第5章 输电线路的高频保护ppt课件.ppt

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1、第5章输电线路的高频保护第一节高频保护的基本原理高频保护的作用原理高频通道的工作方式和高频信号的作用第二节高频闭锁方向保护工作原理高频闭锁方向保护的启动方式第三节高频闭锁负序方向保护第四节高频闭锁距离保护和零序保护高频闭锁距离保护的构成高频闭锁距离保护的工作情况高频闭锁零序方向保护第五节高频相差动保护工作原理相差高频保护的构成高频相差动保护的相位特性和相继动作区5、1高频保护基本原理5.1.1高频保护的作用原理图5.1输电线路内外短路示意图如图5.2所示。当被保护线路M——N外部短路或正常运行时如（图

2、5.2a)),IM=IN，流入继电器的电流为：式中：nTA——电流互感器的变比。电流继电器不会动作跳1QF和2QF。而当被保护线路M——N内部短路时（图5.2(b))，In反向，流入继电器的电流为：式中：——归算到电流互感器TA副方的总短路电流。电流纵差动保护图5.2电流纵差动保护的示意图如果（电流继电器的动作电流），则保护能无延时地跳1QF和2QF，由于引入继电器的电流是被保护线路两端电流之差，故这种保护称为电流纵差动保护。电流纵差动保护的优缺点：无延时切除被保护线路任何点的故障，需要用与输电线

3、路同样长的辅助导线来传送电流和，因此，用于长线路，在经济上是不合算的，在技术上也有一定的困难。一般只应用在5—7km以下的线路上。国外有用于长达30km线路上的此种保护方式。但将它用于电机、变压器及母线却是相当方便的。为在长线上应用电流纵差动保护原理，需要解决通道问题。'NI高频保护的分类：按其工作原理的不同可以分为两大类：即方向高频保护和相差高频保护。方向高频保护的基本原理是比较被保护线路两端的功率方向。相差高频保护的基本原理是比较两端电流的相位。在实现以上两类保护的过程中，都需要解决一个如何将功

4、率方向或电流相位转化为高频信号，以及如何进行比较的问题。实现高频保护，同时也必须解决利用输电线路作为高频通道的问题。利用“导线一大地”作为高频通道是最经济的方案，因为它只需要在一相线路上装设构成通道的设备，缺点是高频信号的衰耗和受到的干扰都比较大。高频保护是以输电线载波通道作为通信通道的纵联差动保护。高频保护广泛应用于高压和超高压输电线路，是比较成熟和完善的一种无时限快速保护。输电线路高频保护所用的载波通道主要元件及作用：图5.3高频通道构成示意图1—阻波器；2—结合电容器；3—连接滤波器；4—电

5、缆；5—高频收、发信机；6—刀闸图5.4阻波器阻抗与频率的关系(1)阻波器阻波器是由一电感线圈与可变电容器并联组成的回路。其并联后的阻抗Z与频率的关系如图5.4所示，当并联谐振时，它所呈现的阻抗最大。利用这一特性做成的阻波器，需使其谐振频率为所用的载波频率。这样的高频信号就被限制在被保护输电线路的范围以内，而不能穿越到相邻线路上去。但对50周的工频电流而言，阻波器仅呈现电感线圈的阻抗，数值很小（约为0.04左右），并不影响它的传输。(2)结合电容器结合电容器与连接滤波器共同配合，将载波信号传递至输电线

6、路，同时使高频收发信机与工频高压线路绝缘。由于结合电容器对于工频电流呈现极大的阻抗，故由它所导致的工频泄漏电流极小。(4)高频收、发信机发信机部分系由继电保护来控制，通常都是在电力系统发生故障时，保护部分启动之后它才发出信号，但有时也可以采用长期发信、故障时停信或改变信号频率的方式。由发信机发出的信号，通过高频通道送到对端的收信机中，也可为自己的收信机所接收，高频收信机接收本端和对端所发送的高频信号，经过比较判断之后，再动作于继电保护，使之跳闸或将它闭锁。(3）连接滤波器连接滤波器由一个可调节的空心变

7、压器及连接至高频电缆一侧的电容器组成。结合电容器与连接滤波器共同组成一个四端网络的“带通滤波器”，使所需频带的高频电流能够通过。带通滤波器从线路侧看入的阻抗与输电线路的波阻抗（约为400）相匹配，而从电缆一侧看入的阻抗，则应与高频电缆的波阻抗（约为100）相匹配，这样就可以避免电磁波在传送过程中发生反射，因而减小高频能量的附加衰耗。对于并联在连接滤波器两侧的接地刀闸6，当检修连接滤波器时，作为结合电容器的下面一极接地之用。W高频通道的工作方式可以分为经常无高频电流（即所谓故障时发信）和经常有高频电

8、流（即所谓长期发信）两种方式。在这两种工作方式中，以其传送的信号性质为准，又可以分为传送闭锁信号、允许信号和跳闸信号三种类型。“高频信号”和“高频电流”的区别：所谓高频信号是指线路一端的高频保护在故障时向线路另一端的高频保护所发出的信息或命令。因此，在经常无高频电流的通道中，当故障时发出高频电流固然代表一种信号，但在经常有高频电流的通道中，当故障时将高频电流停止或改变其频率也代表一种信号，这一情况就表明了“信号”和“电流”的区别。图5.5列出了故障时发