输电线纵差保护高频保护
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电力系统继电保护4-6章习题解答(DOC)
第4章输电线路的差动保护和高频保护 思考题与习题的解答4-1 分别画出纵差保护在被保护线路外部、内部发生短路故障时的电流分布，并说明工作原理答：图4-1（a ）和（b ）分别为纵差保护内部故障和外部故障时的电流分布。
图4-1 纵差保护原理接线图（a ）外部故障时；（b ）内部故障时从图4-1（a ）中可见在正常运行或外部故障时，在理想条件下，差动继电器KD 中流过大小相等、方向相反的两个电流互相抵消，即221(）0r I II I II TAI I I I I K =-=-= 所以继电器KD 不动作。
当发生内部故障时，见图7-1（b ）所示流入继电器电流为：221()K r II I II TA TAI I I I I I K K I /=+=+= 当.r op r I I >（继电器动作电流），故继电器动作，将故障线路两端断路器跳开。
4-2纵联差动保护与阶段式电流保护的差别是什么？说明纵联差动保护的优点？答：纵联差动保护与阶段式电流保护的差别是差动保护的速动性好，没有死区。
不需要考虑与相邻元件的配合问题。
优点是可以全线快速切除故障。
4-3 纵差保护中不平衡电流是由于什么原因产生的，不平衡电流暂态过程中有哪些特性，它对保护装置有什么影响？答：不平衡电流是由纵差保护线路两端互感器的励磁特性不完全相同，在短路故障时通过很大一次电流使两个电流互感器的铁芯饱和程度不同，造成TA 二次电流差别较大，产生不平衡不平衡电流在暂态起始段和结束段都不大，最大不平衡电流发生在暂态过程中段。
因纵差保护要躲过不平衡电流，不平衡电流过大将使保护装置灵敏系数降低。
4-4纵差保护动作电流在整定计算中应考虑哪些因素，为什么？纵差保护动作电流整定要考虑两个因素，即躲过保护区外短路的最大不平衡电流和躲过被保护线路的最大负荷电流。
这样可提高纵差保护的灵敏系数。
4-5 说明横差方向保护的工作原理，为什么能有选择性地切除故障线路，为什么在直流操作电源中采用闭锁装置？答：横差方向保护是基于反应两回路中电流之差的大小及方向的一种保护。
电力系统继电保护原理-输电线路纵联保护
3、电流相位比较式纵联保护
对比两侧电流相位差为0°保护动作； 对比两侧电流相位差为180°保护不动作；
4、距离纵联保护
距离Ⅱ段作为方向元件。 该保护的优点：既具有纵联保护的优点，又具有距离 保护的优点。
4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换
4.2.1 导引线通信（见P132图4.5）
4.2.2 电力线载波通信（见P134图4.6） “高频保护 ”
KD . Ir
. 正常、k外：Ir =
. IM2
-
. IN2
.. . d内：Ir = IM2 + IN2
线路两侧装有相同变比的TA
保护动作特性： 1）不带制动特性
I set K rel K np K er K st I k .max
2）带制动特性
动作方程：
I m I n K I m I n Iop0
2）使用线路侧电压 2、功率倒向对方向高频保护的影响
在环网或双回线路上，当一回线发生故障时，由于故障线 路两侧的断路器相继动作。造成非故障线路的短路功率改 变方向，从而有可能使得非故障线路的方向高频保护误动。
为防止在功率倒向中保护误动，采取的措施是： 一是反方向功率方向元件优先的原则。即一旦反方向元件 动作，立即闭锁正方向元件。 二是当故障发生后经过一段时间（大于本保护动作时间， 小于相邻线路断路器跳闸时间），尚未判为内部故障，则 认为是外部故障，程序转入另一模块。
protect ＆
GSX
跳闸
③跳闸讯号方式：高频讯号本身可直接使断路器跳闸
protect
பைடு நூலகம்GSX
≥1
跳闸
4.2.3 微波通道
利用150mHz到20gHz间的电磁波进行无线通信称为微波通 信。 优点： 微波通道频带宽。 微波通道独立于输电线之外，可靠。 因而用微波通道可实现传送允许信号和直接跳闸信号的 保护方式。 缺点： 微波信号的衰耗与天气有关。 必须沿线路建设微波中继站。
对比两侧电流相位差为0°保护动作； 对比两侧电流相位差为180°保护不动作；
4、距离纵联保护
距离Ⅱ段作为方向元件。 该保护的优点：既具有纵联保护的优点，又具有距离 保护的优点。
