载波保护方法应用设计_电力系统继电保护课程设计(编辑修改稿)

载波保护方法应用设计_电力系统继电保护课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

够，对通信的重要性认识不足 (2) 基础工作不扎实不健全 (3) 管理体制等方面上的问题 (4) 通信人员待遇低，通信队伍稳定性差 高频保护 （载波保护） 定义： 高频保护是用高频载波代替二次导线，传送线路两侧电信号的保护，原理是反应被保护线路首末两端电流的差或功率方向信号，用高频载波将信号传输到对侧加以比较而决定保护是否动作。 高频保护包括相差 高频保护、 高频闭锁距离保护和功率方向闭锁高频保护。 组成： 2．结合电容器 3．连接滤波器 4．高频电缆 5．保护间隙 6．接 地刀闸 7．高频收、发信机组成 原理结构图 高频阻波器的原理结构 高频阻波器是电力系统载波通信及高频保护的专用附属加工设备，是载 波通信及高频保护不可或缺的一个环节。 它串联在电力线路始末两端和分支线的分支点上，用以减少变电站或分支线对高频信号的分流 (介入衰耗 )，并使通道衰耗均匀，在不影响工频电流通过，保证工频能量传输的前提下，防止高频信号的外溢。 此外，线路高频阻波器作为高频通道加工设备，不仅限制变电站一次系统对高频通道的分流影响，减少信号衰耗，同时还隔离变电站开关操作引起的高频暂态分量，防止他们对高频保护系统形成干扰。 高频阻波器的一般结构如图 1 所示，其最主要元件是一个电感线圈和一个可变电容器。 电感 ((L)和 电容 (C)组成的并联谐 振电路，对调谐于高频保护频率的高频电流呈现很大的阻抗，对工频电流呈现很小的阻抗 (约为 0 04Ω )，从而防止高频信号分流。 其中电感线圈 (L)为强流线圈，直接串接在输电线路上。 电容器 (C)为调谐元件。 Lfz 为辅助线圈，起到雷击时保护调谐电容器的作用。 P 为阀型避雷器的放电间隙，也起到高压下保护调谐电容器的作用。 R 为阀型避雷器的非线性电阻。 2 高频阻波器故障对高频保护的影响 高频阻波器出现故障后，在可能的情况下母线的对地阻抗足够大，母线的介入衰耗可能不足以影响收发信机的收发信，收发信机收信电平足够高， 线路两端的高频保护装置可以依据此电平做出正确的判断，但是这是缺乏坚实的支撑基础的 [3,4]。 这不仅仅因为母线高频阻抗 高频收、发信机 高频收发信机的作用是发送和接收高频信号。 发信机部分是由继电保护来控制，通常都是在电力系统发生故障时，保护起动之后它才发出信号，但有时也可以采用长期发讯的方式。 由发信机发出信号，通过高频通道为对端的收信机所接收，也可为自己一端的收信机所接收。 高频收信机接收到由本端和对端所发送的高频信号。 经过比较判断之后，再动作于跳闸或将它闭锁。 高频保护介绍 相差高频保护 相 差高频保护是测量和比较被保护线路两侧电流量的相位，是采用 输电线路 载波通信方式传递两侧电流相位的。 假设线路两侧的电势同相位，系统中各元件的阻抗角相同。 规定：电流从母线流向线路为正，从线路流向母线为负。 区内故障： 两侧电流同相位，发出跳闸脉冲； 区外故障： 两侧电流相位相差 180176。 ，保护不动作 为了满足以上要求，采用高频通道正常时无信号，而在外部故障时发出闭锁信号的方式来构成保护。 实际上，当短路电流为正半周，高频发信机发出信号；而在负半周，高频发信机不发出信号。 当被保护范围内部故障时。 由于两侧电流相位相同，两 侧高频发信机同时工作，发出高频信号，也同时停止发信。 这样，在两侧收信机收到的高频信号是间断的，即正半周有高频信号，负半周无高频信号。 当被保护范围外部故障时，由于两侧电流相位相差 180176。 ，线路两侧的发信机交替工作，收信机收到的高频信号是连续的高频信号。 由于信号在传输过程中幅值有衰耗，因此送到对侧的信号幅值就要小一些。 经检波限幅倒相处理后，电流为直流。 由以上的分析可见，相位比较实际上是通过收信机所收到的高频信号来进行的。 在被保护范围内部发生故障时，两侧收信机收到的高频信号重叠约 10ms，于是保护瞬时的动作， 立即跳闸。 在被保护范围外部故障时，两侧的收信机收到的高频信号是连续的，线路两侧的高频信号互为闭锁，使两侧保护不能跳闸。 高频闭锁距离保护的评价： 优点： 内部故障时可瞬时切除故障，在外部故障时可起到后备保护的作用。 缺点： 主保护 (高频保护 )和后备保护 (距离保护 )的接线互相连在一起，不便于运行和检修。 