高频保护基本原理和试验方法,高频通道、允许式高频保护和闭锁式高频保护
23 高频保护
三、高频闭锁方向保护的启动方式
外部故障时，保护正确动作的必要条件是近故障点 端的发信机必须启动发信。如果远故障点端跳闸回路启 动，而近故障点端发信机又未启动发信，将导致保护误 动作。
1. 电流元件启动
采用两个电流启动元件 用灵敏性较高的KA1可靠地启动发信，用灵敏性 较低的KA2启动跳闸回路，可避免保护误动作。
与此同时，阻抗继电器KR（ZII）动作后与门1开放， 一方面准备发保护跳闸信号，另一方面闭锁禁止门6，使本 端发信机停止发信。 同样，对端阻抗测量元件ZII也动作，使对端也停止发 信。于是收信机收不到闭锁信号，禁止门8开放，经或门3 保护瞬时动作于跳闸。时间元件KT2延时t2=7s返回，即高 频信号只允许发7s时间。
第八章 电网高频保护
第一节 高频保护的工作原理及分类 第二节 高频通道
第三节 高频闭锁方向保护
第四节 高频闭锁距离保护 第Байду номын сангаас节 相差高频保护
第六节 微波保护
第三节
高频闭锁方向保护
一、高频闭锁方向保护的基本原理 二、高频闭锁方向保护的基本构成
一、高频闭锁方向保护的基本原理
高频闭锁方向保护是通过高频通道间接比较被保护线路两 侧的功率方向，以判别是被保护范围内部故障还是外部故障。 保护采用故障时发信方式，并规定线路两端功率从母线 流向线路时为正方向，由线路流向母线为负方向。
如果故障发生在距离保护第II段保护范围内，此时KAN （I2）元件动作，禁止门4、5开放，由延时动作的时间元件 KT3提供t3=0.2s的振荡闭锁开放时间。在第一个0.1s时间内， KCW尚未切换，阻抗继电器工作在第I段。当第I段工作时 间已过去，时间元件4KT动作，经KCW将阻抗继电器切换 到第II段（ZII），同时禁止门7闭锁。
高频保护的通道构成
五、四端网络的输入、输出、 特性阻抗及匹配
1.四端网络 2.输入阻抗 3.输出阻抗 4.匹配 5.特性阻抗ZC
ห้องสมุดไป่ตู้ 六、四端网络的各种衰耗及测定
固有衰耗 bi 介入衰耗
工作衰耗 b0 p
传输衰耗 bt
bit
分流衰耗 bs
回波衰耗 brt
反射衰耗 brf
跨越衰耗 bc
固有衰耗 bi
固有衰耗表示当四端网络匹配连 接时输入端功率与输出端功率的相 对电平。在实际工作中要保持负载 阻抗与接入端特性阻抗在整个频段 内相等是不可能的，所以固有衰耗 没有实际意义，不测量。
二、载波通道的构成
相-地耦合方式
JL 收发信机
JL 收发信机
相-相耦合方式
JL 载波机
JL 载波机
三、电平的概念
电平有相对电平和绝对电平 之分，电平的单位有分贝和奈 培。用电平单位的优点有二：
1、将乘积化为和差。2、将大 的数量级化为小的数量单位。
绝对电平
对电路某测试点而言，取1mv功 率为基准所确定的电平值为绝对电 平P0 。 U0为 标准功率电平在600Ω 负载上的电压，为0.775V。
Pw相 = 10lg
p1 p2
= 10lg p1 - 10lg p2
p0
p0
= p1w绝 -p2w绝
Pu相
=
20lg
u1 u2
= 20lg u1 - 20lg u2
u0
u0
=pu1绝 – pu2绝
Pi相 =
20lg
I1 I2
= 20lg I1 -
I0
=pi1绝 – pi2绝
20lg I 2
I0
四、电平表的刻度及电平测量
继电保护高频通道基本知识及调试方法
继电保护高频通道基本知识及调试方法高频通道基本知识及调试方法高频通道基本知识及调试方法第一节用途在超高压电力系统,系统的稳定问题比较突出。
随着电网的日益发展和强大,对系统的稳定要求也越来越高。
如果系统稳定被破坏,将造成事故的扩大而影响电力系统的安全运行。
因此,目前220KV以上的超高压输电线路都配置了双套主保护,作为提高系统稳定的重要措施。
在超高压电力系统,简单的距离保护和零序保护是不能作为线路主保护的。
因为它们在原理上只反应一侧电气量的变化,因而无法区分本线路末端和相邻线路首端的故障,不能保证选择性。
而为了要保证选择性,瞬动段的保护范围就要缩小。
这样一来,就不能做到全线速动。
所以,这种类型的保护不能作为主保护。
为了使保护能够做到全线速动,有效的办法是让线路两端的保护都能够测量到对端保护的动作信号,再与本侧带方向的保护动作信号比较、判定,以确定是否为区内故障,若为区内故障,则瞬时跳闸。
这样无论在线路的任何一处发生故障,线路两侧的保护都能瞬时动作跳闸。
快速性、选择性都得到了保证。
为了将线路一端的保护动作信号传送到对端,一般采用电力线载波的方式,将线路一端的工频电气量或保护动作信号与高频信号经过调制,利用电力线本身进行传送。
我们都知道,电力线本身是传送工频电力的,而且属于高电压和大电流。
然而,通过对输电线路进行加工和改造,就可以使它能够同时传送工频电力和高频信号。
经过调制后的高频信号送到线路对端后经过解调,将其变成具有工频特征的电气量或脉冲形式的保护动作信号,送至保护装置。
这就是电力线载波的传输方式。
采用高频信号的原因是便于与工频信号区分开。
采用电力线复用的方式,主要是经济可靠,节省人力和投资。
而且电力线路杆塔坚固,绝缘程度高。
不利的因素是危险的高电压及强大的杂音干扰。
但若采取适当的措施是可以解决这些问题的。
综上所述,可以看出,高频保护是利用被保护线路作为高频信号传输通道的。
