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配电箱厂家：电力系统继电保护原理
摘要：电力线载波保护电力线载波保护(power line earrier pilot proteetion system)，是利用高压输电线路为载波通道传输本线路各端的保护信息，并以其相互比较为 动作判据的一种线路纵联保护。 它是迄今为止得到广泛采用并在可预见的将来仍将使用的一种线路纵联保护。组成安装在本线路两端的阻波器，阻止载频两端高压母线，藕合电容器隔离工频高压并形成载频通路只能利用有限的带宽，电力线载波保护只适用于传输“有一无”信息的方向比 较式纵联保护或电流相位比较式纵联保护，以及窄带 移频式的远方跳闸装置。
正文：
1 电力线载波纵联保护
1. 1通道组成
电力线载波纵联保护主要由电力线载波通道、保护接口设备及保护装置等共同组成，通常保护接口设备置于载波机内, 与载波机输电线路共同组成保护通道。按照220 kV 及以上线路主保护双重化原则的要求, 纵联保护信号的传输通道也要求双重化。采用相? 相耦合的通道能满足双通道的要求, 一旦线路发生单相接地故障时, 通道仍然能传输高频信号。但发三相接地故障时, 高频通道也随之中断, 此时纵联保护无法实现, 必须采用其他的补偿方式。
1.2 纵联保护的工作原理及方式
按照保护的动作原理, 纵联保护可分为差动纵联保护和方向纵联保护。差动纵联保护是利用通道将本侧电流的波形或代表电流相位的信号传送到对侧, 每侧保护根据对两侧电流的幅值和相位比较的结果, 区分是区内故障还是区外故障。方向纵联保护是本文重点探讨的内容,其动作原理是: 由线路两侧的方向元件分别对故障的方向做出判断, 利用通道将判别结果（逻辑信号)传送到对侧,每侧保护根据两侧继电器的动作逻辑来区分是区内故障还是区外故障, 即通过对两侧的故障方向进行间接比较后, 再决定是否动作跳闸。按动作跳闸逻辑来分，主要有允许式、闭锁式和解除闭锁式3种方式。
( 1)允许式
允许式是纵联保护常用的一种方式。载波通道正常运行时, 收信机不断收到对端发送的频率为fG的监频信号, 其功率较小, 用以监视高频通道的完好性。当正向区内发生故障时, 对侧方向元件动作, 两侧发信机停发fG, 而改发跳频信号fT, 并将其功率提升。收信机收到此信号后, 即允许本端保护跳闸。按一般规定, 从母线指向线路的方向为正方向, 从线路指向母线的方向为反方向。图2所示为信号逻辑图。图中表示在线路发生故障时( g 点发生接地故障) , 由功率方向为正的一侧向对侧(A B、C D、D C、F E )发送允许信号, 每侧的保护必须在方向元件动作, 同时又收到对侧允许信号之后, 才能动作跳闸。显然本例中只有故障
线路C、D 两侧的保护满足动作跳闸的条件, 而对于非故障线路( AB、EF) , 一侧是方向元件动作( A、F) , 但收不到允许信号, 另一侧( B、E )是收到了允许信号, 但方向元件不动作, 因此不能跳闸。当发生区内故障时, 难免会遇到高频信号通过故障点时衰耗增大的问题。最严重的情况是区内故障伴随有通道破坏, 例如发生三相接地短路等, 造成允许信
号衰减过大, 甚至完全送不到对方, 结果出现保护拒动, 直接影响了保护动作的可靠性。这是允许式的主要缺点, 为此, 还必须通过其他的方式进行补充, 才能确保保护动作的可靠。
( 2)闭锁式
闭锁式方向纵联保护的动作逻辑: 当任一侧方向元件判断为反方向故障时, 不仅本侧保护不跳闸,而且向对侧发出信号, 对侧收到信号后, 输出脉冲闭锁其保护, 避免线路越级跳闸。在外部故障时, 靠近故障侧的方向元件判断为反方向故障, 所以是近故障侧闭锁远故障侧。在内部故障时, 两侧方向元件都判断为正方向故障, 双方都不向对侧发送闭锁信号, 于是两侧方向元件均动用跳闸。在区外故障时, 由于某种原因, 靠近故障侧的启动元件不能动作(如元器件损坏)。为防止正方向误动作, 发信机除了由启动元件启动外, 还可由收信机的输出来启动。这样在外部故障时, 即使只有一侧的启动元件启动, 另一侧接收到远方传来的信号后, 也可启动发信机, 向远离故障的对侧保护发送闭锁信号, 避免越区误动。
( 3)解除闭锁式
解除闭锁式的工作方式: 在电网正常情况下, 由本侧保护接口设备连续发送闭锁信号至本侧保护装置,若本侧保护既收不到对侧的导频信号( fG )也收不到跳频( fT )信号(例如发生通道中断时) , 本侧保护就有可能跳闸。它可作为允许式的补充, 通过合理选择启动延迟时间和启动门限电平, 使得保护在通道中断时, 仍可以在适当延时后将故障切除, 提高保护的可靠性。但是, 在解除闭锁信号启动时段, 保护容易受到邻近线路的干扰(如雷电、刀闸操作、接地故障等) 而引起误动, 将降低保护的安2?
2 纵联保护通道的可靠性及安全性
2系统的可靠性用丢失命令的概率Pm c来表征, 按IEC 60834- 1的标准进行测量, 即全性。Pm c = (N r - N R ) /NT ( 1) 式中? N T为发送的命令数; NR为接收的命令数。Pm c的值越大, 保护拒动的可能性越大, 系统的可靠性就越低。
2. 2安全性
系统的安全性用虚假命令的概率P uc表征, 其值越小越好, P uc按下式计算
P uc = N uc /N B ( 2)式中N u c为接收端的虚假命令数; NB为注入的噪声
脉冲数。所谓虚假命令, 就是可能导致保护发生误动的命令。Pu c越大, 保护误动的可能性越高, 系统的安全性就越低。综合上述2个指标, 期望Pmc、P uc都尽可能的小。
依据允许式和闭锁式的动作逻辑2种方式在通道遭到破坏时的可靠性及安全性的比较见表1所列。
表1 纵联保护通道可靠性与安全性的比较
允许式/闭锁式纵联保护的可靠性与安全性具有一定的关联性和互补性, 在实际应用中, 应将2种方式有机结合, 才能使保护系统具有较高的可靠、安全性能。