几种型号的分相电流差动保护的异同
第三讲:分相电流差动保护

第一节光纤及光纤通道随着光纤通信技术的快速发展,并由于光纤通信容量大、具有电不敏感性,传输中不受电磁干扰的影响,抗干扰能力极强,用光纤作为继电保护通道得到了快速发展。
在国电公司制定的《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》中明确提出应积极推广使用光纤通道做为纵联保护的通道方式。
由于光纤通信容量大因此可以利用它构成输电线路的分相纵联保护,例如分相纵联电流差动保护、分相纵联距离、方向保护等。
光纤通信一般采用脉冲编码调制(PCM)方式可以进一步提高通信容量,信号以编码形式传送,其传输速率一般为64KB/S,按目前做出的装置传输距离可以达到100km。
如果用2MB/S的传输速率,由于衰耗较大传输距离只能在70km以下。
光缆结构如图2.1.4 所示。
图2.2.1 光缆结构图光缆基本上都由缆芯、加强元件和护层三部分组成。
缆芯是由单根或多根光纤芯线组成,其作用是传输光波。
加强元件一般有金属丝和非金属纤维,其作用是增强光缆敷设时可承受的拉伸负荷。
光缆的护层主要是对已形成缆的光纤芯线器保护作用,避免受外界的损伤。
图 2.2.3 基本光纤通信系统一个基本的光纤通信系统包含图2.2.2所示的几个部分:①发送调制。
它将所需传送的保护信号(模拟电流信号或逻辑命令信号)变换成能够采用光纤通道传输的脉冲信号。
常用的调制方式有脉冲编码调制(PCM)、脉宽调制(PWM)、移频键控(FSK)等。
②光源。
光源一般采用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)或激光器组件。
③光纤连接器。
完成光纤接口端机与外界光缆的连接。
④光纤接收器。
⑤接收解调。
它的作用是将光纤接收器输出的脉冲方式的电信号还原成相应的保护信号(模拟电流信号或逻辑命令信号)。
⑥光纤通道。
由光纤完成。
上述①、②两部分合称光发送机,④、⑤两部分合称光接收机。
光发送机、光接收机简称光端机,目前微机光纤电流保护装置中都内置了光端机。
继电保护所采用的光纤通道主要有两种方式:一种是为保护敷设的专用光纤通道。
分相电流差动保护原理

分相电流差动保护原理分相电流差动保护是一种常用的电力系统保护方式,它主要用于检测电力系统中的相间故障,保护系统的安全稳定运行。
分相电流差动保护原理是基于电力系统中各相之间的电流差异来实现的,通过对比各相电流的差异,可以及时准确地判断系统中是否存在相间故障,并采取相应的保护措施,保障电力系统的安全运行。
分相电流差动保护的原理基于基尔霍夫电流定律和电力系统中各相之间的电流关系。
在正常情况下,电力系统中各相之间的电流应该是平衡的,即各相电流之和为零。
但是当系统中出现相间故障时,故障点处的电流会发生变化,导致各相电流不再平衡,这时候就可以通过检测各相电流的差异来判断系统中是否存在故障。
分相电流差动保护系统通常由主保护装置和辅助装置组成。
主保护装置通过对各相电流进行采样和比较,来判断系统中是否存在相间故障,并进行相应的保护动作。
辅助装置则负责对主保护装置进行监测和辅助控制,以确保保护系统的可靠性和稳定性。
分相电流差动保护的原理是基于电力系统中各相之间的电流差异来实现的,因此在实际应用中需要注意以下几点:首先,对各相电流的采样和比较需要精准可靠,保证对系统中小电流差的准确检测。
其次,需要对保护系统进行合理的配置和参数设置,确保对各种类型的相间故障都能够及时准确地判断和保护。
最后,需要对保护系统进行定期的检测和维护,确保其可靠性和稳定性。
总的来说,分相电流差动保护原理是一种基于电力系统中各相之间的电流差异来实现的保护方式,它能够有效地保护电力系统的安全稳定运行。
在实际应用中,需要注意保护系统的精准可靠和稳定性,以确保系统能够及时准确地判断和保护各种类型的相间故障,保障电力系统的安全运行。
