繼電保護新原理與新技術(shù)光纖電流縱差保護

繼電保護新原理與新技術(shù)光纖電流縱差保護第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日光纖電流縱差保護原理以母線流向被保護線路方向為正方向動作電流(差動電流)為制動電流為動作電流與制動電流對應(yīng)的工作點位于比率制動特性曲線上方，繼電器動作。

第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日輸電線路電流縱差保護原理線路內(nèi)部短路動作電流

制動電流因為繼電器動作。凡是在線路內(nèi)部有流出的電流，都成為動作電流。

第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日輸電線路電流縱差保護原理線路外部短路

動作電流制動電流因為繼電器不動。凡是穿越性的電流不產(chǎn)生動作電流，只產(chǎn)生制動電流。第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日輸電線路電流縱差保護的主要問題⑴電容電流的影響電容電流是從線路內(nèi)部流出的電流，因此它構(gòu)成動作電流。由于負(fù)荷電流是穿越性的電流，它只產(chǎn)生制動電流。所以在空載或輕載下電容電流最容易造成保護誤動。解決方法：①提高起動電流定值②必要時進(jìn)行電容電流補償?shù)谖屙摚踩摚?022年，8月28日輸電線路電流縱差保護的主要問題⑵重負(fù)荷情況下線路內(nèi)部經(jīng)高電阻接地短路，靈敏度可能不夠。負(fù)荷電流是穿越性的電流，它只產(chǎn)生制動電流而不產(chǎn)生動作電流。經(jīng)高電阻短路，短路電流很小，因此動作電流很小因而靈敏度可能不夠。解決方法：采用工頻變化量比率差動繼電器和零序差動繼電器第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日輸電線路電流縱差保護的主要問題⑶TA斷線，差動保護會誤動。為了在單側(cè)電源線路內(nèi)部短路時電流縱差保護能夠動作，因此差動繼電器在動作電流等于制動電流時應(yīng)能保證動作。這樣在一側(cè)TA斷線時差動保護會誤動。解決方法：采取措施防止TA斷線時差動繼電器誤動。第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日輸電線路電流縱差保護的主要問題

⑷

由于兩側(cè)TA暫態(tài)特性和飽和程度的差異、二次回路時間常數(shù)的差異在區(qū)外故障或區(qū)外故障切除時出現(xiàn)差動電流（動作電流），容易造成差動繼電器誤動。解決方法：提高比率制動特性的起動電流和制動系數(shù)。在制動量上增加浮動門檻。第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日輸電線路電流縱差保護的主要問題⑸兩側(cè)采樣不同步，造成不平衡電流的加大。線路縱差保護與元件保護中用的縱差保護不同，線路縱差保護兩側(cè)電流是由不同裝置采樣的。兩側(cè)電流采樣時間不一致，使動作電流不是同一時刻的兩側(cè)電流的相量和，最大的誤差是相隔一個采樣周期。這將加大區(qū)外故障時的不平衡電流。解決方法：使兩側(cè)采樣同步，或進(jìn)行相位補償。第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點工頻變化量分相差動繼電器的構(gòu)成動作電流制動電流取為定值單中‘差動電流高定值’、4倍實測電容電流和中的最大值。由于大于電容電流,依靠定值躲電容電流影響.

第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點工頻變化量差動繼電器的特點不受負(fù)荷電流的影響。因此負(fù)荷電流不會產(chǎn)生制動電流。受過渡電阻的影響也較小。在單側(cè)電源線路上發(fā)生短路，只要短路前有負(fù)荷電流，短路后無電源側(cè)的工頻變化量電流也會形成動作電流。由于上述原因該繼電器很靈敏。提高了重負(fù)荷線路上發(fā)生經(jīng)高電阻短路時的靈敏度。第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點穩(wěn)態(tài)Ⅰ段分相差動繼電器的構(gòu)成動作電流

制動電流

取為定值單中‘差動電流高定值’、4倍實測電容電流和中的最大值。依靠

定值躲電容電流。第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點穩(wěn)態(tài)Ⅱ段分相差動繼電器的構(gòu)成動作電流

制動電流

取為定值單中‘差動電流低定值’、1.5倍實測電容電流和中的最大值。依靠定值躲電容電流。經(jīng)40ms延時動作。第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點零序差動繼電器的構(gòu)成動作電流

制動電流

為定值單中‘零序起動電流定值’。經(jīng)100ms延時動作。零序差動繼電器本身無選相功能，所以再另外用穩(wěn)態(tài)分相差動繼電器選相。兩者構(gòu)成‘與’門。

