淺談以檢測故障感應高頻信號為基礎的電力線路保護新方法

何鳳威，張鵬

雞西市郊區農電局

淺談以檢測故障感應高頻信號為基礎的電力線路保護新方法

何鳳威，張鵬

雞西市郊區農電局

以往電力線路保護一直處于被動的局勢中，只有在不良故障問題出現后才會有技術人員對電力線路進行檢修，導致電力線路檢修工作開展成效較低，電力線路運行的安全性、穩定性較差。隨著科學技術不斷發展，很多高新技術也不斷產生，基于檢測故障感應高頻信號的電力線路保護新方法應運而生，這種電力線路保護新方法的應用較大程度的提升了電力線路保護力度，加強了電力線路保護的有效性和針對性。本文就是對該內容進行探究，希望對相關人員有所啟示。

檢測故障；感應；高頻信號；電力線路；保護新方法

引言

電力系統運行過程中常有不良故障問題產生，其中較多故障問題都是屬于輸電線路故障，為了保證電力線路運行的安全性、穩定性，電力企業需要應用先進的技術手段做好電力線路的保護工作。以往電力線路保護工作開展總是處于被動局面中，高頻信號為基礎的電力線路保護新方法使得電力線路保護從以往被動轉變為主動，提升了電力線路保護的有效性、針對性。對檢測故障感應高頻信號為基礎的電力線路保護新方法進行探究是具有重要意義的，下面就對相關內容進行詳細闡述。

一、新方案基本原理分析

對以往的電力線路保護方案進行分析，保護方案中主要是應用繼電器設備對電力線路進行保護。隨著電網建設規模的不斷擴展，電網結構的復雜性增加，電力線路保護技術也需要進行優化和改良。很多的電力線路保護設備，基礎繼電器所應用的測量兩，大多都是處理接近或者等同于額定系統頻率范圍內的信息。不良故障問題發生后，系統電壓會發生較大程度的改變，從而促使高頻分量產生，這種高頻分量與電弧所產生的高頻分量向結合，這種情況并不會超過電力線路保護方案所能接受的寬帶范圍內，高頻分量對測量工作開展并不會造成較深程度影響。電力線路保護體系中應用非工頻分量屬于新興內容，目前還沒有得到眾多人的認可。眾多科研工作者對電力線路保護方法研究都非常重視，經過一段時間努力也取得了非?？捎^成就，特別是給予高頻信號電力線路檢測方法的產生。這種檢測方法就是從一個調諧電路中到處系統電壓的高頻分量，該調諧電路與常規電容式電壓互感裝置進行有效連接。電力線路運行故障問題是在眾多因素影響下產生的，其中一些故障問題是有電弧和行波產生的寬帶噪聲引發的，這種噪聲常規的電力線路保護設備是無法探知的。但是本文介紹的保護設備則是可以借用高頻分量，實現電力線路故障問題檢測，彌補傳統電力線路檢測設備存在的不足，有效提升電力線路的保護力度。技術人員對疊層調諧設備以及電容設備進行接線處理，使得設備可以處于相應的頻率范圍內，可能具備較高的阻抗，也可能具備較低的阻抗。本文闡述的保護設備中，眾多疊層調諧器都是處于理想運行狀態下的，任何一個“帶內”分量都表現為高阻抗。技術人員還研究了轉變疊層調諧器與電容器設備連接后的阻抗方式，各個繼電器設備安裝點背后存在的任何故障進行逆向故障指示。需要特別注重的是，如果檢測的所有正向故障達到并且包括遠端母線，那么則表示檢測設備的檢測范圍并沒有具備規范性、嚴謹性的特點。同時也代表逆向檢測范圍也并非是嚴格的，雖然逆向檢測范圍要比正向檢測范圍有所延長。

二、基于高頻信號的輸電線路主動保護

（一）輸電線路正常運行時的高頻信號特征

線路正常運行時，線路各相信號發射器發出的高頻信號僅被本相信號接收器接收。令線路各相信號發射器按照A,B,C相的順序發出一小段信號，如果記接收到信號中最大幅值附近高頻信號的行為為1，接收到最大幅值30%以下幅值及幅值為0，高頻信號的行為為0，則A相接收到的信號可記為（1,0,0），B相接收到的信號可記為（0,1,0），C相接收到的信號可記為（0,0,1）。

（二）輸電線路單相接地故障時的高頻信號特征

線路A相接地時，A相信號發射器發出的高頻信號在故障處被引入地下，無法信號接收器接收。此時，A相接收到的信號可記為（0,0,0），B相接收到的信號可記為（0,1,0），C相接收到的信號可記為（0,0,1）。

（三）輸電線路非單相接地故障時的高頻信號特征

線路A,B兩相接地故障時，同理，A,B兩相信號發射器發出的高頻信號無法被號接收器接收。此時，A相接收到的信號為（0,0, 0），B相接收到的信號為（0,0,0），C相接收到的信號為（0,0,1）。

線路三相接地故障時，同理，A,B,C三相信號發射器發出的高頻信號均無法被信號接收器接收。此時，A相接收到的信號為（0, 0,0），B相接收到的信號為（0,0,0），C相接收到的信號為（0,0,0）。

線路A,B兩相短路故障時，線路A,B兩相信號發射器發出的高頻信號不僅在本相線路中存在，也會經故障點流入非本相線路中，使得A,B兩相信號接收器會接收到不同相信號發射器發出的高頻信號。此時，A相接收到的信號為（1,1,0），B相接收到的信號為（1,1,0），C相接收到的信號為（0,0,1）。

（四）基于高頻信號的輸電線路主動保護流程

根據高頻信號在輸電線路正常工作和各種故障下的特征，可制定一種基于高頻信號的輸電線路主動保護。線路故障時，線路上配置的電壓互感器和電流互感器即可判斷出故障發生，對于上述情況，根據熄弧時間經驗公式，故障后經0.5s延時，由故障相信號發射器，按照相應方式持續發出高頻信號，若1.5s內故障，相信號接收器接收到了本相高頻信號，則判定故障為瞬時性單相接地故障且故障已消失，停發高頻信號，并重合該相斷路器；若1.5s內仍未能接收到本相高頻信號，則判定故障為永久性單相接地故障，停發高頻信號，跳開線路三相斷路器，并閉鎖重合閘。

結語

這種主動式保護可以準確判斷出輸電線路中各種故障的存在，并在故障消失后及時將故障定性為瞬時性故障，解除重合閘裝置的閉鎖，使之重合成功；亦能可靠防止線路重合于永久性故障。這種主動式保護的實現只需要在各相傳輸線的兩端安裝高頻信號發射器、高頻信號接收器和濾波裝置，投入不大，易于實現和推廣。

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