4.2 输电线路纵联保护两侧信息的交换
4.2.1 导引线通信（见P132图4.5）
4.2.2 电力线载波通信（见P134图4.6） “高频保护 ”
KD . Ir
. 正常、k外：Ir =
. IM2
-
. IN2
.. . d内：Ir = IM2 + IN2
线路两侧装有相同变比的TA
保护动作特性： 1）不带制动特性
I set K rel K np K er K st I k .max
2）带制动特性
动作方程：
I m I n K I m I n Iop0
2）使用线路侧电压 2、功率倒向对方向高频保护的影响
在环网或双回线路上，当一回线发生故障时，由于故障线 路两侧的断路器相继动作。造成非故障线路的短路功率改 变方向，从而有可能使得非故障线路的方向高频保护误动。
为防止在功率倒向中保护误动，采取的措施是： 一是反方向功率方向元件优先的原则。即一旦反方向元件 动作，立即闭锁正方向元件。 二是当故障发生后经过一段时间（大于本保护动作时间， 小于相邻线路断路器跳闸时间），尚未判为内部故障，则 认为是外部故障，程序转入另一模块。
protect ＆
GSX
跳闸
③跳闸讯号方式：高频讯号本身可直接使断路器跳闸
protect
பைடு நூலகம்GSX
≥1
跳闸
4.2.3 微波通道
利用150mHz到20gHz间的电磁波进行无线通信称为微波通 信。 优点： 微波通道频带宽。 微波通道独立于输电线之外，可靠。 因而用微波通道可实现传送允许信号和直接跳闸信号的 保护方式。 缺点： 微波信号的衰耗与天气有关。 必须沿线路建设微波中继站。
输电线路纵联保护
第四章.输电线路纵联保护
▪输电线路纵联差动保护 ▪输电线路高频保护 ▪微波保护
问题的提出：
前述保护存在的主要问题 ①单侧量保护只能保护本线路的一部分 ②受运行方式影响；长线路，重负荷Klm低
第一节. 输电线纵联差动保护（纵差保护）
一．原理:
1. 纵联保护：就是用某种通信通道（简称通道）
将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各 端电气量（电流、功率的方向等）传送到对端， 将两端电气量比较，以判断故障在本线路范围 内还是在本线路保护范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。
2、导引线的阻抗和分布电容 3、导引线的故障和感应过电压
第二节.输电线路的高频保护
▪构成 ▪分类 ▪原理
一、概念
1、定义 高频保护：是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护.
广泛应用于高压和超高压输电线路 无时限快速保护,无需与下一线路配合，同时比较两端电 流的相位或功率方向区分内、外故障
电流相位（功率方向）→高频信号→输电线本身 →对端→比较 2、分类
Sd
Sd
Sd
图4-9 高频闭锁方向保护的作用原理
d短路： 3、4功率方向为正，不发闭锁信号 2、5为负，发闭锁信号
则1、2、5、6被闭锁
(1)动作条件 功率方向为正 收不到高频载波信号
(2)讯号由功率方向为负一端发出，两端闭锁 (3)闭锁信号的优点：
当内部故障并伴随通道破坏时(如接地or断 线)保护仍能正确动作
复习题： 一.判断题
二.简答题
答案：
一.判断题 1.对 2.错 3.对 4.对 5.错 二.简答题 1.
2. 3.
4.
5. 6.
相差高频保护： 相差高频保护
五、高频闭锁方向保护
▪输电线路纵联差动保护 ▪输电线路高频保护 ▪微波保护
问题的提出：
前述保护存在的主要问题 ①单侧量保护只能保护本线路的一部分 ②受运行方式影响；长线路，重负荷Klm低
第一节. 输电线纵联差动保护（纵差保护）
一．原理:
1. 纵联保护：就是用某种通信通道（简称通道）
将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各 端电气量（电流、功率的方向等）传送到对端， 将两端电气量比较，以判断故障在本线路范围 内还是在本线路保护范围之外，从而决定是否 切除被保护线路。
2、导引线的阻抗和分布电容 3、导引线的故障和感应过电压
第二节.输电线路的高频保护
▪构成 ▪分类 ▪原理
一、概念
1、定义 高频保护：是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护.
