允许式方向高频保护工作原理

允许式方向高频保护利用通道传送允许信号，收到允许信号是保护动作于跳闸的必要条件，如图8-37 （a）所示，在功率方向为正的一侧向对侧发送允许信号，此时每侧的收信机只能接收对侧的信号而不能接收自身的信号。每侧的保护必须在方向元件动作，同时又收到对侧的允许信号之后，才能动作于跳闸。在外部故障时近故障侧方向元件判断为反方向，不仅本侧保护不跳闸，也不向对侧发送允许信号，对侧收信机接收不到允许信号，就不允许该侧保护跳闸；在内部故障时两侧方向元件均判断为正方向，又都向对侧发送允许信号，两侧收信机都收到允许信号，使两侧保护动作跳闸。

构成允许式方向高频保护的基本框图如图8-37 （b），启动元件动作后，正方向元件动作，反方向元件不动作，与门G2启动发信机，向对侧发允许信号，同时准备启动与门G3。当收到对端发来的允许信号时，与门G3即可经抗干扰延时动作于跳闸。

对于允许式高频保护，当本线路故障遇到通道被破坏，则保护会因收不到允许信号而使保护拒动。因此允许式高频保护需要经常对通道监视，即在正常时发出监频信号（又称导频信号），在区内故障时停发监频信号，改发允许信号。收发信机提供一对监频消失时闭合的触点供保护逻辑查询。因为在正常运行时收到监频信号，保护必然是处于闭锁状态，因此监频信号也可以看成是一种闭锁信号。然而在区内故障时，发出允许信号必然要停发监频信号，也就是保护要解除闭锁而动作。允许信号通过故障点时会遇到衰耗增大的问题，最严重的情况是通道阻塞。对于相一相耦合双频制的允许方式，通道阻塞只可能发生在相间故障时，单相接地故障只发生信号衰减，不会发生通道阻塞。为了防止本线路故障时通道阻塞而拒动，允许方式下，均设置了解除闭锁方式，仅在相间故障时投入，并要求保护启动前监频信号是正常的，即故障前通道是完好的。在本线路相间故障，通道又发生阻塞时只要本侧方向元件判定为正方向同时又收不到对侧发来的允许信号，却有来自收信机的“监频消失”信号，在上述条件均满足时经适当延时确认后发出跳闸脉冲。对于线路内部单相接地故障，只要本侧判为正方向又收到对侧发来的允许信号，即可出口跳闸。

如果在线路的一侧断路器断开的情况下，线路发生故障，断开侧方向元件不能动作，不能控制发信机发出允许信号，将使电源侧的保护拒动，为此设置“三跳回授”逻辑功能，即断开侧保护根据三跳位置开关量输入，在收到对侧发来允许信号时立即向对侧“回授”发出允许信号，使对侧高频保护动作。与此类情况相似的还有单端电源线路区内故障拒动的问题，例如单端电源线路的无电源侧，一般的方向元件在区内故障时是不会动作的，这也将造成电源侧保护拒动。解决此类问题的有效办法仍然是“回授”法。在无源侧收到电源侧发来的允许信号后，远方控制发信机产生允许信号，“回授”跳频发至电源侧，使电源侧保护动作。为防止区外故障时误“回授”允许信号，在无电源侧利用反方向动作信号闭锁远方（电源测）控制的发信回路。

方向测量元件为阻抗元件的允许式保护称为允许式距离保护，在这种情况下，允许式保护有欠范围允许式和超范围允许式两种构成方式。

欠范围允许式保护由载波机与阶段式距离保护配合构成，启动发信的元件动作区只占线路的一部分。由阶段式距离保护的带方向性第Ⅰ段测量元件QⅠ启动。收信机收到对侧高频信号的同时，若本侧保护第Ⅱ段QⅡ动作，即发出跳闸命令，如图8-38所示。由于任何外部故障时都不出现允许信号，因此保护Ⅱ段可以不带方向性。这种方式要求两侧第Ⅰ段保护范围有一定的重叠区，当线路中间发生短路时，不必等待对侧允许信号，两侧均可以Ⅰ段速度切除故障。

超范围允许式保护的启动发信元件的动作区大于线路全长，由带方向的第Ⅱ段QⅡ发信。收信机收到对侧高频信号与本侧超范围第Ⅱ段QⅡ共同启动跳闸，如图8-39所示。两侧保护区的重叠部分为整个保护的动作区，发信测量元件QⅡ必须具有方向性。超范围保护在线路中间故障时的切除时间须加上信号的传输时间，因此超范围允许式保护动作速度慢于欠范围允许式。保护常配以独立的第工段测量元件QⅠ，可直接作用于跳闸，以加速切除故障，但并不要求两侧Ⅰ段测量元件保护范围有重叠区。