南瑞继电保护新原理新技术介绍(含纵差)

1、南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司继电保护新原理新技术继电保护新原理新技术介绍介绍线路保护部份线路保护部份光纤电流纵差保护光纤电流纵差保护工频变化量阻抗继电器工频变化量阻抗继电器工频变化量方向继电器工频变化量方向继电器单侧电源线路上发生短路防止纵联方向、单侧电源线路上发生短路防止纵联方向、纵联距离保护拒动的措施纵联距离保护拒动的措施在有串联补偿电容线路上的对策（略）在有串联补偿电容线路上的对策（略）保护配置保护配置型型 号号主主 要要 功功 能能纵纵 联联 保保 护护后后 备备 保保 护护重合闸重合闸RCS-901纵联工频变纵联工频变化量方向和化量方向和纵联零序方纵联零序方向向工

2、工频频变变化化量量距距离离三段式相间和接三段式相间和接地距离地距离二段零序方向过二段零序方向过流流( (A A型型) )四段零序方向过四段零序方向过流流( (B B型型) )零序反时限过流零序反时限过流（D D型）型）单重单重三重三重综重综重RCS-902纵联距离和纵联距离和纵联零序方纵联零序方向向RCS-931光纤分相电光纤分相电流差动流差动输电线路电流纵差保护原理输电线路电流纵差保护原理MNMINI 以母线流向被保护线路以母线流向被保护线路方向为正方向方向为正方向 动作电流动作电流(差动电流差动电流)为为: 制动电流为制动电流为: 动作电流与制动电流对动作电流与制动电流对应的工作点位于比率

3、制应的工作点位于比率制动特性曲线上方动特性曲线上方，继电，继电器动作。器动作。 NMCDIIINMRIII输电线路电流纵差保护原理输电线路电流纵差保护原理MINIKIMN线路内部短路线路内部短路 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 因为因为 继电器动作。继电器动作。 凡是在线路内部有流出的凡是在线路内部有流出的电流电流，都成为动作电流。，都成为动作电流。 KNMCDIIIINMRIIIRCDII输电线路电流纵差保护原理输电线路电流纵差保护原理MINIKIMN线路外部短路线路外部短路 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 因为因为 继电器不动继电器不动。 凡是穿越性的电流不产生凡是穿越性的

4、电流不产生动作电流，只产生制动电动作电流，只产生制动电流。流。0IIIIIKKNMCDKKKNMRI2IIIIIRCDII输电线路电流纵差保护的主要问题输电线路电流纵差保护的主要问题MINICIMN 电容电流的影响电容电流的影响 电容电流是从线路内部流出的电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作电流。电流，因此它构成动作电流。由于负荷电流是穿越性的电流，由于负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流。所以在空它只产生制动电流。所以在空载或轻载下电容电流最容易造载或轻载下电容电流最容易造成保护误动。成保护误动。 解决方法：解决方法： 提高起动电流定值提高起动电流定值 必要时进行电容电流补偿必

5、要时进行电容电流补偿输电线路电流纵差保护的主要问题输电线路电流纵差保护的主要问题MINIKIMN 重负荷情况下线路内部经高重负荷情况下线路内部经高电阻接地短路，灵敏度可能不电阻接地短路，灵敏度可能不够。够。 负荷电流是穿越性的电流，负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流而不产生动它只产生制动电流而不产生动作电流。作电流。 经高电阻短路，短路电流经高电阻短路，短路电流 很小，因此动作电流很小很小，因此动作电流很小 因而灵敏度可能不够。因而灵敏度可能不够。 解决方法：解决方法： 采用工频变化量比率差动继采用工频变化量比率差动继电器和零序差动继电器电器和零序差动继电器KI输电线路电流纵差保护的主要

6、问题输电线路电流纵差保护的主要问题 TA断线，差动保护会误动。断线，差动保护会误动。 为了在单侧电源线路内部短路时电流为了在单侧电源线路内部短路时电流纵差保护能够动作，因此差动继电器在纵差保护能够动作，因此差动继电器在动作电流等于制动电流时应能保证动作。动作电流等于制动电流时应能保证动作。这样在一侧这样在一侧TA断线时差动保护会误动。断线时差动保护会误动。 解决方法：解决方法： 采取措施防止采取措施防止TA断线时差动继电器误断线时差动继电器误动。动。输电线路电流纵差保护的主要问题输电线路电流纵差保护的主要问题 由于两侧由于两侧TA暂态特性和饱和程度的差暂态特性和饱和程度的差异、二次回路时间常数

7、的差异在区外故异、二次回路时间常数的差异在区外故障或区外故障切除时出现差动电流（动障或区外故障切除时出现差动电流（动作电流），容易造成差动继电器误动。作电流），容易造成差动继电器误动。 解决方法：解决方法： 提高比率制动特性的起动电流和制动提高比率制动特性的起动电流和制动系数，制动系数采用系数，制动系数采用0.75，并在制动量，并在制动量上增加自适应的浮动门槛。上增加自适应的浮动门槛。输电线路电流纵差保护的主要问题输电线路电流纵差保护的主要问题 两侧采样不同步，造成不平衡电流的加大。两侧采样不同步，造成不平衡电流的加大。 线路纵差保护与元件保护中用的纵差保护不同，线路纵差保护与元件保护中用的纵