广泛应用于高压和超高压输电线路 无时限快速保护,无需与下一线路配合，同时比较两端电 流的相位或功率方向区分内、外故障
电流相位（功率方向）→高频信号→输电线本身 →对端→比较 2、分类
Sd
Sd
Sd
图4-9 高频闭锁方向保护的作用原理
d短路： 3、4功率方向为正，不发闭锁信号 2、5为负，发闭锁信号
则1、2、5、6被闭锁
(1)动作条件 功率方向为正 收不到高频载波信号
(2)讯号由功率方向为负一端发出，两端闭锁 (3)闭锁信号的优点：
当内部故障并伴随通道破坏时(如接地or断 线)保护仍能正确动作
复习题： 一.判断题
二.简答题
答案：
一.判断题 1.对 2.错 3.对 4.对 5.错 二.简答题 1.
2. 3.
4.
5. 6.
相差高频保护： 相差高频保护
五、高频闭锁方向保护
我厂220KV线路保护配置及原理讲解
纵联保护原理一、纵联保护：高频保护是利用某种通信设备将输电线路两端或各端的保护装置纵向连接起来，将各端的电气量（电流、功率方向等）传送到对端，将各端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是范围外，从而决定是否切除被保护线路。
二、相差高频保护原理：（已经退出主流，不做解释）相差高频保护作为过去四统一保护来说，占据了很长一段时间的主导地位，随着微机保护的发展，相差高频保护已经退出实际运行。
相差高频保护是直接比较被保护线路两侧电流的相位的一种保护。
如果规定每一侧电流的正方向都是从母线流向线路，则在正常和外部短路故障时，两侧电流的相位差为180°。
在内部故障时，如果忽略两端电动势相量之间的相位差，则两端电流的相位差为零，所以应用高频信号将工频电流的相位关系传送到对侧，装在线路两侧的保护装置，根据所接收到的代表两侧电流相位的高频信号，当相位角为零时，保护装置动作，使两侧断路器同时跳闸，从而达到快速切除故障的目的。
侧电流侧电流侧电流侧电流启动元件：判断系统是否发生故障，发生故障才启动发信并开放比相。
操作元件：将被保护线路工频三相电流变换为单相操作电压，控制收发信机正半波发信，负半波停信。
作为相差高频保护，其启动定值有两个，一个低定值启动发信，另一个高定值启动比相，采取两次比相，延长了保护动作时间。
对高频收发信机调制的操作方波要求较高，区外故障时怕出现比相缺口引起误跳闸，因此被现有的方向高频所取代。
二、闭锁式高频保护原理方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然后通过高频信号作出综合的判断，即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸。
一般规定从母线指向线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反方向。
闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧正方向元件判断为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机发出高频信号，对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。
在外部故障时是近故障侧的正方向元件判断为反方向故障，所以是近故障侧闭锁远离故障侧；在内部故障时两侧正方向元件都判断为正方向，都不发送高频信号，两侧收信机接收不到高频信号，也就没有输出脉冲去闭锁保护，于是两侧方向元件均作用于跳闸。
输电线路的高频保护
先收讯后停讯的原则
作用：防止启动元件与正方向元件动作时间 的不配合而误动（启动元件应比跳闸准备元 件动作快）。规定必须先收到信号10ms （证明通道完好）才允许正方向停信，准备 跳闸。
（1）启动元件动作首先发讯
（2）停讯必须满足2个条件
A、反方向元件不动作，正方向元件动作， 与门3有输出
（除此，还有跳位停讯、其它保护动作停讯） （3）区内故障时须满足两个条件 A、正方向元件动作，反方向元件不动作 B、先收信10ms后，无闭锁信号，与门5有输出
允许式保护一般采用键控移频的方式。 正常运行时，收信机经常收到对端发送的 频率为fG 的监频信号，其功率较小，用以 监视通道的完好性。当正方向区内故障时， 对端方向元件动作，键控发信机停发监频 信号，改发跳频信号fT，其功率提升，收 信机收到此信号后即允许本端保护跳闸。
1、高频通道的工作方式 故障时发信－－－正常时无高频电流 ，故障时有高 频电流 长期发信－－－正常时有高频电流，故障时高频电流 消失 2、高频信号的性质