差动保护

差动保护(2008-10-10 11:18:33)标签:杂谈1 差动保护原理简述变压器差动保护作为变压器的主保护,目前电网中的110 kV变压器的差动保护大多采用由多微机实现的比率差动保护。
之所以采用比率制动特性,是为了防止区外故障引起不平衡的差动电流造成保护误动。
由多微机实现的比率差动保护的动作特性如图1所示。
差动保护动作电流为I d,制动电流为I r,差动保护电流启动值为I cdqp,比率差动制动系数为Kbl,变压器的额定电流为Ie,图中的阴影部分为保护动作区。
如图2所示,输入变压器的电流:I1,I2,I3,由(I1 + I2 + I3)构成变压器的差动电流,即I d = (I1 + I2 + I3)作为差动继电器的动作量。
在正常运行或外部故障时,在继电器中电流Id在理想状态下等于零,因此差动保护不动作。
然而,由于变压器实际运行中引起的种种不平衡电流,使得差动继电器的动作电流增大,从而降低了保护的灵敏度。
2 产生不平衡电流的原因不平衡电流的产生有稳态和暂态两方面。
稳态情况下不平衡电流:²变压器各侧绕组接线方式不同;²变压器各侧电流互感器的型号和变比不相同,实际的电流互感器变比和计算变比不相同;²带负荷调分接头引起变压器变比的改变。
暂态情况下不平衡的电流:²变压器空载投入电源时或外部故障切除,电压恢复时产生的励磁涌流。
²短路电流的非周期分量主要为电流互感器的励磁涌流,使其铁芯饱和,误差增大而引起不平衡电流。
3 不平衡电流的影响及相应的防范措施变压器差动保护的不平衡电流直接影响到差动保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
故此,分析其影响并采取相应的防范措施对提高变压器差动保护性能是十分重要的。
3.1 变压器高低压侧绕组接线方式不同的影响及其防范措施变压器接线组别对差动保护的影响。
如Yy0接线的变压器,因为一二次绕组对应相的电压同相位,所以一二次两侧对应相的相位几乎完全相同。
PSL603保护说明书

在相电流突变量启动150ms内距离保护短时开放在突变量启动150ms后或者零序电流辅助启动静稳破坏启动后保护程序进入振荡闭锁在振荡闭锁期间距离I II段要在振荡闭锁开放元件动作后才投入。
振荡闭锁的开放元件要满足以下几点要求:a) 系统不振荡时开放b) 系统纯振荡时不开放c) 系统振荡又发生区内故障时能够可靠快速开放d) 系统振荡又发生区外故障时在距离保护会误动期间不开放本装置的振荡闭锁开放元件采用了阻抗不对称法,序分量法和振荡轨迹半径检测法的三种方法,任何一种动作时就开放距离I II保护,前两种方法只能开放不对称故障,在线路非全相运行时退出。
最后一种方法则在全相和非全相运行时都投入PSL 603光纤分相电流差动保护差动继电器动作逻辑简单可靠动作速度快在故障电流超过额定电流时确保跳闸时间小于25ms 即使在经大接地电阻故障故障电流小于额定电流时也能在30ms内正确动作而零序电流差动大大提高了整个装置的灵敏度增强了耐过渡电阻能力差动继电器动作逻辑简单,可靠,动作速度快。
在故障电流超过额定电流时,确保跳闸时间小于25ms。
即使在经大接地电阻故障,故障电流小于额定电流时,也能在30ms内正确动作。
而零序电流差动大大提高了整个装置的灵敏度,增强了耐过渡电阻能力。
因为差动保护有上述低电压和TWJ启动元件并且远方跳闸可以整定为经启动元件闭锁,所以在PSL 603ACD电流差动保护装置中启动继电器的开放应采取三取一方式K BL1 K BL2为差动比例系数系数,I CD为整定值(差动启动电流定值),I INT为四倍额定电流(分相差动两线交点)零序差动。
对高阻接地故障起辅助保护作用,原理同分相差动。
