允許式方向高頻保護(hù)利用通道傳送允許信號,收到允許信號是保護(hù)動作于跳閘的必要條件,如圖8-37 (a)所示,在功率方向?yàn)檎囊粋?cè)向?qū)?cè)發(fā)送允許信號,此時每側(cè)的收信機(jī)只能接收對側(cè)的信號而不能接收自身的信號。每側(cè)的保護(hù)必須在方向元件動作,同時又收到對側(cè)的允許信號之后,才能動作于跳閘。在外部故障時近故障側(cè)方向元件判斷為反方向,不僅本側(cè)保護(hù)不跳閘,也不向?qū)?cè)發(fā)送允許信號,對側(cè)收信機(jī)接收不到允許信號,就不允許該側(cè)保護(hù)跳閘;在內(nèi)部故障時兩側(cè)方向元件均判斷為正方向,又都向?qū)?cè)發(fā)送允許信號,兩側(cè)收信機(jī)都收到允許信號,使兩側(cè)保護(hù)動作跳閘。
構(gòu)成允許式方向高頻保護(hù)的基本框圖如圖8-37 (b),啟動元件動作后,正方向元件動作,反方向元件不動作,與門G2啟動發(fā)信機(jī),向?qū)?cè)發(fā)允許信號,同時準(zhǔn)備啟動與門G3。當(dāng)收到對端發(fā)來的允許信號時,與門G3即可經(jīng)抗干擾延時動作于跳閘。
對于允許式高頻保護(hù),當(dāng)本線路故障遇到通道被破壞,則保護(hù)會因收不到允許信號而使保護(hù)拒動。因此允許式高頻保護(hù)需要經(jīng)常對通道監(jiān)視,即在正常時發(fā)出監(jiān)頻信號(又稱導(dǎo)頻信號),在區(qū)內(nèi)故障時停發(fā)監(jiān)頻信號,改發(fā)允許信號。收發(fā)信機(jī)提供一對監(jiān)頻消失時閉合的觸點(diǎn)供保護(hù)邏輯查詢。因?yàn)樵谡_\(yùn)行時收到監(jiān)頻信號,保護(hù)必然是處于閉鎖狀態(tài),因此監(jiān)頻信號也可以看成是一種閉鎖信號。然而在區(qū)內(nèi)故障時,發(fā)出允許信號必然要停發(fā)監(jiān)頻信號,也就是保護(hù)要解除閉鎖而動作。允許信號通過故障點(diǎn)時會遇到衰耗增大的問題,最嚴(yán)重的情況是通道阻塞。對于相一相耦合雙頻制的允許方式,通道阻塞只可能發(fā)生在相間故障時,單相接地故障只發(fā)生信號衰減,不會發(fā)生通道阻塞。為了防止本線路故障時通道阻塞而拒動,允許方式下,均設(shè)置了解除閉鎖方式,僅在相間故障時投入,并要求保護(hù)啟動前監(jiān)頻信號是正常的,即故障前通道是完好的。在本線路相間故障,通道又發(fā)生阻塞時只要本側(cè)方向元件判定為正方向同時又收不到對側(cè)發(fā)來的允許信號,卻有來自收信機(jī)的“監(jiān)頻消失”信號,在上述條件均滿足時經(jīng)適當(dāng)延時確認(rèn)后發(fā)出跳閘脈沖。對于線路內(nèi)部單相接地故障,只要本側(cè)判為正方向又收到對側(cè)發(fā)來的允許信號,即可出口跳閘。
如果在線路的一側(cè)斷路器斷開的情況下,線路發(fā)生故障,斷開側(cè)方向元件不能動作,不能控制發(fā)信機(jī)發(fā)出允許信號,將使電源側(cè)的保護(hù)拒動,為此設(shè)置“三跳回授”邏輯功能,即斷開側(cè)保護(hù)根據(jù)三跳位置開關(guān)量輸入,在收到對側(cè)發(fā)來允許信號時立即向?qū)?cè)“回授”發(fā)出允許信號,使對側(cè)高頻保護(hù)動作。與此類情況相似的還有單端電源線路區(qū)內(nèi)故障拒動的問題,例如單端電源線路的無電源側(cè),一般的方向元件在區(qū)內(nèi)故障時是不會動作的,這也將造成電源側(cè)保護(hù)拒動。解決此類問題的有效辦法仍然是“回授”法。在無源側(cè)收到電源側(cè)發(fā)來的允許信號后,遠(yuǎn)方控制發(fā)信機(jī)產(chǎn)生允許信號,“回授”跳頻發(fā)至電源側(cè),使電源側(cè)保護(hù)動作。為防止區(qū)外故障時誤“回授”允許信號,在無電源側(cè)利用反方向動作信號閉鎖遠(yuǎn)方(電源測)控制的發(fā)信回路。
方向測量元件為阻抗元件的允許式保護(hù)稱為允許式距離保護(hù),在這種情況下,允許式保護(hù)有欠范圍允許式和超范圍允許式兩種構(gòu)成方式。
欠范圍允許式保護(hù)由載波機(jī)與階段式距離保護(hù)配合構(gòu)成,啟動發(fā)信的元件動作區(qū)只占線路的一部分。由階段式距離保護(hù)的帶方向性第Ⅰ段測量元件QⅠ啟動。收信機(jī)收到對側(cè)高頻信號的同時,若本側(cè)保護(hù)第Ⅱ段QⅡ動作,即發(fā)出跳閘命令,如圖8-38所示。由于任何外部故障時都不出現(xiàn)允許信號,因此保護(hù)Ⅱ段可以不帶方向性。這種方式要求兩側(cè)第Ⅰ段保護(hù)范圍有一定的重疊區(qū),當(dāng)線路中間發(fā)生短路時,不必等待對側(cè)允許信號,兩側(cè)均可以Ⅰ段速度切除故障。
超范圍允許式保護(hù)的啟動發(fā)信元件的動作區(qū)大于線路全長,由帶方向的第Ⅱ段QⅡ發(fā)信。收信機(jī)收到對側(cè)高頻信號與本側(cè)超范圍第Ⅱ段QⅡ共同啟動跳閘,如圖8-39所示。兩側(cè)保護(hù)區(qū)的重疊部分為整個保護(hù)的動作區(qū),發(fā)信測量元件QⅡ必須具有方向性。超范圍保護(hù)在線路中間故障時的切除時間須加上信號的傳輸時間,因此超范圍允許式保護(hù)動作速度慢于欠范圍允許式。保護(hù)常配以獨(dú)立的第工段測量元件QⅠ,可直接作用于跳閘,以加速切除故障,但并不要求兩側(cè)Ⅰ段測量元件保護(hù)范圍有重疊區(qū)。
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