專利名稱:多功能特高頻保護(hù)的制作方法
在繼電保護(hù)領(lǐng)域中，應(yīng)用特高頻-微波技術(shù)，國(guó)外已有較多成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。采用雙機(jī)方式其可靠性高達(dá)99%以上。特高頻保護(hù)基本情況與微波相同并具有下列優(yōu)點(diǎn)1.特高頻通道不會(huì)因高壓線路故障而中斷。
2.不需要阻波器，偶合電容及連接過濾器等與高壓線相連的高頻設(shè)備。
3.工作頻率高，不受工業(yè)干擾影響。
4.不受載波通道擁擠影響，特高頻通道頻帶較寬，可傳送多路信號(hào)。
國(guó)內(nèi)目前在高壓電網(wǎng)中出現(xiàn)很多短線路，現(xiàn)在用作短線路主保護(hù)的裝置，除利用電力線載波通道構(gòu)成的保護(hù)外尚有利用輔助導(dǎo)線作通道的線路縱差保護(hù)。但縱差保護(hù)因電纜通道維護(hù)上的問題及在某些故障時(shí)，輔助導(dǎo)線上產(chǎn)生危險(xiǎn)的感應(yīng)電壓，故在國(guó)內(nèi)超高壓電網(wǎng)中實(shí)際使用也不多。
本發(fā)明的任務(wù)是為高壓短線路提供成性能較好的快速保護(hù)。利用四個(gè)控制信號(hào)構(gòu)成的多功能特高頻保護(hù)，具有下列功能1)用于30公里以內(nèi)的短線路上，作為防御各種類型故障的主保護(hù)。當(dāng)區(qū)內(nèi)故障時(shí)兩側(cè)保護(hù)裝置均迅速動(dòng)作。區(qū)外故障時(shí)，均不動(dòng)作。
2)用于電網(wǎng)中遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)當(dāng)系統(tǒng)中某段線路故障而造成電源機(jī)組大量過剩功率無(wú)法送出時(shí)，可以通過適當(dāng)元件起動(dòng)切機(jī)或快關(guān)。而對(duì)功率不足的地區(qū)，可以遠(yuǎn)方切負(fù)荷。
3)雙回線時(shí)，通道互為備用。單回線時(shí)，具有雙重化的控制信號(hào)。
實(shí)現(xiàn)多功能的基本原理多功能特高頻保護(hù)裝置中，設(shè)置了四個(gè)控制信號(hào)f1、f2、f3f4，分作兩組，其中f1與f3為一組;f2與f4為另一組。f1、f2為正常運(yùn)行時(shí)發(fā)往對(duì)側(cè)的通道監(jiān)視信號(hào)即第一、第二監(jiān)頻信號(hào)。給定的邏輯作用是f1、f2的存在表示同時(shí)滿足下列四種情況1)f1、f2信號(hào)發(fā)生電路工作良好;
2)通道工作正常;
3)線路無(wú)故障;
4)遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)未起動(dòng)。
f1、f2消失亦表示可能有下列四種之一的情況1)f1、f2信號(hào)發(fā)生電路有故障;
2)通道發(fā)生故障;
3)線路對(duì)側(cè)保護(hù)正方向發(fā)生故障;
4)遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)起動(dòng)。
至于具體是什么情況，尚需根據(jù)與f2、f4及f'2、f'4的組合情況確定。f3為保護(hù)允許跳閘信號(hào)，f4為允許切機(jī)信號(hào)，f'2為備用通道的第二監(jiān)頻信號(hào)，f'4為經(jīng)備用通道送來(lái)的保護(hù)允許跳閘信號(hào)。在邏輯電路設(shè)計(jì)時(shí)，使f1與f3，f2與f4為互相排斥的狀態(tài)信號(hào)，工作時(shí)只能異態(tài)并存。即f1、f2的“有”態(tài)分別和f3、f4的“無(wú)”態(tài)并存，或f1、f2的“無(wú)”態(tài)分別和f3、f4的“有”態(tài)并存。如以“f”表示控制信號(hào)的“有”態(tài)，“
f”表示控制信號(hào)的“無(wú)”態(tài)，則組合控制信號(hào)所表示的裝置確切狀態(tài)是1)“f1·
f2”、“f2·
f4”主通道工作正常。
2)“f'2·
f4”備用通道工作正常。
3)“
f1·f3”對(duì)側(cè)允許跳閘。
4)“
f'2·f'4”對(duì)側(cè)經(jīng)備用通道允許跳閘。
5)“
f'2·f4”控制側(cè)允許遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)。
同理，如以Qb、Qq和Qb、Qq分別表示保護(hù)和切機(jī)判別元件的“有”態(tài)和“無(wú)”態(tài)，則裝置三個(gè)功能的基本動(dòng)作條件，可以邏輯關(guān)系式表示為1)保護(hù)裝置利用主通道傳送允許信號(hào)時(shí)Qb·
f1·f3＝Tb(15)2)裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)時(shí)Qq·
f2·f4＝Tq(16)3)保護(hù)裝置主通道失靈，利用相鄰線路保護(hù)通道(備用通道)送允許信號(hào)時(shí)Qb·