因此,继电保护高频通道的基本用途就是用来加工和传输含有保护动作信号特征的高频信号,以构成快速的继电保护装置。
高频保护
高频保护一、概念：高频保护是利用高频载波代替二次导线，通过电力线路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值或功率方向信号，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高频闭锁方向保护。
二、高频保护的组成：高频保护结构图高频保护由以下部分组成：高频阻波器；结合电容器；连接滤波器；高频电缆；保护间隙；接地刀闸；高频收、发信机。
1、高频阻波器：高频阻波器是由电感线圈和可调电容组成的并联谐振回路，其作用是阻止调频电流通过，而工频电流可以畅通无阻，即通常所说的阻高频，通低频。
在被保护线路两侧装上高频阻波器，可以把高频电流限制在被保护线路内。
2、结合电容器：结合电容器是一个高压电容器，电容很小，对工频电压呈现很大的阻抗，使收发信机与高压输电线路绝缘，载频信号顺利通过。
3、连接滤波器：它是一个可调的空心变压器，与结合电容器共同组成带通滤波器，连接滤波器起着阻抗匹配作用，可以避免高频信号的电磁波在传输过程中发生反射，并减少调频信号的损耗，增加输出功率。
4、高频电缆：用来连接户内的收发信机和户外的连接滤波器。
5、保护间隙：保护间隙是高频通道的辅助设备，它的作用是使高频电缆和高频收发信机与线路形成一定的间隙，免受过电压的袭击。
6、接地刀闸：当高频保护检修时，利用接地刀闸来进行安全接地，保证设备和人身的安全。
7、高频收发信机：用于发送和接收高频信号的装置。
三、高频信号的分类高频信号可分为允许信号、闭锁信号和跳闸信号。
1、允许信号：收到这种信号是高频保护动作跳闸的必要条件。
即：高频保护收到这种这种允许信号后动作跳闸，收不到允许信号高频保护不动作。
2、闭锁信号：收不到这种信号是高频保护动作的必要条件下。
即收到这种信号时保护被闭锁，不动作；当保护收不到这种信号时，保护闭锁解除，高频保护动作。
3、跳闸信号：收到这种信号是保护动作跳闸的充分必要条件。
第四章 高频保护
高频电缆、保护间隙及接地刀闸的作用
高频电缆是将位于室外的连接滤波器与位于 主控制室内的高频收发信机连接起来。 保护间隙与连接滤波器的一次绕组并联，用 以保护高频电缆和高频收发信机免受过电压 侵袭。 接地刀闸是在检修或调试高频收发信机和连 接滤波器时，用于安全接地，以保证人身和 设备的安全。
四、高频信号的分类
闭锁信号：只有当本端保护动作， 同时又收不到闭锁信号时，则动 作于跳闸。因此，收不到闭锁信 号是保护动作于跳闸的必要条件。 允许信号：只有当本端保护动作， 同时又有允许信号，则动作于跳 闸。因此，收到允许信号是保护 动作于跳闸的必要条件。 跳闸信号：不管本端保护是否起 动，只有收到对端发来的跳闸信 号，则动作于跳闸。因此，收到 跳闸信号是保护动作于跳闸的充 分而必要条件。
高频收发信机的作用
高频收发信机是用以发送和接收高频信号的。 高频发信机部分由继电部分控制，通常是在电力系 统发生故障时，继电部分起动之后它才发出信号。 由高频发信机发出的高频信号，通过高频通道输送 到对端，被对端的高频收信机所接收，同时也被本 端的高频收信机所接收。 高频收信机接收到本端和对端所发送的高频信号， 再经过比较判断后，从而决定保护是否动作跳闸。
一、高频闭锁方向保护的基本工作原理
例如：
对于故障线路BC：两端的功率方向为正，两端 都不发闭锁信号，因此保护3和4瞬时动作于跳 闸。 对于非故障线路AB、CD：靠近故障点一端的功 率方向为负，则该端的保护2和5发出闭锁信号， 此信号一方面被自己的收信机接收，同时经过 高频通道被对端的收信机收到，使得保护1、2 和5、6都被闭锁。
本章重点讨论高频闭锁方向保护和相差动高频保护的基本工作原理第一节高频保护的基本概念在220kv及以上电网中为了保证系统并列运行的稳定性提高输送功率减少故障损失往往要求继电保护能无延时地切除线路上任一点故障即要求继电保护能实现全线速动
高频保护原理讲解
不灵敏元件2LJ：启动跳闸回路（整定值大，
=(1.6~2.0)Idz.1LJ ）
Idz.2LJ
方向元件GJ：正方向（母线→线路）：动作于停
讯
反方向（线路→母线）：不动作
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闭锁式普通方向高频保护结构示意图
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(2) 采用两个启动元件的作用
* 如果用一个启动元件LJ来代替1LJ和2LJ （启讯与保护启动公用）
超高压线路都配置有线路纵联保护，实现全线快速 切除各种类型的短路故障。
以华中电网为例，500KV线路均使用允许式和混合 式，220KV省网间联络线采用允许式和闭锁式。
（一）、超范围允许式纵联保护
超范围是指构成线路纵联保护的保护装置中的方 向元件（包括零序、负序功率方向）的保护范围 大于线路长度，而方向阻抗保护范围要大于线路 长度1.3~1.5倍。载波通道中采用的允许式信号， 为了提高允许信号抗干扰能力，采用移频健控 （FSK）式传输方式。
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4、闭锁式高频距离保护
* 以无方向性或无完全方向性的ZIII（全阻抗ZKJ或 偏移特性阻抗ZKJ）作为高频部分的启讯元件。
* 以具有完全方向性的ZII（方向ZKJ）作为高频部 分的方向判别元件。
• ZI为独立的方向阻抗特性的距离I段元件。 (1)外部故障时：两端ZIII启动，先发闭锁讯号。
远故障点端的ZII动作（正向），闭锁JZ1，停讯。 近故障点端的ZII不动（反向），不停讯。 两端皆可收到闭锁讯号→JZ2不动（高频出口不 动）。
高频保护 原理与试验
2011-4-20
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开场白
与本次培训有关的话题，需要占 用各位几分钟的宝贵时间，请大 家多多包涵
“、西数、日立
“责任感”
2
高频保护的基本原理
高频保护的基本原理
高频保护是指在电力系统中，为了保护设备和线路不受到高频干扰的影响而采取的一系列措施。
高频保护的基本原理是通过对电力系统中的高频信号进行检测和分析，及时采取相应的保护措施，以确保电力系统的安全稳定运行。
首先，高频保护的基本原理是基于对电力系统中的高频信号进行监测和分析。
电力系统中存在着各种各样的高频信号，如雷电击打、电弧放电、谐波等，这些高频信号可能会对电力设备和线路造成损坏。
因此，通过对这些高频信号进行监测和分析，可以及时发现潜在的危险，从而采取相应的保护措施。
其次，高频保护的基本原理是基于对高频信号的特征进行识别和分类。
不同类型的高频信号具有不同的特征，如频率、幅值、波形等，通过对这些特征进行识别和分类，可以判断高频信号的来源和性质，从而有针对性地采取保护措施，避免对电力系统造成损害。
另外，高频保护的基本原理还包括对高频信号进行定位和定量分析。
通过对高频信号的定位和定量分析，可以确定高频信号的发生位置和强度，从而有针对性地采取相应的保护措施，最大程度地减少对电力设备和线路的影响。
最后，高频保护的基本原理还包括对高频信号进行响应和处理。
一旦发现电力系统中存在高频信号的干扰，高频保护系统会立即做出相应的响应和处理，如切断故障回路、调整设备参数、发出警报等，以保护电力系统的安全稳定运行。
综上所述，高频保护的基本原理是通过对电力系统中的高频信号进行监测、分析、识别、分类、定位、定量分析和响应处理，以确保电力系统的安全稳定运行。
通过科学合理地应用高频保护技术，可以有效地减少设备损坏和线路故障，提高电力系统的可靠性和稳定性。
保护高频通道基础及试验(2010.7)
保护高频通道基础及试验广西电网公司电力科学研究院2010.7.目录一、电力线载波高频通道组成与各部分作用----------------------- ------------------------------ --------------11、组成--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12、作用--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 1）并联谐振------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2）匹配------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4 注意事项------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5二、四端网络及衰耗、输入阻抗、特性阻抗--------------------------------------------------------------- ------61、四端网络--------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----62、衰耗--------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----- ----71） 工作衰减bw-------------------------------------------------------------------------------------------------- -----7 1、相对电平-----------------------------------------------------------------------------------------------------------9 2、功率绝对电平----------------------------------------------------------------------------------------------------10 3、电压绝对电平----------------------------------------------------------------------------------------------------10 4、w p 与u p 的换算--------------------------------------------------------------------------------------------------10传输衰耗bt-------------------------------------------------------------------------------------------------- -----11 分流衰耗b di ------------------------------------------------------------------------------------------------ ------13 回波损耗brt---------------------------------------------------------- ----------------------------- -----------14 跨越衰耗bc------------------------------------------------------------------------------------------- - -------15 3、输入阻抗Zr---------------------------------------------------------------------------------------------------- --17 4、特性阻抗Zc------------------------------------------------------------------------------------------------------18 三、高频通道试验----------------------------------------------------------------------------------------------- ---243.1检验周期---------------------------------------------------------------------------------------------------- 253.2检验内容-----------------------------------------------------------------------------------------------------26检验方法--------------------------------------------------------------------------------------------------------28 3.1 线路阻波器检验------------------------------------------------------------------------------------------------24 3.2耦合电容器检验------------------------------------------------------------------------------------------------39 3.3结合滤波器检验------------------------------------------------------------------------------------------------39 3.4高频电缆检验---------------------------------------------------------------------------------------------------44 3.5单侧通道测试----------------------------------------------------------------------------------------------------50 3.6、高频通道衰耗和输入阻抗测试---------------------------------------------------------------------------51一、高频通道组成与各部分作用1、组成：1-输电线路2-线路阻波器3-耦合电容器4-结合滤波器5-高频电缆6-避雷器7-接地刀闸8-电力线载波机或继电保护收发信机9-保护母线A B C阻波器结合滤波器电力线载波机耦合电容器或TYD高频电缆母线A B C阻波器结合滤波器电力线载波机耦合电容器或TYD高频电缆输电线路图1 相地耦合载波通道构成示意图母线A B C阻波器结合滤波器电力线载波机TYD 高频电缆母线A B C阻波器电力线载波机TYD 高频电缆输电线路阻波器阻波器结合滤波器图1 相相耦合载波通道构成示意图2、作用：1）功能：传送继电保护信息及其它信息。
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2011-4-20
开场白 与本次培训有关的话题，需要占
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“责任感”
一、高频保护基本概念
高频保护（电力线载波纵联保护）：利用输电线路本身作 为保护信号的传输通道，在输送50Hz工频电能的同时叠 加传送50~300kHz的高频讯号（保护测量信号），以进 行线路两端电气量的比较而构成的保护。 由于高频通道干扰大，不能准确传送线路两端电量的全 信息，因此一般只传送两端的状态信息（如：方向，相 位）。
2、闭锁式普通方向高频保护
(1) 构成
灵敏元件1LJ：启动发讯机（整定值小）
不灵敏元件2LJ：启动跳闸回路（整定值大，
=(1.6~2.0)Idz.1LJ ）
Idz.2LJ
方向元件GJ：正方向（母线→线路）：动作于停
讯
反方向（线路→母线）：不动作
闭锁式普通方向高频保护结构示意图
(2) 采用两个启动元件的作用
• 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。
• 闭锁信号
• 所谓闭锁信号就是指：“收不到这种信号 是高频保护动作跳闸的必要条件”。
• 允许信号
• 所谓允许信号就是指：“收到这种信号是高频保 护动作跳闸的必要条件”
• 跳闸信号
• 所谓跳闸信号就是指：“收到这种信号是保护动 作于跳闸的充分而必要条件”。
2、结合电容器：其电抗Xc=1/(ωC)；通高频，阻工频。 （同时起到隔离高压线路与高频收发讯机的作用）
3、连接滤波器（由可调空心变和高频电缆侧电容组成） * 结合电容器+连接滤波器 →带通滤波器 （提取所需高频信号，滤除其余高频干扰）
* 为消除高频波反射，减小高频能量损耗，带通滤波器的 波阻抗： 输电线侧与输电线波阻抗（400Ω）匹配 高频电缆侧与电缆波阻抗（100Ω）匹配 * 接地刀闸6用于检修连接滤波器。
* 如果用一个启动元件LJ来代替1LJ和2LJ （启讯与保护启动公用）
若两端启动元件误差造成：Idz.LJ.A < Idz.LJ.B 当B端外部远处短路时，可能出现：Idz.LJ.A < Id < Idz.LJ.B ，则：
靠近短路点端的保护B（为反方向）： LJ不启动，保护不动但也发不出闭锁讯号。
远离短路点端的保护A（为正方向）： LJ启讯，但GJ启动后停讯，则保护误动。
高频保护分类： ┌ 方向高频：比较线路两端功率方向（即要测U又要测I） └ 相差高频：比较线路两端电流相位（只要测量I）
二、高频通道构成原理
1、阻波器（L、C组成的并联电路）：通工频，阻高频 * 对高频：并联谐振，呈大阻抗，不能通过，限制在本 段输电线内。 * 对工频：无谐振，呈小阻抗，能顺利通过，不影响工 频电量传输。
• 用两个启动元件1LJ，2LJ：
• Idz.2LJ =(1.6~2.0)Idz.1LJ 若B端外部远处短路时出现：Idz.1LJ.A<Id<Idz.1LJ.B ，
必有：Id<Idz.2LJ.A且Id<Idz.2LJ.B，即两端的2LJ皆不启 动保护。
尽管发不出闭锁讯号，保护也不会误动。
若B端外部远处短路时出现：Idz.2LJ.A<Id <Idz.2LJ.B， 必有：Id>Idz.1LJ.A且Id>Idz.1LJ.B，两端的1LJ皆可正常 启讯。
(3)本线路内部短路（d1）：
* 两侧皆有电源时：两端启讯元件首先启 讯，两端保护启动元件皆启动，方向元件 皆判为正方向使两端皆停讯，则两端保护 动作跳闸。
* 单侧有电源时：无电源端保护不动； 有电源端启讯元件首先启讯，保护 启动元件启动，方向元件判为正方 向而停讯，则有电源端保护动作跳 闸。
(4)闭锁式方向高频保护优点：内部 短路并伴随高频通道破坏时，仍可 正确跳闸。
4、高频电缆 5、高频发讯方式分：①故障发讯；
②长期发讯。 * 收讯机：可收到对端（闭锁式也可收到本端）发讯机 所发高频讯号。按所收高频信号的性质可分为： ①闭锁信号；②允许信号；③跳闸信号。
高频通道构成示意图
三、高频通道的工作方式和高频信号的作用
• 高频通道的工作方式可以分为经常无高频 电流和经常有高频电流两种方式，或者说 故障时发信和长期发信两种方式。
统振荡时可能误动。
3、闭锁式负序（零序）方向高频保护
(1)工作情况
*正常运行时：
无负序电流I2，Y1被闭锁，保护不动。
四、闭锁式方向高频保护
1、基本原理（平时无讯，外部故障时发讯机 发闭锁讯号）
启动元件启保讯护元启件动元件 方向判别元件反正方方向向：：不停停讯讯
闭锁式方向高频保护示意图
(1)系统正常：启动元件不启动，保护不动。 (2)本线路外部短路（d2）：
两端启讯元件启动发讯机发讯，靠近故障 点端的保护判为反方向而不停讯，该端高 频闭锁讯号闭锁两端保护。
• 必须注意将“高频信号”和“高频电流”区别开来。 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 出的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。
靠近短路点的B端（反方向不停讯）发出的闭锁 讯号闭锁两端保护。
单一启动元件的高频保护结构示意图
(3)时间元件的作用
*展宽t1（100ms）： 防止外部d2点短路被切除后，本线路靠近d2点的B 端保护先返回（闭锁讯号先消失），远离d2点的 A端保护后返回，导致A端保护误动。 *延时t2（7ms）：防止外部d2点短路时，由于线 路的传输延
迟，靠近d2的A端发出的闭锁讯号尚未到达远离 d2点的B端
造成B端保护误动。（虽有7ms延时，仍属于速动 保护）
(4)系统振荡时：I↑→1LJ，2LJ启动， 若振荡中心位于保护
范围内，两端功率皆为正，保护将 误动（若采用负序、零
序功率方向元件可不受振荡影响）。 (5)普通方向高频保护缺点：灵敏度
和动作速度受限制，且系