【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。 分相穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)延時(shí)段動(dòng)作方程： 式中：動(dòng)作電流，為兩側(cè)電流矢量和的幅值；制動(dòng)電流，為兩側(cè)電流矢量差的幅值；為差動(dòng)動(dòng)作電流定值，由用戶整定；整定時(shí)應(yīng)保證末端短路有足夠的靈敏度；。穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)延時(shí)段繼電器動(dòng)作后固定經(jīng)30ms延時(shí)動(dòng)作。 分相穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)快速段 動(dòng)作方程： 式中：動(dòng)作電流，為兩側(cè)電流矢量和的幅值；制動(dòng)電流，為兩側(cè)電流矢量差的幅值；為差動(dòng)動(dòng)作電流定值，由用戶整定。 分相增量差動(dòng)元件 動(dòng)作方程： 式中：動(dòng)作電流，為兩側(cè)電流變化量矢量和的幅值；制動(dòng)電流，為兩側(cè)電流矢量差的幅值；為差動(dòng)動(dòng)作電流定值。實(shí)測(cè)電容電流值為線路正常運(yùn)行時(shí)未經(jīng)電容電流補(bǔ)償?shù)臏y(cè)量差流值。 零序電流差動(dòng)元件動(dòng)作方程： 式中：動(dòng)作電流，為兩側(cè)零序電流矢量和的幅值；制動(dòng)電流，為兩側(cè)零序電流矢量差的幅值；為差動(dòng)動(dòng)作電流定值。該元件滿足條件后延時(shí)100ms動(dòng)作。零序差動(dòng)元件配合差流選相元件選擇差流最大相出口。 電容電流影響及補(bǔ)償措施對(duì)于500kV及以上系統(tǒng)較長輸電線路，電容電流較大，且發(fā)生故障及系統(tǒng)合閘操作時(shí)暫態(tài)電容電流較大，差動(dòng)保護(hù)需要考慮電容電流的影響。WXH803A差動(dòng)保護(hù)采取暫態(tài)時(shí)投入高定值差動(dòng)方程及數(shù)字濾波，正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行電容電流補(bǔ)償，以避免長線路電容電流的影響。電容電流補(bǔ)償用于精確評(píng)估當(dāng)前系統(tǒng)差流量。178。 電容電流的計(jì)算公式如下：式中為線路零序容抗定值、為線路正序容抗定值、為線路全長零序阻抗、為線路全長正序阻抗、為本側(cè)相電壓相量、為本側(cè)零序電壓相量、為本側(cè)相電流相量、為本側(cè)零序電流相量178。 根據(jù)上式計(jì)算出每一相的電容電流值，若需要補(bǔ)償，則采用本端全補(bǔ)償。補(bǔ)償公式如下：式中為本側(cè)補(bǔ)償后相電流相量，為對(duì)應(yīng)相電容電流相量，k為電容電流補(bǔ)償系數(shù)，根據(jù)線路并聯(lián)電抗器和線路容抗定值計(jì)算得出。 差動(dòng)電流識(shí)別CT斷線由于差動(dòng)保護(hù)的靈敏性，對(duì)CT二次回路的監(jiān)視應(yīng)更加嚴(yán)格，其中CT斷線可能引起誤動(dòng)。當(dāng)一側(cè)CT斷線時(shí)，本側(cè)可能會(huì)電流突變量啟動(dòng)，但對(duì)側(cè)不會(huì)電流突變量啟動(dòng)，且系統(tǒng)電壓不會(huì)發(fā)生變化。由于差動(dòng)保護(hù)經(jīng)過以下閉鎖邏輯：①兩側(cè)電流突變量同時(shí)啟動(dòng)或②一側(cè)電流突變量啟動(dòng)時(shí)需有電壓變化量，因此差動(dòng)保護(hù)不會(huì)開放而誤動(dòng)作?