1、电力线载波保护,授课人：杨恩芳,一、载波保护的作用与特点,1、继电保护的作用 在电力系统中检测故障或其他异常状态从而切除故障，结束异常状态，发出信号或指示的设施。根据保护的对象不同可以分为：线路保护、变压器保护、发电机保护 2、继电保护的特点 允许传送和判别的时间很短、发送信号的次数极少、没有预定的发送时间，正确动作的概率很高(安全性很高)和丢失命令的概很低(可依靠性很高) 3、远方保护系统 由继电保护装置、保护接口设备（TPS）及通信系统（PLC）组成的系统,4、远方保护通道方框图,二、保护信号的传输过程,1、发信： 接点信号音频信号（或数字信号）高频信号 2、收信： 高频信号音频信号（或数
2、字信号） 接点信号 3、音频信号的控制方式 ON/OFF（单频键控）方式 FSK（移频键控）方式,三、纵联保护的概念,为了达到有选择性地快速切除全线故障的目的，需要利用通信通道将线路一侧电气量的信息传输到另一侧去，使线路两侧之间发生纵向的联系 根据使用通道分为3种 电力线载波纵联保护（简称载波保护） 微波纵联保护（简称微波保护） 光纤纵联保护（简称光纤保护）,四、载波传输的保护信号,1、闭锁信号方式：B（Blocking） 是阻止保护动作于跳闸的信号。接收端收到命令信号后禁止本端保护装置动作 2、允许跳闸信号方式：P（Permissive） 是允许保护动作于跳闸的信号。在接收端收到命令而且本端
3、保护也动作时才能实现跳闸 3、直接跳闸信号方式：D（Direct），也称DTT 是直接引起跳闸的信号。直接跳闸方式中，不论本端保护的动作情况如何，接收端收到命令信号后就可以跳闸,五、保护信号逻辑说明,只有当本地保护判断为故障，并且收不到对方送来的闭锁信号时才能动作跳闸出口。,1、闭锁信号,只有当本地保护判断为故障，并且收到对方送来的允许信号后才能动作跳闸出口。,2、允许信号,当本地保护判断为故障，或收到对方送来的跳闸信号时动作跳闸出口。,3、跳闸信号,六、保护通道的三大指标,可依赖性、安全性和快速性是远方保护通道的三大指标： 1、可依赖性 指丢失命令信号的概率，即可靠传输 2、安全性 指虚假命
4、令的概率，即抗干扰能力 3、快速性 指保护命令传输所经历的时间，即传输时间,七、载波设备保护信号的复用,1、频分复用，移频键控方式 这种方式是将4kHz音频频带划分一段来作复用保护通道频带。例如，2KHZ以下传话音，2KHZ以上传保护信号，平时只发送一个单频监护信号fG，保护发送命令时，转发另一个单频fT1或fT2命令信号。,2、频分复用，编码键控方式,这种方式是将4kHz音频频带划分一段来作复用保护通道。平时也是发送一个单频监护信号fG，发保护命令时，发出两个频率信号，它们分别代表两种状态，通过不同状态控制编码，交替发送两种频率。 这种复用方式的抗干扰能力强、安全性很高、传输速度较慢、利用率
5、高等特点。,3、时分复用，移频键控方式,这种方式是在话音频带内传送保护信号。它平时是在话音频带外发一个单频或利用导频作监护信号，发保护信号时切断监护信号fG 和话音信号，在话音频带内发一单频信号作命令信号。由于保护很少发信号，一般发信时时间很短，不会影响电话畅通，频率利用率很高。,4、时分复用，编码键控方式,这种方式也是在话音频带内传送保护信号。平时传送话音和监护信号频率fG，要发保护信号时切断监护信号频率fG 和话音，启动编码回路(不同的命令用不同的编码)，根据不同的编码交替发送跳闸频率fTL和 fTH。,5、载波机复用保护通道几种方式的比较,6、双判据的工作状态,正常运行状态常 发监频信号
