输电线路闭锁式方向高频保护及优缺点

　　允许式高频保护原理

　　高频保护根据动作特性分为闭锁式及允许式。

　　闭锁式高频保护在线路发生故障时，首先由启动元件向对侧发送闭锁信号，当保护元件动作后停止发信，收不到对侧闭锁信号同时本侧保护元件动作时，保护出口跳闸，如图8-32所示。

　　允许式高频保护在发生故障时，保护元件动作后向对侧发送允许信号，收到对侧允许信号同时本侧保护元件动作保护出口跳闸，如图8-33所示。

　　输电线路闭锁式的方向高频保护

　　方向高频保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然后对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸。一般规定从母线指向线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反方向。

　　闭锁式方向高频保护的工作方式是当任一侧方向元件判断为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机向对侧发出闭锁信号，对侧保护接收到闭锁信号后，闭锁该侧保护。闭锁式方向高频保护的动作逻辑包括三个条件，即保护启动并发信（低值启动，无论区内或区外都会启动）；保护停信（由判正方向的元件启动）；先收到持续一定时间的闭锁信号（例如8ms，以证明通道是完好的）后又没收到闭锁信号（证明对侧也判断故障在正方向）。该逻辑对线路区内、区外故障情况判断如下：

　　（1）如果故障是在被保护的线路内，则本侧保护启动收发信机，方向元件判为正方向，停止发信；对侧保护也启动收发信机，方向元件也判为正方向，停止发信。双侧都是先收到闭锁信号后又没有收到闭锁信号，符合跳闸条件，两侧同时跳闸切除故障，如图8-34所示。

　　（2）如果故障发生在本侧反向，本侧保护启动收发信机后，方向元件判断故障在反方向，保护不出口（保护不停信）；对侧保护也启动收发信机，方向元件判别故障在正方向，停信，但收到了本侧发过去的闭锁信号，闭锁了对侧的保护，故对侧保护不出口跳闸，如图8-35所示。

　　（3）如果故障发生在对侧保护区外，本侧保护启动收发信机，方向元件判断故障在正方向，停信；对侧保护也启动收发信机，但判断故障在反方向，保护不出口（保护不停信），故对侧收发信机一直发信来闭锁本侧的保护，所以本侧保护不出口跳闸，如图8-36所示。

　　由以上分析可以看出，在外部故障时，距故障点较远一端的保护所感觉到的情况和内部故障时完全一样，此时主要是利用靠近故障点一端的保护发出高频闭锁信号，来防止远端保护的误动作。因此，在外部故障时保护正确动作的必要条件是靠近故障点一端的高频发信机必须启动，而如果两端启动元件的灵敏度不相配合时，就可能发生误动作。因此保护需要两个灵敏度不同的启动元件，灵敏度较高的启动元件只用来启动高频发信机以发出闭锁信号，而灵敏度较低的启动元件则准备好跳闸的回路。任何一端发出闭锁信号的元件的灵敏度都应保证高于对端保护动作跳闸元件的灵敏度，也就是说必须保证两端保护灵敏度的配合，否则可能误动。

　　闭锁式方向高频保护的主要优点是动作可靠性高，缺点是需要两端元件的动作时间和灵敏度配合，比较复杂，而且动作速度较慢。