f'2·f'4＝Tb(17)式中 Tb-保護(hù)出口動(dòng)作Tq-切機(jī)出口動(dòng)作因此，利用不同起動(dòng)或判別信號(hào)與不同的控制信號(hào)組合，即是實(shí)現(xiàn)功能的基本原理。
本發(fā)明還具有下列特點(diǎn)(1)裝置利用閉鎖-允許式原理構(gòu)成。監(jiān)頻信號(hào)兼作閉鎖信號(hào)。由于線路故障或遠(yuǎn)方切機(jī)時(shí)，“閉鎖”與“允許”信號(hào)在工作時(shí)是相伴條件，而非獨(dú)立條件，因此，本質(zhì)上仍屬允許式裝置。利用監(jiān)頻信號(hào)兼作閉鎖信號(hào)，可提高裝置工作可靠性。
(2)裝置僅用負(fù)序方向元件和方向阻抗元件各一只，分別作不對(duì)稱和對(duì)稱短路的方向判別一起動(dòng)元件。電路簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。并可接入其他起動(dòng)元件，使用靈活、方便。
(3)裝置采用新研制的三相式負(fù)序方向元件，靈敏度高，動(dòng)作時(shí)間快，離散值小，受過渡過程影響小。
(4)為適應(yīng)電壓互感器裝設(shè)在線路上，作對(duì)稱短路起動(dòng)元件的方向阻抗元件，在正常(重合閘前)帶記憶，重合閘后可自動(dòng)切換為偏移特性。
(5)為防止環(huán)網(wǎng)線路上，當(dāng)相鄰線路故障，故障線路兩側(cè)開關(guān)縱續(xù)動(dòng)作，非故障線路功率倒向使保護(hù)誤動(dòng)，在邏輯電路中設(shè)置有防止功率倒向誤動(dòng)的元件，可有效防止功率倒向誤動(dòng)。
(6)繼電保護(hù)部分與通道連接的接口部分，采用快速干簧元件。
本發(fā)明的實(shí)施例如附圖所示。特高頻保護(hù)裝置由特高頻通道(附圖1)，接口(附圖2)和繼電保護(hù)〔包括交流測(cè)量(附圖3)，直流邏輯控制(附圖4)及信號(hào)回路(附圖5)〕所組成。
1、特高頻通道1)發(fā)信機(jī)發(fā)信機(jī)用以產(chǎn)生特高頻電磁振蕩信號(hào)，并將信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，再將被調(diào)波進(jìn)行功率放大后，通過饋線和天線定向射出去。
2)收信機(jī)收信機(jī)用以將天線接收到的微弱信號(hào)放大，從中解調(diào)出有用的控制信號(hào)，然后再將控制信號(hào)放大到足以帶動(dòng)終端裝置的量值。對(duì)特高頻保護(hù)通道，收訊機(jī)終端裝置是接口元件。
3)天線天線用以將無(wú)線電(控制)信號(hào)以電磁場(chǎng)的形式向空間輻射和從空間接收無(wú)線電(控制)信號(hào)。特高頻保護(hù)通道的天線是收發(fā)共用天線，因天線有互易性，一付天線即可用于發(fā)射信號(hào)，又可用來(lái)接收信號(hào)。
4)饋線饋線用以聯(lián)接天線與發(fā)信機(jī)和天線與
信機(jī)，在特高頻范圍內(nèi)傳輸電磁能。
2、接口接口元件用以聯(lián)接特高頻通道和繼電保護(hù)部分，按繼電保護(hù)的工作要求，將相應(yīng)控制信號(hào)送入通道和將通道接收的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換后送到直流邏輯回路。
1)發(fā)信接口-發(fā)信接口包括一、二跳頻繼電器1TPJ，2TPJ，用以將一、二跳頻和一，二監(jiān)頻信號(hào)注入發(fā)信機(jī)，對(duì)載頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
2)收信接口-收信接口包括一，二監(jiān)頻繼電器1JPJ，2JPJ和一，二跳頻收信繼電器1TST，2TST，用以將收信解調(diào)出的控制(監(jiān)頻或跳頻)信號(hào)，反映為繼電器的不同狀態(tài)，饋入直流邏輯回路。
3、繼電保護(hù)部分1)交流回路交流回路是保護(hù)裝置的起動(dòng)測(cè)量部分，用以反映線路故障時(shí)，判別故障方向并根據(jù)故障方向控制直流邏輯電路的工作。交流回路包括(1)負(fù)序方向元件FFJ用于判別線路發(fā)生非對(duì)稱短路時(shí)的故障方向。
(2)方向阻抗元件ZKJ用于判別線路發(fā)生對(duì)稱短路時(shí)的故障方向。
(3)負(fù)序電流元件FLJ用于控制負(fù)序方向元件反映不對(duì)稱短路的作用范圍。
(4)斷線閉鎖繼電器DBJ用于當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)發(fā)交流電壓回路斷線信號(hào)。