第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點

零序差動繼電器的特點由于不反應(yīng)負(fù)荷電流，所以負(fù)荷電流不產(chǎn)生制動電流。受過渡電阻的影響較小。因此在重負(fù)荷線路上發(fā)生經(jīng)高電阻短路時靈敏度較高。第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點與零序差動繼電器配合使用作為選相用的穩(wěn)態(tài)分相差動繼電器的構(gòu)成動作電流為經(jīng)過電容電流補償后的差動電流。制動電流

為、0.6倍實測電容電流和中的最大值。制動系數(shù)僅取為0.15。第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點選相用穩(wěn)態(tài)分相差動繼電器特點由于值和制動系數(shù)值都取得很小，所以該繼電器很靈敏。不會影響零序差動繼電器的靈敏度。由于比電容電流小，故動作電流要經(jīng)電容電流補償。當(dāng)‘計算電容電流與實測電容電流相差較大’時、判斷TV斷線時、‘判斷電容電流很小’時，動作電流不再進(jìn)行電容電流的補償。為防止電容電流的影響，將初始動作電流由抬高到。因為電容電流的補償要用到TV的電壓和線路容抗的定值，而這些值現(xiàn)在可能是不正確的。第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點選相用穩(wěn)態(tài)分相差動繼電器特點判別‘計算電容電流與實測電容電流相差較大’的條件⑴或式中為實測電容電流。上式說明可能整定的值有錯。⑵或式中為TA二次額定電流。該式說明電容電流還比較大。⑴與⑵式構(gòu)成‘與’門。滿足條件，不進(jìn)行電容電流的補償，而通過抬高起動電流定值來躲過電容電流的影響。第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日差動繼電器的種類和特點選相用穩(wěn)態(tài)分相差動繼電器特點判別‘電容電流很小’的判據(jù)及滿足上兩判據(jù)說明電容電流很小，不需進(jìn)行電容電流的補償。但為了在空載電容電流作用下該繼電器不誤動，將起始動作電流由抬高到。因為電容電流很小，該值也不是很大，不會影響線路內(nèi)部短路靈敏度。

第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日電容電流的補償

其中故而第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日 在64kb/s通信接口的條件下，實現(xiàn)了每周12點采樣數(shù)據(jù)的傳輸，而其他差動保護每周僅傳輸4～6點。每周12點的采樣數(shù)據(jù)保證了差動繼電器工作的正確性和工頻變化量差動繼電器的實現(xiàn)。 在2Mb/s通信接口的條件下，實現(xiàn)了每周24點采樣數(shù)據(jù)的傳輸及差動計算。采樣數(shù)據(jù)的傳輸?shù)诙豁?，共三十六頁?022年，8月28日經(jīng)差動開放的遠(yuǎn)方跳閘裝置接收到對側(cè)的分相跳閘信號，用本側(cè)的高靈敏度的差動繼電器作為就地判據(jù)跳對應(yīng)相。高靈敏度的差動繼電器就用零差中的選相用的經(jīng)電容電流補償?shù)姆窒嗖顒永^電器。第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日防止TA斷線誤動的措施差動保護部分的計算，包括:差動繼電器的計算、邏輯程序和出口程序都在‘故障計算程序’中進(jìn)行。也可以說只有起動元件起動后才投入差動保護。起動元件如果不起動，在正常運行程序中差動保護根本沒有計算，相當(dāng)于差動保護沒有投入。第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日防止TA斷線誤動的措施防止TA斷線誤動的措施是：只有在兩側(cè)起動元件均起動，兩側(cè)差動繼電器都動作的條件下才能發(fā)出跳閘命令。為此，每一側(cè)差動繼電器動作后都要向?qū)?cè)發(fā)一個允許信號。差動保護要發(fā)跳閘命令必須滿足如下條件:①本側(cè)起動元件起動②本側(cè)差動繼電器動作③收到對側(cè)‘差動動作’的允許信號這樣當(dāng)一側(cè)TA斷線，由于電流有突變或者有‘零序電流’，起動元件可能起動，差動繼電器也可能動作。但對側(cè)沒有斷線，起動元件沒有起動。差動繼電器沒有進(jìn)行計算，不能向本側(cè)發(fā)‘差動動作’的允許信號。所以本側(cè)不誤動。

第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日‘長期有差流’的裝置異常信號在TA斷線時應(yīng)發(fā)‘長期有差流’的裝置異常信號。為此在

