纵联电流差动保护原理

电流纵联差动保护区内、外短路示意图

当线路MN正常运行以及被保护线路外部短路时,按规定的电流正方向看,M侧电流为正,N侧电流为负,两侧电流大小相等、方向相反,即$\dot{I}_M+\dot{I}_N=0$。当线路内部短路时,流经输电线两侧的故障电流均为正方向,且$\dot{I}_M+\dot{I}_N=\dot{I}_k$(k1点短路电流)

输电线路纵联电流差动保护特性分析

不带制动特性的差动继电器

动作方程:

$$ I_r=|\dot{I}_m+\dot{I}_n|\ge I_{set} $$

整定值$I_{set}$按以下两个条件选取:

  1. 躲过外部短路时的最大不平衡电流:

    $$ I_{set}=K_{rel}+K_{np}+K_{st}+I_{k.max} $$

    $K_{rel}$:可靠系数,1.2~1.3

    $K_{np}$:非周期分量系数

    $K_{er}$:电流互感器的10%误差系数

    $K_{st}$:同型系数,同型号取0.5,不同型号取1

    $I_{k.max}$:外部短路时流过电流互感器的最大短路电流

  2. 躲过最大负荷电流:

    $$ I_{set}=K_{rel}I_{L.max} $$

    $K_{rel}$:可靠系数,1.2~1.3

    $I_{L.max}$:线路正常运行时的最大负荷电流

取其中较大值,进行灵敏度检验:

$$ K_{sen}=\cfrac{I_r}{I_{set}}=\cfrac{I_{k.min}}{I_{set}}\ge2 $$

带有制动线圈的差动继电器特性

$$ |\dot{I}_m+\dot{I}_n|-K|\dot{I}_m-\dot{I}_n|\ge I_{op0} $$

纵联电流相位差动保护

电流纵联差动保护区内、外短路示意图

纵联保护相位差动保护的动作特性与相继动作

闭锁角:

$$ \varphi_b=7^\circ+15^\circ+\cfrac L{100}\times6^\circ+\varphi_y $$

$7^\circ$:经过电流互感器后两侧电流的最大误差

$15^\circ$:保护装置中滤序器及收发信操作回路的角度误差影响

$\cfrac{L}{100}\times6^\circ$:传输线路长度与等值工频角延迟

$\varphi_y$:裕度角


相继动作:当被保护线路增长,高频信号不连续的间隔缩短,超前侧有可能进入保护的不动作区,但滞后侧可以动作。此时,滞后侧跳闸后,停止发高频信号,使超前侧只能收到自己发的高频信号,间隔180°,满足跳闸条件跳闸。这种先后动作情况成为“相继动作”。保护相继动作使一侧故障切除的时间变慢。

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