；陔p端量的CT斷線判據(jù)只考慮系統(tǒng)不發(fā)生故障情況下單側(cè)CT斷線。CT斷線判據(jù)的邏輯圖如下： 圖357 CT斷線邏輯框圖，當(dāng)裝置檢測(cè)到有差流存在且該相一側(cè)無流時(shí)，延時(shí)10秒報(bào)該側(cè)CT斷線；，若檢測(cè)到有差流而該相兩側(cè)都有流，延時(shí)10秒報(bào)差流長期存在。CT斷線時(shí)，發(fā)生故障或系統(tǒng)擾動(dòng)導(dǎo)致啟動(dòng)元件動(dòng)作，若“CT斷線閉鎖差動(dòng)”整定為“1”，則按斷線相閉鎖電流差動(dòng)保護(hù)；若整定為“0”，則仍開放該相電流差動(dòng)保護(hù)。 CT飽和當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，CT可能會(huì)飽和，如不采取措施，差動(dòng)保護(hù)可能會(huì)誤動(dòng)，本裝置采用時(shí)差法快速區(qū)內(nèi)外識(shí)別元件及虛擬制動(dòng)電流CT飽和識(shí)別開放元件相結(jié)合，可以達(dá)到在發(fā)生故障CT飽和時(shí)，且在區(qū)外故障轉(zhuǎn)為區(qū)內(nèi)故障時(shí)能夠快速開放差動(dòng)保護(hù)。用于3/2接線方式時(shí)，如果采用相鄰2個(gè)CT和電流接入時(shí)，采用本側(cè)和電流及對(duì)側(cè)電流判斷CT飽和；如果采用相鄰2個(gè)CT電流分別接入時(shí)，采用本側(cè)分電流及對(duì)側(cè)電流判別CT飽和，提高了裝置抗CT飽和能力。 遠(yuǎn)跳、遠(yuǎn)傳信號(hào)保護(hù)裝置設(shè)計(jì)了兩路遠(yuǎn)傳信號(hào)回路，經(jīng)一側(cè)裝置的兩個(gè)強(qiáng)電開入端子，通過本側(cè)裝置的數(shù)字通道交換的雙端信息向?qū)?cè)傳送；對(duì)側(cè)保護(hù)裝置接收處理后各輸出兩付空接點(diǎn)，供用戶靈活選擇使用。保護(hù)裝置還設(shè)計(jì)了可代替遠(yuǎn)跳裝置的遠(yuǎn)跳命令功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方跳閘功能；裝置設(shè)遠(yuǎn)跳開入信號(hào)，可傳輸遠(yuǎn)跳信號(hào)到對(duì)側(cè)，對(duì)側(cè)收到經(jīng)正反碼校驗(yàn)的遠(yuǎn)跳后，進(jìn)行跳閘命令的處理。本側(cè)永跳后無流則閉鎖遠(yuǎn)跳功能。由于遠(yuǎn)傳及遠(yuǎn)跳屬于直跳類型保護(hù)數(shù)據(jù)，因此保護(hù)裝置內(nèi)部為避免通道誤碼帶來的影響做如下處理。采樣樣得到遠(yuǎn)傳、遠(yuǎn)跳開入信號(hào)，經(jīng)過正反位編碼處理：高電平時(shí)編碼為“01”，低電平時(shí)編碼為“10” ，作為開關(guān)量，和電流采樣數(shù)據(jù)組合成一幀數(shù)據(jù)，再次對(duì)此幀數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，連同校驗(yàn)碼通過光纖數(shù)字通道傳送給對(duì)側(cè)保護(hù)裝置。對(duì)側(cè)裝置每收到一幀信息，都要進(jìn)行CRC反校驗(yàn)，之后再單獨(dú)對(duì)開關(guān)量進(jìn)行互補(bǔ)反校驗(yàn)。即收到“01” 和“10” 信號(hào)為有效信號(hào)，并且經(jīng)過連續(xù)三次相同確認(rèn)后，才認(rèn)為收到的遠(yuǎn)傳或者遠(yuǎn)跳信號(hào)是可靠的。