8、差保护不同，线路纵差保护两侧电流是由不同装置采样的。两侧线路纵差保护两侧电流是由不同装置采样的。两侧电流采样时间不一致，使动作电流不是同一时刻的电流采样时间不一致，使动作电流不是同一时刻的两侧电流的相量和，最大的误差是相隔一个采样周两侧电流的相量和，最大的误差是相隔一个采样周期（期（931保护是保护是0.833ms,折合工频电角度为折合工频电角度为 ）。）。这将加大区外故障时的不平衡电流。这将加大区外故障时的不平衡电流。 解决方法：解决方法： 使两侧采样同步，或进行相位补偿。使两侧采样同步，或进行相位补偿。RCS-931采采用同步采样方法。用同步采样方法。015931保护中差动继电器的种类和特

9、点保护中差动继电器的种类和特点CDIRI75. 0HI 工频变化量分相差动继电工频变化量分相差动继电器的构成器的构成 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 取为定值单中取为定值单中差动电差动电流高定值流高定值、4倍实测电容倍实测电容电流和电流和 中的最大值。由中的最大值。由于于 大于电容电流大于电容电流,依靠定值躲依靠定值躲电容电流影响电容电流影响. NMCDIIINMRIIIHI1CNXU4HI931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点 工频变化量差动继电器的特点工频变化量差动继电器的特点 不受负荷电流的影响不受负荷电流的影响。因此负荷电流不会产生。因此负荷电流不会产生

10、制动电流。制动电流。 受过渡电阻的影响也较小。受过渡电阻的影响也较小。 在单侧电源线路上发生短路，只要短路前有负在单侧电源线路上发生短路，只要短路前有负荷电流，短路后无电源侧的工频变化量电流也荷电流，短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流。会形成动作电流。 由于上述原因该继电器很灵敏由于上述原因该继电器很灵敏。提高了重负荷。提高了重负荷线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点CDIRI75. 0HI 稳态稳态段分相差动继电器段分相差动继电器的构成的构成 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 取为

11、定值单中取为定值单中差动电差动电流高定值流高定值、4倍实测电容倍实测电容电流和电流和 中的最大值。中的最大值。依靠依靠 定值躲电容电流。定值躲电容电流。NMCDIIINMRIIIHI14CNXU931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点 稳态稳态段分相差动继电器的段分相差动继电器的构成构成 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 取为定值单中取为定值单中差动电差动电流低定值流低定值、1.5倍实测电容倍实测电容电流和电流和 中的最大值。依中的最大值。依靠定靠定 值躲电容电流。值躲电容电流。 经经40ms延时动作。延时动作。NMCDIIINMRIIIMI15 . 1CNXUCD

12、IRI75. 0MI931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点 零序零序差动继电器的构成差动继电器的构成 动作电流动作电流: 制动电流制动电流: 为定值单中为定值单中零序起动零序起动电流定值电流定值。 经经100ms延时动作。延时动作。 零序差动继电器本身无选相零序差动继电器本身无选相功能，所以再另外用稳态分功能，所以再另外用稳态分相差动继电器选相。两者构相差动继电器选相。两者构成成与与门。门。 000NMCDIII000NMRIII0QDI0CDI0RI75. 00QDI931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点 零序差动继电器的特点零序差动继电器的特

13、点 由于不反应负荷电流由于不反应负荷电流，所以负荷电流，所以负荷电流不产生制动电流。不产生制动电流。 受过渡电阻的影响较小。受过渡电阻的影响较小。 因此在重负荷线路上发生经高电阻因此在重负荷线路上发生经高电阻短路时灵敏度较高短路时灵敏度较高。931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点 与零序与零序差动继电器配合使用差动继电器配合使用作为选相用的稳态分相差动作为选相用的稳态分相差动继电器的构成继电器的构成 动作电流动作电流 为经过电容为经过电容电流补偿后的差动电流。电流补偿后的差动电流。 制动电流制动电流 为为 、0.6倍实测电容电倍实测电容电流和流和 中的最大值。制动中的最

14、大值。制动 系数仅取为系数仅取为0.15。CDBCINMCDIIILI0QDI16 . 0CNXUCDBCIRILI15. 0931保护中差动继电器的种类和特点保护中差动继电器的种类和特点 选相用稳态分相差动继电器特点选相用稳态分相差动继电器特点 由于由于 值和制动系数值都取得很小值和制动系数值都取得很小，所以该继电，所以该继电器很灵敏。不会影响零序差动继电器的灵敏度。器很灵敏。不会影响零序差动继电器的灵敏度。 由于由于 比电容电流小，故动作电流要经电容电流比电容电流小，故动作电流要经电容电流补偿。补偿。LILI电容电流的补偿电容电流的补偿MNC21C21CXj2CXj2MCINCI00100

