浅谈以检测故障感应高频信号为基础的电力线路保护新方法

何凤威，张鹏

鸡西市郊区农电局

浅谈以检测故障感应高频信号为基础的电力线路保护新方法

何凤威，张鹏

鸡西市郊区农电局

以往电力线路保护一直处于被动的局势中，只有在不良故障问题出现后才会有技术人员对电力线路进行检修，导致电力线路检修工作开展成效较低，电力线路运行的安全性、稳定性较差。随着科学技术不断发展，很多高新技术也不断产生，基于检测故障感应高频信号的电力线路保护新方法应运而生，这种电力线路保护新方法的应用较大程度的提升了电力线路保护力度，加强了电力线路保护的有效性和针对性。本文就是对该内容进行探究，希望对相关人员有所启示。

检测故障；感应；高频信号；电力线路；保护新方法

引言

电力系统运行过程中常有不良故障问题产生，其中较多故障问题都是属于输电线路故障，为了保证电力线路运行的安全性、稳定性，电力企业需要应用先进的技术手段做好电力线路的保护工作。以往电力线路保护工作开展总是处于被动局面中，高频信号为基础的电力线路保护新方法使得电力线路保护从以往被动转变为主动，提升了电力线路保护的有效性、针对性。对检测故障感应高频信号为基础的电力线路保护新方法进行探究是具有重要意义的，下面就对相关内容进行详细阐述。

一、新方案基本原理分析

对以往的电力线路保护方案进行分析，保护方案中主要是应用继电器设备对电力线路进行保护。随着电网建设规模的不断扩展，电网结构的复杂性增加，电力线路保护技术也需要进行优化和改良。很多的电力线路保护设备，基础继电器所应用的测量两，大多都是处理接近或者等同于额定系统频率范围内的信息。不良故障问题发生后，系统电压会发生较大程度的改变，从而促使高频分量产生，这种高频分量与电弧所产生的高频分量向结合，这种情况并不会超过电力线路保护方案所能接受的宽带范围内，高频分量对测量工作开展并不会造成较深程度影响。电力线路保护体系中应用非工频分量属于新兴内容，目前还没有得到众多人的认可。众多科研工作者对电力线路保护方法研究都非常重视，经过一段时间努力也取得了非常可观成就，特别是给予高频信号电力线路检测方法的产生。这种检测方法就是从一个调谐电路中到处系统电压的高频分量，该调谐电路与常规电容式电压互感装置进行有效连接。电力线路运行故障问题是在众多因素影响下产生的，其中一些故障问题是有电弧和行波产生的宽带噪声引发的，这种噪声常规的电力线路保护设备是无法探知的。但是本文介绍的保护设备则是可以借用高频分量，实现电力线路故障问题检测，弥补传统电力线路检测设备存在的不足，有效提升电力线路的保护力度。技术人员对叠层调谐设备以及电容设备进行接线处理，使得设备可以处于相应的频率范围内，可能具备较高的阻抗，也可能具备较低的阻抗。本文阐述的保护设备中，众多叠层调谐器都是处于理想运行状态下的，任何一个“带内”分量都表现为高阻抗。技术人员还研究了转变叠层调谐器与电容器设备连接后的阻抗方式，各个继电器设备安装点背后存在的任何故障进行逆向故障指示。需要特别注重的是，如果检测的所有正向故障达到并且包括远端母线，那么则表示检测设备的检测范围并没有具备规范性、严谨性的特点。同时也代表逆向检测范围也并非是严格的，虽然逆向检测范围要比正向检测范围有所延长。

二、基于高频信号的输电线路主动保护

（一）输电线路正常运行时的高频信号特征

线路正常运行时，线路各相信号发射器发出的高频信号仅被本相信号接收器接收。令线路各相信号发射器按照A,B,C相的顺序发出一小段信号，如果记接收到信号中最大幅值附近高频信号的行为为1，接收到最大幅值30%以下幅值及幅值为0，高频信号的行为为0，则A相接收到的信号可记为（1,0,0），B相接收到的信号可记为（0,1,0），C相接收到的信号可记为（0,0,1）。

（二）输电线路单相接地故障时的高频信号特征

线路A相接地时，A相信号发射器发出的高频信号在故障处被引入地下，无法信号接收器接收。此时，A相接收到的信号可记为（0,0,0），B相接收到的信号可记为（0,1,0），C相接收到的信号可记为（0,0,1）。

（三）输电线路非单相接地故障时的高频信号特征

线路A,B两相接地故障时，同理，A,B两相信号发射器发出的高频信号无法被号接收器接收。此时，A相接收到的信号为（0,0, 0），B相接收到的信号为（0,0,0），C相接收到的信号为（0,0,1）。

线路三相接地故障时，同理，A,B,C三相信号发射器发出的高频信号均无法被信号接收器接收。此时，A相接收到的信号为（0, 0,0），B相接收到的信号为（0,0,0），C相接收到的信号为（0,0,0）。

线路A,B两相短路故障时，线路A,B两相信号发射器发出的高频信号不仅在本相线路中存在，也会经故障点流入非本相线路中，使得A,B两相信号接收器会接收到不同相信号发射器发出的高频信号。此时，A相接收到的信号为（1,1,0），B相接收到的信号为（1,1,0），C相接收到的信号为（0,0,1）。

（四）基于高频信号的输电线路主动保护流程

根据高频信号在输电线路正常工作和各种故障下的特征，可制定一种基于高频信号的输电线路主动保护。线路故障时，线路上配置的电压互感器和电流互感器即可判断出故障发生，对于上述情况，根据熄弧时间经验公式，故障后经0.5s延时，由故障相信号发射器，按照相应方式持续发出高频信号，若1.5s内故障，相信号接收器接收到了本相高频信号，则判定故障为瞬时性单相接地故障且故障已消失，停发高频信号，并重合该相断路器；若1.5s内仍未能接收到本相高频信号，则判定故障为永久性单相接地故障，停发高频信号，跳开线路三相断路器，并闭锁重合闸。

结语

这种主动式保护可以准确判断出输电线路中各种故障的存在，并在故障消失后及时将故障定性为瞬时性故障，解除重合闸装置的闭锁，使之重合成功；亦能可靠防止线路重合于永久性故障。这种主动式保护的实现只需要在各相传输线的两端安装高频信号发射器、高频信号接收器和滤波装置，投入不大，易于实现和推广。

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