闭锁信号：收不到该信号是保护跳闸的必要条件。 允许信号：收到该信号是保护跳闸的必要条件。 跳闸信号：收到该信号是保护跳闸的充分而必要
的条件。
四、高频闭锁方向保护
第一节 输电线纵联差动保护
阶段式的保护不能实现全线速动。
原因：只取一侧电气量，不能区分本线路 末端故障和相邻线路首端故障。
实现全线速动需同时获取线路首端和末端 的电气量。为此，要将线路一侧的电气量的信 息传送到另一侧去，即线路两侧之间发生纵向 的联系。这种保护称输电线的纵联保护。
（Pilot Protection）
远方启动
发讯机既可由启动元件启动，也可由收信 机的输出启动。
T1及门1 1、远方启动的作用
电气系统继电保护第5章输电线路的高频保护
图5. 2 电流纵差动保护的示意图
如果
I
' K
Iop（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，
用于长线需要路用，与在输经电济线上路是同不样合长算的的辅，助在导技线术来上传也送有电一流定的I困M' 和难。I N' ，因此，
5.1.2 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（即所谓故障时发信） 和经常有高频电流（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列出了故障时发信的三种信号与保护（PH）的逻辑关系。
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。
(3）连接滤波器 连接滤波器由一个可调节的空心变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。
第7-9章 纵联保护高频保护新090320白色
为了提高电力系统并联运行的稳定性和增加 线路的传输容量，电力系统中对于重要的负 荷用户常采用平行双回线运行方式，这种方 式在每回线的两侧都装有断路器，任一回路 发生故障，只需切除故障线路，无故障线路 继续运行。平行双回线路一般采用横联差动 保护（横差保护），它装设于平行线路的两 侧。其保护范围为双回线的全长。
利用微波通道传送微波信号以比较线路两端电 气量构成的保护，称为微波保护。 微波保护是以微波通道传输线路两端电流相位， 并比较两端电流相位动作的输电线路纵联保护。 微波通道是解决高频通道日益拥挤问题的一种 有效办法。它能传送大量信息而且工作可靠。
微波通道示意图 1-定向天线；2-连接电缆；3-收发信机；4-继电 部分
最 大 不 平 衡 电 流 ： Iu n b . m ax
K st K er Ik . m ax K TA
,
K st 是 同 型 系 数 ， 当 采 用 同 型 号 T A时 ， 取 0 .5， 否 则 取 1。 K er＝1 0％
减 少 不 平 衡 电 流 方 法 是 选 用 型 号 、 特 性 完 全 相 同 的 D级 电 流 互 感 器 ， 并 按1 0 % 误 差 曲 线 进 行 校 验 。
微波通道的特点
(1) 大大扩大了可用频段，解决了电力线路载 波通道频率不够分配的问题。
(2) 干扰小，可靠性高。线路故障、操作、电 晕、雷电等，对微波通道基本上没有影响。 (3) 微波通道与输电线路没有直接的联系。因 此线路故障、检修都不会影响通道的工作。而 且试验、检修微波通道时不存在高压危险，人 身和设备安全得到保证。
保护范围内部故障时： Ir I1
'
I1 K TA
， 当 大 于 KD的 动 作 电 流 I
利用微波通道传送微波信号以比较线路两端电 气量构成的保护，称为微波保护。 微波保护是以微波通道传输线路两端电流相位， 并比较两端电流相位动作的输电线路纵联保护。 微波通道是解决高频通道日益拥挤问题的一种 有效办法。它能传送大量信息而且工作可靠。
微波通道示意图 1-定向天线；2-连接电缆；3-收发信机；4-继电 部分
最 大 不 平 衡 电 流 ： Iu n b . m ax
K st K er Ik . m ax K TA
,
K st 是 同 型 系 数 ， 当 采 用 同 型 号 T A时 ， 取 0 .5， 否 则 取 1。 K er＝1 0％
减 少 不 平 衡 电 流 方 法 是 选 用 型 号 、 特 性 完 全 相 同 的 D级 电 流 互 感 器 ， 并 按1 0 % 误 差 曲 线 进 行 校 验 。
微波通道的特点
(1) 大大扩大了可用频段，解决了电力线路载 波通道频率不够分配的问题。