15、0102222CNCNNCMCMMNCMCCXUXUUXUXUUIII防止防止TA断线误动的措施断线误动的措施 差动保护部分的计算差动保护部分的计算，包括，包括:差动继电器的计算、逻辑程差动继电器的计算、逻辑程序和出口程序都在序和出口程序都在故障计故障计算程序算程序中进行。也可以说中进行。也可以说只有起动元件起动后才投入只有起动元件起动后才投入差动保护。起动元件如果不差动保护。起动元件如果不起动，在正常运行程序中差起动，在正常运行程序中差动保护根本没有计算，相当动保护根本没有计算，相当于差动保护没有投入。于差动保护没有投入。主程序采样程序起动？正常运行程序故障计算程序NY防止防止TA断线误动的

16、措施断线误动的措施 防止防止TA断线误动的措施是断线误动的措施是：只有在两侧起动元件均起：只有在两侧起动元件均起 动，两侧差动继电器都动作的条件下才能发出跳闸命令。动，两侧差动继电器都动作的条件下才能发出跳闸命令。 为此，每一侧差动继电器动作后都要向对侧发一个允许为此，每一侧差动继电器动作后都要向对侧发一个允许 信号。差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件信号。差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件: 本侧起动元件起动本侧起动元件起动 本侧差动继电器动作本侧差动继电器动作 收到对侧收到对侧差动动作差动动作的允许信号的允许信号 这样当一侧这样当一侧TA断线，由于电流有突变或者有断线，由于电流有突变或

17、者有零序电零序电流流， 起动元件可能起动，差动继电器也可能动作。但对侧没起动元件可能起动，差动继电器也可能动作。但对侧没 有断线，起动元件没有起动。差动继电器没有进行计算，有断线，起动元件没有起动。差动继电器没有进行计算， 不能向本侧发不能向本侧发差动动作差动动作的允许信号。所以本侧不误的允许信号。所以本侧不误动。动。 长期有差流长期有差流的装置异常信号的装置异常信号 在在TA断线时应发断线时应发长期有差流长期有差流的装置异常信号。的装置异常信号。为为此在此在 主程序中加一个有压差流元件。该差流元件就用选相用主程序中加一个有压差流元件。该差流元件就用选相用 的稳态分相差动继电器，该继电器十分灵

18、敏。可有效地的稳态分相差动继电器，该继电器十分灵敏。可有效地 检测出出现差电流的异常情况。检测出出现差电流的异常情况。 有压差流元件的动作条件有压差流元件的动作条件: 差流元件动作差流元件动作 差流元件的动作相或动作相间电压差流元件的动作相或动作相间电压 、 上两条件上两条件与与门经门经10秒延时发秒延时发长期有差流长期有差流信号。信号。 第一个条件说明有差电流，第二个条件说明系统无故第一个条件说明有差电流，第二个条件说明系统无故 障，满足这两个条件说明可能是障，满足这两个条件说明可能是TA断线，也可能是电断线，也可能是电 流的数据采集通道有故障。流的数据采集通道有故障。 UUNU6 .0长期

19、有差流长期有差流的装置异常信号的装置异常信号 无论在无论在TA断线侧和断线侧和TA未断线侧，在主程未断线侧，在主程序中有压差流元件动作，序中有压差流元件动作，10秒后可发秒后可发长长期有差流期有差流信号。信号。长期有差流长期有差流的装置异常信号的装置异常信号 装置发了装置发了长期有差流长期有差流的信号后的信号后 如果如果TA断线闭锁差动断线闭锁差动控制字控制字 则闭锁差动保护。则闭锁差动保护。 如果如果TA断线闭锁差动断线闭锁差动控制字控制字 则不闭锁差动保护。但是将差动继电则不闭锁差动保护。但是将差动继电器的定值抬高到器的定值抬高到 TA断线差流定断线差流定值值。10弱电侧电流纵差保护存在的

20、问题弱电侧电流纵差保护存在的问题 当有一侧是弱电源侧或无电源侧当有一侧是弱电源侧或无电源侧，在线路内部短路时，在线路内部短路时，无电源侧起动元件可能不起动。例如无电源侧变压器中无电源侧起动元件可能不起动。例如无电源侧变压器中性点不接地，短路前线路空载，短路后由于既无电流突性点不接地，短路前线路空载，短路后由于既无电流突变量又无零序电流，起动元件不动作。起动元件不动作，变量又无零序电流，起动元件不动作。起动元件不动作，程序在正常运行程序。此时无电源侧差动继电器没有进程序在正常运行程序。此时无电源侧差动继电器没有进行计算，不会向对侧发允许信号。导致电源侧电流纵差行计算，不会向对侧发允许信号。导致电