2)直流邏輯回路直流邏輯回路是保護(hù)裝置的邏輯控制部分，用以當(dāng)線路發(fā)生區(qū)內(nèi)外短路時(shí)，根據(jù)方向判別元件的動(dòng)作情況，控制保護(hù)裝置的工程確定是否動(dòng)作并發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。直流邏輯回路包括特高頻起動(dòng)繼電器1TQJ第一跳頻繼電器1TPJ，第二跳頻繼電器2TPJ，跳閘位置重動(dòng)繼電器TZJ，跳頻復(fù)歸繼電器TFJ。防止功率倒向誤動(dòng)繼電器FDJ，保護(hù)出口繼電器1TCJ，遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)起動(dòng)繼電器2TQJ，切機(jī)閉鎖繼電器QBJ，切機(jī)切口繼電器2TCJ，電壓回路斷線重動(dòng)繼電器DZJ，阻抗切換繼電器QHJ，跳頻起動(dòng)信號(hào)繼電器QXJ，保護(hù)出口信號(hào)繼電器1TXJ，切機(jī)出口信號(hào)繼電器2TXJ。上述繼電器中TZJ、TFJ、FDJ為瞬動(dòng)作，帶60毫秒，延時(shí)返回，允許變差±5毫秒。QBJ、QHJ繼電器為瞬時(shí)動(dòng)作，帶100毫秒延時(shí)返回允許變差±10毫秒。
裝置的動(dòng)作條件在設(shè)計(jì)裝置的原理電路時(shí)，為了提高裝置工作的可靠性，利用了監(jiān)頻信號(hào)的特點(diǎn)，即監(jiān)頻信號(hào)的存在，除表明通道工作正常外，還標(biāo)志著線路無(wú)故障，既然線路無(wú)故障，保護(hù)裝置即不應(yīng)動(dòng)作，因此，利用監(jiān)頻信號(hào)將保護(hù)裝置的保護(hù)和遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)出口回路閉鎖起來(lái)，僅當(dāng)線路發(fā)生故障或需要實(shí)行遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)時(shí)，監(jiān)頻信號(hào)消失，方將出口回路解除閉鎖。這樣當(dāng)正常運(yùn)行中，允許跳閘收信繼電器由于任何原因誤動(dòng)，再發(fā)生外部故障時(shí)，不會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)作。“閉鎖”與“允許”是互相否定的相伴條件，即兩者只能一個(gè)信號(hào)的“有”態(tài)與另一個(gè)信號(hào)的“無(wú)”態(tài)并存，而非獨(dú)立條件。因此，閉鎖允許式原理的本質(zhì)仍是允許式原理，故保護(hù)裝置的動(dòng)作條件是1)方向判別元件動(dòng)作。判定故障發(fā)生在保護(hù)裝置保護(hù)工作的正方向。
2)收到對(duì)側(cè)通道送來(lái)的允許信號(hào)(閉鎖信號(hào)同時(shí)消失)。表明對(duì)側(cè)方向元件亦動(dòng)作。
同時(shí)滿足兩個(gè)條件時(shí)，即確認(rèn)為線內(nèi)部故障，保護(hù)裝置動(dòng)作。
遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)的動(dòng)作條件是1)收到對(duì)側(cè)經(jīng)通道送來(lái)的允許切機(jī)(跳閘)信號(hào)(閉鎖信號(hào)同時(shí)消失)。表明系統(tǒng)運(yùn)行需要切機(jī)。
2)遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)判別元件動(dòng)作。確認(rèn)可以切機(jī)。
對(duì)于按允許式原理構(gòu)成的裝置，動(dòng)作條件必須兩個(gè)同時(shí)滿足，缺一不可。
裝置的工作狀態(tài)，回路動(dòng)作情況天線接收到對(duì)側(cè)發(fā)信機(jī)發(fā)出的特高載波信號(hào)，經(jīng)雙工器后，先進(jìn)行高頻放大，因高頻放大容易引起振蕩，故放大倍數(shù)受到限制。為獲得較高增益，采用了兩次超外差混頻，第一混頻的本振，亦利用高穩(wěn)定度石英晶體構(gòu)成的振蕩器，產(chǎn)生一高頻振蕩信號(hào)，經(jīng)多次倍頻后達(dá)到一較工作頻率f高或低高頻fz信號(hào)的頻率，送入第一混頻級(jí)，經(jīng)一混頻后的差頻輸出為高頻fz的載頻信號(hào)。差頻信號(hào)再經(jīng)第二混頻后輸出一個(gè)中頻信號(hào)，將頻率降低，第二混頻的工作與第一混頻相同，只是頻率降低。每次混頻后均進(jìn)行放大。為提高裝置工作可靠性，一混頻后加有濾波環(huán)節(jié)。在混頻、濾波及放大過程中，始終保持原來(lái)的頻率關(guān)系，即不改變發(fā)信機(jī)中控制信號(hào)對(duì)載波頻率的調(diào)制作用。調(diào)頻波經(jīng)過鑒頻器解調(diào)，將頻率隨時(shí)間變化的調(diào)頻波，還原為電壓隨時(shí)間變化的控制信號(hào)。然后再經(jīng)低放、濾波，輸出相應(yīng)信號(hào)至開關(guān)執(zhí)行電路。
正常運(yùn)行時(shí)，特高頻收發(fā)信機(jī)采用長(zhǎng)期發(fā)信方式工作，帶有指定信息的控制信號(hào)(監(jiān)頻信號(hào))對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的已調(diào)波，經(jīng)饋線送至天線，電磁波由天線振子向空間定向輻射出去。收信機(jī)將由天線收到的載頻信號(hào)，經(jīng)鑒頻解調(diào)出控制信號(hào)(監(jiān)頻信號(hào))，再經(jīng)開關(guān)電路動(dòng)作接口元件，使直流邏輯電路，按信息特點(diǎn)，控制保護(hù)裝置工作。
