配電箱廠家：電力系統繼電保護原理
摘要：電力線載波保護電力線載波保護(power line earrier pilot proteetion system)，是利用高壓輸電線路為載波通道傳輸本線路各端的保護信息，并以其相互比較為 動作判據的一種線路縱聯保護。 它是迄今為止得到廣泛采用并在可預見的將來仍將使用的一種線路縱聯保護。組成安裝在本線路兩端的阻波器，阻止載頻兩端高壓母線，藕合電容器隔離工頻高壓并形成載頻通路只能利用有限的帶寬，電力線載波保護只適用于傳輸“有一無”信息的方向比 較式縱聯保護或電流相位比較式縱聯保護，以及窄帶 移頻式的遠方跳閘裝置。
正文：
1 電力線載波縱聯保護
1. 1通道組成
電力線載波縱聯保護主要由電力線載波通道、保護接口設備及保護裝置等共同組成，通常保護接口設備置于載波機內, 與載波機輸電線路共同組成保護通道。按照220 kV 及以上線路主保護雙重化原則的要求, 縱聯保護信號的傳輸通道也要求雙重化。采用相? 相耦合的通道能滿足雙通道的要求, 一旦線路發生單相接地故障時, 通道仍然能傳輸高頻信號。但發三相接地故障時, 高頻通道也隨之中斷, 此時縱聯保護無法實現, 必須采用其他的補償方式。
1.2 縱聯保護的工作原理及方式
按照保護的動作原理, 縱聯保護可分為差動縱聯保護和方向縱聯保護。差動縱聯保護是利用通道將本側電流的波形或代表電流相位的信號傳送到對側, 每側保護根據對兩側電流的幅值和相位比較的結果, 區分是區內故障還是區外故障。方向縱聯保護是本文重點探討的內容,其動作原理是: 由線路兩側的方向元件分別對故障的方向做出判斷, 利用通道將判別結果（邏輯信號)傳送到對側,每側保護根據兩側繼電器的動作邏輯來區分是區內故障還是區外故障, 即通過對兩側的故障方向進行間接比較后, 再決定是否動作跳閘。按動作跳閘邏輯來分，主要有允許式、閉鎖式和解除閉鎖式3種方式。
( 1)允許式
允許式是縱聯保護常用的一種方式。載波通道正常運行時, 收信機不斷收到對端發送的頻率為fG的監頻信號, 其功率較小, 用以監視高頻通道的完好性。當正向區內發生故障時, 對側方向元件動作, 兩側發信機停發fG, 而改發跳頻信號fT, 并將其功率提升。收信機收到此信號后, 即允許本端保護跳閘。按一般規定, 從母線指向線路的方向為正方向, 從線路指向母線的方向為反方向。圖2所示為信號邏輯圖。圖中表示在線路發生故障時( g 點發生接地故障) , 由功率方向為正的一側向對側(A B、C D、D C、F E )發送允許信號, 每側的保護必須在方向元件動作, 同時又收到對側允許信號之后, 才能動作跳閘。顯然本例中只有故障
線路C、D 兩側的保護滿足動作跳閘的條件, 而對于非故障線路( AB、EF) , 一側是方向元件動作( A、F) , 但收不到允許信號, 另一側( B、E )是收到了允許信號, 但方向元件不動作, 因此不能跳閘。當發生區內故障時, 難免會遇到高頻信號通過故障點時衰耗增大的問題。最嚴重的情況是區內故障伴隨有通道破壞, 例如發生三相接地短路等, 造成允許信
號衰減過大, 甚至完全送不到對方, 結果出現保護拒動, 直接影響了保護動作的可靠性。這是允許式的主要缺點, 為此, 還必須通過其他的方式進行補充, 才能確保保護動作的可靠。
( 2)閉鎖式
閉鎖式方向縱聯保護的動作邏輯: 當任一側方向元件判斷為反方向故障時, 不僅本側保護不跳閘,而且向對側發出信號, 對側收到信號后, 輸出脈沖閉鎖其保護, 避免線路越級跳閘。在外部故障時, 靠近故障側的方向元件判斷為反方向故障, 所以是近故障側閉鎖遠故障側。在內部故障時, 兩側方向元件都判斷為正方向故障, 雙方都不向對側發送閉鎖信號, 于是兩側方向元件均動用跳閘。在區外故障時, 由于某種原因, 靠近故障側的啟動元件不能動作(如元器件損壞)。為防止正方向誤動作, 發信機除了由啟動元件啟動外, 還可由收信機的輸出來啟動。這樣在外部故障時, 即使只有一側的啟動元件啟動, 另一側接收到遠方傳來的信號后, 也可啟動發信機, 向遠離故障的對側保護發送閉鎖信號, 避免越區誤動。
( 3)解除閉鎖式
解除閉鎖式的工作方式: 在電網正常情況下, 由本側保護接口設備連續發送閉鎖信號至本側保護裝置,若本側保護既收不到對側的導頻信號( fG )也收不到跳頻( fT )信號(例如發生通道中斷時) , 本側保護就有可能跳閘。它可作為允許式的補充, 通過合理選擇啟動延遲時間和啟動門限電平, 使得保護在通道中斷時, 仍可以在適當延時后將故障切除, 提高保護的可靠性。但是, 在解除閉鎖信號啟動時段, 保護容易受到鄰近線路的干擾(如雷電、刀閘操作、接地故障等) 而引起誤動, 將降低保護的安2?
2 縱聯保護通道的可靠性及安全性
2系統的可靠性用丟失命令的概率Pm c來表征, 按IEC 60834- 1的標準進行測量, 即全性。Pm c = (N r - N R ) /NT ( 1) 式中? N T為發送的命令數; NR為接收的命令數。Pm c的值越大, 保護拒動的可能性越大, 系統的可靠性就越低。
2. 2安全性
系統的安全性用虛假命令的概率P uc表征, 其值越小越好, P uc按下式計算
P uc = N uc /N B ( 2)式中N u c為接收端的虛假命令數; NB為注入的噪聲
脈沖數。所謂虛假命令, 就是可能導致保護發生誤動的命令。Pu c越大, 保護誤動的可能性越高, 系統的安全性就越低。綜合上述2個指標, 期望Pmc、P uc都盡可能的小。
依據允許式和閉鎖式的動作邏輯2種方式在通道遭到破壞時的可靠性及安全性的比較見表1所列。
表1 縱聯保護通道可靠性與安全性的比較
允許式/閉鎖式縱聯保護的可靠性與安全性具有一定的關聯性和互補性, 在實際應用中, 應將2種方式有機結合, 才能使保護系統具有較高的可靠、安全性能。