功率方向闭锁高频保护 功率方向闭锁高频保护，是比较被保护线路两侧功率的方向，规定 功率 方向由母线指向某线路为正，指向母线为负，线路内部故障，两侧功率方向都由母线指向线路，保护动作跳闸，信号传递方式相同。 最大优点：是无时限的从被保护线路两侧切除各种故障；不需要和相邻线路保护配合；相差高频保护不受系统振荡影响。 高频闭锁方向保护 . 高频闭锁方向保护概念：高频闭锁方向保护是以高频通道经常无电流而在外部故障时发出闭锁信号的方式构成的。 此闭锁信号由短路功率为负的一侧发出，这个信号被两端的收信机所接收，而把保护闭锁。 当区外故障时，被保护线路近短路点一侧为负短路功率，向输电线路发高频波，两侧收信机收到 高频波后将各自保护闭锁。 如 d1 点短路，线路 AB 两侧的 KA1 动作，接通发信机电源，向高频通道发信。 B 侧的短路功率为负， KPD 不动作，不停信。 收信机收到高频信号，将保护闭锁，不跳闸。 当区内故障时，线路两端的短路功率方向为正，发信机不向线路发送高频波，保护的起动元件不被闭锁，瞬时跳开两侧断路器。 如在 d2 点短路，两侧 KA1 起动，向高频通道发信，但两侧 KPD 承受正方向短路功率而起动。 首先停信，与此同时闭锁继电器起动，发出跳闸脉冲。 参考下图 这种保护的优点是利用非故障线路一端的闭锁信号，闭锁非故障线路不跳闸，而 对于故障线路跳闸，则不需要闭锁信号。 这样在区内故障伴随有通道的破坏时，两端保护仍可能跳闸。 这是故障启动发信闭锁式纵联保护得到广泛应用的主要原因。 高频闭锁距离保护 . 距离保护可以作为变电所母线和下级相邻线路的远后备保护，同时由于距离保护的主要元件也可以作为实现闭锁式方向纵联保护的主要元件，因此常常把两者结合起来构成闭锁式距 离纵联保护，使得区内故障时能够瞬时切除故障，而在区外故障时则具有常规距离保护的阶段式配合特性，起到后备保护的作用，从而有两种保护的优点，并且能简化这个保护的接线。 闭锁式距离 纵联保护实际上是由两端完整的三段式距离保护附加高频通信部分组成，它以两端的距离保护三段继电器动作为故障启动发信元件，以两端的距离保护二段为方向判别元件和停信元件，以距离保护一段作为两端独立跳闸段。 工作原理如图 所示。 当保护范围内部故障时，两端的起动元件动作，起动发信机，但两端的距离 II 段也动作，又停止了发信机。 当收信机收不到高频信号时， KL 触点闭合，使距离 II 段可瞬时动作于跳闸。 当保护范围外部故障时，靠近故障点的 B 端距离 II 段不动作，不停止发信， A 端 II 段动作停止发信，但 A 端收信机可收到 B 端送来的 高频信号使闭锁继电器动作， KL 触点打开，因而断开了 II 段的瞬时跳闸回路，使它只能经过 II 段时间元件去跳闸，从而保证了动作的选择性。 高频闭锁距离保护存在着优缺点其优点是内部故障时可瞬时切除故障，在外部故障时可起到后备保护的作用。 缺点：主保护 (高频保护 )和后备保护 (距离保护 )的接线互相连在一起，不便于运行和检修。 载波通道的工作方式 输电线路纵联保护载波通道按其工作方式可分为三大类：正常无高频电流方式、正常有高频电流方式和移频方式。 根据高频保护对动作可靠性要求的不同特点，可以选用任意的工作方式，我国电力系统主要采用正常无高频电流方式。 正常时无高频电流方式 在电力系统正常运行状况下发信机不发信，沿通道不传送高频电流，发信机只在电力系统发生故障期间才由保护的启动元件启动发信，因此又称之为故障启动发信的方式。 在利用正常无高频电流方式时，为确知高频通道完好，往往采用定期检查的方法，定期检查又可分为手动和自动两种。 在手动检查的调节下，值班员手动启动发信，并检查高频信号是否合格，通常是每班一次。 该方式在我国电力系统中得到了广泛的采用。 自 动检查的方法是利用专门的时间元件按规定时间自启动发信，检查通道，并向值班员发出信号。 正常有高频电流方式 在电力系统正常工作条件下发信机处于发信状态，沿高频通道传送高频电流，因此又称之为长期发信方式。 其主要优点是使高频保护中的高频通道部分经常处于被监视的状态，可靠性较高；此外，无需收、发信机启动元件，使得装置简化。 它的缺点是因为发信机经常处于发信状态，增加了对其他通信设备的干扰时间；因为经常处于收信状态，外界对高频信号干扰的时间长，要求收信机自身有更高的抗干扰能力。 应该指出，长期发信的条件下，通道 部分能否得到完善的监视要视具体情况而定。 例如，当两。