當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，兩側(cè)起動(dòng)元件判定故障方向?yàn)檎较颍饎?dòng)元件動(dòng)作，一面通過接口元件動(dòng)作移頻，將注入發(fā)信機(jī)的控制信號(hào)由監(jiān)頻信號(hào)切換為允許跳閘信號(hào)，另一方面準(zhǔn)備好邏輯控制電路中的出口回路。此時(shí)收信機(jī)收到對(duì)側(cè)經(jīng)通道傳送來(lái)的已不是監(jiān)頻信號(hào)，而是允許跳閘信號(hào)，監(jiān)頻消失，接口元件中反映允許信號(hào)的收信繼電器動(dòng)作，滿足動(dòng)作條件，接通出口回路，動(dòng)作于保護(hù)跳閘。
當(dāng)保護(hù)區(qū)外故障時(shí)，只有一側(cè)起動(dòng)元件動(dòng)作，另一側(cè)屬反方向故障不動(dòng)作，因此兩側(cè)保護(hù)裝置一側(cè)雖起動(dòng)元件動(dòng)作，但缺對(duì)側(cè)允許信號(hào);另一側(cè)雖收到對(duì)側(cè)允許信號(hào)，但本側(cè)起動(dòng)元件不動(dòng)作。因此，兩側(cè)裝置均不滿足動(dòng)作條件，故不動(dòng)作。
當(dāng)需進(jìn)行遠(yuǎn)方切機(jī)時(shí)，如圖，相鄰線路B側(cè)斷路器跳閘后，利用斷路器狀態(tài)信號(hào)，起動(dòng)遠(yuǎn)方切機(jī)的起動(dòng)元件，B側(cè)為實(shí)行遠(yuǎn)方切機(jī)的控制端，將第二監(jiān)頻信號(hào)切換為允許切機(jī)信號(hào)，通過特高頻通道，向A側(cè)(電廠)發(fā)出允許切機(jī)信號(hào)，A(電廠)側(cè)切機(jī)判別元件(例如電流判別元件)動(dòng)作，同時(shí)又收到B側(cè)發(fā)來(lái)的允許切機(jī)信號(hào)，滿足切機(jī)動(dòng)作條件，接通切機(jī)出口回路，動(dòng)作切機(jī)。
由上可知，采用允許式原理構(gòu)成的裝置，出口是否動(dòng)作，由兩側(cè)裝置的工作情況決定，本側(cè)出口動(dòng)作，必須對(duì)側(cè)允許。因此，保護(hù)裝置誤動(dòng)機(jī)率較小，工作可靠性相應(yīng)較高。監(jiān)頻信號(hào)兼作閉鎖信號(hào)后，可靠性進(jìn)一步提高。
保護(hù)裝置動(dòng)作情況1、區(qū)內(nèi)不對(duì)稱短路時(shí)，兩側(cè)負(fù)序電流繼電器FLJ及反映不對(duì)稱故障的負(fù)序方向繼電器FFJ動(dòng)作，一方面直接勵(lì)磁第一跳頻繼電器1TPJ起動(dòng)跳頻，將發(fā)信機(jī)的調(diào)制信號(hào)由通道監(jiān)視(監(jiān)頻)信號(hào)f1切換為允許跳閘信號(hào)f3;另一方面勵(lì)磁特高頻保護(hù)起動(dòng)繼電器1TQJ其常開接點(diǎn)1TQJ1閉合，準(zhǔn)備好出口跳閘回路。當(dāng)收信機(jī)收到對(duì)側(cè)經(jīng)通道送來(lái)的允許跳閘信號(hào)同時(shí)監(jiān)頻信號(hào)消失，第一收信繼電器1TSJ動(dòng)作，其常開接點(diǎn)1TSJ1閉合，第一監(jiān)頻繼電器失磁，其正常打開的常閉接點(diǎn)1JPJ1失磁復(fù)歸(閉合)，接通保護(hù)出口跳閘繼電器1TCJ線圈回路，1TCJ勵(lì)磁動(dòng)作并自保持，經(jīng)重合屏跳閘。根據(jù)需要，保護(hù)裝置亦可不經(jīng)重合閘屏直接作用于斷路器跳閘。跳閘后負(fù)序起動(dòng)元件FLJ、FFJ復(fù)歸1TQJ繼電器亦復(fù)歸。
兩側(cè)保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘后，當(dāng)重合閘方式為三相合閘時(shí)，反映操作把手與斷路器位置不對(duì)應(yīng)的繼電器TZJ動(dòng)作，其常開接點(diǎn)TZJ1、TZJ3閉合，一面勵(lì)磁一跳頻繼電器，長(zhǎng)時(shí)發(fā)出允許跳閘信號(hào)，一面短接此時(shí)可能打開的FDJ2常閉接點(diǎn)，準(zhǔn)備好出口跳閘回路，此時(shí)兩側(cè)保護(hù)裝置均處于等待再次跳閘狀態(tài)。當(dāng)兩側(cè)實(shí)行重合閘時(shí)，先合閘一側(cè)如果重合到永久性故障時(shí)，只要起動(dòng)元件FLJ、FFJ一動(dòng)作，1TQJ勵(lì)磁動(dòng)作，立即接通出口跳閘繼電器回路，動(dòng)作跳閘。后重合一側(cè)也是合上就跳。當(dāng)重合于僅發(fā)生瞬時(shí)性故障的健全線路時(shí)，先重合一側(cè)重合成功，TZJ失磁帶一短延時(shí)復(fù)歸，停發(fā)允許跳閘信號(hào)閉鎖兩側(cè)保護(hù)。后合閘一側(cè)，合上后線路即恢復(fù)正常運(yùn)行。當(dāng)重合閘方式為單相重合閘時(shí)，在故障相跳閘后，非全相運(yùn)行期間，保護(hù)裝置退出工作。下同。