21、源侧电流纵差保护拒动。保护拒动。 为解决该问题，为解决该问题，931保护中增加一个低压差流起动元件。保护中增加一个低压差流起动元件。ET1T2MN低压差流起动元件低压差流起动元件 除两相电流差突变量起动元件、零序电流起动除两相电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外元件和不对应起动元件外，931保护再增加一保护再增加一个低压差流起动元件。个低压差流起动元件。 低压差流起动元件起动条件低压差流起动元件起动条件 差流元件动作。该差流元件就是选相用差流元件动作。该差流元件就是选相用的的 稳态分相差动继电器。稳态分相差动继电器。 差流元件的动作相或动作相间电压差流元件的动作相或动作相间

22、电压 、 。 收到对侧的允许信号。收到对侧的允许信号。 UUNU6 . 0低压差流起动元件低压差流起动元件 这样在空载线路上发生短路时这样在空载线路上发生短路时，如果无电源侧，如果无电源侧变压器中性点又不接地，使电流突变量和零序变压器中性点又不接地，使电流突变量和零序起动元件没有起动。但无电源侧由于：起动元件没有起动。但无电源侧由于： 差流元件动作。差流元件动作。 差流元件动作相和动作相间的电压就是短差流元件动作相和动作相间的电压就是短 路点的电压。该电压低于路点的电压。该电压低于0.6倍额定电压。倍额定电压。 电源侧短路后起动元件能起动，差动继电电源侧短路后起动元件能起动，差动继电 器动作，

23、向无电源侧发允许信号。所以无器动作，向无电源侧发允许信号。所以无 电源侧能收到允许信号。电源侧能收到允许信号。 满足上述三个条件无电源侧差流起动元件起满足上述三个条件无电源侧差流起动元件起动，在故障计算程序中差动继电器动作。向电动，在故障计算程序中差动继电器动作。向电源侧发允许信号。所以电源侧电流纵差保护可源侧发允许信号。所以电源侧电流纵差保护可以动作发跳闸命令。以动作发跳闸命令。 在在N侧断路器处于三相跳侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生短路闸状态下线路上发生短路。N侧所有起动元件都不会侧所有起动元件都不会起动，故而起动，故而N侧无法向侧无法向M侧发允许信号，导致侧发允许信号，导致M侧侧电

24、流纵差保护拒动。电流纵差保护拒动。 为此采取当三相为此采取当三相 时发允许信号的措施。这时发允许信号的措施。这样当线路上发生短路时，样当线路上发生短路时，对侧电流纵差保护就可以对侧电流纵差保护就可以动作。动作。三相三相 发允许信号的作用发允许信号的作用1TWJMN1TWJ在在6464kb/skb/s通信接口的条件下，实现了每周通信接口的条件下，实现了每周1212点采样数据的传输，而其他有些厂家的差点采样数据的传输，而其他有些厂家的差动保护每周仅传输动保护每周仅传输4 46 6点。每周点。每周1212点的采样点的采样数据保证了差动继电器工作的正确性和工频数据保证了差动继电器工作的正确性和工频变化

25、量差动继电器的实现。变化量差动继电器的实现。在在2 2Mb/sMb/s通信接口的条件下，实现了每周通信接口的条件下，实现了每周2424点采样数据的传输及差动计算。点采样数据的传输及差动计算。采样数据的传输采样数据的传输外部通信方式一外部通信方式一专用光纤方式专用光纤方式 采用专用光纤光缆时，线路两侧的装置采用专用光纤光缆时，线路两侧的装置通过光纤通道直接连接。通过光纤通道直接连接。 RCS900系列纵联差动保护RCS900系列纵联差动保护光发光收光发光收光纤64Kb/s外部通信方式二外部通信方式二通过通过6464Kb/sKb/s同向接口复接同向接口复接PCMPCM通信设备通信设备 需在通信机房

26、内加装一台专用光电变换的数字需在通信机房内加装一台专用光电变换的数字复接接口设备复接接口设备MUX-64MUX-64。它通过双绞线与它通过双绞线与PCMPCM设备设备相连。相连。 RCS900系列纵联差动保护MUX-64光发光收光发光收光纤64Kb/sPCM设备同向接口终端外部通信方式二外部通信方式二通过通过20482048Kb/sKb/s同同向接口复接向接口复接PCMPCM通信设备通信设备 需在通信机房内加装一台专用光电变换的数字复需在通信机房内加装一台专用光电变换的数字复接接口设备接接口设备MUX-2MMUX-2M。它通过它通过7575欧姆同轴电缆与欧姆同轴电缆与PCMPCM设备相连。设备

