第二节高频闭锁方向保护
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。
当区外故障时，被保护线路近短路点一侧为负短路功率，向输电线路发高频波，两侧收信机收到高频波后将各自保护闭锁。
当区内故障时，线路两端的短路功率方向为正，发信机不向线路发送高频波，保护的起动元件不被闭锁，瞬时跳开两侧断路器。
高频闭锁方向保护的原理接线图
起动发信继电器：灵敏度较高，用来起动高频发信机
起动跳闸继电器: 灵敏度较低，用来起动跳闸回路
功率方向继电器: 判断短路功率的方向
停信继电器:在内部故障时停止发出高频信号
闭锁继电器5：用以控制保护的跳闸回路,带有工作线圈和制动线圈.
只有当工作线圈有电流时继电器才动作；而当制动线圈或两组线圈同时有电流时继电器均不动作
1．区外故障
如在D1点短路，被保护线路AB两侧的起动发信机电流继电器，向高频通道发信，近短路点B侧的短路功率是负的，功率方向继电器不动作，不去停信。输电线路AB两侧方向高频保护的收信机收到高频信号，将各自的保护闭锁，不发出跳闸脉冲。
2．区内故障
如在D2点短路，两侧起动发信机继电器1及起动跳闸继电器2动作，，向高频通道发信，两侧收信机收到高频信号后，立刻将保护闭锁，但两侧方向继电器3承受正方向短路功率而起动。首先停信，解除闭锁，与此同时闭锁继电器起动，发出跳闸脉冲。
3．系统振荡
二、高频闭锁负序方向保护
高频闭锁负序方向保护单端原理接线如下图所示。
它由：双向动作的负序功率方向继电器KPD2、起动发信机继电器1K、闭锁保护继电器2KL、口继电器3KOM 等组成。
1．区内故障
负序功率方向继电器KPD2触点向下闭合、停信，起动闭锁继电器2KL发出跳闸脉冲。
2．区外故障
靠近短路点的一侧负序功率继电器KPD2的接点向上闭合，起动发信机继电器向高频通道发信，两侧收信机收到高频信号将各自保护闭锁。
3．整定计算
灵敏元件的动作电流，按躲开最大负载情况下最大负序不平衡电流 I bpmax整定为
I2dz.lm=0.1I f.max
不灵敏元件的动作电流与灵敏元件相配，即
I2dz.blm=（1.5～2）I2dz.lm
练习题 一、简答、分析题 1、继电保护的基本任务是什么? 2、何谓主保护、后备保护？何谓近后备保护、远后备保护？ 3、在电流保护的整定计算中，为什么要引入可靠系数，其值考虑哪些因素后确定？ 4、功率方向判别元件实质上是在判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？ 5、下列电流保护的基本原理、使用网络并阐述其优缺点： 6、方向性电流保护为什么有死区？死区由何决定？如何消除？ 7、 三段式电流保护各段的保护范围如何？ 哪些作主保护？哪些作后备保护？ 8、单相接地时零序分量特点有哪些？ 9、中性点不接地电网发生单相接地时有哪些特征? 10、有一方向阻抗继电器，若正常运行时的测量阻抗为Ω∠0 305.3要使该方向阻抗继电器在正常运行时不动作，则整定阻抗最大不能超过多少？（设075=sen ?) 11、什么是保护安装处的负荷阻抗、短路阻抗、系统等值阻抗？ 12、距离保护装置一般由哪几部分组成？简述各部分的作用。 13、什么是阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗、起动阻抗？以方向阻抗继电器为例来说明三者的区别。 14、当纵联差动保护应用于线路、变压器、母线时各有什么特殊问题？这些问题可用什么方法加以解决？ 15、什么是纵联电流相位保护的闭锁角？那些因素决定闭锁角的大小？ 16、纵联保护依据的最基本原理是什么？ 17、纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么？ 18、高频闭锁方向保护动作跳闸的条件是什么？如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故障时，保护的工作会受到何影响? 19、画出线路纵联差动的原理图，并试述其工作原理。 20、线路纵差保护有哪些优缺点？ 21、闭锁式方向纵联保护动作于跳闸的条件是什么？若通道破坏，内、外部故障时保护能否正确动作？ 22、高频闭锁方向保护的原理框图如下。 （1）分别叙述保护动作区内部与外部故障时的保护的动作过程； （2）说明原理框图中各元件的功能与作用； （3）如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故障时，保护的工作会受到何影响? 23、在高频保护中，高频信号的作用分哪三种? 试分述各种信号的作用。 24、变压器纵差动保护中消除励磁涌流影响的措施有哪些？它们分别利用了励磁涌流的那些特点？ 25、变压器差动保护的差动回路中形成不平衡电流的因素有哪些？ 26、大型变压器的主要故障有哪些？通常装设的保护有哪些？ 27、对于纵差动保护，产生不平衡电流的最本质原因是什么？ 28、变压器一般应装设那些保护？其中那些是主保护？ 29、变压器纵差动保护动作电流的整定原则是什么? 30、利用电力系统正常运行和故障时参数的差别，可以构成哪些不同原理的继电保护? 31、为什么要采用重合闸？经济效果有哪些？ 32、什么是自动重合闸？为什么要使用自动重合闸？使用自动重合闸对一次系统运行有何不利影响？ 二、填空题： 1、在继电保护整定计算中，通常要考虑系统的 两种极端运行方式。 2、继电保护的可靠性是指保护装置应该动作时，它不应 ；而不应该动作时，它不应 。 3、继电保护装置一般由 元件、 元件、 元件三部分组成。