6、，不发跳频信号 命令发送状态 停发监频信号，改发跳频信号 目的 提高命令传输的安全性,八、保护屏与通信屏之间命令信号的连接,九、保护电压的选择,1、保护接口设备提供的启动电压： 一般为24VDC或48VDC 2、保护装置或外部提供的启动电压： 一般为110VDC或220VDC 电压选择原则：电压越高越好,十、传输时间,1、标称传输时间T0 从一端载波机的保护接口的命令输入端信号状态改变时刻起，到另一端载波机的保护接口的命令输出端信号状态相应改变时刻止所经历的时间。 在不考虑高频通道部分的传输时间，也就是系统在背靠背试验时测得的传输时间称作标称传输时间T0。 T0是在无噪声的传输条件下测得的。,
7、2、实际传输时间Tac 系统接上有噪声的高频通道后实际测得的传输时间称作实际传输时间Tac。Tac总是大于标称传输时间T0。,十一、命令信号的编码传输,1、编码传输的目的 提高命令传输的安全性。 2、编码工作方式 适用于跳频信号的模拟阶段。每个命令用两个或多个跳频发送。 3、同一瞬间只有一个跳频 两个跳频信号按照一定的规则编码传输。,4、编码方式的特点 很强的抗干扰能力； 增加了传输时间； 适用于慢速保护。 例如传输远方跳闸信号。,十二、快速保护通道和慢速保护通道,1、快速保护通道： 传输时间一般要求小于15ms。用于主保护 2、慢速保护通道： 传输时间一般要求小于30ms。用于后备保护 3、
8、传输时间的选择原则： 不大于保护对通道传输时间的要求值。最接近保护对通道传输时间的要求值。 理由是，使保护接口设备的收信电路有足够的命令评估时间。,十三、命令输出继电器的选择,1、电磁型继电器 电气隔离空接点 输出电流较大，最大25A 无极性要求 动作时间长，约58ms 接点有抖动，易烧死 适合于告警和记录等输出,2、固态继电器 电气隔离空接点 输出电流较小，最大12A 有极性 动作时间短，小于0.25ms，可忽略不计。 接点无抖动 适合于命令输出,十四、实例,NSD50方框图,保护装置与载波机连接图,1、保护音频接口装置NSD50,1）特点 NSD50是嵌入式的保护接口，可插于ETL81机层
9、的预留位置中。它以ETL81的导频信号作为监频，在话音频带内传送命令信号，适宜于传输直接跳闸、允许跳闸和闭锁跳闸信号。,2）命令说明,NSD50的4个命令编码和非编码两种。非编码信号用于闭锁式和允许式，编码信号可以优先传送，用于直接跳闸。两种信号可以独立设置安全性、可依靠性和传输时间。在载波机的话音频带里，有8个预定的频率可以用作各种命令信号及其组合。非编码的命令信号使用单一频率，可以获得最佳信噪比和较短的传输时间。编码信号在2个频率间变换，可以增加抗干扰能力，提高安全性 。 信号完全由数字处理器DSP按数字方式处理。,3）NSD50各信号的频率,4）命令A接口图,发信： 连接在X16-1和X
10、16-2接点的保护装置的发信接点闭合，启动保护接口NSD550的(发A)发信光电继电器 ，控制载波机发保护命令。 收信： 载波机收到对侧命令后启动NSD550的（收A）收信继电器，闭合X16-5和X16-6接点，沟通保护装置收命令回路，保护装置收到命令后进行判别输出跳闸命令。,2、远方保护设备NSD550,1）工作原理NSD550发送命令时，导频或其自己的监频信号被切断，在ETL500的电话频带里传送远跳信号。命令信号发送时，电路会短时间切断电力线载波的电话信号和被设置为“可中断”的数据信号，将命令信号提升到最大的全部可用功率。由于利用载波机的导频监视远方保护通道，并利用电话频带传送跳频信号，NSD550不额外占用电力线载波的频带。,2）NSD550的工作方式 1个G4AI模块最多可以双向发送4个命令信号（A、B、C、D）。 NSD550可以根据使用要求以两种方式传送命令信号： （1）2+2方式：2个非编码命令+2个编码命令（即2个允许跳闸命令和2个直接跳闸命令）。 （2）3+1方式：3个非编码命令+1个编码命令（即3个允许跳闸命令和1个直接跳闸命令）。,3、保护接口,谢谢！,