27、相连。RCS900系列纵联差动保护MUX-2M光发光收光发光收光纤64Kb/sPCM设备同向接口终端工频变化量阻抗继电器工频变化量阻抗继电器重叠原理的应用重叠原理的应用RESEFUFUMNZKZUISEREMNFUlUlIMNFUUI短路后状 态短路附加状态llIIIUUU正常负荷状态工频变化量继电器的基本关系式工频变化量继电器的基本关系式正向短路基本关系式正向短路基本关系式SZIUMNFUUIKZSZFI工频变化量继电器的基本关系式工频变化量继电器的基本关系式反向短路基本关系式反向短路基本关系式RZIUUIRZKZMNFFU工频变化量阻抗继电器的构成工频变化量阻抗继电器的构成 用于构成快速距

28、离用于构成快速距离段。段。 其动作方程为：其动作方程为：UopUop为整定值末端电压为整定值末端电压, , 上式代表定上式代表定值末端电压变化量大于值末端电压变化量大于 时继电器时继电器动作动作, , 否则不动作。否则不动作。对相间阻抗继电器对相间阻抗继电器对接地阻抗继电器对接地阻抗继电器 为动作门槛，取故障前工作为动作门槛，取故障前工作 电压的记忆量电压的记忆量SETOPZIUUSETOPZIKIUU03MOPOPUU.MOPU.MOPU.正向短路动作特性正向短路动作特性当当 落在圆内继电器动作落在圆内继电器动作保护过渡电阻的能力很强，该保护过渡电阻的能力很强，该能力有很强的自适应能力。能力

29、有很强的自适应能力。由于由于 与与 相位相同，所以相位相同，所以过渡电阻附加阻抗是纯阻性的。过渡电阻附加阻抗是纯阻性的。因此区外短路不会超越。因此区外短路不会超越。正向出口短路没有死区。正向出口短路没有死区。正向出口短路动作速度很快。正向出口短路动作速度很快。保护背后运行方式越大保护背后运行方式越大 ，本线，本线路越长，动作速度越快。路越长，动作速度越快。系统振荡时不会误动，不必经系统振荡时不会误动，不必经振荡闭锁控制。振荡闭锁控制。适用于串补线路。适用于串补线路。 KZ RjXSETSZZ 2SETZKZoSETSKSETKoZZZZZ2702arg90II 正向出口短路动作速度很快正向出口

30、短路动作速度很快 图中图中 为保护背后电源阻抗，为保护背后电源阻抗， 为继电器整定阻抗。正向出口发为继电器整定阻抗。正向出口发生短路，短路点电压变化生短路，短路点电压变化 。连接连接 线并引长交线并引长交 点垂线于点垂线于 点。则点。则 线为保护范围末端电线为保护范围末端电压变化量压变化量 。显见，短路点。显见，短路点越近保护安装处、越近保护安装处、 越短、越短、 线线越长，动作量越长，动作量 比制动量比制动量 大得越多。大得越多。 ，继电，继电器动作越快。最快可达到器动作越快。最快可达到 现场曾有现场曾有 动作于出口的记动作于出口的记录。录。SMMYFUSPYQYQOPUSMMYOPUFUF

31、OPUUmS4SMNYFUOPUPQmS3反向短路动作特性反向短路动作特性 反向短路时反向短路时 落在第落在第象限，进入不了圆内。象限，进入不了圆内。因而继电器不会误动。而因而继电器不会误动。而有良好的方向性。有良好的方向性。RjXKZSETRZZ 2SETZKZoSETRKSETKo270ZZ2ZZZarg90工频变化量方向继电器工频变化量方向继电器 工频变化量方向继电器测量电压、电流故工频变化量方向继电器测量电压、电流故障分量的相位。障分量的相位。 正方向元件的测量相角为：正方向元件的测量相角为： 反方向元件的测量相角为：反方向元件的测量相角为： 动作方程为：动作方程为：DCOMZIZIU

32、Arg121212DZIUArg1212oo27090 正方向故障时：正方向故障时： 反方向故障时：反方向故障时：0Zrg180ZrgSSDDCOMZAZZA180Zrg0ZrgRRDDCOMZAZZA工频变化量方向继电器工频变化量方向继电器工频变化量方向继电器特点工频变化量方向继电器特点 在在RCS-901RCS-901中用以构成纵联方向保护。中用以构成纵联方向保护。测量的角度与故障类型无关，只与故障方向有关。测量的角度与故障类型无关，只与故障方向有关。即使非全相运行，该性能也不变。即使非全相运行，该性能也不变。测量的角度只与短路方向相反一侧的电源等值阻测量的角度只与短路方向相反一侧的电源等

33、值阻 抗的阻抗角有关。抗的阻抗角有关。因而与过渡电阻大小无关，与因而与过渡电阻大小无关，与 负荷电流大小（从而与运行方式）无关。负荷电流大小（从而与运行方式）无关。不反映系统振荡，灵敏度高。因而用它构成的纵不反映系统振荡，灵敏度高。因而用它构成的纵 联保护可始终投入联保护可始终投入，而不是仅投入，而不是仅投入20-3020-30msms正、反方向元件相配合，提高安全性正、反方向元件相配合，提高安全性适用于串补线路适用于串补线路动作速度动作速度5 51010msms单侧电源线路上发生短路纵联保护拒单侧电源线路上发生短路纵联保护拒动的原因动的原因(以闭锁式为例以闭锁式为例)及对策及对策 原因：原因

