·保护原理说明·

3.3.1 电压电流复合突变量选相元件

令 ?????U?????I????Z ???ab,bc,ca

?、?I?为相间回路电压、电流的突变量；Z为阻抗系数，其值根据距离保护其中 ?U????阻抗元件的整定值自动调整。

设Δmax 、Δmin分别为Δab、Δbc、Δca中的最大值和最小值。 选相方法如下：

1、Δmin<0.25Δmax时判定为单相故障，否则为多相故障。

2、单相故障时，若Δbc=Δmin，判定为a相故障；若Δca=Δmin，判定为b相故障；若Δab=Δmin，判定为c相故障。

3、多相故障时，若同时满足?ab??Uab、?bc??Ubc和?ca??Uca，判定为区内相间故障；否则为转换性故障(一正一反)，采用相电流方向元件选择正向的故障相别。

4、判据?????U??(???ab,bc,ca)实际上是三个幅值比较方式的突变量方向继电器。与传统的相电流差突变量选相原理相比，本方法由于引进了电压突变量以及方向判别，解决了弱电源系统和间隔时间很短的转换性故障的选相问题。对于一般性的故障，选相的灵敏度与相电流差突变量选相原理相当。 3.3.2 电压电流序分量选相元件

令 ??arg(U0??Z)?I?(1?3k?0?Z?U2?I?2?Z)，即?为补偿点零序电压和负序电压的相角差。其中

Z为阻抗系数，与突变量选相元件类似；KZ为零序补偿系数。

将?的取值分成三个区，每个区内包含有两种故障。当?30o???90o时为A区，为A相接地或BC两相接地；当90o???210o时为B区，为B相接地或CA两相接地；当

210o???330o时为C区，为C相接地或AB两相接地。本选相元件就是根据这个特性进行故

障相的判别。

为了进一步区分单相接地和两相接地，依次作如下判别(以A区为例)：

III1、Zbc?Zzd时，判定为A相接地；否则

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2、I0?0.5I1或I2?0.5I1时，判定为BCG；否则 3、B、C相方向元件都动作时，判定为BCG；否则

4、B相方向元件动作时，判定为BG；C相方向元件动作时判定为CG。

对于A相故障，Zbc为负荷阻抗，不会进入保护范围内，因此条件(1)满足时肯定为A相接地；对于转换性故障(正向BG、反向CG)，由于B相和C相电流的流向相反，测量到的是一个虚假的I0、I1和I2，可以证明转换性故障时条件(2)不成立，因此通过条件(3)、(4)进行转换性故障的判别。

对于三相转换性故障(例如AG正向、BCG反向)，上面的方法仍不能正确选相，因此三相电压低于15V时，通过三个相电流方向元件选择正方向的故障相。

这种选相元件除了在复杂故障时能够正确选相，另外对于弱电源侧的故障选相有足够的灵敏度。

3.4 振荡闭锁的开放元件

电流差动保护不受系统振荡影响。

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。

对于不可能出现系统振荡的线路，可由控制字退出振荡闭锁的功能，以提高保护的动作速度。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。

各种方法原理和判据说明如下： 1)阻抗不对称法

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选相元件选中A相，并且BC相间的测量阻抗在辅助阻抗范围外时开放A相的阻抗I、II段。对于B相接地距离保护和C相接地距离保护以次类推。

在系统振荡时，若两侧电势的功角在180°附近时，相间阻抗的辅助段会动作，该元件不会开放接地距离保护；若两侧电势的功角在0°附近时，该元件开放接地距离保护，但此时接地距离保护不会误动作。该方法的特点是高阻接地时，保护也能开放，缺点是只能开放单相接地故障。

2) 序分量法

当I0＋I2>mI1时开放距离保护。该方法是根据不对称故障时产生的零序和负序分量来开放保护。m为可靠系数，以确保区外故障时保护不会误动。

3) 振荡轨迹半径检测法

系统纯振荡，或振荡时发生经过渡电阻的故障，测量阻抗的变化轨迹为园。金属性故障时，轨迹园蜕变为点。阻抗变化率dz/dt与轨迹园的半径有内在的关系。本方法是通过阻抗轨迹的测量来躲过会引起保护误动的振荡以及区外故障，具体方法为在满足以下条件时，开放BC相间距离：

a)

dZbc?0.5Z? dtdZbc dtdZbc dtb) Zbc?2c) Zbc?Zzd?4其中Zzd为距离保护的整定值，Z?为一个不大于系统总阻抗的门坎，在装置内根据保护定值自动确定。对CA、AB相间距离和A、B、C接地距离以次类推。

条件a) 使距离保护在系统纯振荡时不误动；条件 b) 使距离保护在振荡中发生反向故障时不误动；条件c) 使距离保护在振荡中发生区外故障时不误动。可以证明系统振荡周期小于3秒时，保护不会误动。为了进一步增加安全性，装置在检测到振荡周期很慢时自动闭锁该元件。

在发生出口故障时，条件b) 将拒动。为此还设置了一个突变量方向元件，在条件a)和c)满足但条件b)不满足时，若突变量方向元件动作，开放距离保护100ms。 14

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3.5 光纤分相电流差动保护

PSL 603光纤分相电流差动保护装置以分相电流差动作为纵联保护。

分相电流差动保护可通过64kb/s数字同向接口复接终端、2M数字口或者专用光缆作为通道，传送三相电流及其他数字信号，使用专用光纤作为通信媒质时采用了1Mbps的传送速率，极大地提高了保护的性能，并采用内置式光端机，不需外接任何光电转换设备即可独立完成“光??电”转换过程。

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。

对于高电压长距离输电线路，考虑电容电流的影响（本功能可经控制字投退）。本保护装置计算正常时IM?IN?IC作为电容补偿电流。在进行差动继电器计算时，必须满足故障的

????IM?IN?4IC的条件。

另外，分相电流差动保护可以借助光纤通道传输两路远方开关量信号，并各有五组出口节点。

分相电流差动保护主要由差动CPU模件及通信接口组成。差动CPU模件完成采样数据读取、滤波，数据发送、接收，数据同步，故障判断、跳闸出口逻辑；通信接口完成与光纤的光电物理接口功能，另外专门加装的PCM复接接口装置则完成数据码型变换，时钟提取等同向接口功能。

3.5.1 增加的启动元件

差动保护启动元件除了相电流突变量启动元件、零序电流辅助启动元件，还有以下辅助启动元件。

(1) 低电压启动元件

用于弱馈负荷侧的辅助启动元件，该元件在对侧启动而本侧不启动的情况下投入，相电压<52V或相间电压<90V时本侧被对侧拉入故障处理。

(2) 利用TWJ的辅助启动元件

作为手合于故障时，一侧启动另一侧不启动时，未合侧保护装置的启动元件。

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△Iφ>IQDI0>I0IVUφ<52V≥1≥130ms0本侧启动信息发往对侧QDS=1UL<90V对侧启动TWJA&TWJB&TWJC&& 图3-5-1 分相电流差动保护启动元件逻辑框图

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 603（A、C、D）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。三取一方式说明见3.2.2节。 3.5.2分相差动原理

动作判据如下：

??I??IMN???I??IMN ????IM?IN?I???M?IN??I??IMN???I??IMN ????IM?IN?I???M?IN?ICD???????　(1)?4IC???????　(2)?IINT???????(3)??I????(4)?I 1) 或者

kBL1MN?ICD???????　?????????(1)?4IC????????????????　(2)?IINT????????????????(3)??I??I??????????(4)?I 2)

kBL2MNb其中Ib?IINT*(kBL2?kBL1)/kBL1，为常数。

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