【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的圓 C1 和 C2 分別為繼電器在正、反方向的動(dòng)作特性。正方向短路時(shí)測(cè)量阻抗落于圓 C1 內(nèi)，繼電器能靈敏的動(dòng)作；反方向短路時(shí)測(cè)量阻抗落于第 III 象限，繼電器肯定不會(huì)動(dòng)作，方向性十分明確。j XRZ s mZ p 1 z dZ s nC 1C 3C 2圖 31 相間距離元件（姆歐繼電器）動(dòng)作特性需要提及注意的是，正、反方向故障時(shí)的動(dòng)作特性必須以正、反方向故障為前提導(dǎo)出，圖 31 中 C1 包含原點(diǎn)表明正向出口經(jīng)或不經(jīng)過渡電阻故障時(shí)都能正確動(dòng)作，并不表示反方向故障時(shí)會(huì)誤動(dòng)。2) 三相故障三相故障仍采用 BC 相參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，和兩相故障不同的是極化電壓用本相記憶電壓，其動(dòng)作判據(jù)為 PRS711DK 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置第 8 頁(yè) ?????90arg27010BCzdpBCIZU?? (35)在記憶電壓存在期間，其正、反方向的動(dòng)作特性仍分別為圖 35 中的圓 C1 和 C2；但在記憶作用消失后， 0BCU?就是故障后母線實(shí)際的殘壓，因而正反方向動(dòng)作特性圓 C1,C2 均變成圖中的圓 C3，此圓稱為繼電器的穩(wěn)態(tài)特性，對(duì)正、反方向故障都適用。由圖 31 可見，在記憶作用消失后，繼電器對(duì)出口和母線上故障的方向判別將變得不明確。本裝置采取給穩(wěn)態(tài)特性設(shè)置電壓死區(qū)的方式來解決這一問題：背后母線上故障時(shí)，殘壓不足以克服死區(qū)，繼電器始終不會(huì)動(dòng)作；正向出口故障時(shí)在記憶電壓作用下繼電器立即動(dòng)作；在繼電器已動(dòng)作的條件下，如果殘壓未發(fā)生變化，說明故障仍然存在，就將繼電器的動(dòng)作一直保持下去。相間距離 III 段動(dòng)作，閉鎖重合閘。 相間距離 IV 段（對(duì)側(cè) Y/?變后備保護(hù)）相間距離第 IV 段主要是作為對(duì)側(cè) Y/?降壓變壓器低壓側(cè)故障的遠(yuǎn)后備保護(hù)。中、低壓系統(tǒng)降壓變壓器的阻抗往往大于線路阻抗，在變壓器低壓側(cè)故障時(shí)由于對(duì)側(cè)母線上電源的助增作用，使線路第 III 段距離繼電器的靈敏度不足；同時(shí)，又由于 Y/?變壓器高、低壓側(cè)相位的差異（轉(zhuǎn)角30?）使得對(duì)低壓側(cè)兩相短路故障，在高壓側(cè)應(yīng)當(dāng)用相阻抗而不是相間阻抗繼電器測(cè)量才能正確反應(yīng)距離，而此時(shí)又沒有零序電流出現(xiàn)，給選相測(cè)量帶來一定困難。本裝置采用一個(gè)負(fù)序距離繼電器和一個(gè)拋球特性相間距離繼電器相結(jié)合的方式圓滿地解決了此問題。相間距離 IV 段動(dòng)作，閉鎖重合閘。1) 兩相故障負(fù)序距離繼電器用來保護(hù)變壓器低壓側(cè)不對(duì)稱故障，動(dòng)作判據(jù)為 141242 IZUIZzdpzdp?????? (36)式中： zdpZ4為相間距離 IV 段阻抗定值， ??TcLzk??.， L和 TZ分別為線路和降壓變的阻抗（見圖 32） ， ck為對(duì)側(cè)電源的最大助增系數(shù)。此繼電器的優(yōu)點(diǎn)有：a) 以負(fù)序分量為動(dòng)作量，不反應(yīng)負(fù)荷；b) 反應(yīng)負(fù)序分量，不受 Y/?轉(zhuǎn)角影響；c) 一個(gè)繼電器反應(yīng)各種相別的兩相短路；d) 對(duì)兩相短路的靈敏度可以比裝置起動(dòng)元件更靈敏，但是不反應(yīng)三相短路。2) 三相故障拋球特性的相間距離繼電器用來保護(hù)變壓器低壓側(cè)三相短路故障，動(dòng)作判據(jù)為 ?????90arg27042BCzdpBCIZU?? (37)降壓變壓器低壓側(cè)故障時(shí)常伴隨變電站直流電源消失，因此線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備作用十分重要。若由于遠(yuǎn)后備靈敏度不足或錯(cuò)誤測(cè)量，將導(dǎo)致變電站設(shè)備的嚴(yán)重?zé)龘p，損失慘重。采用本裝置專設(shè)的相間距離第Ⅳ段（對(duì)側(cè) Y/△變后備保護(hù)）將有效的保護(hù)此類故障，所以本保護(hù)也可稱為變電站故障的遠(yuǎn)后備保護(hù)。 PRS711DK 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置 第 9 頁(yè)綜上所述，完整的四段相間距離繼電器的動(dòng)作特性如圖 33 所示（記憶電壓存在期間，動(dòng)作特性如圖中實(shí)線圓；記憶電壓消失后，動(dòng)作特性如圖中虛線圓） 。圖 32 為被保護(hù)線路接線示意圖。對(duì)應(yīng)圖 32，圖 33 中的 AB 段代表本線路、BC 段代表相鄰線路，BD 段代表對(duì)側(cè)降壓變的分支。圖 33 中及以上各公式中： zdpZ1為“相間距離 I 段阻抗定值 ”， zdpZ2為“相間距離 II 段阻抗定值” ， zdpZ3為“相間距離 III 段阻抗定值” ， zdpZ4為 “相間距離 IV 段阻抗定值” 。Z TDCBAZ LZ s圖 32 被保護(hù)線路接線示意圖j XRABCDI 段I I 段I I I 段I V 段 （ 三相故障 ）I V 段 （ 兩相故障 ）Z p 1 z dZ p 2 z dZ p 3 z dZ p 4 z d圖 33 四段相間距離繼電器動(dòng)作特性 三段接地距離為了提高接地距離繼電器的動(dòng)作特性，使其能覆蓋較大的接地過渡電阻又不會(huì)發(fā)生超越，本裝置采用了零序電抗繼電器。零序電抗繼電器的動(dòng)作判據(jù)為 ??????????180)3(arg36001IIkZUzde?? (38)式中：k 為“零序阻抗補(bǔ)償系數(shù)” ，其計(jì)算公式為 103LZ?，其中 0L和 1Z分別為“線路零 PRS711DK 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置第 10 頁(yè) 序阻抗二次值”和“線路正序阻抗二次值”定值，在實(shí)際應(yīng)用中建議采用實(shí)測(cè)值對(duì) k 值進(jìn)行整定。本裝置經(jīng)過選相，保證在單相故障時(shí)，只有故障相才用零序電抗繼電器測(cè)量，將兩相短路接地故障劃歸相間故障，由相間距離繼電器測(cè)量。式（38）在阻抗平面上的動(dòng)作特性如圖 34 所示，為經(jīng)過整定阻抗矢量末端的直線。裝置采用零序功率方向繼電器來保證接地距離繼電器的方向性，同時(shí)在零序電抗繼電器的動(dòng)作判據(jù)中將 0I?相位后移 ?度，適當(dāng)限制其動(dòng)作區(qū)，提高安全性。另外，裝置還增設(shè)了姆歐繼電器，以進(jìn)一步解決接地距離繼電器超范圍誤動(dòng)作的問題。姆歐繼電器（假設(shè)為 A 相）的動(dòng)作判據(jù)為 ??????????? 903arg2701IkIZUjAzdeACB??? (39)極化電壓的相位前移 ?度，其作用是在短線路應(yīng)用時(shí)，將方向阻抗特性向第 I 象限偏移，以擴(kuò)大允許故障過渡電阻的能力。零序電抗繼電器與姆歐繼電器的配合使用，既擴(kuò)大了繼電器的動(dòng)作特性對(duì)接地過渡電阻的覆蓋能力，又使繼電器能可靠地避免了超越。 （ ?取值范圍為 0176。、15176。、30176。，被保護(hù)線路越短 取值越大。 ）綜上所述，完整的三段接地距離繼電器的動(dòng)作特性如圖 34 所示（圖中實(shí)線圓為 =0176。，虛線圓為 ?=30176。） 。j XRZ sZ e 1 z dZ e 2 z dZ e 3 z dβθ = 3 0 186。θ = 0 186。圖 34 三段接地距離繼電器動(dòng)作特性以上圖形及公式中： zdeZ1為“接地距離 I 段阻抗定值” ， zdeZ2為“接地距離 II 段阻抗定值” ，zdeZ3為“接地距離 III 段阻抗定值 ”。式（39）中角度 ?為“接地距離偏移角度定值” 。 零序電流保護(hù)本裝置配置有四段零序過流保護(hù)。每段保護(hù)及其方向元件的投退均可由用戶設(shè)定，并符合現(xiàn)場(chǎng)習(xí)慣。保護(hù)裝置在外部開入端子上設(shè)有“零序保護(hù)”投退壓板。PT 斷線時(shí)零序Ⅰ段保護(hù)退出，零序 Ⅱ段、零序Ⅲ段、零序Ⅳ段退出方向元件。零序過流方向元件正方向判據(jù)為 PRS711DK 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置 第 11 頁(yè)???340arg180IU? (310)當(dāng)零序電壓電流低于門檻值（ V30或 0零序電流啟動(dòng)定值）時(shí)，零序正方向元件不動(dòng)作。本裝置的零序電流和零序電壓均由保護(hù)內(nèi)部計(jì)算產(chǎn)生，杜絕了因接線錯(cuò)誤而導(dǎo)致的方向誤判，即有 ??????CBAUII??03零序Ⅲ段、零序Ⅳ段動(dòng)作閉鎖重合閘。 弱饋線保護(hù)弱饋線的電源容量很小，正常自線路吸收功率，線路故障時(shí)供出的短路電流小于負(fù)荷電流。由于電源容量很小，對(duì)線路故障可假設(shè)無電源進(jìn)行分析。1) 接地故障時(shí)由于變壓器中性點(diǎn)接地，可以有相當(dāng)大的零序電流流過，由于系統(tǒng)容量很小，等值電源的正、負(fù)序阻抗遠(yuǎn)大于變壓器的零序阻抗，因而正、負(fù)序電流很小，因而可近似認(rèn)為 0IICBA?；由于電源容量很小，故障相電壓顯著下降，變壓器的健全相以高壓側(cè)為原邊，低壓側(cè)為副邊，而故障相以低壓側(cè)為原邊，高壓側(cè)為副邊，短路功率由健全相經(jīng)低壓側(cè)流向故障相，再由故障相高壓側(cè)流向故障點(diǎn)，因此，線路保護(hù)的故障相距離繼電器能正確測(cè)量。2) BC 兩相短路接地時(shí)，可能出現(xiàn) CBI?， CBU， 0?B， BCI，相間距離繼電器變得不靈敏，此時(shí)采用 B 相或 C 相全阻抗繼電器測(cè)量，其動(dòng)作判據(jù)為zdeIkIZ?????)3(02 或 zdeIkIZ?????)3(02 (311)式中： z為“接地距離 II 段阻抗定值” 。3) 線路上發(fā)生兩相短路不接地故障時(shí)，若無電源則流過保護(hù)的正、負(fù)序電流都將由故障點(diǎn)流向母線，只要負(fù)荷的負(fù)序等值阻抗小于正序等值阻抗，相間距離繼電器也能正確測(cè)量。4) 線路上發(fā)生三相短路時(shí)，只在短路后很短時(shí)間內(nèi)負(fù)荷中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)能向線路供給短路電流，以后便既無電壓也無電流，這種情況下沒有保護(hù)也無妨。如果有小電源不迅速解列，則頻率急劇下降，使微機(jī)保護(hù)的采樣周期與下降后的頻率之間產(chǎn)生明顯差異，使計(jì)算混亂，所以當(dāng)檢測(cè)到頻率下降到 46Hz 時(shí)應(yīng)迅速跳閘，根本出路在于小電源應(yīng)迅速與系統(tǒng)解列。 不對(duì)稱相繼速動(dòng)保護(hù)單回線末端發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，對(duì)側(cè)斷路器的三相跳閘可被檢測(cè)出來，檢測(cè)對(duì)側(cè)斷路器三相跳閘的方法：如線路有一定的負(fù)荷電流，當(dāng)對(duì)側(cè)斷路器三相跳閘時(shí)必有健全相的電流下降到線路的充電電流。這種方法的局限性在于負(fù)荷電流必須顯著大于電容電流。如圖 35 所示，線路末端不對(duì)稱故障時(shí)， N 側(cè)Ⅰ段動(dòng)作快速切除故障，由于三相跳閘，非故 PRS711DK 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置第 12 頁(yè) 障相電流同時(shí)被切除，當(dāng) M 側(cè)保護(hù)測(cè)量到健全相負(fù)荷電流突然消失，而Ⅱ段距離元件連續(xù)動(dòng)作不返回，將 M 側(cè)開關(guān)不經(jīng)Ⅱ段延時(shí)定值而經(jīng)小延時(shí)確認(rèn)即可跳閘（設(shè)小延時(shí)是為了提高安全性） ，切除故障。不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)的邏輯圖如圖 36 所示。 M NABC圖 35 被保護(hù)線路接線示意圖 1amp?！?1amp。amp?！?1不對(duì)稱相繼速動(dòng)投入距離 I I 段動(dòng)作起動(dòng)前負(fù)荷 1 s 有流健全相無流3 I 0 變化 ＞ 0 . 2 * 記憶值3 I 0 0 . 4 I n不對(duì)稱相繼速動(dòng)動(dòng)作4 0 m s 0圖 36 不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)邏輯圖 雙回線相繼速動(dòng)保護(hù)雙回線相繼速動(dòng)保護(hù)又稱為橫聯(lián)保護(hù)，它是在雙回線上通過橫向比較兩回線階段式保護(hù)中測(cè)量元件的動(dòng)作邏輯，可以在線路末端（第Ⅰ段保護(hù)范圍以外）發(fā)生故障時(shí)依靠縱續(xù)動(dòng)作快速切除故障。在線路末端故障時(shí)兩回線的保護(hù)都能靈敏地起動(dòng)，為了防止超越（避開雙回線區(qū)外故障） ，由另一回線的保護(hù)第Ⅲ段實(shí)現(xiàn)閉鎖，即每回線的保護(hù)第Ⅲ段向另一回線的保護(hù)發(fā)閉鎖信號(hào)，將后者的Ⅱ段雙回線相繼速動(dòng)保護(hù)元件閉鎖。當(dāng)對(duì)側(cè)保護(hù)第Ⅰ段動(dòng)作、斷路器跳開后，健全線保護(hù)第Ⅲ段立即返回，解除對(duì)故障線相繼速動(dòng)保護(hù)元件的閉鎖，于是后者的距離Ⅱ段相繼速動(dòng)保護(hù)元件經(jīng)過短延時(shí)作用于跳閘（稱為縱續(xù)動(dòng)作） 。雙回線區(qū)外故障時(shí)兩回線的保護(hù)相互閉鎖，區(qū)外故障切除時(shí)兩回線保護(hù)各段都返回，閉鎖信號(hào)解除也不會(huì)誤動(dòng)。為了安全起見，必須曾經(jīng)收到閉鎖信號(hào)，然后閉鎖信號(hào)消失才可能實(shí)現(xiàn)縱續(xù)動(dòng)作。另外，縱續(xù)動(dòng)作帶小延時(shí)也有利于提高安全性。如圖 37 所示，雙回線 L1 的近 N 側(cè)發(fā)生故障，M 側(cè)的保護(hù)裝置 M1，M2 的距離Ⅲ段都動(dòng)作，相互發(fā)信號(hào)閉鎖對(duì)方的Ⅱ段雙回線相繼速動(dòng)保護(hù)元件。當(dāng)故障被 N 側(cè)保護(hù) N1 的Ⅰ段切除，保護(hù)裝置 M2 的距離Ⅲ段返回，同時(shí)收回對(duì)保護(hù) M1 的閉鎖信號(hào)，而保護(hù) M1 的距離Ⅱ段仍在動(dòng)作，它收不到閉鎖信號(hào)后經(jīng)過短延時(shí)動(dòng)作跳閘。本裝置橫聯(lián)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是不論線路的工況如何，雙回線兩側(cè)的橫聯(lián)保護(hù)都能有效地發(fā)揮作用。當(dāng)線路轉(zhuǎn)為單回線運(yùn)行時(shí)橫聯(lián)保護(hù)自動(dòng)退出，保護(hù)無需整定，運(yùn)行人員不必干預(yù)，也不利用斷路器輔助接點(diǎn)，所以簡(jiǎn)單、方便、可靠。 PRS711DK 微機(jī)線路