34、：如果负荷侧起动元件未起动如果负荷侧起动元件未起动,则将由则将由远方起信起动发信远方起信起动发信,闭锁了电源侧的纵联保闭锁了电源侧的纵联保护。护。 对策：对策：负荷侧如果起动元件未起动，则检负荷侧如果起动元件未起动，则检查当任一个相电压或相间电压降低到小于查当任一个相电压或相间电压降低到小于0.6倍额定电压时倍额定电压时,将远方起信推迟将远方起信推迟100mS。让电源侧跳闸。让电源侧跳闸。ET1T2MN防止纵联保护拒动的措施防止纵联保护拒动的措施 如果负荷侧起动元件起动的话如果负荷侧起动元件起动的话,则由于正方向则由于正方向的方向元件或阻抗元件不动作而不能停信的方向元件或阻抗元件不动作而不能停

35、信。闭锁了电源侧的纵联保护。闭锁了电源侧的纵联保护。 负荷侧如果起动元件起动负荷侧如果起动元件起动,再加入一个超范围再加入一个超范围的工频变化量阻抗继电器的工频变化量阻抗继电器 (901),或反方向动或反方向动作的阻抗继电器作的阻抗继电器 (902)。当其它的方向元件、。当其它的方向元件、阻抗元件不动作而阻抗元件不动作而 元件动作或元件动作或 元件不动元件不动作的话则停信，让电源侧跳闸。作的话则停信，让电源侧跳闸。 ZZZZ母线保护部份母线保护部份 母线差动保护遇到的主要问题母线差动保护遇到的主要问题 自适应加权式抗电流互感器饱和的差动保护自适应加权式抗电流互感器饱和的差动保护 母线运行方式变

36、化时的自适应调整母线运行方式变化时的自适应调整 电流互感器变比不一致的自动调整电流互感器变比不一致的自动调整母线差动保护遇到的主要问题母线差动保护遇到的主要问题 母线外短路电流互感器饱和时母线差动母线外短路电流互感器饱和时母线差动保护不能误动。而母线内短路时希望快保护不能误动。而母线内短路时希望快速动作。速动作。 当母线上发生短路时，差动保护的动作当母线上发生短路时，差动保护的动作应尽量不受负荷电流、短路点的过渡电应尽量不受负荷电流、短路点的过渡电阻的影响。阻的影响。 当母线运行方式发生变化时不必进行二当母线运行方式发生变化时不必进行二次回路的切换，仍然能只切故障母线。次回路的切换，仍然能只切

37、故障母线。 各连接元件电流互感器变比不一致时能各连接元件电流互感器变比不一致时能自动调整，不必加辅助变流器。自动调整，不必加辅助变流器。电流互感器饱和问题电流互感器饱和问题 电磁式电流互感器是一个铁芯元件。它电磁式电流互感器是一个铁芯元件。它是一个非线性元件。当一次电流很大时、是一个非线性元件。当一次电流很大时、当一次电流中含有较大直流分量时、当当一次电流中含有较大直流分量时、当铁芯有很大剩磁时、当二次负载电阻很铁芯有很大剩磁时、当二次负载电阻很大时，它的工作点将进入磁化曲线的饱大时，它的工作点将进入磁化曲线的饱和部份。励磁电流急剧增大。将造成差和部份。励磁电流急剧增大。将造成差动保护因不平衡

38、电流增大而误动。动保护因不平衡电流增大而误动。 为避免差动保护误动而设立的电流互感为避免差动保护误动而设立的电流互感器饱和的判据又往往造成母线内短路时器饱和的判据又往往造成母线内短路时差动保护的延缓动作。差动保护的延缓动作。电流互感器饱和问题电流互感器饱和问题 由电流互感器生产厂家，用生产一次电由电流互感器生产厂家，用生产一次电流互感器相同的材料做一个截面积小的流互感器相同的材料做一个截面积小的电流互感器。通过大量的试验得到电流电流互感器。通过大量的试验得到电流互感器饱和特性的大量数据。经过定量互感器饱和特性的大量数据。经过定量的分析得到一些有意义的结论。的分析得到一些有意义的结论。关于电流互

39、感器饱和的一些有用的结论关于电流互感器饱和的一些有用的结论由于电流互感器存在角度误差，因此即使一、二次电由于电流互感器存在角度误差，因此即使一、二次电流有效值的差不大于流有效值的差不大于1010，它所引起的差电流也往往，它所引起的差电流也往往会大于一次电流的会大于一次电流的1010。即使一次电流达到即使一次电流达到100100多倍额定电流，其二次多倍额定电流，其二次 电流也不会为零。电流也不会为零。3. 3. 当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常当一次电流含有很大的非周期分量且衰减时间常数较长时，在暂态过程中，尤其是在起始的数较长时，在暂态过程中，尤其是在起始的2 23 3个周个周波之内

