高频保护通道
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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。
3 高频纵联保护的高频收发信机原理、调试,及故障处理高频收发信机的作用是发送和接收高频信号。
高频发信机部分是由继电保护来控制。
高频收信机接收由本侧和对侧所发送的高频信号,经过比较判断之后,再动作于跳闸或将保护闭锁。
频通道告警的原因分析及处理目录一、概述 (2)二、原因分析 (2)三、处理原则 (8)四、实例分析及处理 (12)一、概述高频保护是电网超高压线路的重要保护,对提高电网稳定和安全运行起着重要的作用,高频通道是高频保护的重要组成部分,如果高频通道故障将导致高频保护不能正常运行。
按规定运维人员每天应对高频保护进行通道测试,以便检查高频通道的完好性。
那么为什么高频通道的正常与否会直接影响到高频保护的运行呢?下面我们对高频保护以及高频通道进行分析。
二、原因分析闭锁式高频保护是反映并比较被保护线路两端电气量的大小和方向。
即将两端的电气量调制成高频信号,利用高频通道将高频信号相互送到对侧,再由各自的保护装置将收到的对侧信号与本侧的信号进行比较,判断是区内还是区外故障,从而决定保护是否动作。
一般利用输电线路本身,采取“相—地”制方式作为高频通道。
高频通道工作方式一般采用短路时发信方式(即正常时通道中无高频信号)。
高频通道的主要构成包括:输电线路、高频阻波器、耦合电容器、结合滤波器、高频电缆和高频收发信机。
1.高频通道的主要构成(1)输电线路:尽管我们平时并不注意,其实输电线路是高频信号传输的必由通道。
我们常见的情况是线路检修时,如果线路上挂有地线,则高频信号的传输就会产生极大的衰耗,基本上不能在两侧间传输。
闭锁式高频保护的通道一般采用相-地制,也就是说高频信号被调制设备耦合在输电线路和大地之间。
正常情况下高频信号除了在输电线路上传播外还会在大地中进行传播,其中由于地阻抗很大所以高频信号在输电线路上传播占主体。
输电线路除了耦合电容器连接的相别是高频通道外,另外两相输电线路由于和被耦合相线路之间存在电容等耦合途径也会成为高频信号传输的通道。
考虑到中间相(一般为B相)与另外两相耦合关系最紧密、相应的阻抗最小,所以一般认为高频通道采用中间相最佳。
继电保护一般使用A、B相。
另外输电线路作为高频信号传输通道其输入阻抗这一参数我们必须给予重视,常见的220kV输电线路不分裂的导线输入阻抗为400欧姆,双分裂的导线输入阻抗为300欧姆。
高频保护通道异常的分析与总结摘要:针对两起继电保护高频通道异常事件进行了分析,总结了高频通道的典型故障,同时提出了相应的处理方法,可提高高频保护通道的运行维护水平,确保电网安全运行。
关键词:高频保护;通道异常;纵联保护;耦合电容器;拉弧1 引言高频保护的通道由输电线路和高频加工设备构成,其中高频加工设备包含阻波器、祸合电容器、结合滤波器、高频电缆及收发信机等。
继电保护用高频通道是纵联保护的重要组成部分,高频通道异常是造成纵联保护被迫退出的主要原因,及时发现、解决高频通道的异常、故障,对防比由于保护装置不正常运行引起的电网故障有着极其重要的作用。
本文结合两起高频通道异常的事件,对事件处理情况进行了分析,总结了高频通道的典型故障并提出了相应的处理方法。
2高频保护配置现状与一般分析方法2.1高频保护配置现状国内高压输电线路高频保护柜,线路微机保护装置及收发信机装置厂家众多。
常见的高频保护配置的线路微机保护装置有CSC101、WXH802等,收发信机装置有SF600/601/960等。
由于目前国内没有统一严格的高频保护信号技术规范,微机保护装置和收发信机装置厂家对信号的理解存在差异,设计方在二次设计时对不同的微机保护装置与收发信机装置匹配后的调度主站信号实现功能和规范描述未统一。
2.2高频保护通道运行需求(1)设备监控信号规范高频微机保护装置与收发信机匹配的多样性,导致高频保护通道保护信号的描述不尽相同。
设备监控信息点表制作方为了保留对保护装置信号描述的原创性,往往直接照搬装置保护信号描述。
实际电网运行中,高频保护通道信号描述存在较大差异。
规范高频保护通道信号描述,可以将通道正常、通道异常类信息按照简单明了的原则,进行统一规范描述。
由设备监控信息点表制作方在源头上进行规范,设备监控管理单位在审核点表时严格把关,从而提高高频保护通道信号的规范性。
(2)高频保护通道调控运行目标智能电网提出在将来的电网中要实现电力流、信息流和业务流高度融合,实现实时和非实时信息的高度集成、共享利用,为电网运行管理展示全面、完整和精细的运营状态图,同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。
继电保护高频通道基本知识及调试方法高频通道基本知识及调试方法高频通道基本知识及调试方法第一节用途在超高压电力系统,系统的稳定问题比较突出。
随着电网的日益发展和强大,对系统的稳定要求也越来越高。
如果系统稳定被破坏,将造成事故的扩大而影响电力系统的安全运行。
因此,目前220KV以上的超高压输电线路都配置了双套主保护,作为提高系统稳定的重要措施。
在超高压电力系统,简单的距离保护和零序保护是不能作为线路主保护的。
因为它们在原理上只反应一侧电气量的变化,因而无法区分本线路末端和相邻线路首端的故障,不能保证选择性。
而为了要保证选择性,瞬动段的保护范围就要缩小。
这样一来,就不能做到全线速动。
所以,这种类型的保护不能作为主保护。
为了使保护能够做到全线速动,有效的办法是让线路两端的保护都能够测量到对端保护的动作信号,再与本侧带方向的保护动作信号比较、判定,以确定是否为区内故障,若为区内故障,则瞬时跳闸。
这样无论在线路的任何一处发生故障,线路两侧的保护都能瞬时动作跳闸。
快速性、选择性都得到了保证。
为了将线路一端的保护动作信号传送到对端,一般采用电力线载波的方式,将线路一端的工频电气量或保护动作信号与高频信号经过调制,利用电力线本身进行传送。
我们都知道,电力线本身是传送工频电力的,而且属于高电压和大电流。
然而,通过对输电线路进行加工和改造,就可以使它能够同时传送工频电力和高频信号。
经过调制后的高频信号送到线路对端后经过解调,将其变成具有工频特征的电气量或脉冲形式的保护动作信号,送至保护装置。
这就是电力线载波的传输方式。
采用高频信号的原因是便于与工频信号区分开。
采用电力线复用的方式,主要是经济可靠,节省人力和投资。
而且电力线路杆塔坚固,绝缘程度高。
不利的因素是危险的高电压及强大的杂音干扰。
但若采取适当的措施是可以解决这些问题的。
综上所述,可以看出,高频保护是利用被保护线路作为高频信号传输通道的。
因此,继电保护高频通道的基本用途就是用来加工和传输含有保护动作信号特征的高频信号,以构成快速的继电保护装置。
220KV线路高频和光纤通道保护的比较作者:李加来源:《现代营销·营销学苑》2011年第06期摘要:简单阐述了高频保护和光纤保护基本原理,着重介绍了高频通道和光纤通道的优点和不足。
关键词:高频光纤通道线路保护0.引言目前,220kV及以上电压等级的线路多采用微机高频保护,但因继电保护高频通道加工设备较多,致使其故障几率加大,而光纤通道具有中间加工设备少、可靠性高、抗干扰能力强等优点。
光纤纵差和高频保护都属于纵联保护的范畴,原理都是利用线路两端在区内故障和区外故障时流经的电流相位(方向)来实现全线的100%选择进行跳闸。
原理其实是一样的,只是通信方式不一样,传播的介质不同,一个是利用输电线路的载波构成通道, 一个是利用光纤的高频电缆构成光纤通道。
1. 高频保护和光纤保护的简单介绍1.1高频保护高频保护是220kv及以上高压输电线路的主要保护,采用一种以输电线路本身作为通道,按比较线路两端电气量的原理工作的保护装置,即高频保护装置。
高频保护的工作原理: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高频电流通道,将此信号送至对端,以比较两端电流的相位或功率方向的保护装置。
1.2光纤保护光纤保护按原理划分主要有光纤电流差动保护和光纤闭锁式、允许式纵联保护两种。
光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的,基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律,它能够理想地使保护实现单元化,原理简单,不受运行方式变化的影响,而且由于两侧的保护装置没有电联系,提高了运行的可靠性。
2.高频通道和光纤通道的比较2.1高频通道2.1.1优点高频载波通道以输电线路本身作为通道,不需要专门的通信线路及通信通道维护费用,具有一定的经济优势。
通道敷设在高压线路上,与高压线路一样具有绝缘水平高,机械强度大、杆塔牢固等优点,而且在不同的相别上耦合,另外在线路旁代中运用较为成熟。
2.1.2不足首先,通道故障率高;高频通道由输电线路、线路阻波器、耦合电容器、结合滤波器、高频电缆等部分构成,其中任何一个环节比如接线松动、元件老化、导线锈蚀等问题都可能导致高频通道故障。
高频保护概述⏹定义及应用⏹基本结构⏹高频通道的构成及工作方式⏹高频信号⏹收发信机工作方式⏹分类定义及应用⏹定义:将线路两端的电气量转换为高频信号,利用输电线路构成的高频通道,将高频信号传送至对端进行比较,从而决定是否动作的一种继电保护。
⏹应用:110KV重要线路、220KV及以上线路⏹高频保护不能单端运行。
基本结构框图高频通道的构成及工作方式构成:有“相-相”制和“相-地”制两种。
我国常用“相-地”制1、输电线路:传送工频和高频信号2、高频阻波器:将高频信号的传送范围限制在被保护线路内。
即通工频阻高频。
为由电感线圈与可变电容器组成的并联谐振回路,谐振频率为高频信号的频率。
3、耦合电容器(结合电容器):将低压的高频收发信机与高压的输电线路隔离;与连接滤波器构成高频串联谐振回路,通高频。
即通高频阻工频。
4、连接滤波器:两侧分别构成高频串联谐振回路,通高频;两侧阻抗与连接元件的波阻抗相匹配,以减少高频能量的附加损耗。
5、放电间隙:防止过电压对收发信机的损坏。
接地刀闸:检修、调试高频保护时保证人身安全。
6、高频电缆:将室内的收发信机与室外设备连接起来并屏蔽干扰信号。
7、高频收发信机:发送和接受高频信号。
工作方式:1、故障时发信方式(正常时无高频电流方式、短期发信方式)(a)2、长期发信方式(正常时有高频电流方式)(b)3、移频方式(c)高频信号⏹定义:指线路故障时两端保护所传送的信息或命令。
⏹高频电流:频率为40~500kH Z之间的电流。
⏹利用方式根据收信机输出信号与本侧保护输出信号之间的逻辑关系分为:1、允许信号:允许保护动作跳闸的高频信号。
闭锁信号:制止保护动作将保护闭锁的高频信号。
3、跳闸信号:线路对端发来的直接使保护动作跳闸的高频信号。
收发信机工作方式⏹单频制:各侧收信机和发信机工作频率相同即收信机不仅可接受本侧发信机发送的信号还可接受对侧发信机发送的信号。
⏹双频制:各侧收信机和发信机工作频率不同即收信机只接受对侧发信机发送的信号。
线路纵联(高频)保护基本知识1、什么是输电线路的纵联差动保护?其特点是什么?输电线路的纵联差动保护是指用某种通信通道(简称通道)将输电线两端的保护装置纵向联结起来,将各端的电气量(电流、功率的方向等)传送到对端,将两端的电气量比较,以判断故障在本线路范围内还是范围之外,从而决定是否切断被保护线路。
2、纵联保护的通道可分为几种类型?纵联保护的通道类型有:(1)电力线载波纵联保护(简称高频保护)。
(2)微波纵联保护(简称微波保护)。
(3)光纤纵联保护(简称光纤保护)。
(4)导引线纵联保护(简称导引线保护)。
3、什么是信号?需要传送的信息就是信号。
继电保护装置信号的作用就是信号与保护之间的逻辑关系。
例如:在故障启动发信方式中,高频电流的出现为信号;在长期发信方式中,高频电流的无成为信号;高频保护的信号有以下三种:4、通道的工作方式故障时发信、长期发信;5、高频信号的分类及作用(1)闭锁信号:他是阻止保护动作于跳闸的信号。
换言之,无闭锁信号时保护作用于跳闸的必要条件。
同时满足本端保护元件动作和无闭锁信号两个条件时,保护才作用于跳闸。
其逻辑框图如图3-4(a)所示。
(2)允许信号:它是允许保护动作于跳闸的信号。
换言之,有允许信号是保护动作于跳闸的必要条件。
只有同时满足本端保护元件动作和有允许信号两个条件时,保护才动作于跳闸,其逻辑框图如图3-4(b)所示。
(3)跳闸信号。
它是直接引起跳闸的信号。
此时与保护元件是否动作无关,只要收到跳闸信号,保护就作用于跳闸,如图3-4(c)所示。
远方跳闸式高频保护就是利用跳闸信号。
6、纵联保护出现的理由:(1)电流、距离保护存在问题:不能瞬时切除全线故障(切除线路末端故障时有一定的延时);(2)电压等级提高,要求全线瞬时切除故障,电流、距离保护无法做到,纵联保护能瞬时切除全线故障7、高频通道的构成原理8、纵联保护的分类:(1)按通道分有:A、电力线载波纵联保护(简称高频保护);B、微波纵联保护(简称微波保护);C、光纤纵联保护(简称光纤保护);D、导引线纵联保护(简称导引线保护);(2)按判定故障是在区内还是在区外的方式分有:方向高频(比较电流或功率方向)和相差高频(比较电流相位);(3)按信号方式分有:允许式高频和闭锁式高频;(4)启动方式分:距离、9、各类高频保护的特点:(1)导引线纵联保护(也称输电线路纵差动保护):A、构成原理:通过比较被保护线路两端电气量(电流、功率)大小和方向原理构成;B、纵差动保护存在问题:⏹可瞬时动作切除全线范围内故障⏹需要敷设与输电线路等长的导引线,经济上不划算⏹导引线故障的监视问题如何解决?C、纵差动保护原理接线:采用环流法接线;(2)相差高频保护:比较被保护线路两端电流的相位,内部短路时线路两端电流方向均为母线流向线路,而外部短路时靠近故障点侧电流方向由线路流向母线,如图:通过鉴别高频信号的连续性可以判别是内部还是外部短路工作原理:起动元件:I2、I4低灵敏度,I1、I3高灵敏度,用于起动收发信机操作元件:控制收发信机发信比相元件:比较电流相位(3)方向高频保护:比较被保护线路两端的功率方向,以判别输电线路内部或外部故障;其工作基本原理是:若约定由母线送至线路的方向为正,则在外部故障时,两侧功率方向相反,保护不动作;内部故障时,两侧功率近似同相,保护应动作,因此只要得知线路两侧功率同时为正,就发出跳闸脉冲。