2、區(qū)內(nèi)對(duì)稱短路當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生對(duì)稱短路時(shí)，兩側(cè)反映三相短路的方向阻抗繼電器ZKJ動(dòng)作，一方面直接勵(lì)磁第一跳頻繼電器1TPJ;另一方面勵(lì)磁特高頻保護(hù)起動(dòng)繼電器1TQJ，此時(shí)因無(wú)負(fù)序分量，除負(fù)序電流繼電器FLJ及方向判別元件FFJ不動(dòng)改由方向阻抗繼電器ZKJ動(dòng)作外，裝置的其余動(dòng)作情況與發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)相同，不再重復(fù)。
當(dāng)裝置交流電壓引自線路電壓互感器時(shí)，三相短路三相跳閘后進(jìn)行重合閘時(shí)，方向阻抗繼電器ZKJ切換為帶偏移特性，即動(dòng)作特性圓包括座標(biāo)原點(diǎn)，即使重合于出口三相短路，ZKJ亦能再次動(dòng)作，勵(lì)磁TQJ，接通出口跳閘繼電器1TCJ迅速再次跳閘。如重合到無(wú)故障線路，即停發(fā)允許跳閘信號(hào)，對(duì)側(cè)再合上，即恢復(fù)正常運(yùn)行。
3、母線短路當(dāng)母線發(fā)生短路故障時(shí)，應(yīng)由母線保護(hù)動(dòng)作，切除故障母線的聯(lián)接元件。對(duì)本保護(hù)裝置屬外部故障。但考慮到如本側(cè)斷路器拒動(dòng)時(shí)，為使對(duì)側(cè)能加速跳閘，可將略帶延時(shí)的母線保護(hù)出口繼電器MCJ接點(diǎn)引來(lái)，起動(dòng)第一跳頻繼電器1TPJ，向?qū)?cè)發(fā)出允許跳閘信號(hào)，對(duì)側(cè)方向判別元件因故障屬正方向故障已經(jīng)動(dòng)作，故可使對(duì)側(cè)斷路迅速跳閘。此時(shí)本側(cè)特高頻保護(hù)對(duì)母線故障本屬外部(反方向)故障，但當(dāng)母線保護(hù)出口繼電器代替了本側(cè)方向判別元件動(dòng)作，故亦動(dòng)作。
4、雙回線上區(qū)內(nèi)短路本保護(hù)通道亦發(fā)生故障時(shí)當(dāng)雙回線上本線路被保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路，恰值本保護(hù)特高頻通道亦發(fā)生故障時(shí)，方向判別元件負(fù)序方向繼電器FFJ及FLJ或方向阻抗繼電器ZKJ動(dòng)作，雖然特高頻保護(hù)起動(dòng)繼電器1TQJ亦動(dòng)作，1TQJ1接點(diǎn)閉合，準(zhǔn)備好出口跳閘繼電器1TCJ線圈回路，但因本保護(hù)裝置的通道故障，收不到主通道傳送的允許跳閘信號(hào)，而相鄰線路保護(hù)通道具有后備通道的作用，故可利用相鄰線路保護(hù)通道傳送第二允許跳閘信號(hào)，即當(dāng)兩側(cè)方向判別元件動(dòng)作，起動(dòng)1TPJ和1TQJ后，1TQJ的另一常開接點(diǎn)1TQJ2、經(jīng)本屏的TFJ2常開接點(diǎn)和FDJ2常閉接點(diǎn)同時(shí)去起動(dòng)相鄰線路特高頻保護(hù)屏上的第二跳頻繼電器2TPJ’，將鄰屏發(fā)信機(jī)調(diào)制信號(hào)中的第二監(jiān)頻信號(hào)f2'切換為第二允許跳閘信號(hào)f'4，經(jīng)鄰線通道傳送到對(duì)側(cè)，本側(cè)亦收到由鄰線通道送來(lái)的第二允許跳閘信號(hào)。鄰屏的切機(jī)出口繼電器2TCJ'2常閉接點(diǎn)未打開，第二收信繼電器2TSJ'常開接點(diǎn)閉合，第二監(jiān)頻繼電器2JPJ'常閉接點(diǎn)復(fù)歸閉合，接通保護(hù)出口繼電器1TCJ線圈回路，1TCJ動(dòng)作跳閘。
兩側(cè)保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘后，仍利用反映操作把手與斷路器位置不對(duì)應(yīng)的繼電器TZJ的另一常開接點(diǎn)TZJ，去勵(lì)磁鄰屏的第二跳頻繼電器2TPJ'，兩側(cè)保護(hù)裝置通過相鄰線路的特高頻通道分別長(zhǎng)期發(fā)出并接收到第二允許跳閘信號(hào)f′4，兩側(cè)均處于再次等待跳閘狀態(tài)。當(dāng)實(shí)行重合閘時(shí)，先合閘一側(cè)如重合到永久性故障，起動(dòng)元件(方向判別元件)一動(dòng)作保護(hù)出口繼電器1TCJ立即動(dòng)作跳閘。如重合到健全線路，停發(fā)允許跳閘信號(hào)，閉鎖兩側(cè)保護(hù)，后重合一側(cè)合上后即恢復(fù)正常運(yùn)行。保護(hù)裝置的動(dòng)作情況與利用主通道傳送控制信號(hào)相同，區(qū)別僅允許跳閘信號(hào)是由鄰線通道傳送而不是由主通道傳送。
