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
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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。
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（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。
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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。
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2 4 3
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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
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（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
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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。
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1、纵联差动保护的构成
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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 ＆
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§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 。
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（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。
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（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
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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。
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“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
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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。