高频保护 一、选择题 1、切除线路任一点故障的主保护是（B） A：相间距离保护B：纵联保护C：零序电流保护D：接地距离保护 2、高频阻波器所起的作用是（C） A：限制短路电流B：阻止工频信号进入通信设备 C：阻止高频电流向变电站母线分流D：增加通道衰耗 3、高频保护采用相—地制通道是因为（A） A：所需加工设备少，比较经济B：相—地制通道衰耗小 C：减少对通信的干扰D：相—地制通道衰耗大 4、闭锁式纵联保护跳闸的必要条件是（A） A：正方向元件动作，反方向元件不动作，收到闭锁信号后信号又消失； B：正方向元件动作，反方向元件不动作，没有收到闭锁信号； C：正、反方向元件均动作，没有收到闭锁信号； D：正、反方向元件均不动作，没有收到闭锁信号。 5、高频闭锁保护，保护停信需带一短延时，这是为了（C） A：防止外部故障时因暂态过程而误动；B：防止外部故障时因功率倒向而误动； C：与远方启动相配合，等待对端闭锁信号的到来，防止区外故障时误动； D：，防止区内故障时拒动。 6、纵联保护电力载波高频通道用（C）方式来传送被保护线路两侧的比较信号。 A：卫星传输；B：微波通道；C：相—地高频通道；D：电话线路。 7．在电路中某测试点的功率P和标准比较功率P =lmW之比取常用对数的10 倍，称为该点的(C)。 A：电压电平B：功率电平C：功率绝对电平 8．高频保护载波频率过低，如低于50kHz，其缺点是(A)。 A：受工频干扰大，加工设备制造困难B：受高频干扰大C：通道衰耗大
9．当收发信机利用相一地通道传输高频信号时，如果加工相的高压输电线对地短路，则(B)。 A：信号电平将下降很多，以至于本侧收不到对侧发出的信号 B：本侧有可能收得到，也有可能收不到对侧发出的信号 C：由于高频信号能耦合到另外两相进行传输，所以信号电平不会下降很多，本侧收信不会受影响 10．相—地制高频通道组成元件中，阻止高频信号外流的元件是(A)。 A：高频阻波器B：耦合电容器C：结合滤波器 11．高频通道中结合滤波器与耦合电容器共同组成带通滤波器，其在通道中的作用是(B)。 A：使输电线路和高频电缆的连接成为匹配连接 B：使输电线路和高频电缆的连接成为匹配连接，同时使高频收发信机和高压线路隔离 C：阻止高频电流流到相邻线路上去 12．在高频保护的通道加工设备中的(C)主要是起到阻抗匹配的作用，防止反射，以减少衰耗。 A：阻波器B：耦合电容器C：结合滤波器 13．高频保护的同轴电缆外皮应(A)。 A：两端接地B：一端接地C：不接地 14．线路分相电流差动保护采用(B)通道最优。 A：数字载波B：光纤C：数字微波 15．纵联保护相地制电力载波通道由(C)部件组成。 A：输电线路，高频阻波器，连接滤波器，高频电缆 B：高频电缆，连接滤波器，耦合电容器，高频阻波器，输电线路 C：收发信机，高频电缆，连接滤波器，保护间隙，接地刀闸，耦合电容器，高频阻波器，输电线路 16．在纵联方向保护中，工频变化量方向元件在正方向短路时正方向元件?F）的相角为（C） （ + A:90°B:0°C:180°
复合电压闭锁 方法一 变压器失灵保护可用“电流判别+保护出口+复合电压闭锁触点”相串联构成“与门”的方 式解锁而出口，电流判别元件可采用零序电流和相电流并联的方式（或门）构成；保护出口为跳高压侧开关的出口；复合电压闭锁触点应为低压侧的复合电压触点，电压触点动作后应延时返回。 电压闭锁触点中包括低压侧电压主要是防止低压侧故障时高压侧复合电压元件没有灵敏度而不能开放失灵保护。而延时返回主要是考虑如果变压器差动保护动作低压开关跳开后，低压母线的电压可能会立即恢复正常（比如变压器低压侧有小电源或变压器低压侧并列运行），从而没有起到开放闭锁的作用。 延时的时间应保证：即使是发生低压侧区内故障，差动保护或低压侧后备保护能有足够的时间启动失灵保护跳开故障变压器所在母线上的所有元件，即时间应大于：低压侧保护出口后跳低压开关与跳三侧开关的整定时之差（一般为0．3～0．5 s）加上失灵保护启动后跳开故障变压器母线上所有元件时间（一般为0．5 s），考虑留有一定的余度，一般取3 s即可。 采用上述方式的好处是：保证了误传动时有电压把关，而区外故障电压开放时有“电流判别”和“保护出口”把关。该方法的优点是在高压开关三相失灵时也能解锁。此外，变压器低压开关检修时，低压母线可能失去电压，此时解锁回路中的电压闭锁将开放，因此，还可在解锁回路中串入压板，以备断开该解锁回路。 方法二 采用与发变组保护同样的解锁方法，即：用“电流判别+保护出口+合闸位置继电器常开触点”相串联构成“与门”的方式解锁。此方法的不足是当高压开关三相失灵时，不能解锁。 变压器、发变组失灵保护的解锁，要注意只解锁与失灵元件在一条母线上的出口回路。复合电压闭锁过流保护 电压闭锁过流保护——当电流大于过流保护的定值时，如低电压没动作就闭锁（保护不出口），低电压也动作时，保护就跳闸。 一般的过流保护动作灵敏度不够，为了提高保护动作的灵敏度，做法是结合母线的电压变化情况，这样即考虑了电压又考虑了电流，从而可区分过负荷和过流，提高了过流保护的灵敏度。 复压闭锁过流保护是用在线路未端短路电流与线路上大电机起动电流接近的保护上，因为大电机起动时的cosφ较低，起动电流不会使母线电压降低很多，低电压不会动作，所
继电保护 继电保护包含：继电保护技术，继电保护装置。 为了及时正确处理故障和不正常运行状态，避免事故发生产生了继电保护，它是一种重要的反事故措施，继电保护装置是完成继电保护的核心。 继电保护装置就是能反映电力系统中电器元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路跳闸或发出信号的一种自动装置。 继电保护的基本任务： 1·当电力系统中某电器元件发生故障时，能制动、迅速、有选着的将故障元件从电力系统中切除，避免故障元件继续遭到破坏，使非故障元件迅速恢复正常运行。 2·当系统中电器元件出现不正常运行状态时，能及时的反映并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。 继电保护整定计算的基本任务，就是要对各种继电保护给出整定值。 继电保护的四个特性 特性：选择性速动性灵敏性可靠性。 继电保护的流程 被测物理量→测量元件→逻辑元件分析→执行元件→跳闸或信号 认识电力学中的常用字母 继电保护分为：线路的保护，变压器的保护，电容器的保护，发电机的保护等。线路保护 电抗：电力线路电抗是由于导线中通过交流电流时在导线周围产生交变磁场而形成的对电流的阻抗。 电纳：电力线路的电容反映了导线带电时，在其周围介质中建立的电厂效应，由正常运行的三相电力线路中导线之间的电容及导线与地之间的电容便组成了一相工作电容。 灵敏系数一般分为主保护灵敏系数和后背保护灵敏系数两种，保护范围末端的灵敏系数等于标么制计算中，基准条件一般选基准容量Sj=100MV A基准电压Uj=Up（Up为电网线电压