5、單回線上區(qū)內(nèi)短路第一組控制信號(hào)故障時(shí)當(dāng)單回線上保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路，如遇第一組控制信號(hào)亦發(fā)生故障(例如控制信號(hào)產(chǎn)生回路故障，接口元件故障等任何原因引起的故障)時(shí)，因裝置用于單回線路時(shí)，可實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)雙重化，即方向判別元件(起動(dòng)元件)動(dòng)作后，除經(jīng)TFJ1、FDJ1接點(diǎn)起動(dòng)第一跳頻繼電器1TPJ外，同時(shí)經(jīng)TFJ2、FDJ2和1TCJ5點(diǎn)起動(dòng)第二跳頻繼電器2TPJ，兩側(cè)同時(shí)向?qū)?cè)發(fā)出和接收第一和第二允許跳閘信號(hào)，如第一組監(jiān)頻或允跳信號(hào)故障，尚有第二組控制信號(hào)正常工作，即收到第二允許跳閘信號(hào)，第二監(jiān)頻信號(hào)消失，第二收信繼電器2TSJ動(dòng)作，其常開接點(diǎn)2TSJ2閉合，第二監(jiān)頻繼電器2JPJ失磁，其常閉接點(diǎn)2JPJ2復(fù)歸閉合，接通保護(hù)出口繼電器1TCJ線圈回路，1TCJ動(dòng)作斷路器跳閘。保護(hù)的其他動(dòng)作情況均與第一組控制信號(hào)正常工作時(shí)相同。
6、手動(dòng)合閘到故障線路當(dāng)手動(dòng)合閘到帶短路故障的線路時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作情況可分兩種1)線路停電檢修后，本側(cè)先合，對(duì)側(cè)特高頻保護(hù)退出后未投，直流電源未合，手動(dòng)合閘到帶短路故障的線路時(shí)，手動(dòng)合閘繼電器SHJ或操作把手接點(diǎn)直接短接特高頻收信繼電器和監(jiān)頻繼電器接點(diǎn)，相當(dāng)于收到對(duì)側(cè)的允許跳閘信號(hào)，只要起動(dòng)元件(方向判別元件)一動(dòng)作，特高頻保護(hù)起動(dòng)繼電器1TQJ動(dòng)作，其常開接點(diǎn)1JQJ1，閉合，即接通保護(hù)出口繼電器1JCJ線圈回路，動(dòng)作斷路器跳閘。
2)線路停電后，本側(cè)手動(dòng)合閘到帶短路故障線路上，對(duì)側(cè)特高頻保護(hù)投入運(yùn)行，此時(shí)對(duì)側(cè)斷路器及操作把手均在斷開狀態(tài)，對(duì)側(cè)保護(hù)利用操作把手KK在斷開時(shí)接通的接點(diǎn)起動(dòng)第一跳頻繼電器1TPJ，向本側(cè)發(fā)出允許跳閘信號(hào)，本側(cè)先收到允許跳閘信號(hào)，1TSJ1常開及1JPJ1常閉接點(diǎn)均閉合，但因起動(dòng)元件在合閘前尚未動(dòng)作，故FDJ繼電器經(jīng)1TQJ6常閉接點(diǎn)勵(lì)磁，F(xiàn)DJ3常閉接點(diǎn)先將1TCJ繼電器線圈回路斷開，當(dāng)手動(dòng)合閘到帶短路故障線路時(shí)，起動(dòng)元件(方面判別元件)動(dòng)作1TQJ亦動(dòng)作一方面1TQJ1常開接點(diǎn)閉合，為保護(hù)出口繼電器1TCJ動(dòng)作作好準(zhǔn)備，另一方面使FDJ繼電器失磁(延時(shí))復(fù)歸，斷路器操作把手KK合后接通接點(diǎn)閉合后，跳閘位置繼電器TWJA、TWJB、TWJC常開接點(diǎn)在失磁復(fù)歸前，TZJ繼電器短時(shí)勵(lì)磁，其瞬時(shí)動(dòng)作常開接點(diǎn)TZJ3閉合或FDJ繼電器的延時(shí)復(fù)歸常閉接點(diǎn)FDJ 閉合，只要兩者之一或兩者均閉合，保護(hù)出口繼電器1TCJ即動(dòng)作于斷路器跳閘。
7、環(huán)網(wǎng)中相鄰線路故障，非故障線路功率倒向時(shí)環(huán)網(wǎng)中或雙回線的相鄰線路上短路故障，故障線路兩側(cè)縱續(xù)動(dòng)作，非故障線路發(fā)生功率倒向時(shí)，在故障線路第一次跳閘前，非故障線路的保護(hù)裝置，遠(yuǎn)離故障一側(cè)視同區(qū)內(nèi)故障，方向判別元件(起動(dòng)元件)動(dòng)作，起動(dòng)跳頻繼電器、向?qū)?cè)發(fā)出允許跳閘信號(hào)。但鄰近故障一側(cè)因功率反向?yàn)橥獠抗收?，方向判別元件不動(dòng)作，因而1TQJ繼電器也不會(huì)動(dòng)作裝置僅收到對(duì)側(cè)發(fā)來(lái)的允許信號(hào)，此時(shí)第一收訊繼電器1TSJ動(dòng)作，1TSJ1常開接點(diǎn)閉合，經(jīng)1TQJ6常閉接點(diǎn)勵(lì)磁防止功率倒向誤動(dòng)繼電器FDJ，F(xiàn)DJ瞬時(shí)動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)FJ3斷開保護(hù)出口繼電器1TCJ回路，將本側(cè)保護(hù)閉鎖起來(lái);同時(shí)另一常閉接點(diǎn)FDJ1斷開第一跳頻繼電器1TPJ回路，不向?qū)?cè)發(fā)允許信號(hào)，將對(duì)側(cè)保護(hù)也閉鎖起來(lái)。當(dāng)故障線路縱續(xù)動(dòng)作，靠近故障一側(cè)先跳閘后，此時(shí)非故障線路上故障功率方向倒向，鄰近故障(先跳)一側(cè)的故障功率方向由反方向變?yōu)檎较?