保護被閉鎖，有選擇地動作。 (3)內部故障時，兩側保護的起動元件起動。i1起動發信，i2起動跳閘回路，兩側方向元件均測得正方向故障，保護動作，經t2延時后，將控制門jzl閉鎖，便兩側發信機均停信，此時兩側收信機收不到信號，兩側控制門jz2均開放，故兩側保護都動作于跳閘。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電流互感器的誤差不同和兩側電

4、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，近短路點側的電流起動元件可能拒動，導致該側發信機不發信；而遠離短路側的電流起動元件可能動作，導致該側收信機收不到高頻信號，從而引起該側斷路器誤跳閘。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i1去起動發信機，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的起動元件i2動作之前，兩側的起動元件i1都已先動作，從而保證了在外部短路時發信機能可靠發信，避免了上述誤動作。 t1作用：是在起動元件返回后，使接受反向功率那一側的發信機繼續發

5、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的方向元件在閉鎖信號消失后來不及返回而發生誤動。 t2作用：是為了推遲停信和接通跳閘回路的時間，以等待對側閉鎖信號的到來。在區外故障時，讓遠故障點側的保護收到對側送來的高頻閉鎖信號，從而防止保護誤動。 2·遠方起動這種起動方式只有一個起動元件i，發信機即可由起動元件起動，也可由收信機收到對側高頻信號后，經延時元件t3、或門h、禁止門jzl起動發信。這種起動方式稱為遠方起動。在外部短路時，任何一側起動元件起動后，不僅起動本側發信機，而且通過高頻通道用本側發信機發出的高頻信號起動對側發信機。t3應大于外部短路可能持續的時

6、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：在單側電源下內部短路時，受電側被遠方起動后不能停信，這樣就會造成電源側保護拒動。因此，單側電源輸電線路的高頻保護不采用遠方起動方式。 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-。線路兩側裝設完全相同的兩個半套保護。采用故障時發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，s-有輸出，用以起動發信。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，

7、起動跳閘回路。為區分正常運行和故障，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，兩側保護的方向元件均不動作，即不起動發信，也不開放跳閘回路。區外故障時(k點)，遠故障點m側的正方向元件sm+有輸出，準備跳閘;近故障點n側的反方向元件sn-有輸出，起動發信機發出高頻閉鎖信號。兩側收信機均收到閉鎖信號后，將控制門jz2關閉，兩側保護均被閉鎖。 雙側電源線路區內故障時，兩側反方向短路方向元件sm-、sn-都無輸出，兩側的發信機都不發信，收信機收不到信號，控制門jz2開放，同時兩側正方向短路方向元件均有輸出，經的延時后，兩側斷路器同時跳閘。單側電源線路區內故障時，受電側肯定不

8、發信，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jzl關閉，這可防止區外故障的暫態過程中保護誤動作。 設置t1延時返回電路的目的是，在區外故障切除后的一段時間繼續發信，避免遠故障點側的保護因高頻閉鎖信號過早消失及本側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 高頻閉鎖方向保護可以快速地切除保護范圍內部的各種故障，但不能作為下一條線路的后備保護。對距離保護，當內部故障時，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

9、。高頻閉鎖距離保護兼有高頻方向和距離兩種保護的優點，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，、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i2，方向判別元件與距離保護的第段 (也可用第段)共用方向阻抗繼電器z。 當被保護線路發生區內故障時，兩側保護的負序電流起動元件仍和測量元件z都起動，經tl延時，分別跳開兩側斷路器。其高頻閉鎖部分工作情況與前述基本相同。此時線路一側或兩側 故障發生在線路中間 (60%70%)長度以內時的距離段保護(i2、zl、出口跳閘繼電器kom)也可動作于跳閘，但要受振蕩閉鎖回路的控制。 若發生區外故障時，近故障點側保護的測量元件z不起動、跳閘回路不會起動。近故障點側的負序電流起動元件i2起動發信，兩側收信機收到信號，閉鎖兩側跳閘回路。此時，遠故障點側距離保護的或段可以經出口繼電器kom跳閘，作相鄰線路保護的后備。 高頻閉