平均值）。 标么值：进行电力系统计算时，采用没有单位的阻抗，导纳，电压，电流，功率等的相对值进行计算称标么值。标么值等于实际有名值除以基准值。 线电压与相电压的标么值相等，三相功率与单相功率的标么值相等。 线路标么值X*j=Xd*Sj/Uj2X*d额定容量下的次暂态标么值。 变压器X*j=Uk﹪*Sj/100*Se Uk﹪短路电压百分比。 变压器的短路电压标么值等于短路电抗标么值。 相应的一些换算公式： Ij = Sj /（1.732*Uj）Zj = Uj2/ Sj 无限时电流速断，无限时电流速断保护不能保护线路全长且保护范围受运行方式的影响。无限时电流速断保护范围求发： Idz=0.866Em/Xm.max+XL.min Lmin=1/X（0.866*Em/Idz-Xm.max） XL被保护线路单位长度的正序电抗。 Xm.max是M侧系统等值的最大系统电抗。 限时电流速断，由于无限时电流速断保护一般不能保护线路的全长，无法切除本线路无限时电流速断的保护范围以外的短路故障，因此增设了限时电流速断保护，它的动作范围包括被保护线路的全长。 灵敏度德校验：是验证限时电流速断是否在任何情况下都能保护线路的全长。 Kk=Idmin/Idz Id.min是在系统最小方式下被保护线路末端发生两相金属性短路故障时流经保护的短路电流。 定时限过电流保护，限时电流速断虽能保护线路的全长，但不能作为下一线路保护的后背，而定时限过电流保护不仅能保护本线路全长，还能保护相邻线路的全长，可以起到后备的作用。这是因为过电流保护不是按躲过某一短路电流，而是按躲过最大负荷电流来整定的，故它的动作电流值较低，灵敏度较高，保护范围大。 同限时电流速断保护一样，定时限过电流保护也是靠适当选取动作电流和动作时限来获得选着性的。
复压闭锁过流 1、低电压元件，电压取自本侧的YH或变压器各侧的YH。动作判据：动作值小于低电压元件整定值。 2、负序电压元件，电压取自本侧或变压器各侧，动作判据：动作值大于负序电压元件整定值。 3、过流元件，电流取自本侧的LH，任一相电流大于过流定值。 两个电压元件是或的关系，加上过流元件，就满足复合电压闭锁过流保护的出口条件了。就是电压满足条件（正序小于一定的值，一般额定电压的60%-65%；负序电压大于一定的值；零序大于一定的值，三者只要一个满足就可以，或的关系）和电流满足（正序电流大于一定的值）跳开关了。 复压闭锁过流的具体含义是什么？ 包括三个条件：1、低压元件；2、负序电压元件；3、过流元件 保护功能配置 方向闭锁的复合电压闭锁的过流保护，具有两时限出口，第一时限出口跳分段开关；第二时限跳主变各侧开关。 零压闭锁零序电流保护，具有两时限出口，第一时限出口跳分段开关；第二时限跳主变各侧开关。 零序过流保护 PT断线检测 过负荷保护告警 反应非电量故障的有载瓦斯保护
测量功能配置： 全部电量的测量采用交流采样获得，可测量电压、保护电流、零序电压电流。 电力系统出现故障时常伴随的现象是电流的增大和电压的降低，过流保护就是通过系统故障时电流的急剧增大来实现的。但是由于大型设备、机械的起动也会造成电流的瞬间增大，有可能造成开关的误动，为了防止其误动，在保护中增加低电压元件，将PT电压引入保护装置中，构成低电压闭锁过流，只有在“电流的增大和电压的降低”这两个条件同时满足时才出口跳闸。在将过流保护用于变压器的后备保护用时，再增加一个负序电压元件，作为一个闭锁条件，这样就构成了复合电压闭锁过流了。 用于变压器保护： 正常运行时，由于无负序电压，保护装置不动作。 当外部发生不对称短路时，故障相电流启动元件动作，负序电压继电器动作，经延时后动作于变压器两侧断路器跳闸，切除故障。(1)在后备保护范围内发生不对称短路时，由负序电压启动保护，因此具有较高灵敏度； (2)在变压器后(高压侧)发生不对称短路时，复合电压启动元件的灵敏度与变压器的接线方式无关； (3)由于电压启动元件只接于变压器的一侧，所以接线较简单。 由于复合电压启动的过电流保护具有以上优点，得到广泛的应用。
过电流和速断保护整定值的计算公式 过电流保护的整定计算 计算变压器过电流保护的整定值 m a x ,r e l w r e o p L r e r e i o p K K I I I K K K I == 式中 o p I —继电保护动作电流整定值（A ）； rel K —保护装置的可靠系数，DL 型电流继电器一般取1.2； GL 型继电器一般取1.3； w K —接线系数，相电流接线时，取1；两相电流差接线时，取3； re K —继电器的返回系数，一般取 0.85～0.9； i K —电流互感器变比； m ax L I —最大负荷电流，一般取变压器的额定电流。 速段保护 m ax rel w qb K i K K I I K = 式中 q b I —电流继电器速断保护动作电流（A ）； rel K —保护装置的可靠系数，一般取1.2； w K —接线系数，相电流接线时，一般取1； i K —电流互感器变比； m ax K I —线路末端最大短路电流，即三相金属接地电流稳定 值（A ）； 对于电力系统的末端供配电电力变压器的速断保护，一般取m ax K I 为电
力变压器一次额定电流的2～3倍。 一、高压侧 过电流保护的整定计算 max 1.2128.8 2.260.85905rel w op L re i K K I I A A K K ?==?=? 取 o p I =2.5A ，动作时间t 为0.5S 。 速断保护的整定计算 max 1.21228.8 3.84905rel w qb k i K K I I A A K ?==??= 取 q b I =4A ，动作时间t 为0S 。 速断保护动作电流整定为4A ，动作时限为0S 。 低压侧 过流保护 2 1.2721.7 5.418005rel op N re i K I I A A K K ==?= 取 o p I =5.5A ，动作时间t 为0.5S 。 0.70.70.473.73.8N op i U U K V V K ?=== 电压闭锁整定值取75V 。 速断保护 max 1.21272110.88005rel w qb k i K K I I A A K ?==??= 取 q b I =11A ，动作时间t 为0S 。 速断保护动作电流整定为11A ，动作时限为0S 。