(2) 干扰小，可靠性高。线路故障、操作、电 晕、雷电等，对微波通道基本上没有影响。 (3) 微波通道与输电线路没有直接的联系。因 此线路故障、检修都不会影响通道的工作。而 且试验、检修微波通道时不存在高压危险，人 身和设备安全得到保证。
保护范围内部故障时： Ir I1
'
I1 K TA
， 当 大 于 KD的 动 作 电 流 I
第三讲输电线纵联差动保护
9
一、输电线路的纵联差动保护
元件环流法纵联差动保护的特点：
正常运行时导引线中存在环流； 继电器反应于电流而动作； 适用于变压器、发电机和母线。
10
一、输电线路的纵联差动保护
4.输电线的环流法纵联差动保护
正常运行或外部故障
继电器端电压较小，不动作
11
一、输电线路的纵联差动保护
正常运行或外部故障
I J 1 I1m I 2 m
1 (I1M I 2 M ) 0 n
I J 2 I1n I 2 n
1 (I1N I 2 N ) 0 n
31
二、平行双回线路的横联保护
2.横联方向差动保护原理分析 线路1内部故障
当被保护线路外部故障时，两端电流相位差180°，两端 发信机交替发信，通道中有连续的高频电流通过，收信机 的接收端收到连续高频电流，输出解调为连续直流信号， 闭锁比相元件，保护不动作。 当被保护线路内部故障时，两端电流同相位，两端发信机 同时发信，同时停信，所以通道流通着断续的高频电流， 收信机也收到断续的高频电流，输出时有时无的方波脉冲， 在无方波脉冲输出地半个周波里，开放比相电路，保护动 作切除故障。由于动作时间只有半个周波（10ms），不 足以保证跳闸的可靠性。因此增加脉冲展宽元件，把短脉 冲展宽，以保证有足够的跳闸时间。
27
一、输电线路的纵联差动保护
导引线的阻抗和分布电容对保护的影响
当纵差动保护用于较长的输电线时，导引线的阻抗增大， 使隔离变压器GB的二次负载增大，因而使GB的传变误差 增大。 为了减小其二次负载，可以提高GB的变压比，但将使导 引线上的分布电容电流和漏电流增大，同样增大GB的传 变误差； GB二次电压过高时，将出现设备和人身安全，以及设备 的管理体制等问题。 纵差动保护只适于用在较短（一般应在20 km以下）而且 重要的输电线上。
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信号。ห้องสมุดไป่ตู้
相-地制：收发信机接在一相导线和地之间
传送方式
相-相制：收发信机接在两相导线之间
11
阻止本线路的高频 信号传递到外线路
检修和调试高频保护 时保证人身安全
对工频电流呈现很大 的阻抗，对高频电流
则可顺利通过
①与两侧电容组成高 频串联谐振电路；② 阻抗匹配器；③隔离
工频高压线路。
12
（2）微波通道
• 对于故障发信方式：有高频电流，就是有信号； • 对于长期发信方式：无高频电流，就是有信号； • 对于移频方式，故障时发出的某一频率的高频电
流为有信号。
16
高频信号分类---按作用不同
• 跳闸信号：由线路对端保护发来的直接使保护动 作于跳闸的信号。
• 允许信号：允许保护动作于跳闸的信号。 • 闭锁信号：将保护闭锁、制止保护动作的信号。
• 微波：波长小于1m的电磁波，频段在300~ 30000MHz之间。我国采用的微波频率一般为 2000MHz。
• 缺点：投资大；微波信号只能直线传播，对于长 距离线路需建造若干个微波中继站来转送。
1
2 4 3
1
2 4 3
微波通道示意图
1-定向天线 2-连接电缆 3-收发信机 4-继电部分
13
（3）光纤通道
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二、闭锁式高频方向保护的基本工作原理
• 规定：母线指向线路的功率方向为正方向；以线路指向母 线的功率方向为反方向。被保护线路两侧都装有方向元件， 且采用当线路发生故障时，若功率方向为正，则高频发信 机不发信，若功率方向为负，则高频发信机发信的方式。
• 故障时收不到高频信号表示两侧都为正方向，允许出口跳 闸；在一段相对较长的时间内收到高频信号时，表示两侧 中一侧为负方向，将保护闭锁。
§7-4 输电线路全线速动保护
导引线纵差动保护 输电线载波高频保护 微波保护 光纤保护
1
一、 输电线路纵联差动保护
• 原理：被保护线路上发生短路和被保护线 路外短路，线路两侧电流大小和相位是不 相同的。通过比较线路两侧电流大小和相 位，可以区分是线路内部短路，还是线路 外部短路。
2
1、纵联差动保护的构成
19
2.高频信号的传送方式 根据故障时高频信号的作用的不同，分
闭锁式高频方向保护 允许式高频方向保护
闭锁信号：区外故障时传送负侧功率信息，收信机收到的为闭锁信号。 允许信号：区内故障时传送正侧功率信息，收信机收到的为允许信号。
