纵联电流差动保护原理
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:
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
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
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。