Q/CDT-YTHP XX水力发电厂企业标准 Q/CDT -Y THP105 0409-2005 LFP-902B高频距离保护装置运行规 程 备案号：1019—2005 2005—02—02 发布2005 —02—02实 施
XX水力发电厂发布
前言................................................................................. n 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3定义和术语 (1) 4LFP-902B高频距离保护主要技术说明 (1) 5LFP-902B高频距离保护装置运行的有关规定 (1) 6LFP-902B高频距离保护装置运行操作 (2) 7LFP-902B高频距离保护装置运行的监视、检查 (4) 8LFP-902B线路保护装置管理板屏幕菜单使用说明 (5) 9装置面板信号说明及保护屏压板排列及说明 (10) 10设备故障及事故处理 (11) 11保护打印信息分析 (12) 12记录 (20)
为了贯彻“安全第一，预防为主”的方针，切实执行“两票三制”制度，防止误操作和其他不安全情况发生，确保LFP-902B 高频距离保护装置的安全可靠运行，根据中国南方电网电力调度通信中心有关文件以及《中国大唐集团公司企业标准编制规则》（试行）和厂颁《企业标准编制规则》中的有关规定，特制定本规程。 本规程是对《LFP-901B高频方向保护装置运行规程》（2002版本）的修订。原规程2002年首次发布，本次为第一次修订。本规程自发布之日起实施，自实施之日起原规程同时作废。 本规程在原规程的基础上增加了如下主要内容： （ 1 ）目次和前言。 （2）规范性引用文件。 （3）定义和术语。 （4）LFP-902B 高频距离保护主要技术说明。 本规程主要起草人： 本规程主要审核人： 本规程主要审定人： 本规程批准人： 本规程由XX水力发电厂发电部负责解释。
复合电压闭锁过流保护得原理 1．低电压元件，电压取自本侧得YH或变压器各侧得YH。动作判据：动作值小于低电压元件整定值。?2.负序电压元件,电压取自本侧或变压器各侧，动作判据：动作值大于负序电压元件整定值.?3。过流元件，电流取自本侧得ＬＨ,任一相电流大于过流定值。 两个电压元件就是或得关系，加上过流元件，就满足复合电压闭锁过流保护得出口条件了。?就就是电压满足条件 (正序小于一定得值，一般额定电压得６０％－6５%；负 序电压大于一定得值;零序大于一定得值,三者只要一个满 足就可以，或得关系）与电流满足(正序电流大于一定得值)跳开关了、 复压闭锁过流得具体含义就是什么? 包括三个条件：1、低压元件;２、负序电压元件;3、过流元件?保护功能配置?方向闭锁得复合电压闭锁得过流保护,具有两时限出口,第一时限出口跳分段开关；第二时限跳主变各侧开关.?零压闭锁零序电流保护，具有两时限出口,第一时限出口跳分段开关；第二时限跳主变各侧开关。 零序过流保护 PT断线检测?过负荷保护告警 反应非电量故障得有载瓦斯保护
测量功能配置： 全部电量得测量采用交流采样获得,可测量电压、保护电流、零序电压电流。?电力系统出现故障时常伴随得现象就是电 流得增大与电压得降低，过流保护就就是通过系统故障时 电流得急剧增大来实现得。但就是由于大型设备、机械得 起动也会造成电流得瞬间增大，有可能造成开关得误动， 为了防止其误动，在保护中增加低电压元件,将PT电压引 入保护装置中，构成低电压闭锁过流，只有在“电流得增 大与电压得降低”这两个条件同时满足时才出口跳闸。在 将过流保护用于变压器得后备保护用时,再增加一个负序电 压元件，作为一个闭锁条件，这样就构成了复合电压闭锁 过流了。 电压闭锁过流保护——当电流大于过流保护得定值时，如低电压没动作就闭锁(保护不出口)，低电压也动作时,保护就跳闸。 一般得过流保护动作灵敏度不够，为了提高保护动作得灵敏度，做法就是结合母线得电压变化情况,这样即考虑了电压又考虑了电流，从而可区分过负荷与过流,提高了过流保护得灵敏度。 复压闭锁过流保护就是用在线路未端短路电流与线路上大电机起动电流接近得保护上,因为大电机起动时得cｏsφ较低,起动电流不会使母线电压降低很多,低电压不会动作,所以不跳闸；当线路未端短路时，cｏsφ较高，母线电压就会降低,低电压也动作,过流保护就会跳闸。
速断保护 速断保护：为了克服过电流保护在靠近电源端的保护装置动作时限长，采用提高整定值，以限制动作范围的办法，这样就不必增加时限可以瞬时动作，其动作是按躲过最大运行方式下短路电流来考虑的，所以不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化影响电流速断的保护范围。 一、电压速断保护 线路发生短路故障时，母线电压急剧下降，在电压下降到电压保护整定值时，低电压继电器动作，跳开断路器，瞬时切除故障。这就是电压速断保护。 二、电流速断保护 电流速断保护分为无时限电流速断和带时限电流速断，当线路出现故障时，无时限速断保护能瞬时动作，但它只能保护线路的一部分，带时限电流速断保护能保护全线路，另外带时限速断保护比下一级线路无时限保护大了一个时限差，因此下一段线路首端发生短路时，保护不会误动。 三、变压器差动速断保护 差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，则将同级性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。从理论上讲，正常运行及外部故障时，差动回路电流为零。实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡点流Iumb流过，此时流过继电器的电流IK为 Ik=I1-I2=Iumb要求不平衡点流应尽量的小，以确保继电器不会误动。当变压器内部发生相间短路故障时，在差动回路中由于I2改变了方向或等于零（无电源侧），这是流过继电器的电流为I1与I2之和，即Ik=I1+I2=Iumb能使继电器可靠动作。变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。
