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智能与控制工程研究所 电力系统继电保护原理 第十二讲 4.2.5 相差动高频保护 一、相差动高频保护的基本原理 - 1.基本工作原理 · 相差动高频保护是利用高频电流信号传送到对侧，比较输电线路两侧电流相位，从而决定其是否动作的一种保护。 · 规定电流从母线流向线路为正方向 （前提：假设线路两侧的电势同相位，系统中各元件阻抗角相同） · 在理想情况下，两端电流相位相同，保护装置应该动作。 · 当保护范围外部故障时，两端电流相位相差180°，保护装置不应动作。 4.2.5 相差动高频保护 - 2. 相差动高频保护的动作原理 将本侧电流采集来以后，经过方波回路，让其形成方波，再将方波 接入到高频发信机上。当输入电流为正半轴时，方波电路为高电平， 高频发信机发出高频信号。当其为负半轴时，对应高频发信机不发高 频信号。 - 理想： · 区内故障： =0° 停信间隙 =180° · 区外故障： =180° 停信间隙 =0° 可见 4.2.5 相差动高频保护 - 实际： · 区内故障：@0° 停信间隙Y180°（传输有延时，发出信号时 刻对侧不一定能够接受到信号） · 区外故障：@180° 停信间隙Y0° · 相差动高频保护实质上找出外部故障是可能出现的最大间隙角以及内部故障是可能出现的最小间隙角，由此确定一个闭锁角。 间隙角大于闭锁角时可以判断为内部故障 4.2.5 相差动高频保护 灵敏元件 I1（启动发信机）、不灵敏元 件I2（启动保护）取相电流，反应对称短 路，三相短路 I3、I4通过负序电流滤过器，输入负序 电流 反应不对称短路 - 3. 保护装置的构成 · （1）起动元件：故障检测 元件（区分正常运行和故障） · （2） 操作元件：综合电 流滤过器将三相工频电流复合 成单相电流，经操作互感器 CH升压后与高频载波调制 ·（3） 比相元件： 根据线 路两侧电流的相位判断内外故 障(比相闭锁继电器、比相输 出变压器) 4.2.5 相差动高频保护 . 保护装置工作过程 正常时：发信机震荡级仍在工作，调制部分输出的是反应呗保护线路三相正负序电流滤过器输出的相位，由于发信机的功放级没有电源，所以不能向高频通道发出信号。 4.2.5 相差动高频保护 故障时：灵敏元件首先启动，给发信机的功放级提供电源，发信机立刻向通道发出故障电流调制的断续高频波。不灵敏元件启动后，准备好保护跳闸出口回路电源。 区内故障：收信机收到断续波、比相变压器有输出，比相继电器动作，发跳闸脉冲 区外故障：收信机收连续波，经检波限幅倒相处理后，比相变压器输出电流为0，比相继电器不动作，闭锁保护 · 二、高频相差动保护的相位特性和相继动作区 - 1. 内部故障时可能出现的最小间隙角 · （1）对称短路时引起间隙角减小的因素 · ①由于两侧电势相位差及阻抗角不同引起的误差 - 系统稳定性要求：两侧电势相位差不大于70° - 系统发生短路时阻抗角为：60°~90° - 此时 4.2.5 相差动高频保护 ·②两侧电流互感器的误差 ·③保护装置误差 ·④信号传输的延迟角度 - 最不利的情况 · M侧收到N侧高频信号的相位差 4.2.5 相差动高频保护 · N侧收到M侧高频信号的相位差 · （2）内部故障时的最小间隙角 4.2.5 相差动高频保护 ·（2）不对称短路时引起间隙角减小的因素 ·此时一负序电流为主导，而两侧的负序电流是由同一负序电压产生 ·①由于两侧阻抗角不同引起的误差 ·②两侧电流互感器的误差 ·③保护装置误差 ·④信号传输的延迟角度 - 最不利的情况 · M侧收到N侧高频信号的相位差 4.2.5 相差动高频保护 · N侧收到M侧高频信号的相位差 ·（2）内部故障时的最小间隙角 可见，此时间隙角相对于对称短路大多了 4.2.5 相差动高频保护 ·2、外部故障可能出现的最大间隙角 ·（1）影响间隙角的因素 ·①两侧电流互感器的误差 ·②保护装置误差 ·③信号