淺談以檢測故障感應(yīng)高頻信號為基礎(chǔ)的電力線路保護新方法

何鳳威，張鵬

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

淺談以檢測故障感應(yīng)高頻信號為基礎(chǔ)的電力線路保護新方法

何鳳威，張鵬

雞西市郊區(qū)農(nóng)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(xiàn)后才會有技術(shù)人員對電力線路進行檢修，導(dǎo)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(wěn)定性較差。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，很多高新技術(shù)也不斷產(chǎn)生，基于檢測故障感應(yīng)高頻信號的電力線路保護新方法應(yīng)運而生，這種電力線路保護新方法的應(yīng)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(nèi)容進行探究，希望對相關(guān)人員有所啟示。

檢測故障；感應(yīng)；高頻信號；電力線路；保護新方法

引言

電力系統(tǒng)運行過程中常有不良故障問題產(chǎn)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(wěn)定性，電力企業(yè)需要應(yīng)用先進的技術(shù)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(chǔ)的電力線路保護新方法使得電力線路保護從以往被動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃樱嵘穗娏€路保護的有效性、針對性。對檢測故障感應(yīng)高頻信號為基礎(chǔ)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(guān)內(nèi)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(yīng)用繼電器設(shè)備對電力線路進行保護。隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性增加，電力線路保護技術(shù)也需要進行優(yōu)化和改良。很多的電力線路保護設(shè)備，基礎(chǔ)繼電器所應(yīng)用的測量兩，大多都是處理接近或者等同于額定系統(tǒng)頻率范圍內(nèi)的信息。不良故障問題發(fā)生后，系統(tǒng)電壓會發(fā)生較大程度的改變，從而促使高頻分量產(chǎn)生，這種高頻分量與電弧所產(chǎn)生的高頻分量向結(jié)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(nèi)，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(yīng)用非工頻分量屬于新興內(nèi)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(jīng)過一段時間努力也取得了非常可觀成就，特別是給予高頻信號電力線路檢測方法的產(chǎn)生。這種檢測方法就是從一個調(diào)諧電路中到處系統(tǒng)電壓的高頻分量，該調(diào)諧電路與常規(guī)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(chǎn)生的，其中一些故障問題是有電弧和行波產(chǎn)生的寬帶噪聲引發(fā)的，這種噪聲常規(guī)的電力線路保護設(shè)備是無法探知的。但是本文介紹的保護設(shè)備則是可以借用高頻分量，實現(xiàn)電力線路故障問題檢測，彌補傳統(tǒng)電力線路檢測設(shè)備存在的不足，有效提升電力線路的保護力度。技術(shù)人員對疊層調(diào)諧設(shè)備以及電容設(shè)備進行接線處理，使得設(shè)備可以處于相應(yīng)的頻率范圍內(nèi)，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(shè)備中，眾多疊層調(diào)諧器都是處于理想運行狀態(tài)下的，任何一個“帶內(nèi)”分量都表現(xiàn)為高阻抗。技術(shù)人員還研究了轉(zhuǎn)變疊層調(diào)諧器與電容器設(shè)備連接后的阻抗方式，各個繼電器設(shè)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(shè)備的檢測范圍并沒有具備規(guī)范性、嚴(yán)謹性的特點。同時也代表逆向檢測范圍也并非是嚴(yán)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(fā)射器發(fā)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(fā)射器按照A,B,C相的順序發(fā)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(fā)射器發(fā)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(fā)射器發(fā)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(fā)射器發(fā)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(fā)射器發(fā)出的高頻信號不僅在本相線路中存在，也會經(jīng)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(fā)射器發(fā)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(jù)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(fā)生，對于上述情況，根據(jù)熄弧時間經(jīng)驗公式，故障后經(jīng)0.5s延時，由故障相信號發(fā)射器，按照相應(yīng)方式持續(xù)發(fā)出高頻信號，若1.5s內(nèi)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(fā)高頻信號，并重合該相斷路器；若1.5s內(nèi)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(fā)高頻信號，跳開線路三相斷路器，并閉鎖重合閘。

結(jié)語

這種主動式保護可以準(zhǔn)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(xiàn)只需要在各相傳輸線的兩端安裝高頻信號發(fā)射器、高頻信號接收器和濾波裝置，投入不大，易于實現(xiàn)和推廣。

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