继保简答题整理 1.继电保护的基本任务 ①自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除②对于异常状态发报警信号 2.继电保护装置的组成包括那几个部分？各部分的功能是什么？ 测量部分：测量从被保护对象输入的有关电气量，并与给定的整定值进行比较，判断保护是否应该动作。 逻辑部分：根据测量部分输出的逻辑信号，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行部分。 执行部分：根据逻辑部分输出的信号，完成保护装置的任务。 2.何谓主别保护、后备保护和辅助保护？远后备和近后备保护有何区各有何优、缺点？ 主保护：：反映被保护元件本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护 后备保护：：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。 辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。 近后备保护：在本元件处装设两套保护，当主保护拒动时，由本元件的另一套保护动作；远后备保护：当主保护或断路器拒动时，由上一级电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备保护优点：后备保护功能由本地实现，不扩大故障范围。缺点：不能对本地断路器起到后备保护作用，需要与断路器失灵保护相配合。 远后备保护优点：能够对下级保护元件及断路器起到后备保护的作用。缺点：易扩大故障范围。 3.微机继保硬件系统构成及各模块作用 ①数据采集系统将模拟信号转换为数字信号②微机主系统对采集到的数据进行分析处理，以完成各种保护功能③输入/输出系统完成各种保护的出口跳闸、信号报警、外部接点输入及人机对话等功能；④通信接口：包括通信接口电路及接口以实现多机通信⑤电源：供给微处理器、数字电路等所需电源。 3.数据采集单元的构成？ ①电压变换②采样保持电路及采样频率选择③模拟低通滤波器④模拟量多路转换开关 4.微机保护软件构成和各种算法比较、采样定理 ①主程序对硬件初始化，自检(定值自检、程序自检、开出检查、开入量监视等) ② 采样中断程序采样，起动元件判别等③故障处理程序实现保护功能全周傅氏算法：速度慢、精度高半周傅氏算法：速度快、精度差 采样定理：如果随时间变化的模拟信号所含的最高频率成分为f max，只要按照采样频率fs≧2f max进行采样，那么所给出的采样值序列才能用以恢复原信号。 5.采用90°接线的功率方向继电器在相间短路时会不会有死区？为什么？（分析计算可 能是一小问） 对各种两相短路都没有死区。因为继电器加入的是非故障的相间电压，其值很高。三相短路时仍有死区。 6.试说明在不同地点发生接地时，零序电流和零序电压的大小和分布特点。 零序电压：故障点零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低，变压器中性点接地处为零。 零序电流分布：与变压器中性点接地的多少和位置有关与电源的多少无关；大小：与线路及中性点接地变压器的零序阻抗有关。 7.零序功率方向继电器有无死区？为什么？以及接线方式？
引起高频保护通道异常的常见原因及处理对策 发表时间：2015-12-23T11:54:49.610Z 来源：《电力设备》2015年5期供稿作者：徐显光 [导读] 云南电网有限责任公司红河供电局纵联保护是由继电保护用高频通道组成的，纵联保护的作用比较重要。 徐显光 （云南电网有限责任公司红河供电局云南省红河州蒙自市 661100） 摘要：通过深入分析高频保护出现的通道异常现象，并且对故障出现的原因进行解读，根据实际情况提供了相应的检查方法，在最短的时间内将故障点确定并采取措施及时处理，从而实现减少高频保护停用时间以及电网安全运行的目的。 关键词：高频保护通道异常；原因；对策 输电线路和高频加工设备共同构成了高频保护的通道。纵联保护是由继电保护用高频通道组成的，纵联保护的作用比较重要，导致纵联保护被迫退出的主要原因是高频通道的异常，对高频通道的出现的异常与故障要及时发现并且采取措施解决，这种操作方法可以有效的防止由于保护装置存在异常运行状态导致电网故障的出现。 1高频保护通道的构成 对输电线构成的高频通道进行利用可以采取2种接线方式：第一，相相式。对两相输电线进行利用进行信号的传输，此方式的优点是可以消耗较小的能耗，而缺点则需要的是2套加工设备，这样的造价是非常高的，两相线路被 1个通道占用，成本较大[1]；第二，相地式。通道由一相输电线和大地共同构成，此方式的缺点是存在较大的信号衰耗，但是其优点则是需要较少的加工设备，比较经济实用，所以在我国，我国已经广泛的应用了220 kV系统。 2 引起高频保护通道异常的常见原因 2.1元件质量出现问题 现阶段，高频保护装置及收发信机元件出现的质量问题是导致微机高频保护出现异常情况的主要因素。比如，SF-600型收发信机使用的电源是早期逆变电源，当直流电压降低小于140V时或者为0时，其就会处于无输出状态；当直流电压的电压恢复到大于220V时，它仍然不能自动的将供电功能恢复。除此之外，虚焊、二次回路接线错误以及插件接触不良等问题也会存在于各类型的高频保护及收发信机中，除此之外，其他一些异常情况也是时有发生的。比如保护装置开关量输入光电耦合损坏等情况都可能导致高频保护的拒动情况出现。 2.2 高频通道显现的问题 高频通道中包含2个变电站的设备，由于其会在一定程度上受到自然环境因素的影响，因此在通道上，无论哪一个环节出现了问题，高频保护的正常运行状态都会受到一定程度的影响[2]。现阶段，根据高频保护维护的实际情况来看，“重保护、轻通道”是从事继电保护工作人员普遍存在的观念，在通道测试时，一些继保人员会出现缺、漏项情况；在定检测试时，个别人员只是检查高频通道的远方启，同时不能全面的对高频加工设备的各项项目进行测试，导致不能及时发现通道上存在的一些缺陷。 