40、，二次电流会出现严重的缺损，从而引起的很波之内，二次电流会出现严重的缺损，从而引起的很大的差电流。大的差电流。4. 4. 短路初始阶段电流互感器并不会马上饱和，一、短路初始阶段电流互感器并不会马上饱和，一、二次总有一段正确传变时间，一般情况下该时间大于二次总有一段正确传变时间，一般情况下该时间大于2 2msms。 自适应加权式抗自适应加权式抗TA饱和的差动保护饱和的差动保护 除稳态量的比率差动保护外还采用国内除稳态量的比率差动保护外还采用国内外首创的以工频变化量为基础的自适应外首创的以工频变化量为基础的自适应加权式母差保护的原理。加权式母差保护的原理。 构成元件：构成元件： 1 1工频变化量电

41、压开放元件工频变化量电压开放元件 2 2工频变化量比率差动继电器工频变化量比率差动继电器 3 3工频变化量阻抗继电器工频变化量阻抗继电器工频变化量比率差动继电器工频变化量比率差动继电器( )cdzdTmjjDIDII1mjjmjjIKI11大差大差 可整定，小差可整定，小差IIKBLCDK75. 0K 工频变化量阻抗继电器工频变化量阻抗继电器( )工频变化量阻抗继电器工频变化量阻抗继电器( ( ） 实际使用时留有一定裕度。实际使用时留有一定裕度。Z1SE2SE3SE1SZ1SZ2SZ2SZ3SZ3SZgRgRiuFUZCDZDNIUIU工频变化量电压开放元件工频变化量电压开放元件( )电压开放

42、元件（电压开放元件（ ）：）： ：母线电压工频变化量瞬时值：母线电压工频变化量瞬时值 ：母线电压工频变化量浮动门槛：母线电压工频变化量浮动门槛 ：固定门槛：固定门槛 无论何种故障，无论何种故障， 元件都会自适应地开放元件都会自适应地开放。UUNTUUU05. 0UTUNU05. 0U自适应加权算法自适应加权算法t tS S0 0t tS S0 0加权算法加权算法等权算法等权算法以以 元件动作为基准时间，元件动作为基准时间， 元件动作后元件动作后 和和 元件动作得越早加的权越大。当权值和达到阈值时发跳闸命令元件动作得越早加的权越大。当权值和达到阈值时发跳闸命令。最多只计算半个周波的权值和。最多只

43、计算半个周波的权值和。母线内短路时上述三个元件同时动作，加的权很大。所以用不母线内短路时上述三个元件同时动作，加的权很大。所以用不了多长时间就可以发跳闸命令。保护动作得很快。了多长时间就可以发跳闸命令。保护动作得很快。母线外短路且母线外短路且TA饱和。饱和。 元件短路后立即动作，但由于短路元件短路后立即动作，但由于短路初始阶段初始阶段TA是不饱和的，所以是不饱和的，所以 和和 元件一开始不动元件一开始不动作。到作。到TA饱和后才动作，所以加的权值小。半周内的权值和也饱和后才动作，所以加的权值小。半周内的权值和也达不到跳闸的阈值，所以差动保护不动作。达不到跳闸的阈值，所以差动保护不动作。 UBL

44、CDUUBLCDZZ自适应加权算法自适应加权算法 在在3/23/2接线方式，或双母线等接线方式接线方式，或双母线等接线方式 情况下发生电压互感器断线等无母线电情况下发生电压互感器断线等无母线电压的情况下，此时工频变化量电压开放压的情况下，此时工频变化量电压开放元件和工频变化量阻抗元件都不能工作，元件和工频变化量阻抗元件都不能工作，此时将工频变化量电压开放元件改为工此时将工频变化量电压开放元件改为工频变化量电流标量和开放元件，工频变频变化量电流标量和开放元件，工频变化量差动继电器动作后即给以加权值。化量差动继电器动作后即给以加权值。并将权值和的阈值略抬高。并将权值和的阈值略抬高。自适应加权差动保

45、护的特点自适应加权差动保护的特点 母线外短路抗母线外短路抗TATA饱和性能优异饱和性能优异(2(2msms以后以后饱和饱和就就可可靠制动）可可靠制动） 动作速度快（动作速度快（8 81212msms即可发跳闸命令）即可发跳闸命令） 灵敏度高。由于都采用工频变化量继电器不受灵敏度高。由于都采用工频变化量继电器不受负荷电流的影响。受短路点的过渡电阻的影响负荷电流的影响。受短路点的过渡电阻的影响小。小。 灵敏度不受常规制动系数的影响灵敏度不受常规制动系数的影响这样从根本上解决了母差保护这样从根本上解决了母差保护可靠性与快速性和灵敏性之间的矛盾可靠性与快速性和灵敏性之间的矛盾母线运行方式变化时的自适应