由于闭锁方式仅在区外故障时才能发出闭锁信号，区内故障时没 有高频信号在线路上传送，因此，如果区内故障造成高频通道阻 塞，对保护的动作没有影响，不会造成拒动。
保护 跳闸信号
跳闸 ≥1
保护 允许信号
跳闸 ＆
保护 闭锁信号
跳闸 ＆
17
§7-5 方向高频保护
一、高频方向保护的基本原理 利用载波信号传送输电线路两侧的短路功率方
向信息，以判断故障是发生于被保护线路的内部还 是外部。
1.故障时短路功率方向分析 规定短路功率方向：母线指向线路为正。
区内故障： 短路功率方 向均为正。
流 I unb 。
4
（2）内部故障时
Ir IM 2 IN2 0 ，有很大的电流流入差动继 电器，保护动作，断开线路两侧断路器，切 除短路故障。
5
（3）不平衡电流
1）稳态不平衡电流 由于电流互感器总是具有励磁电流，且励 磁特性不完全相同。同一生产厂家相同型 号，相同变比的电流互感器也是如此。
信号 处理
电信号 输出
光纤通道示意图
14
3、高频通道的工作方式
• 正常时无高频电流方式 (故障时发信方式) ：是指在正常 运行时通道中无高频信号，只在线路故障时才启动发信机。 其优点是发信机寿命长，对通道中其他信号的干扰小，缺 点是要定期启动发信机来检查通道的完好性。目前广泛采 用这一方式。
• 正常时有高频电流方式(长期发信方式)：是在正常运行时 通道中就有高频信号，无需发信机的启动部分，使得装置 简化、保护灵敏度和动作速度提高。
• 移频方式：正常运行时，发信机发出f1频率的高频电流， 用以监视通道及闭锁高频保护。当线路发生短路故障时， 发出f2频率的高频电流。移频方式能经常监视通道情况， 提供通道工作的可靠性，加强了保护的抗干扰能力，但投 资较大。
15
“高频信号”与“高频电流”
• 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。
• 光纤：是一种很细的空心石英丝或玻璃丝，直径 100~200微米，传送的信号频率为1014Hz左右。
• 缺点：投资大。
• 优点：通信容量大，可节约大量有色金属；敷设 方便，抗腐蚀，不易受潮，不受电磁干扰。
• 应用：500kV线路及一部分重要的220kV线路。
电信号 输入
信号 处理
光发 送器
光纤
光接 收器
理想
6
2）暂态不平衡电流
原因：由于非周期分量对时间变化率远小于 周期分量，故非周期分量很难变换到二次侧， 但却使铁芯严重饱和，导致励磁阻抗急剧下 降，励磁电流剧增，从而使二次电流的误差 增大。
结论：暂态不平衡电流要比稳态不平衡电 流大得多，并且含有很大的非周期分量。
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外部短路时的不平衡电流：
短路电流
相差高频保护：比较两端电流相位 高频方向保护；比较两端功率方向
狭义高频保护：利用输电线路载波通道 广义高频保护；利用微波通道、光纤通道
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2、高频通道
• 对高频通道的要求：
①高频信号在通道中的衰耗尽可能小。
②接收端收到的波形尽量不失真。
③信号受外来的干扰影响尽可能小。
（1）电力线路载波通道
含义：以输电线路作为高频保护的通道传输高频
要求：线路两侧的电流互感器型号、 变比完全相同，性能一致。辅助导引 线将两侧的电流互感器二次侧按环流 法连接法。
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2、工作原理
（1）线路正常运行或外部短路时，流入差动 继电器KD的电流为：
Ir
IM 2
IN 2
1 nTA
(IM
IN )
理想情况：I r 0
实际上：两侧互感器的性能不可能完全相同， 电流差不等于零，会有一个不平衡电
不平衡电流
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3、对纵差动保护的评价
• 优点：能实现全线速动，灵敏性较高，不受过负 荷及系统振荡的影响。
• 缺点：需装设和被保护线路一样长的辅助导线， 增加了投资。还需装设专门的监视装置用来监视 辅助导线是否完好。
• 应用：长度不超过10km的短线路。
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二、高频保护
1、高频保护的基本原理：将线路两端的电流相位或 功率方向转化为40~500kHz的高频信号，利用通 信设备和高频通道将其送至对端进行比较，以决 定保护是否动作。