，方向判別元件動(dòng)作，并起動(dòng)1TQJ，1TQJ動(dòng)作后雖然保護(hù)出口繼電器1TCJ線圈回路中1TSJ1、1TQJ1常開接點(diǎn)及1JPJ1常閉接點(diǎn)均閉合，但因FDJ2常閉接點(diǎn)延時(shí)返回尚未返回，故保護(hù)出口繼電器1TCJ不會(huì)誤動(dòng)跳閘。另因FDJ1常閉接點(diǎn)斷開尚未返回閉鎖31TPJ故雖然方向判別元件動(dòng)作，也不能起動(dòng)跳頻。FDJ的返回時(shí)間略大于故障功率反向方向判別元件的返回時(shí)間，待FDJ返回時(shí)，反向的方向判別元件已先返回，故兩側(cè)保護(hù)裝置均不會(huì)誤動(dòng)。
此外當(dāng)區(qū)外故障時(shí)，除反方向側(cè)方向判別元件不動(dòng)僅收到允許信號(hào)，由FDJ同時(shí)閉鎖出口和跳頻繼電器回路外，正向一側(cè)尚由跳頻復(fù)歸繼電器TFJ1常開接點(diǎn)控制正向側(cè)發(fā)允許信號(hào)的時(shí)間。即正向判別元件動(dòng)作后1TQJ接著動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)1TQJ5斷開TFJ繼電器線圈，TFJ延時(shí)復(fù)歸，這一延遲時(shí)間保證區(qū)內(nèi)故障能可靠跳閘，同時(shí)亦是向?qū)?cè)發(fā)允跳信號(hào)的最長(zhǎng)時(shí)間，在這一時(shí)間以后即停發(fā)允跳信號(hào)，對(duì)側(cè)起動(dòng)元件即使再動(dòng)作，裝置亦不會(huì)動(dòng)作。因此當(dāng)外部故障包括環(huán)網(wǎng)中相鄰線路發(fā)生短路，故障線路兩側(cè)縱續(xù)動(dòng)作時(shí)，亦能有助于防止非故障線路保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)。
8、進(jìn)行遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)時(shí)當(dāng)裝置用于進(jìn)行遠(yuǎn)方切機(jī)或遠(yuǎn)方跳閘時(shí)，線路兩側(cè)裝置，一側(cè)為控端，另一端為執(zhí)行端?？刂贫藢⑵饎?dòng)遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)的繼電器接點(diǎn)引來(lái)起動(dòng)遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)起動(dòng)繼電器2TQJ，其常開接點(diǎn)2TQJ2閉合，經(jīng)聯(lián)接片6LP勵(lì)磁本屏的第二跳頻繼電器2TPJ，將第二組控制信號(hào)由第二組監(jiān)頻信號(hào)f2切換為第二允許跳閘信號(hào)f4此時(shí)的f4信號(hào)即為允許切機(jī)信號(hào)。執(zhí)行端收到控制端通過本屏殊高頻通道送來(lái)的允許切機(jī)信號(hào)，同時(shí)第二監(jiān)頻信號(hào)消失第二收信繼電器2TSJ動(dòng)作，其常開接點(diǎn)2TSJ1閉合，第二監(jiān)頻繼電器2JPJ失磁復(fù)歸，其常閉接點(diǎn)2JPJ1復(fù)歸閉合再經(jīng)本側(cè)切機(jī)判別元件接點(diǎn)和切機(jī)閉鎖繼電器QBJ正常勵(lì)磁的常開接點(diǎn)QBJ1勵(lì)磁切機(jī)出口繼電器2TCJ，2TCJ動(dòng)作后經(jīng)遠(yuǎn)方切機(jī)執(zhí)行屏進(jìn)行切機(jī)。當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)方跳閘(切除線路時(shí)，動(dòng)作情況相同。切機(jī)出口繼電器2TCJ動(dòng)作后，同時(shí)解除通道互為備用或控制信號(hào)雙重化的功能。
因?yàn)檎`切機(jī)的后果往往很嚴(yán)重，為防止誤切機(jī)，切機(jī)出口回路受切機(jī)閉鎖繼電器QBJ常開接點(diǎn)控制，執(zhí)行端收到允許切機(jī)信號(hào)2TSJ動(dòng)作后，2TSJ1常開接點(diǎn)閉合，即短接QBJ線圈，QBJ失磁，其正常閉合的常開接點(diǎn)QBJ1經(jīng)一適當(dāng)延時(shí)(此延時(shí)時(shí)間保證切機(jī)出口繼電器2TCJ能可靠動(dòng)作)后復(fù)歸，斷開2TCJ線圈回路，即將切機(jī)出口回路閉鎖起來(lái)。這樣當(dāng)裝置用于雙回線實(shí)現(xiàn)通道互為備用，或用于單回線實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)雙重化時(shí)，第二組控制信號(hào)是與遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)公用，當(dāng)外部故障執(zhí)行端收到允許跳閘信號(hào)f4后經(jīng)一定延時(shí)即將切機(jī)回路閉鎖起來(lái)。