零序差动比例系数保护内部固定为K0BL=0.8Ib常数计算值为0.4I INT3.5.5 跳闸逻辑(1) 差动保护可分相跳闸区内单相故障时单独将该相切除保护发跳闸命令后250ms故障相仍有电流补发三跳令三跳令发出后250ms故障相仍有电流补发永跳令(2) 两相以上区内故障时跳三相(3) 控制字采用三相跳闸方式时任何故障均跳三相(4) 零序差动动作且ABC三相电流差动继电器均不动作延时100ms跳三相(5) 两侧差动都动作才确定为本相区内故障(6) 收到对侧远跳命令发永跳3.5.6 CT断线PSL 603分相电流差动保护中采用零序差流来识别CT断线并且可以识别出断线相由于PSL 603采用电流突变量作为启动元件负荷电流情况下的一侧CT 断线只引起断线侧保护启动而不会引起非断线侧启动又由于PSL 603采用两侧差动继电器同时动作时才出口跳闸因此保护不会误动作CT断线后的闭锁方案1. CT断线后不闭锁保护控制字有效:检出CT断线后,本相保护不闭锁,零序差动元件也不闭锁2 CT断线后闭锁保护控制字有效:检出CT断线后再发生故障,断线相差动元件差动启动电流定值抬高至In,同时闭锁零序差动元件,其它相差动元件仍然投入。
几种型号的分相电流差动保护的异同

几种常见型号的分相电流差动保护的比较本文将对目前工区范围内常见的几种分相电流差动的保护原理,装置结构、日常运行操作等方面做一个简要的介绍和比较,从而找出其共性和不同之处,为日常运行工作提供参考。
1. 分相电流差动的基本原理1) 基本原理保护通过通讯通道把一端的带有时标的电流信息数据传送到另一端,各侧保护利用本地和对侧电流数据按相将同一时刻的电流值进行差动电流计算,比较两端的电流的大小与相位,以此判断出是正常运行、区内故障还是区外故障。
以母线指向线路为正方向,根据基尔霍夫电流定律,在不考虑电容电流和CT 采样误差的情况下:正常运行或区外故障时一侧电流由母线流向线路,为正值,另一侧电流由线路流向母线,为负值,两电流大小相同,方向相反,所以0M N I I +=,差流元件不动作。
区内故障时两侧实际短路电流都是由母线流向线路,和参考方向一致,都是正值,差动电流会很大,满足差动方程,差流元件动作。
2) 与相差高频在原理上的区别相差高频保护是比较被保护线路两侧电流相位的高频保护。
当两侧故障电流相位相同时保护被闭锁,两侧电流相位相反时保护动作跳闸。
两者区别在于相差高频不比较电流值只比较相位,分相电流差动同时比较两侧的电流幅值和相位。
3) 保护的通道分相电流差动保护需要将线路两端的电流信息进行比较,应此要有专门的通道来传输这些电流信息,目前保护通道主要有载波通道与光纤通道。
由于光纤通道具有可靠性好,传输信息量大的优点,因此分相电流差动保护均使用光纤通道。
光纤通道分为两种:一种为复用通道,另一种为专用通道。
专用光纤通道:专用纤芯方式相对比较简单,运行的可靠性也比较高 ,220kV 及以下线路光纤保护多采用专用纤芯方式复用光纤通道:两地之间通过通信网通信。
由于通信网是复用的,所以需要用通信设备进行信号的复接。
多用于500kV 长距离输电线路。
2. 分相电流差动保护的优势与高频距离、相差高频等纵联保护相比分相电流差动主要有以下优点: A. 分相电流的差动保护中只要引入电流量就能实现故障判别,而无需引入电压量。
关于几种110kV保护装置的注意事项(讲义)

关于几种110kV保护装置的注意事项天津电力调度通信中心李大勇一、下面先介绍一下PSL-621C装置中几个需要注意的问题:1、距离保护电阻定值:该定值决定距离保护四边形特性的右边界,应按可靠躲过本线路可能出现的最大负荷整定,并具有 1.5 倍以上的裕度。
即Rzd≤最大负荷的阻抗值/1.5Ifxmax=S/(√3Un)Rzd= 0.9* Un / (√3*Ifxmax*1.5) 注意:此值为一次值,应折算为二次值。
如果最大负荷电流按额定电流考虑,Rzd 整定如下:当In=5A时,Rzd=0.9* Un/(In*1.5)≈7Ω(二次值)当In=1A时,Rzd=0.9* Un/(In*1.5)≈35Ω(二次值)建议:Rzd实际计算值大于以上定值(7Ω或35Ω)时,按以上推荐定值取;实际计算值不大于以上定值(7Ω或35Ω)时,按实际计算值取。
接地距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段和相间距离Ⅲ段四边形特性的电阻分量等于该定值,相间距离Ⅰ、Ⅱ段四边形特性的电阻分量等于该定值的一半。
2、过流保护各段定值,过流保护各段时间定值:过流保护为相电流保护,设有Ⅰ段和Ⅱ段。
我们正常时将控制字“过流保护”选择退出。
控制字“PT 断线时过流保护”选择投入。
在 PT 断线时,“PT 断线时过流保护”或“过流保护”任意一个投入,则过流保护都将投入。
过流保护定值取1.3倍In,时间与相间三段时间相同。
但必须满足Ⅰ段电流≥Ⅱ段电流,否则定值合理性自检通不过,定值固化不成功。
3、关于合闸后加速:我们选择合闸瞬时加速距离三段,一般不加速距离二段,因三段灵敏度比二段灵敏度要高。
需要注意的是,在重合后加速时,距离保护只能选择三种加速方式“瞬时加速Ⅱ段、瞬时加速Ⅲ段、延时 1.5s 加速Ⅲ段”的其中一种。
在定值中我们可将这三个控制字整定为:“瞬时加速距离Ⅱ段”退出、“瞬时加速距离Ⅲ段”投入、“延时 1.5s 加速Ⅲ段”退出。
4、距离Ⅲ段偏移特性:该控制字置“1”时,相间距离Ⅲ段和接地距离Ⅲ段的正方向元件自动退出,按照阻抗的多边形偏移特性动作,时间按相应Ⅲ段时间定值动作,该功能给反方向线路和母线做后备(不常用)。
光纤分相电流差动保护的基本原理是什么?有什么优缺点?

光纤分相电流差动保护的基本原理是什
么?有什么优缺点?
光纤分相电流差动保护的基本原理是借助于光纤通道,实时地向对侧传递每相电流的采样数据,同时接收对侧的电流采样数据,两侧保护利用本地和对侧电流数据经过同步处理后分相进行差电流计算。
当线路在正常运行或发生区外故障时,线路两侧电流相位是反向的,此时线路两侧的差电流为零;当线路发生区内故障时,线路两侧电流的差电流不再为零,当满足电流差动保护的动作特性方程时,保护装置发出跳闸命令快速将故障相切除。
分相电流差动保护的优点如下。
(1)分相电流差动保护以基尔霍夫电流定律为判断故障的依据,原理简单可靠,动作速度快。
(2)分相电流差动保护具有天然的选相能力。
(3)不受系统振荡、非全相运行的影响,可以反映各种类型的故障,是理想的线路主保护。
分相电流差动保护的缺点如下。
(1)要求保护装置通过光纤通道所传送的信息具有同步性。
(2)对于超高压长距离输电线路,需要考虑电容电流的影响。
(3)线路经大电阻接地或重负荷、长距离输电线路远端故障时,保护的灵敏度会降低。
浅谈500kV线路保护REL561与开关保护REB551之间的联系

3 RE 5 1保 护 动 作 特 性 L6
配 置 R L 6 25以下 的版本 保护 的线 路 ,无 专 门的就地 判 E 51 . V 别 装置 , 远方跳 闸信 号通 过 R L 6 分 相 电流差动 保护 来传输 。失 E 51
方跳 闸 。 E 5 1 R L 6 收到 信号 后 , 刻 向开关保 护 发送 闭锁重合 闸, 立 同
即 向 R L 6 发 送 合 于故 障 的信 号 ( . O F 使 R L 6 处 于准 E51 AR S T ) E 51 分 别 引入 2组外 设 电压 断线 比较 继 电器 , 为 参考 电压 ,取 自本 备三跳 的状态 (3 H nu ) 若重合 不成 功且 R L 6 检测 到故障 U1 PP — P , E 51 线 另一 套保 护 的工作 电压 , 2为工 作 电压 。外 部回路 直 接 引用 压 时立刻 动 作于三 跳 , 再进 行选相 逻辑 。如图 3 示 。 U 不 所
Din g n c e gy i。 g u a qio g h n uzd n h a
浅谈 50 V线路保护 R L6 与开关保护 R B 5 之问的联系 0 k E 51 E 51
冯 伟 王 建 锋
( 江苏省泰州供 电公司 5 0k 0 V监控 中心, 江苏 泰州 25 0 ) 2 3 0 摘 要: 随着社会经济的快速发展 , 电力能源的需求量越来越大 , 对 超高压 、 长线路 、 重负荷 的电能传输方 式逐 渐被广泛 采用 ,0 V及 以上 5 0k
变 端子箱 内和 线路 保护 屏 内的压 变 二次 电压 空气 开关 的辅 助接 点 来 判别 电压 回路 断线 。返 回时延 时 10m 距 离保 护解 除 闭锁 , 5 s 以
R B 5 之间的联系。 E 5l
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几种常见型号的分相电流差动保护的比较本文将对目前工区范围内常见的几种分相电流差动的保护原理,装置结构、日常运行操作等方面做一个简要的介绍和比较,从而找出其共性和不同之处,为日常运行工作提供参考。
1. 分相电流差动的基本原理1) 基本原理保护通过通讯通道把一端的带有时标的电流信息数据传送到另一端,各侧保护利用本地和对侧电流数据按相将同一时刻的电流值进行差动电流计算,比较两端的电流的大小与相位,以此判断出是正常运行、区内故障还是区外故障。
M I N I以母线指向线路为正方向,根据基尔霍夫电流定律,在不考虑电容电流和CT 采样误差的情况下:正常运行或区外故障时一侧电流由母线流向线路,为正值,另一侧电流由线路流向母线,为负值,两电流大小相同,方向相反,所以0M N I I +=,差流元件不动作。
区内故障时两侧实际短路电流都是由母线流向线路,和参考方向一致,都是正值,差动电流会很大,满足差动方程,差流元件动作。
2) 与相差高频在原理上的区别相差高频保护是比较被保护线路两侧电流相位的高频保护。
当两侧故障电流相位相同时保护被闭锁,两侧电流相位相反时保护动作跳闸。
两者区别在于相差高频不比较电流值只比较相位,分相电流差动同时比较两侧的电流幅值和相位。
3) 保护的通道分相电流差动保护需要将线路两端的电流信息进行比较,应此要有专门的通道来传输这些电流信息,目前保护通道主要有载波通道与光纤通道。
由于光纤通道具有可靠性好,传输信息量大的优点,因此分相电流差动保护均使用光纤通道。
光纤通道分为两种:一种为复用通道,另一种为专用通道。
专用光纤通道:专用纤芯方式相对比较简单,运行的可靠性也比较高,220kV及以下线路光纤保护多采用专用纤芯方式复用光纤通道:两地之间通过通信网通信。
由于通信网是复用的,所以需要用通信设备进行信号的复接。
多用于500kV长距离输电线路。
2.分相电流差动保护的优势与高频距离、相差高频等纵联保护相比分相电流差动主要有以下优点:A.分相电流的差动保护中只要引入电流量就能实现故障判别,而无需引入电压量。
因而在原理上得到了很大的简化。
B.分相电流差动保护中只对电流值进行测量计算,不对故障距离阻抗进行计算,因此提高了耐过渡电阻的能力。
C.分相电流差动保护中只要对两端电流差值和相位进行测量计算就能明确选出故障相,故障选相变得非常容易,而这在其它保护方法中是难点。
D.分相电流差动保护不受系统振荡影响。
在系统振荡时两端电流方向与正常时相同,相位的摆动完全一致,即使在系统振荡时发生故障,保护装置也能根据两端电流相位变化正确动作。
3.220kV、500kV线路保护配置原则根据《华东电网继电保护应用技术原则》规定,对于具有光纤通道的输电线路,优先配置光纤纵联差动保护。
同杆并架线路应尽量采用分相电流差动保护作为线路主保护。
目前工区内220kV、500kV的线路保护陆续升级改造为双重化配置的分相电流差动保护。
常见型号有南自的PSL-603,南瑞的PCS-931、四方的CSC-103和ABB的REL-561等。
典型的双重化配置方式为:PCS-931+ PSL-603、PCS-931+ CSC-103、PCS-931+REL-561。
4.常见型号的保护软件原理介绍以上保护虽然都是基于基尔霍夫电流定律,但是在具体的实现手段、装置结构上还是有很大区别的。
首先将各保护的基本信息列表如下:1)各保护的基本配置保护型号保护配置PCS-931G 分相电流差动(包含了变化量差动,稳态差动Ⅰ段、Ⅱ段),零序电流差动,工频变化量距离快速Ⅰ段,三段式相间、接地距离,零序方向过流PSL-603U 分相电流差动,零序电流差动,快速距离,三段相间、接地距离保护,零序方向过流保护,零序反时限CSC-103A 纵联电流差动,三段式相间和接地距离,四段式零序及零序反时限REL-561 分相电流差动,三段式距离,零序方向过流2)各保护的基本参数保护型号保护动作时间整定范围PCS-931G 工频变化量:近端3~10ms末端<20ms差动保护全线路跳闸时间:<25ms距离Ⅰ段:≈20ms距离Ⅱ段、Ⅲ段:0~10s 电流变化量启动元件0.1~0.5 I n零序过流启动元件0.1~0.5 I n距离保护0.01~25Ω/0.05~125Ω后备段零序跳闸延迟时间:0~10sPSL-603U 快速距离:近端3~10ms纵联保护全线速动不大于25ms距离Ⅰ段:<20ms距离方向元件:最小动作时间10ms零序方向元件:最小动作时间10ms 电流突变量启动元件:0.05A~2.5A 零序电流辅助气动元件:0.05A~2.5A 最小阻抗值为0.01ΩCSC-103A 差动元件:2倍整定时<20ms距离元件Ⅰ段:近处故障<15ms零序电流Ⅰ段:差动元件0.1~2I n距离元件0.01~40Ω/0.05~200Ω零序过流元件0.1~20 I n3)各保护的实现原理A.装置启动方式的差别国外分相电流差动和国内分相电流差动保护在保护启动方式上存在根本不同。
国外保护只要满足线路两侧差流高于门槛启动电流和制动电流即可选项动作,而国内保护均设置了装置总启动元件,在装置总启动元件动作后才开放出口正电源或负电源(PSL-603U开放出口负电源)。
启动元件动作之后才开放出口继电器正电源,主要起到了在系统正常运行时闭锁保护,而在系统发生异常时,使微机保护进入故障处理程序的作用,从而提高了装置工作的可靠性。
REL-561保护同样考虑到了保护动作安全性的问题,为了保证安全性,跳闸回路采用4取2或4取3逻辑,即连续进行4次测量,如果其中有2或3次满足跳闸条件方可跳闸。
以江都变为例,REL-561的定值中Evaluate整定项,整定为3 of 4,即为4取3逻辑。
国内保护的动作方式如图1:图1国外保护的动作方式如图2:图2下表列出了国内几种型号保护的起动元件保护型号启动元件PCS-931G 反应相间工频变化量的过流继电器、零序过流继电器、远跳启动、位置不对应启动PSL-603U 电流突变量启动、零序电流启动、静稳破坏启动、弱馈启动、TWJ辅助启动元件CSC-103A 电流突变量启动、零序电流启动、静稳破坏启动、弱馈低电压启动元件各型号保护的启动元件各有特点,如PCS-931G的反应相间工频变化量的启动元件采用浮动门坎,正常运行及系统振荡时变化量的不平衡输出均自动构成自适应式的门坎,浮动门坎始终略高于不平衡输出,在正常运行时由于不平衡分量很小,而装置有很高的灵敏度。
当系统振荡时,自动降低灵敏度,不需要设置专门的振荡闭锁回路。
因此,装置有很高的安全性,起动元件有很高的灵敏度而又不会频繁起动,测量元件则不会误测量。
三种保护为了防止弱电源侧在故障时可能不启动的情况设置了弱馈启动和远跳启动元件,当弱电源侧收到对侧保护允许信号则判别电压量,若小于设定值时,本侧保护启动。
B.差动保护判据的比较下表列出了几种型号保护的差动保护判据保护型号差动保护判据PCS-931G 电流差动保护、变化量差动保护、零序差动保护PSL-603U 电流差动保护、变化量差动保护、零序差动保护CSC-103A 电流差动保护、变化量差动保护、零序差动保护REL-561 电流差动保护下面对这几种判据进行一下详细介绍:i. 以全电流构成的电流差动保护判据常用的有2种,2M N d M N c I I I I I I ⎧=+⎪⎪⎨+⎪⎪=⎩ 公式1 M N d M N c I I I I I I ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩公式2 式中M I 、N I 为线路两端电流矢量,正方向为母线指向线路。
公式1为REL-561差动保护的判据,公式2是国产差动保护的判据。
两者的差别就在于保护的制动量c I 的构成方式。
对于公式1而言,其制动量是线路两侧电流向量模值的和;而国内判据的制动量则是由线路两侧电流向量差的模值所构成。
公式2的优点在于内部故障时它有着足够的灵敏度,而外部故障时,又有着较强的制动性。
但是,国产保护判据耐受电容电流的能力不如REL-561保护的强。
而REL-561保护的判据的缺点在于内部故障和外部故障时具有相同的制动量,因此适应性不如国内的判据。
dI c I min opI 1K 2K cross图3 图3为电流差动保护动作特性, 1K 、2K 为比率制动系数,min op I 为最小动作电流 线路正常运行和区外故障时d I 均为0,保护不动作。
当发生区内故障,d I 大于最小动作电流min op I 和制动电流c K I 时,保护动作。
目前各种保护的差动保护均使用双斜率动特性,其目的就在于保证小电流时有较高的灵敏度,和在区外故障时因CT 饱和产生传变误差时采用较高斜率的制动特性得到较高的可靠性。
各厂家的不同处除了制动量表达式的不同,还有比率制动系数和cross (交叉点)的不同。
两者的共同缺陷,就是都无法摆脱负荷电流的影响。
因此在全电流差动的基础之上,PCS-931G 、PSL-603U 以及CSC-103A 均增加了变化量差动保护作为补充。
ii. 变化量差动保护图4min M N d M N cd op d cI I I I I I I I I K I ⎧∆=∆+∆⎪⎪⎪∆=∆-∆⎨⎪∆>⎪⎪∆>∆⎩ 公式3 公式3中K 为比率制动系数,d I ∆为故障分量电流差动量,c I ∆为故障分量电流制动量 变化量差动保护最大的特点就是不受负荷电流的影响;理论上讲,只要故障点过渡电阻不是无穷大,线路内部故障时两侧故障分量的相位关系就不会发生改变;被保护线路发生外部故障时,线路两侧的故障分量电流为穿越电流,保护不会误动。
由于故障分量无法直接获得,实际应用时采用故障后的电流减去故障前的电流所得的变化量来代替故障分量。
故障分量只能在故障后1-2个周波内准确提取,超出这个时间变化量差动保护就无法正确动作。
所以,故障分量判据和全电流判据之间不是相互替代的关系,故障分量判据是对全电流判据的补充。
国内保护所采用的方法相同,仅仅在系数的选择上有所区别。
iii. 零序差动保护0000min M N dM N cd op d cI I I I I I I I I K I ⎧∆=+⎪⎪⎪∆=-⎨⎪∆>⎪⎪∆>∆⎩ 公式4 对于高过渡电阻接地故障,国内厂家均采用公式4的判据,为了躲过不同期合闸的不平衡电流,保护会有一个延时,如PSL-603U 、CSC-103A 均延时100ms ,PCS-931G 延时40ms 。
因此零序差动保护只能作为全电流差动的后备。
下表是几种保护判据的优缺点比较保护判据 优点 缺点 电流差动保护无延时 受负荷电流影响大 变化量差动保护不受负荷电流的影响 采样时间较短,只有1-2个周波 零序差动保护 能反映高阻抗接地故障 有100ms 的延时C. 保护对CT 饱和的处理i. PSL-603U在CT 饱和时,为了不降低区内故障时的保护灵敏度,又能躲过区外故障CT 饱时的不利影响,保护装置利用输电线路故障时刻电流流向以及CT 饱和时波形畸变的特点,能够可靠检测出区外故障CT 饱和,从而使电流差动继电器可以根据上述判断结果进行相对应的处理。