2.3 外界干扰高频保护导致出现误动 外部干扰对高频保护装置产生的危害是更为严重的，这些外部干扰包含多种方面。如果没有对干扰情况采取措施或者采取的抗干扰措施存在异常时，通道或保护装置上就会被这些干扰信号作用，在区外故障时，高频收发信机正方向所收闭锁信号出现间断的情况，高频保护误动情况容易出现。 3 引起高频保护通道异常的处理对策 3.1 检查高频通道衰耗较大 通道衰耗增大是高频通道最常出现的不正常情况，如果衰耗在3 dB以上，就需要停止使用两侧的高频保护，然后分别按照规定的步骤检查两侧上各自管辖的加工设备。第一，对收发信机工作的状态进行检查。断开收发信机与通道之间的链接，将75Ω负载电阻接上，对发信电平进行测量，检查其状态是否正常。如果发信电平比较低，就要详细检查收发信机，将发生故障的愿意查找出来，并且采取适当的措施进行处理，直至工作回复正常状态再进行下一步的操作。通常情况下，功放回路中功放管子损坏是导致发信电平低的最常见的原因。第二，对阻波器和耦合电容器的工作状态进行检查。检查的方法是通过测量通道将阻抗法输入。采用此种方法可以不将线路停电。先解除另一侧的收发信机远方启动回路，本侧将高频电流表串接在收发信机与高频电缆之间，如果没有高频电流表，可以用5Ω的无感电阻代替，对电阻两端电压进行测量，然后再将其换算成电流，对发信电压和发信电流进行测量，根据测量的数据将整个通道的输入阻抗计算出来。如果本侧的加工设备处于正常状态，那么需要将测量的输入阻抗控制约为75Ω；假如出现很大的偏差，那么表明本侧的加工设备存在异常情况。 3.2 检查高压线路停电时的主要方法 第一，检查耦合电容器，此操作主要由高压试验人员完成。电容值C、介质损耗tgδ和绝缘值是测量的主要参数，将其与铭牌参数进行比较。除此之外，还需要对耦合电容器与结合滤波器之间连线的绝缘情况进行仔细的检查，如果出现绝缘老化的情况，或者与外壳之间的绝缘效能丧失，则在传输中，高频信号是接地的[3]。第二，检查线路阻波器。因为高压线路是装设线路阻波器的位置，因此很难拆装，而且不停电时，同一母线带多条线路的情况不可以使用于近端跨越衰耗法。为了将线路阻波器出现障碍的具体位置确定，可以将轮流跳开关及拉合线路地刀法应用其中。当地刀所处的位置不同时，且收信电平的变化也不明显时，说明两侧的阻波器的状态是正常的，而如果收信电平的变化比较明显，如在2dB以上，那么就需要对线路阻波器进行检查。 3.3产品质量问题的解决 制造厂家要对质量进行严格的把关，尤其是要采取措施对收发信机等外围设备的质量进行提高，避免出现错线及元器件损坏等情况而导致出现误动或拒动的情况。筛选老化的集成电路芯片、分立元件的工作要加强。如果在运行中发现了原理存在缺陷并且设计回路存在不合理的技术性问题，需要采取措施加大对技术进行改革，以最快的速度制定出整改措施。对收发信机进行升级，以实现很好解决质量问题的目的。 4 结束语 检查高频通道得方法和步骤比较复杂，必须要循规蹈矩。在这个过程中需要牢记：信号传输的实质是功率，对每一元件点的数据都要认认真真的测好，将存在功率衰耗异常的环节确认，将故障元件找出。除此之外，对于新建的线路给予一些建议，如在此线路投运前，高
继电保护高频通道原理、调试与故障处理 郭爱军 【摘要】本文主要介绍了线路高频保护的高频通道构成及其原理，对高频通道的调试方法、典型故障的处理方法进行了探讨。本文为高频保护的维护及运行人员提供参考。 【关键词】高频通道原理调试故障处理 1 概述 线路高频保护的高频通道由保护高频收发信机、高频电缆、阻波器、结合滤波器、耦合电容、输电线路构成。本文将结合我厂实际，对高频通道原理、调试、故障的处理等有关内容进行介绍。 2 继电保护高频通道（相地制）的组成 继电保护高频通道主要由高频收发信机、高频加工设备、高频结合设备、输电线路四个部分构成，如图1： 图1：继电保护高频通道（相地制）的组成 图1中：1—输电线路；2—高频阻波器；3—耦合电容器；4—结合滤波器；5—高频电缆；6—放电间隙；7—接地刀闸；8—高频收发信机；9—保护装置。 这里有几个专业术语，需要解释一下： （1）高频加工设备，是指阻波器，因为它串联在输电线路中，其含义是对输电线路进行再加工。（2）高频结合设备，是指高频电缆、结合滤波器、耦合电容器，其含义是将高频收发信机与输电线路结合再一起。 （3）关于高频信号的“高频”：所谓高频是相对于工频50HZ而言的，高频纵联保护信号频率范围一般为几十～几百千HZ； （4）输电线路的“高频纵联保护”:线路纵联保护是当线路发生故障时,使两侧开关同时快速跳闸的一种保护装置,是线路的主保护。线路两侧保护将判别量借助通信通道传送到对侧,然后,两侧分别按照对侧与本侧判别量之间的关系来判别区内故障或区外故障。判别量和通道是纵联保护装置的主要组成部分。线路纵联保护的信号通道可以是微波通道、光纤通道，或电缆线通道，而利用电力载波通信通道构成的线路纵联保护则称为电力线载波纵联保护，即高频纵联保护。
实验六、电流闭锁电压速断保护实验 一、实验目的 1、掌握电流闭锁电压速断保护的电路原理，保护范围和整定原则。 2、理解保护电路中各继电器的功用和整定方法。 3、训练电流闭锁电压速断保护的电路接线和实验操作技能。 二、预习与思考 1、图6-2保护装置中的电压继电器、电流继电器、中间继电器、信号继电器等在电路中各起到什么作用？ 2、图6-2电路中各个继电器的参数是根据什么原则整定的？ 3、假如电流继电器的线圈误接入了交流电压会出现什么严重后果？误接入直流操作电压是否也会出现严重后果？ 4、为什么电流继电器在电路中既可借以判断线路故障，同时在电压回路断线时能起到闭锁作用？ 三、原理说明 电流闭锁电压速断保护是由电压速断保护和电流闭锁装置两部分组成。 当线路发生短路故障时，母线电压剧烈下降。利用这一特征，当电压下降至预先整定的数值时，低电压继电器（图6-2中的1YJ、2YJ、3YJ）接点闭合而作用于跳闸，瞬时切除故障，这就构成了电压速断保护。 图6-1所示线路X装设瞬时动作的电压速断保护。由于保护瞬时动作，为了满足选择性要求，它的保护范围必须限制在本线路X以内。为此，低电压继电器的动作电压必须低于线路末端短路时母线上的最小残余电压。图中
曲线1为最小运行方式下线路各点短路时母线上的残余电压。由图可见短路点距电源端愈近，母线残压愈低。在系统运行方式变化时，线路同一地点短路时母线上的残压是不同的。在最小运行方式下短路时，母线残压较低；在最大运行方式下短路时，母线残压较高。图中曲线2即为最大运行方式下线路各点短路时母线残压曲线。为了保证选择性，低电压继电器的动作电压U dz 应小于最小运行方式下线路X 末端短路时母线上的残压U C ，min ，即： U dz ＜ U C ，min （6-1） 写成等式： U C ，min U dz =————— （6-2） Kk 式中 U C ，min ——最小运行方式下，线路X 末端短路时，母线上的最小残压； Kk ——可靠系数，取Kk =1.2～1.3。 图 6-1电压速断装置工作原理 图6-1中直线3即为电压速断装置的动作电压值，它与曲线2、1的交点 N 、M 给出了在最大与最小运行方式下电压速断装置的保护范围L II 与L I 。可见，电压速断的保护范围也受运行方式的影响，与电流速断不同的是电压 F U U U c,min L
高频保护?高频闭锁方向保护 ?相差高频保护 高频闭锁方向保护采用故障时发闭锁信号方式的方向高频保护 ?基本原理 ?构成框图 ?基本原理?如何将功率方向转换为高频信号？ 电流方向代表功率方向 令功率方向为正方向即由母线指向线路时 作用于发信机不发信 为反方向即由线路指向母线时 作用于发信机发信 内部故障： 线路两侧短路功率方向均为正方向，两侧发信机均不发信，因而两侧收信机均无高频信号输出，两侧保护收不到闭锁信号而动作跳闸。 外部故障： 靠近故障点侧的短路功率方向为反方向，该侧发信机发信，发送的信号一方面被本侧收信机接收，另一方面沿高频通道传送被对侧收信机接收，两侧保护均收到闭锁信号，将保护闭锁。 构成框图
起动元件：故障时起动发信机发送闭锁号。 范围广（包括被保护线路全长） 常规保护： 电流元件：采用两个灵敏度不同的电流元件
低定值起动发信 高定值起动跳闸方向元件： 微机保护：相电流差突变量元件 ?方向元件：用于判断短路功率方向，在正 方向故障时准备好跳闸回路。 ?时间元件T1（记忆元件）： 瞬时动作延时返回的时间电路。 推迟停信时间，以防止外部故障切除 后，远离故障点端的保护误动作。
?时间元件T2：延迟动作瞬时返回。 推迟开放跳闸的时间，以等待闭锁信号的到来。相差高频保护?构成原理 ?工作原理 ?构成框图 ?闭锁角 构成原理
比较线路两端电流之间的相位角可判断是内部故障还是外部故障。工作原理 ?如何将电流相位转换为高频信号？ ?工作原理 理想情况下 1、内部故障时：两侧电流同相位，两侧发信
机同时发信同时停信，两侧收信机收到和 输出的是间断的信号。在信号间断的时间 内，由于无闭锁信号，保护动作跳闸。 2、外部故障时：两侧电流相位相反，两侧发 信机交错发信和停信，两侧收信机接收和 输出的是连续的信号。由于一直有闭锁信 号，保护被闭锁。 构成框图 起动元件：判断系统是否发生故障。故障 时起动发信机发信并开放比相 元件。 为保证外部故障时，保护可靠不动作，需采用两个灵敏性不同的起动元件。
*欧阳光明*创编 2021.03.07 高频保护通道加工设备 欧阳光明（2021.03.07） 试验报告 厂(局)名称：＿＿＿＿＿＿ 年月日 安装地点:_____________________________线路名称:_____________________________所属单位:_____________________________试验单位:_____________________________试验人员:_____________________________试验负责人:___________________________报告编写:_____________________________试验日期:_____________________________审查:_____________________________ 批准:_____________________________ 批准日期:_____________________________检验性质：(全检、定检) 设备铭牌及参数：
1阻波器 型号：_______________ 编号：_______________ 频率:_______________ 阻抗:_______________ 生产日期：_______________ 生产厂家：__________________ 2结合滤波器 型号：_______________ 编号：_______________ 频率:_______________ 阻抗:_______________ 高频电缆：＿＿＿＿＿＿＿（型号、阻抗） 生产日期：_______________ 生产厂家：__________________ 1阻波器试验 1.1外部检查 检查阻波器主线圈和调谐元件之间的连线是否正确，接触应良好。
第一章概述 本章作业 1、何谓故障、异常远行方式和事故?它们之间有什么不同?又有什么联系？ 2、常见故障有哪些类型?故障后果表现任哪些方面? 3、何谓主保护、后备保护?远后备和近后备有何区别？各有何优、缺点？结合“四性”要求分析。 第二章电网相间短路的电流保护 本章作业 1．如图所示网络，试求线路AB保护1的无时限电流速断(即电流I段)的动作电流值，并进行灵敏性(保护范围)校验。图示电压为线电压(计算短路电流时取平均额定电压)，线路阻抗为0．4 ／km，可靠系数Kk’＝1．3。如线路长度减小到50km、25km，重复上述计算，并分析计算结果，可得出什么结论? 2．在双电源系统中，馈电线路过电流保护动作时限的三种不同方案如表所示(单位：秒)。问:(1)输电线路过电流保护1~6动作时间;(2)哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?注意：选择动作时间的原则是，除了保证选择性以外，尚应 3．中性点直接接地电网中，接地短路的特点及保护方式是什么?
4．零序电流保护灵敏I段和不灵敏I段保护的差别与使用条件是什么?限时零序电流速断保护的灵敏系数不满足要求时所采取的措施是什么? 5．中性点经消弧线圈接地电网中，单相接地短路的特点及保护方式是什么? 第三章电网的距离保护 本章作业 1．已知方向阻抗继电器整定阻抗Zzd＝10 ，试写出它的幅值比较原理和相位比较原理的动作方程表达式，并画出它的动作特性与交流接线图。 2．方向阻抗继电器为什么要引入极化电压?记忆回路工作原理和引人第三相电压作用是什么? 3．为比么在整定距离II段定值时要考虑最小分支系数，在校验III段灵敏性时，要考虑最大分支系数？ 4．不同特性的阻抗继电器（如全阻抗、方向阻抗和偏移特性阻抗继电器）整定阻抗相同时，在承受过渡电阻的能力上哪一种最强?在遭受振荡影响的程度上哪一种最严重？ 第四章输电线路的纵联保护 1．高频闭锁方向保护动作跳闸的条件是什么？如果通道遭到破坏，当内部故障和外部故障时，保护的工作会受到何影响? 2．电流起动方式的方向高频保护中，起动元件的作用是什么?为什么要采用两个灵敏性不同的起动元件?它们的定值向如何选择? 3．高频闭锁方向保护中采用按900接线方式的功率方向继电器作为方向元件时带来什么问题？如采用负序功率方向继电器会有何优点？此时的缺点是什么？如何解决？ 4．采用（I1+KI2）为相差高频保护的操作电流的原因是什么？
允许式高频保护装置应用中问题分析 摘要：允许式高频保护（带解除闭锁功能）是国外实际应用比较多的一种线路高频保护，国内高频保护使用允许式的相对较少，所以在设计、调试上以及与载波机配合上还存在一些问题，本文将以一起事故实例和事故后的分析结果来说明几个应引以为戒的问题。 1.引言 允许式高频保护由于在国内应用的比较少，所以在设计和运行方面的经验不足，在与载波机及接口设备（如ABB公司的ETL系列载波机及NSD550接口装置）的配合上也存在问题，很容易混淆跳频信号和监频（导频）消失信号的作用，因为有一种提法是把监频信号看作是闭锁信号，正方向区内发生故障时发出跳频信号或监频消失信号即解除了闭锁信号，所以称之为解除闭锁式高频保护。但在线路微机保护中对两种信号的应用是有所不同的，不能混为一谈地将它们并用，监频消失信号还要与除了保护判断正方向故障以外的其他条件共同作用于跳闸，这就引发了通道干扰和故障几率的问题。 2.允许式高频保护的原理 允许式高频保护的基本原理是: 在正常运行情况下，由本侧向对侧送出降低了发信功率的监频信号，当判定为所保护的线路内部发生故障时，将监频信号自动切换为另一频率的允许跳闸信号，并同时将发信功率提升至满功率，而本侧判别正方向元件动作，又收到对侧送来的跳频信号，即可发出给本侧断路器的跳闸命令，简称P逻辑。传输P逻辑信号的时候如果 遇到通道中断，即收不到监频信号也收不到跳频信号，收信侧会因收不到对侧发来的命令信号而使保护拒动，所以在保护软件中设计了U逻辑来补充P逻辑，即在判定保护正方向元 件动作且发生的是相间故障，正方向元件动作前无监频消失信号，动作后在一定时间（100ms）内即收不到跳频信号也收不到监频信号的条件全部满足时也开放跳闸。P逻辑和U逻辑的 简易框图如图1所示： 3.实际应用中情况分析 在实际应用中通常按照解除闭锁的提法，认为跳频信号和监频消失信号都是允许跳闸的命令，只要保护正方向元件动作，收到跳频信号和监频消失信号一定是保护范围内故障，就应该跳闸，所以将跳频信号和监频消失信号并联接入线路保护装置（11型、101型等）的收信输 入开入量。但是跳频信号是发送功率较大的高频信号，通道上不易产生大功率相同频率干扰信号，载波机本身也有较好的抗干扰措施，而监频消失信号（是指没收到监频信号）的原因有，一是通道中断收不到监频信号，二是因为监频信号发信功率较低，受其它功率较高频率信号的干扰，影响监频信号的发送与接收，两者监频信号消失有区别的。