9、裝置的信號(hào)(1)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)由1TXJ繼電器發(fā)出，表示保護(hù)裝置動(dòng)作。有本屏燈光信號(hào)。
(2)切機(jī)(切負(fù)荷)動(dòng)作信號(hào)遠(yuǎn)方切機(jī)或遠(yuǎn)方跳閘(切負(fù)荷)信號(hào)由2TXJ繼電器發(fā)出，表示裝置的遠(yuǎn)方切機(jī)(切負(fù)荷)出口動(dòng)作。有本屏燈光信號(hào)。
(3)起動(dòng)跳頻信號(hào)起動(dòng)跳頻信號(hào)實(shí)際即將高頻保護(hù)起動(dòng)信號(hào)，由QXJ繼電器發(fā)出，表示三種情況1)方向判別元件FFJ或ZKJ動(dòng)作;
2)特高頻起動(dòng)繼電器1TQJ勵(lì)磁;
3)第一跳頻繼電器1TPJ勵(lì)磁。
權(quán)利要求
1.一種用于超高壓輸電線路的特高頻保護(hù)的方法其特征在于它運(yùn)用四個(gè)控制信號(hào)-監(jiān)頻f1、f2；跳頻f3、f4-利用不同起動(dòng)信號(hào)或判別信號(hào)與不同的控制信號(hào)組合實(shí)現(xiàn)下列多種功能a、用作30公里以內(nèi)超高壓輸電線路快速切除各種類型故障的主保護(hù)。b、適用于電網(wǎng)中遠(yuǎn)方跳閘。c、雙回線時(shí)通道可互為備用；單回線時(shí)具有控制信號(hào)雙重化。
2.如權(quán)利要求
1所述的特高頻保護(hù)方法其特征在于它具有下列給定的邏輯作用a、“f1·
f2”“f3·
f4”主通道工作正常。b、“f2’·
f4”備用通道工作正常。c、“
f1·f3”對(duì)側(cè)允許跳閘。d、“
f2’·f4’”對(duì)側(cè)經(jīng)備用通道允許跳閘。e、“
f2·f4”控制側(cè)允許遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)。(f表示控制信號(hào)有態(tài);
f表示控制信號(hào)無(wú)態(tài))
3.如權(quán)利要求
1所述的特高頻保護(hù)方法其特征在于它具有下列給定的邏輯作用a、保護(hù)裝置利用主通道傳送允許信號(hào)時(shí)Qb·
f1·f3＝Tbb、裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方切機(jī)(跳閘)時(shí)Qq·
f2·f4＝Tqc、保護(hù)裝置主通道失靈，利用相鄰線路保護(hù)通道(備用通道)傳送允許信號(hào)時(shí)Qb·f2·f4＝Tb(Q表示保護(hù)和切機(jī)判別元件有態(tài);Q″″″″″″″″″″″無(wú)態(tài)。Tb-保護(hù)出口動(dòng)作;Tq-切機(jī)出口動(dòng)作)。
4.一種超高壓輸電線路特高頻保護(hù)裝置其特征在于它具有實(shí)現(xiàn)上述功能的構(gòu)成元件。-監(jiān)頻繼電器1JPJ，2JPJ;跳頻繼電器1TPJ2TPJ;跳頻收信(允許跳閘)繼電器1TSJ、2TSJ;負(fù)序方向元件FFJ;方向阻機(jī)元件ZKJ;負(fù)序電流元件FLJ;斷線閉鎖續(xù)電器DBJ;特高頻起動(dòng)繼電器TQJ;跳閘位置重動(dòng)繼電器TZJ;跳頻復(fù)歸繼電器TFJ;保護(hù)出口繼電器1TCJ;遠(yuǎn)方(跳閘)起動(dòng)繼電器2TQJ;切機(jī)出口繼電器2TCJ。
5.如權(quán)利要求
4所述的保護(hù)裝置其特征是它具有靈敏度高，離散值小，受過渡影響小的三相式負(fù)序方向繼電器，F(xiàn)FJ。
6.如權(quán)利要求
4所述的保護(hù)裝置其特征是它利用監(jiān)頻信號(hào)兼作閉鎖信號(hào)由1JPT和1TSJ異態(tài)組合實(shí)現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求
4所述的保護(hù)裝置其特征是它具有防止功率倒向誤動(dòng)作的元件，F(xiàn)DJ。
8.如權(quán)利要求
4所述的保護(hù)裝置其特征是它具有作為特高頻通道與繼電保護(hù)連接的接口部份，反映音頻信號(hào)動(dòng)作的干簧元件1JPJ、2JPJ，1TPI，2TPJ。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種多功能特高頻保護(hù)的方法及其裝置。它采用四個(gè)控制信號(hào)，與不同的起動(dòng)或判別信號(hào)組合實(shí)現(xiàn)多種功能(一)滿足30公里以內(nèi)超高壓輸電線路快速主保護(hù)(二)適用于電網(wǎng)中遠(yuǎn)方跳閘(切機(jī)，切負(fù)荷，起動(dòng)快關(guān))(三)雙回線時(shí)通道互為備用；單回線時(shí)具有控制信號(hào)雙重化。
文檔編號(hào)H02H7/26GK86106300SQ86106300
公開日1988年3月30日 申請(qǐng)日期1986年9月20日
發(fā)明者張修萬(wàn) 申請(qǐng)人:水利電力部東北電力設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan