三、高频保护概述
5.高频通道的工作方式 5.高频通道的工作方式
（1）“长时发信”方式 长时发信” 在正常运行情况下，收、发信机一直处于发信和收信工作状态，高频 通道中始终有高频信号通过。 （2）“短时发信”方式 短时发信” 在正常运行情况下，收、发信机一直处于不工作状态，高频通道中没 有高频信号通过。只有在系统中发生故障时，发信机才由起动元件起 动，高频通道中才有高频信号通过。 （3）“移频”方式 移频” 在正常运行情况下，发信机向对侧传送频率为f1的高频电流；其作用 在正常运行情况下，发信机向对侧传送频率为f1的高频电流；其作用 是闭锁保护和对通道进行连续检查。当发生故障时，继电保护装置控 制发信机移频，停止发送频率为f1的高频电流，而发出频率为f2的高 制发信机移频，停止发送频率为f1的高频电流，而发出频率为f2的高 频电流。
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三、高频保护概述
1.高频保护基本原理
将线路两端的电流相位或功率方向转化为高频信号，然后， 利用输电线路本身构成的高频（载波）电流通道，将此信 号送至对端，以比较两端电流的相位或功率方向的一种保 护。
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三、高频保护概述
2.高频保护的分类 2.高频保护的分类
按照工作原理的不同，可以分为两大类：
J 2M 2N 1M
J
•
•
•
•
•
1N
•
•
•
•
•
•
J
2M
1M
2N
1N
•
•
•
•
•
•
J
2M
2N
1M
1N
d
J
dz . J
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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。
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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 4.输电线的环流法纵联差动保护
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一、输电线路的纵联差动保护
暂态不平衡电流
故障发生后，电网会经过短暂的过渡过程到达稳态运行； 暂态过程中存在幅值衰减的周期分量和缓慢衰减的非周期 分量； CT主要针对工频设计，几乎不能将缓慢变化的非周期分 CT主要针对工频设计，几乎不能将缓慢变化的非周期分 量变换到二次侧，而成为励磁电流； 二次侧也存在非周期分量，增加了励磁电流； 暂态过程中，励磁电流、不平衡电流大大超过稳态；
互感器传变的误差、线路参数值的不精确性以及继电器本 身的测量误差等原因，可能将被保护线路对端所连结的母 线上的故障，或母线所连接的其它线路出口处的故障，误 判断为本线路末端的故障而将被保护线路切断。
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一、输电线路的纵联差动保护
1.电流保护和距离保护的缺陷 1.电流保护和距离保护的缺陷
改进措施
保护的I段定值整定为线路全长的80%~85%； 保护的I段定值整定为线路全长的80%~85%； 带时限的第II段切除对于其余的15%~20%线路段上的 带时限的第II段切除对于其余的15%~20%线路段上的 故障； 对于某些重要线路采用纵联保护；
①方向高频保护：比较被保护线路两侧的功率方向 ②相差高频保护：比较被保护线路两侧的电流相位
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三、高频保护概述
3.高频保护的构成 3.高频保护的构成
①继电保护部分 ②高频收、发信机 ③高频通道组成
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三、高频保护概述
4.高频通道的构成原理 4.高频通道的构成原理
相-地制高频通道的构成示意图。
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一、输电线路的纵联差动保护
5.输电线的均压法纵联差动保护 5.输电线的均压法纵联差动保护
接线图：
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一、输电线路的纵联差动保护
均压法的特点
正常运行时导引线两端电压相等，方向相反； 导引线开路，保护拒动； 导引线短路，保护误动。
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一、输电线路的纵联差动保护
环流法和均压法的比较
在导引线发生故障的情况下，导引线纵联差动保护不能正确工作； 装有导引线监视和电力系统故障检测元件时，仅导引线发生故障是不 会误跳闸的； 当被保护线路与导引线几乎同时发生故障时，保护装置不正确工作是 不可避免的； 如果被保护线路先发生故障，由于导引线纵联差动保护的动作时间很 快，一般在导引线故障前能可靠发出跳闸脉冲，保护不会拒动； 如果导引线先发生故障，由于这类事故常由外力破坏引起，导引线大 多属于开路故障，因此环流式的保护不受影响，能正确跳闸，而均压 式的保护将拒绝动作。 因此，通常多采用环流式接线的导引线纵联差动保护。
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二、平行双回线路的横联保护
1.横联方向差动保护的原理 1.横联方向差动保护的原理
通过比较两回线路短路电流大小和方向，从而有选择地切 除故障线路。 装设在平行线路的两侧，每一侧将两回线路电流互感器的 二次侧用差接方式连接，并将继电器的电流线圈接入差电 流回路中。
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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 2.横联方向差动保护原理分析
•
J
= I2M + I2 N
•
•
• 1 • = (I1M + I1N ) = 0 n
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一、输电线路的纵联差动保护
外部故障
差动回路电流： I 继电器不动作。
•
j
= I2M + I2 N
•
•
• 1 • = (I1M + I1N ) = 0 n
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一、输电线路的纵联差动保护
内部故障
差动回路电流： = I + I = 1 (I + I ) I n 1 单电源：1) 单电源：1) I = I = n I 2) I = I = 1 I n 1 1 I = 双电源：I + I = n (I + I ) = n I ≠ 0 当I > I ，继电器动作于跳闸。
幅值特性
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一、输电线路的纵联差动保护
6.输电线纵差动保护的动作特性 6.输电线纵差动保护的动作特性
相位特性
当电流增大时，使保护误动作的相位差减小； 电流幅值大的时候可靠性高。
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一、输电线路的纵联差动保护
6.输电线纵差动保护的动作特性 6.输电线纵差动保护的动作特性
复数比特性 两端电流的复数比描述保护动作特性； • 保护的动作量= 保护的动作量= f ( I• M ) IN 使保护动作的方程
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一、输电线路的纵联差动保护
6.输电线纵差动保护的动作特性 6.输电线纵差动保护的动作特性
理论上，纵差保护动作是个突变的过程，既流过 继电器的电流要么为零，要么大于动作电流； 实际存在不平衡电流； 动作特性：在电流特性图上划分动作与不动作区 域。
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一、输电线路的纵联差动保护
6.输电线纵差动保护的动作特性 6.输电线纵差动保护的动作特性
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一、输电线路的纵联差动保护
短路电流示例
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一、输电线路的纵联差动保护
CT的选型 CT的选型
为了保证纵差动保护的选择性，差动继电器的起动电流必 须躲开最大不平衡电流I 须躲开最大不平衡电流Ibp.max； 因此，I 因此，Ibp.max越小，保护的灵敏性就越好，故如何减小不 平衡电流就成为一切差动保护的中心问题； 为减小不平衡电流，对于输电线纵差动保护以及其它纵差 动保护应采用型号相同、磁化特性一致、铁心截面较大的 高精度的电流互感器，在必要时，还可采用铁心磁路中有 小气隙的电流互感器。
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一、输电线路的纵联差动保护
导引线的故障及感应过电压对保护的影响
对于环流法接线，导引线断线将造成保护误动作，导引线 短路将造成输电线内部短路时保护拒动； 对于均压法接线，导引线断线将造成保护拒动，导引线短 路将造成输电线内部短路时保护误动； 短路电流、雷电可在导引线中感应产生过电压，应采取过 电压保护措施。
故障的特征量包含在一次电流中； 动作的判断依据是二次电流； 一切导致一次电流到二次电流错误变换的因素都会引起继 电器误动作； 一切导致一次电流到二次电流错误变换的表现就是不平衡 电流的存在。
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一、输电线路的纵联差动保护
环流法的稳态不平衡电流分析
不平衡电流主要受励磁电流 影响
• CT铁芯越饱和，励磁电流越 CT铁芯越饱和，励磁电流越 大，随之增加二次电流的误差； • 一次电流确定时，二次负荷越 大，铁芯越饱和； • 二次负荷确定时，一次电流越 大，铁芯越饱和；
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一、输电线路的纵联差动保护
2.纵联差保护的基本原理是同时比较被保护线路 始端和末端电流的电气量，判断故障是否在本线 路范围之内。 导引线纵联差动保护是最简单的一种用辅助导线 或称导引线作为通道的纵联保护。
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一、输电线路的纵联差动保护
3.元件的环流法纵联差动保护 3.元件的环流法纵联差动保护
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
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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 2.横联方向差动保护原理分析 线路1 线路1内部故障
I J 1 = I1m − I 2 m
•
•
•
• 1 • = (I1M − I 2 M ) > I dz . J n
I J 2 = I1n − I 2 n
•
•
•
• 1 • 2• = (I1N − I 2 N ) = I1N > I dz . J n n
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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 2.横联方向差动保护原理分析 线路2 线路2内部故障