采取以上措施能夠有效地避免通道存在誤碼情況下導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)作。 階段式距離保護(hù)裝置設(shè)置了一段快速距離、三段式相間距離及三段式接地距離保護(hù)；相間距離保護(hù)由圓特性阻抗復(fù)合躲負(fù)荷線構(gòu)成，接地距離保護(hù)由多邊形特性阻抗及零序方向元件構(gòu)成。 快速距離保護(hù)在應(yīng)用于較長輸電線路時(shí)，可以投入快速距離保護(hù)，采用工作電壓突變量大于一定值作為動(dòng)作方程，作為故障分量保護(hù)，具有較強(qiáng)的耐過渡電阻能力。 其中： 三段式接地距離 由多邊形特性阻抗元件、零序電抗元件、零序功率方向元件復(fù)合構(gòu)成接地距離Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保護(hù)； 178。 Ⅰ、Ⅱ段動(dòng)作特性： 圖362a 接地距離多邊形特性 圖362b零功方向元件特性 零序電抗線：零序功率方向：注：在非全相過程中動(dòng)作元件的特性不變，方向由工頻變化量方向代替；178。 Ⅲ段動(dòng)作特性： 圖362c 接地距離多邊形特性 圖362d零功方向元件特性 178。 測(cè)量方程（X，R的測(cè)量） 其中：為零序電流補(bǔ)償系數(shù)；注：對(duì)手合加速及后加速投入反方向偏移阻抗繼電器。 三段式相間距離 相間距離Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保護(hù)采用由正序電壓極化的圓特性。 178。 Ⅰ、Ⅱ段動(dòng)作特性： 圖363a正方向故障的動(dòng)作特性（帶記憶） 圖363b 正方向故障的動(dòng)作特性（穩(wěn)態(tài)）178。 Ⅲ段動(dòng)作特性： 圖35c正方向不對(duì)稱故障時(shí)動(dòng)作特性 圖35d 三相故障時(shí)動(dòng)作特性（偏移阻抗）正序極化電壓較高時(shí)，由正序電壓極化的距離繼電器有很好的方向性；當(dāng)正序電壓下降至20%以下時(shí)，由正序電壓記憶量極化。為保證正方向故障能動(dòng)作，反方向故障不動(dòng)作，設(shè)置了偏移特性。在Ⅰ、Ⅱ段距離繼電器暫態(tài)動(dòng)作后，改用反偏阻抗繼電器，保證繼電器動(dòng)作后能保持到故障切除。在Ⅰ、Ⅱ段距離繼電器暫態(tài)不動(dòng)作時(shí)，改用上拋?zhàn)杩估^電器，保證母線及背后故障時(shí)不誤動(dòng)；對(duì)后加速則一直使用反偏阻抗繼電器。動(dòng)作方程Ⅰ、Ⅱ比相圓： 為偏移角；電抗線：Ⅲ段比相圓：式中：為極化電壓。全相時(shí)采用正序極化，非全相過程中改為健全相相間電壓極化；為工作電壓。 故障開放元件 短時(shí)開放保護(hù)相電流突變量啟動(dòng)元件，能靈敏反映各種不對(duì)稱和對(duì)稱故障，利用該元件動(dòng)作后瞬時(shí)開放保護(hù)，如識(shí)別系統(tǒng)失穩(wěn)后的期間再發(fā)生故障時(shí)則采用不對(duì)稱故障開放及對(duì)稱故障開放保護(hù)邏輯。 不對(duì)稱故障開放元件不對(duì)稱故障判別元件的基本出發(fā)點(diǎn)就是檢測(cè)三相不對(duì)稱度。不對(duì)稱故障判別元件的動(dòng)作判據(jù)為：I2+I0≥mI1 采用這種故障判別元件在振蕩過程中發(fā)生區(qū)外故障時(shí)不會(huì)誤開放保護(hù)，在區(qū)內(nèi)故障只要兩側(cè)功角δ較小就能開放保護(hù)。若TS=，在δ=177。36176。的區(qū)間將歷時(shí)20ms，Ⅰ段距離繼電器可以動(dòng)作。由于m＜1，一般線路兩側(cè)保護(hù)同時(shí)開放，在不利的情況下才是一側(cè)保護(hù)Ⅰ段跳閘后另一側(cè)縱續(xù)動(dòng)作。 對(duì)稱故障開放元件在啟動(dòng)元件開放150ms以后或系統(tǒng)振蕩過程中，如發(fā)生三相故障，則上述開放措施均不能開放保護(hù)，本裝置中另設(shè)置了專門的振蕩判別元件，即判別測(cè)量振蕩中心的電壓： 其中：為線路阻抗角， ， 為正序電壓。 圖373 系統(tǒng)電壓相量圖在系統(tǒng)正常運(yùn)行或系統(tǒng)振蕩時(shí)，恰好反應(yīng)振蕩中心的電壓。本裝置采用的動(dòng)作判據(jù)分二部分： 延時(shí)150ms開放 延時(shí)500ms開放。 非全相運(yùn)行時(shí)的故障開放判據(jù) 非全相運(yùn)行系統(tǒng)振蕩時(shí)，距離繼電器可能動(dòng)作，但選相區(qū)為跳開相。非全相再單相故障時(shí)，距離繼電器動(dòng)作的同時(shí)選相區(qū)進(jìn)入故障相，因此，可以以選相區(qū)不在跳開相作為開放條件。 　 另外，非全相運(yùn)行系統(tǒng)未振蕩時(shí)，測(cè)量非故障二相電流之差的工頻變化量，當(dāng)該電流突然增大達(dá)一定幅值時(shí)開放非全相運(yùn)行振蕩閉鎖。因而非全相運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)能快速開放。 以上二種情況均不能開放時(shí)，測(cè)量?jī)山∪嘞嚅g電壓的，判據(jù)同全相時(shí)的對(duì)稱開放元件。 應(yīng)用于串聯(lián)電容補(bǔ)償系統(tǒng)的解決方案 正序極化電壓采用記憶對(duì)于相間正序電壓極化的比相圓需要消除故障時(shí)電壓反向的影響，因此在故障后相間阻抗采用的極化電壓都帶記憶，其正向故障時(shí)動(dòng)態(tài)特性如圖363（a）所示。對(duì)于相間延時(shí)段阻抗保護(hù)，則采用不同記憶時(shí)間的正序極化比相圓動(dòng)作時(shí)間的時(shí)序來消除電壓反向的影響，在正方向故障時(shí)，相間阻抗Ⅱ段比相圓采用記憶4周前正序電壓極化比相圓與記憶6周前正序電壓極化比相圓均會(huì)同時(shí)動(dòng)作，反方向故障時(shí)由于記憶的消失，記憶4周前正序電壓極化的比相圓首先動(dòng)作，40ms后記憶6周前正序電壓極化比相圓再動(dòng)作，根據(jù)此特性相間阻抗Ⅱ段采用正向故障固定，反向故障閉鎖方法保證區(qū)內(nèi)故障延時(shí)動(dòng)作，區(qū)外故障不會(huì)誤動(dòng)作。 正向故障時(shí)抗超越措施當(dāng)保護(hù)的正向含有串補(bǔ)電容時(shí)，則破壞了輸電線路阻抗均勻分布特性，若發(fā)生區(qū)外電容器后故障，則會(huì)由于串補(bǔ)電容的影響，使得測(cè)量阻抗縮短，落入保護(hù)動(dòng)作范圍。尤其是當(dāng)串補(bǔ)電容不在本線路上時(shí)由于其它電源的助增影響會(huì)導(dǎo)致測(cè)量阻抗縮小更大，因此也需要考慮正向串補(bǔ)不在本線的影響。阻抗Ι段的定值仍按本線路電抗的70％～85％整定（不含電容），實(shí)際的保護(hù)范圍取為。 零序方向繼電器當(dāng)發(fā)生正向不對(duì)稱接地故障時(shí)，如背后的零序等效阻抗為容性時(shí)，常規(guī)的零序方向繼電器會(huì)判為反方向故障，如下圖所示。圖 383 不對(duì)稱故障當(dāng)時(shí)發(fā)生了零序電壓反向，應(yīng)對(duì)零序電壓進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ侨。?的選取應(yīng)保證，可以簡(jiǎn)單地取。由于線路零序阻抗遠(yuǎn)大于正序阻抗，這樣的補(bǔ)償也僅補(bǔ)償了線路的一小部分，反向故障不會(huì)失去方向性。對(duì)于無串補(bǔ)的線路、串補(bǔ)不在本側(cè)或串補(bǔ)在本側(cè)但取母線TV 的則不會(huì)出現(xiàn)這種情況，此時(shí)取0。 輔助元件 PT斷線檢查PT斷線僅在線路正常運(yùn)行時(shí)投入，保護(hù)啟動(dòng)后不進(jìn)行PT斷線檢測(cè)。178。 PT斷線判據(jù)為：a．三相電壓相量和大于7V，即自產(chǎn)零序電壓大于7V，保護(hù)不啟動(dòng)，延時(shí)1秒發(fā)PT斷線異常信號(hào)。b．三相電壓相量和小于8V，但正序電壓小于30V時(shí)，若采用母線PT則延時(shí)1秒發(fā)PT斷線異常信號(hào)；若采用線路PT，且沒有三相跳位（經(jīng)電流確認(rèn)）時(shí)，延時(shí)1秒發(fā)PT斷線異常信號(hào)。裝置通過整定控制字來確定是采用母線PT還是線路PT。178。 判別PT斷線后退出距離保護(hù)，同時(shí)自動(dòng)投入PT斷線相過流和PT斷線零序過流保護(hù)，零序過流Ⅱ段退出，零序過流Ⅲ段退出方向元件，滿足電流門檻后直接出口。178。 PT斷線恢復(fù)后保護(hù)延時(shí)2秒恢復(fù)正常，PT斷線異常信號(hào)返回。 PT反序檢查PT反序判據(jù)為：負(fù)序電壓（U2）大于四倍正序電壓（U1）且負(fù)序電壓（U2）大于12V。此判據(jù)帶1秒延時(shí)，報(bào)PT反序，驅(qū)動(dòng)告警繼電器。 CT反序檢查CT反序判據(jù)為：負(fù)序電流（I2）大于四倍正序電流（I1）且負(fù)序電流（3I2）。此判據(jù)帶1秒延時(shí), 報(bào)CT反序，驅(qū)動(dòng)告警繼電器。 CT斷線差動(dòng)保護(hù)具有根據(jù)差動(dòng)電流原理識(shí)別CT斷線邏輯，對(duì)于后備保護(hù)仍需單獨(dú)設(shè)置CT斷線判據(jù)，即3I0啟動(dòng)12S不返回且無零序電壓，則發(fā)CT斷線告警信號(hào)，且閉鎖3I0啟動(dòng)保護(hù)功能，CT斷線后僅保留距離Ⅱ、Ⅲ段保護(hù)，零序反時(shí)限保護(hù)不受CT斷線控制。 保護(hù)邏輯框圖 總體保護(hù)邏輯示意圖3101 差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖 A通道光纖差動(dòng)保護(hù)在CPU1中實(shí)現(xiàn)，B通道光纖差動(dòng)保護(hù)在CPU2中實(shí)現(xiàn)，2個(gè)通道光纖差動(dòng)保護(hù)邏輯上獨(dú)立。距離、零序等后備保護(hù)在CPU2中實(shí)現(xiàn)。雙CPU二取二啟動(dòng)開放出口正電源，用于保證不因任一元器件損壞而引起保護(hù)誤動(dòng)作。 差動(dòng)保護(hù)邏輯 圖3102 差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖 上圖以A相為例。保護(hù)投入包含軟壓板和硬壓板，兩個(gè)均投入時(shí)認(rèn)為保護(hù)投入；通道數(shù)據(jù)異常包含誤碼高、連接錯(cuò)誤（裝置混聯(lián)）、通道中斷、自環(huán)狀態(tài)與整定不一致及兩側(cè)失步等情況；CT斷線時(shí)，若CT斷線閉鎖控制字投入，則分相閉鎖差動(dòng)保護(hù)，否則若滿足差動(dòng)判據(jù)則出口； 啟動(dòng)開放條件為：兩側(cè)電流突變量啟動(dòng)元件均動(dòng)作或者差流啟動(dòng)條件滿足。 距離保護(hù)邏輯 圖3103 距離保護(hù)邏輯框圖 178。 全相及非全相時(shí)配置三段式相間距離及接地距離保護(hù)。178。 在手合故障時(shí)設(shè)置了按阻抗Ⅲ段加速切除故障的功能，考慮到手合故障PT可能在線路側(cè)，手合加速阻抗帶偏移特性。178。 距離保護(hù)在系統(tǒng)未振蕩時(shí)一直投入突變量啟動(dòng)元件瞬時(shí)開放距離