电气系统继电保第5章 输电线路的高频保护.ppt

图5. 14 高频闭锁距离保护方框原理图 (2） 距离元件 距离元件的作用是判断故障的方向，以控制发信机是否停止发信。因此，距离元件必须有方向性，并能保护线路全长，通常采用第Ⅱ段方向距离元件作为高频闭锁距离保护的距离元件。在距离保护中，广泛采用一个距离继电器，通过切换的方式来作为保护的第I 段和第Ⅱ段的距离元件。用这种方式构成高频闭锁距离保护时，必须将距离元件切换到第Ⅱ段。当高频部分退出工作时，应将距离元件再切换到第Ⅰ段，以便恢复距离保护第I段的正常运行。 （3） 高频收、发信机 高频收、发信机部分与高频闭锁方向保护相同。 图5.14中所示的距离保护为一简化的两段式距离保护装置。 5.4.2 高频闭锁距离保护的工作情况 (l）内部故障时  当被保护线路内部发生故障时，两侧负序电流元件I2 启动。一方面经时间元件t2及JZ3, 启动发信机向对侧保护发出高频闭锁信号；另一方面经JZ5 、JZ4、Hl，为Y1动作准备条件。与此同时，阻抗继电器ZⅡ动作。阻抗继电器ZⅡ 动作后，Y1开放，一方面准备发保护跳闸信号，一方面闭锁JZ3，使本侧发信机停止发信。同样，对侧阻抗测量元件ZⅡ也动作，使对侧也停止发信，于是，收信机收不到闭锁信号，JZ2门开放，经H2保护瞬时动作跳闸。 (2）外部故障时 当故障发生在本侧阻抗继电器ZⅡ保护范围以外时，两侧的负序电流元件I2均动作，分别启动本侧发信机，发出高频闭锁信号，两侧阻抗继电器ZⅡ均不动作，Y1门、JZ2门均不开放，保护装置不会误跳闸。 当故障发生在本侧阻抗继电器ZⅡ的保护范围以内时，两侧负序电流元件I2均动作，分别启动该侧发信机发出高频信号，并开放振荡闭锁回路。本侧阻抗继电器ZⅡ也动作，Y1门开放，准备跳闸和通过JZ3门停止本侧发信机；但对侧阻抗继电器ZⅡ不动作，对侧发信机仍继续发出高频信号，所以本侧JZ2门被闭锁，两侧断路器不会误跳闸。若下一条线路的保护或断路器拒绝动作时，本侧保护按t2时限跳闸，一般地，t2= 0.5s。 (3）系统振荡时系统振荡时，由于无负序电流，因此，负序电流启动元件I2 不会动作，距离元件虽然会误动，Y1门不开放，断路器不会误跳闸。 (4）距离保护单独运行 三个连接片均在下面位置，阻抗继电器工作于I段。如故障发生在距离I段范围内，阻抗元件Z1动作，I2也动作。Y1开放，JZl也开放，断路器跳闸，切除故障。 如故障发生在距离Ⅱ段范围内，此时I2动作。JZ5、JZ4开放，由延时动作的时间元件t3提供的0.2s的振荡闭锁开放时间。在第一个0.1s时间内，QHJ尚未切换，阻抗继电器工作于I 段，这是距离I段开放时间。这段时间过后，时间元件T4动作，经QHJ将阻抗继电器切换在Ⅱ段，同时，JZ1闭锁保护瞬时动作跳闸回路，开放tⅡ时间回路。Ⅱ段距离保护开放时间，为由0.2s振荡闭锁开放时间所剩下的0.1s，若为Ⅱ段保护范围内故障，则Yl一经动作后，即由H1自保持振荡闭锁的开放状态，等待tⅡ时间到达后，立即使断路器跳闸。 高频闭锁距离保护是将距离保护和高频保护结合为一体的保护装置，当输电线路内部故障时，它能瞬时地从被保护线路两端切除故障；当输电线路外部故障时，其距离Ⅲ段仍然能起后备保护的作用。因此，它保留了高频保护和距离保护各自的优点，并大大地简化了保护装置。但由于这两种保护的接线互相连接在一起，当距离保护检修时，高频保护也必须退出工作，这是它的主要缺点。 零序电流方向保护对接地故障反应灵敏、延时小，零序功率方向元件无死区，电压互感器二次侧断线时不会误动作，接线简单可靠，系统振荡时不会误动作，所以不需要采取振荡闭锁措施，实现高频闭锁保护方案时要比距离保护更为方便。 实现高频闭锁零序方案时，可用灵敏度高的零序电流Ⅲ段启动发信机，用保护区延伸到下段线路的零序电流Ⅱ段作为停止发信机用。应注意：作为启动发信机的启动元件，动作时不应该带有方向性。因为：如带有方向性，在反方向故障时，不能启动发信机。而作为停止发信机用的零序Ⅱ段保护，则必须具有方向性。以使在被保护范围内任一点发生内部故障都能被瞬时地切除。在保护范围外部故障时，根据故障点的远近，可以用不同的时限来切除故障，起到相邻元件的远后备保护作用。 5.4.3 高频闭锁零序方向保护 高频相差动保护的基本原理在于比较被保护线路两端短路电流的相位。装于线路两端的电流互感器的极性应如图5.15（a) 所示，当保护范围内部（K1点）故障时，在理想情况下，两端电流相位相同，如图5.15 (b）所示，两端保护装置应动作，使两端的断路器跳闸，而当保护范围外部（K2点）故障时，两端电流相位相差1