46、调整母线运行方式变化时的自适应调整 利用各连接元件隔离开关的辅助接点作利用各连接元件隔离开关的辅助接点作为开入量输入装置。装置根据该开入量为开入量输入装置。装置根据该开入量的情况，将该连接元件的电流自动切换的情况，将该连接元件的电流自动切换到相应的小差的电流计算中去。所以当到相应的小差的电流计算中去。所以当母线运行方式变化时不必在二次回路中母线运行方式变化时不必在二次回路中进行任何工作，装置能自动调整。当母进行任何工作，装置能自动调整。当母线上发生短路时只切除故障母线。线上发生短路时只切除故障母线。各连接元件电流互感器变比不一各连接元件电流互感器变比不一致时的自动调整致时的自动调整 各连接元件

47、电流互感器变比不一致时装各连接元件电流互感器变比不一致时装置在软件中将模数转换后的数值乘一个置在软件中将模数转换后的数值乘一个系数进行自动调整。不必再加辅助变流系数进行自动调整。不必再加辅助变流器器变压器保护部份变压器保护部份 变压器差动保护需要解决的主要问题变压器差动保护需要解决的主要问题 工频变化量的比率差动保护工频变化量的比率差动保护 Y-11接线变压器电流相位补偿的新接线变压器电流相位补偿的新方法方法变压器差动保护需要解决的主要问题变压器差动保护需要解决的主要问题 变压器的励磁涌流将可能导致差动保护的误动。变压器的励磁涌流将可能导致差动保护的误动。而传统的励磁涌流闭锁三相差动保护的方法

48、又而传统的励磁涌流闭锁三相差动保护的方法又将导致空投在故障变压器上时差动保护不能快将导致空投在故障变压器上时差动保护不能快速跳闸。速跳闸。 变压器有变压器有70%左右的故障是匝间短路，为了提左右的故障是匝间短路，为了提高小匝间短路时差动保护的灵敏度比率制动特高小匝间短路时差动保护的灵敏度比率制动特性中的起动电流往往整定得较小，例如整定成性中的起动电流往往整定得较小，例如整定成(0.30.5)倍的额定电流。而且初始部份没有制动倍的额定电流。而且初始部份没有制动特性。但运行实践证明这样的差动保护往往在特性。但运行实践证明这样的差动保护往往在区外短路或短路切除的恢复过程中由于各侧电区外短路或短路切除

49、的恢复过程中由于各侧电流互感器暂态或稳态特性不一致或者二次回路流互感器暂态或稳态特性不一致或者二次回路时间常数的差异或者电流互感器饱和造成保护时间常数的差异或者电流互感器饱和造成保护的误动。的误动。变压器差动保护需要解决的主要问题变压器差动保护需要解决的主要问题dIrIcdqdI无制动 由于由于起动电流起动电流 整定成整定成(0.30.5)倍的额定电流。倍的额定电流。动作特性的初始部份无制动动作特性的初始部份无制动特性特性 运行实践证明这样的差动保运行实践证明这样的差动保护往往在区外短路或短路切护往往在区外短路或短路切除的恢复过程中由于各侧电除的恢复过程中由于各侧电流互感器暂态或稳态特性不流互

50、感器暂态或稳态特性不一致或者二次回路时间常数一致或者二次回路时间常数的差异或者电流互感器饱和的差异或者电流互感器饱和造成保护的误动。造成保护的误动。 cdqdI变压器的工频变化量的比率差动保护变压器的工频变化量的比率差动保护 除常规的稳态量的比率差动保护外增加了除常规的稳态量的比率差动保护外增加了 工工频变化量的比率差动保护。其动作方程为：频变化量的比率差动保护。其动作方程为：miirmiiderdrddtdtdIIIIIIIIIIII11erermaxI2I 3.075.0I2I 6.025.1变压器的工频变化量的比率差动保护变压器的工频变化量的比率差动保护 II：为各支路工频变化量电流的向

51、量和为各支路工频变化量电流的向量和|I|I|：为各支路工频变化量电流的标量和为各支路工频变化量电流的标量和 : :为固定门槛为固定门槛 : :为浮动门槛。浮动门槛的设置可防为浮动门槛。浮动门槛的设置可防止在系统发生振荡时或频率有偏移时保护误止在系统发生振荡时或频率有偏移时保护误动动 理论上，工频变化量比率差动制动系数可取理论上，工频变化量比率差动制动系数可取较高的数值，这样有利于防止区外故障较高的数值，这样有利于防止区外故障TATA饱饱和等因素所造成的差动保护误动。和等因素所造成的差动保护误动。 dthIdtI变压器工频变化量比率差动继电器变压器工频变化量比率差动继电器的动作特性的动作特性0IdIr0.750.2Ie2Ie0.6工频变化量比率差动继电器的优点工频变化量比率差动继电器的优点 负荷电流对它没有影响。对稳态量的比率差动负荷电流对它没有影响。对稳态量的比