高頻保護
高頻保護
高頻保護包括相差高頻保護和功率方向閉鎖高頻保護。相差高頻保護是測量和比較被保護線路兩側電流量的相位,是採用輸電線路載波通信方式傳遞兩側電流相位的。
高頻保護是用高頻載波代替二次導線,傳送線路兩側電信號的保護,原理是反應被保護線路首末兩端電流的差或功率方向信號,用高頻載波將信號傳輸到對側加以比較而決定保護是否動作。高頻保護包括相差高頻保護、高頻閉鎖距離保護和功率方向閉鎖高頻保護。
高頻保護由 1.高頻阻波器 2.結合電容器 3.連接濾波器 4.高頻電纜 5.保護間隙 6.接地刀閘 7.高頻收、發信機組成。
原理結構圖
高頻阻波器是由電感線圈和可調電容組成的並聯諧振迴路,使高頻電流限制在被保護輸電線路以內。而工頻電流可暢通無阻.
結合電容器
它是一個高壓電容器,電容很小,對工頻電壓呈現很大的阻抗,使收發信機與高壓輸電線路絕緣,載頻信號順利通過
連接濾波器
它是一個可調節的空心變壓器,與結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生反射,並減少高頻信號的損耗,增加輸出功率。
高頻電纜
用來連接戶內的收發信機和裝在戶外的連接濾波器。
保護間隙
保護間隙是高頻通道的輔助設備。用它來保護高頻電纜和高頻收發信機免遭過電壓的襲擊。
接地刀閘
接地刀閘也是高頻通道的輔助設備。在調整或檢修高頻收發信機和連接濾波器時,用它來進行安全接地,以保證人身和設備的安全。
高頻收、發信機
高頻收發信機的作用是發送和接收高頻信號。發信機部分是由繼電保護來控制,通常都是在電力系統發生故障時,保護起動之後它才發出信號,但有時也可以採用長期發訊的方式。由發信機發出信號,通過高頻通道為對端的收信機所接收,也可為自己一端的收信機所接收。高頻收信機接收到由本端和對端所發送的高頻信號。經過比較判斷之後,再動作於跳閘或將它閉鎖。
相差高頻保護
相差高頻保護是測量和比較被保護線路兩側電流量的相位,是採用輸電線路載波通信方式傳遞兩側電流相位的。假設線路兩側的電勢同相位,系統中各元件的阻抗角相同。規定:電流從母線流向線路為正,從線路流向母線為負。
區內故障:兩側電流同相,發出跳閘脈衝;
正常或區外故障:兩側電流相角差180°,保護不動作為了滿足以上要求,採用高頻通道正常時無信號,而在外部故障時發出閉鎖信號的方式來構成保護。實際上,當短路電流為正半周,高頻發信機發出信號;而在負半周,高頻發信機不發出信號。當被保護範圍內部故障時。由於兩側電流相位相同,兩側高頻發信機同時工作,發出高頻信號,也同時停止發信。這樣,在兩側收信機收到的高頻信號是間斷的,即正半周有高頻信號,負半周無高頻信號。當被保護範圍外部故障時,由於兩側電流相位相差180°,線路兩側的發信機交替工作,收信機收到的高頻信號是連續的高頻信號。由於信號在傳輸過程中幅值有衰耗,因此送到對側的信號幅值就要小一些。經檢波限幅倒相處理后,電流為直流。
由以上的分析可見,相位比較實際上是通過收信機所收到的高頻信號來進行的。在被保護範圍內部發生故障時,兩側收信機收到的高頻信號重疊約10ms,於是保護瞬時的動作,立即跳閘。在被保護範圍外部故障時,兩側的收信機收到的高頻信號是連續的,線路兩側的高頻信號互為閉鎖,使兩側保護不能跳閘。
高頻閉鎖距離
距離部分和高頻部分配合的關係是:III段起動元件ZIII動作時,經1KM的常閉觸點起動發信機發出高頻閉鎖信號,II段距離元件ZII動作時則起動1KM停止高頻發信機。距離II段動作后一方面起動時間元件tII,可經一定延時后跳閘,同時還可經過一收信閉鎖繼電器2KL的閉鎖觸點瞬時跳閘。
當保護範圍內部故障時(如d1點),兩端的起動元件動作,起動發信機,但兩端的距離II段也動作,又停止了發信機。當收信機收不到高頻信號時,2KL觸點閉合,使距離II段可瞬時動作於跳閘。
當保護範圍外部故障時(如d2點),靠近故障點的B端距離II段不動作,不停止發信,A端II段動作停止發信,但A端收信機可收到B端送來的高頻信號使閉鎖繼電器動作,2KL觸點打開,因而斷開了II段的瞬時跳閘迴路,使它只能經過II段時間元件去跳閘,從而保證了動作的選擇性。
高頻閉鎖距離保護的評價:
優點:內部故障時可瞬時切除故障,在外部故障時可起到後備保護的作用。
缺點:主保護(高頻保護)和後備保護(距離保護)的接線互相連在一起,不便於運行和檢修。
功率方向閉鎖高頻保護
功率方向閉鎖高頻保護,是比較被保護線路兩側功率的方向,規定功率方向由母線指向某線路為正,指向母線為負,線路內部故障,兩側功率方向都由母線指向線路,保護動作跳閘,信號傳遞方式相同。
最大優點:是無時限的從被保護線路兩側切除各種故障;不需要和相鄰線路保護配合;相差高頻保護不受系統振蕩影響。