正常運行程序中加一個有壓差流元件。該差流元件就用選相用的穩(wěn)態(tài)分相差動繼電器，該繼電器十分靈敏?？捎行У貦z測出出現(xiàn)差電流的異常情況。有壓差流元件的動作條件:①差流元件動作②差流元件的動作相或動作相間電壓、上兩條件‘與’門經(jīng)10秒延時發(fā)‘長期有差流’信號。第一個條件說明有差電流，第二個條件說明系統(tǒng)無故障，滿足這兩個條件說明可能是TA斷線，也可能是電流的數(shù)據(jù)采集通道有故障。

第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日‘長期有差流’的裝置異常信號在TA斷線側(cè)如果起動元件沒有起動（例如空載情況下發(fā)生斷線），在正常運行運行程序中有壓差流元件動作，10秒后發(fā)‘長期有差流’信號。如果起動元件起動了，程序進(jìn)入故障計算程序。在該程序中，由于收不到對側(cè)允許信號保護不會誤動。起動元件連續(xù)7秒不動作，返還正常運行程序。再經(jīng)10秒后發(fā)‘長期有差流’信號。在TA未斷線側(cè)在正常運行程序中10秒后也可發(fā)出‘長期有差流’信號。第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日‘長期有差流’的裝置異常信號

裝置發(fā)了‘長期有差流’的信號后如果‘TA斷線閉鎖差動’控制字則閉鎖差動保護。如果‘TA斷線閉鎖差動’控制字則不閉鎖差動保護。但是將差動繼電器的定值抬高到‘TA斷線差流定值’。第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日弱電側(cè)電流縱差保護存在的問題當(dāng)有一側(cè)是弱電源側(cè)或無電源側(cè)，在線路內(nèi)部短路時，無電源側(cè)起動元件可能不起動。例如無電源側(cè)變壓器中性點不接地，短路前線路空載，短路后由于既無電流突變量又無零序電流，起動元件不動作。起動元件不動作，程序在正常運行程序。此時無電源側(cè)差動繼電器沒有進(jìn)行計算，不會向?qū)?cè)發(fā)允許信號。導(dǎo)致電源側(cè)電流縱差保護拒動。為解決該問題，931保護中增加一個低壓差流起動元件。第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日低壓差流起動元件除兩相電流差突變量起動元件、零序電流起動元件和不對應(yīng)起動元件外，931保護再增加一個低壓差流起動元件。低壓差流起動元件起動條件①差流元件動作。該差流元件就是選相用的穩(wěn)態(tài)分相差動繼電器。②差流元件的動作相或動作相間電壓、。③收到對側(cè)的允許信號。第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日低壓差流起動元件這樣在空載線路上發(fā)生短路時，如果無電源側(cè)變壓器中性點又不接地，使電流突變量和零序起動元件沒有起動。但無電源側(cè)由于：⑴差流元件動作。⑵差流元件動作相和動作相間的電壓就是短路點的電壓。該電壓低于0.6倍額定電壓。⑶電源側(cè)短路后起動元件能起動，差動繼電器動作，向無電源側(cè)發(fā)允許信號。所以無電源側(cè)能收到允許信號。滿足上述三個條件無電源側(cè)差流起動元件起動，在故障計算程序中差動繼電器動作。向電源側(cè)發(fā)允許信號。所以電源側(cè)電流縱差保護可以動作發(fā)跳閘命令。第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日在N側(cè)斷路器處于三相跳閘狀態(tài)下線路上發(fā)生短路。N側(cè)所有起動元件都不會起動，故而N側(cè)無法向M側(cè)發(fā)允許信號，導(dǎo)致M側(cè)電流縱差保護拒動。為此采取當(dāng)三相時發(fā)允許信號的措施。這樣當(dāng)線路上發(fā)生短路時，對側(cè)電流縱差保護就可以動作。三相發(fā)允許信號的作用第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日對付兩側(cè)TA特性不一致的措施如果兩側(cè)TA的暫態(tài)特性不相同、兩側(cè)TA飽和特性不同以及兩側(cè)二次回路時間常數(shù)不同將可能導(dǎo)致區(qū)外短路或區(qū)外短路切除時電流縱差保護誤動。解決的措施是⑴所有差動繼電器（除選相用的差動繼電器外）均采用較高的制動系數(shù)0.75。⑵差動繼電器的動作方程中均采用自適應(yīng)