高頻保護講稿

1、800系列線路保護裝置第一部分：保護配置及原理第二部分：保護通道及配合第三部分：調(diào)試及實驗第四部分：工程設(shè)計1：典型工程配置（500kV 220kV 110kV）；2：220kV帶重合閘、不帶重合閘、雙套重合閘的配置與接線；3：裝置端子說明(開入端子、開出擴展)，包括輔助保護；4：差動保護旁帶時接線；5：單接點、雙接點說明；第五部分：現(xiàn)場易出現(xiàn)問題及處理(能否不提？)1：TV中性點接地松動，報TV斷線并閉鎖保護；2：定值整定錯誤：如高頻保護中的專用、復(fù)用、閉鎖式、允許式；差動保護中的電容電流補償系數(shù)、線路正序電納、線路零序電納等；上下級間定值配合出錯；3：試驗中零序電阻、零序電抗補償系數(shù)整定不

2、為0時的試驗方法錯誤；4：軟壓板未投入； 5：差動保護報差流長期存在：TA接線反； 6：同側(cè)裝置間與對側(cè)收發(fā)信光纖錯接； 第六部分：定值整定、問題分析實例 （照片）1：高頻保護3I0、3I1、3I2、IQD、ID、I04配合原則，舉例2：電流差動保護電容電流補償系數(shù)、線路正序電納、線路零序電納整定原則，舉例3：高頻保護中的專用閉鎖式、復(fù)用閉鎖式、復(fù)用允許式的具體配置原則，舉例第一部分：保護配置及原理1.800系列線路保護配置220kV以上線路成套保護見表1表1-1 WXH-801/802/803 保護裝置主要功能名稱型號裝置主要功能適用范圍縱聯(lián)方向保護裝置WXH-8011. 采用帶補償?shù)恼蚬?/p>

3、障分量的縱聯(lián)方向保護。具有近端故障快速跳閘的突變量距離。2. 與收發(fā)信機（如SF-960 SF-600）、光纖數(shù)字接口（如ZSJ-900）、音頻接口裝置、載波機或其它接口裝置配合組成縱聯(lián)保護。3. 具有三段式相間距離及接地距離保護。4. 具有四段定時限零序電流保護或反時限零序電流保護。5. 具有選相功能。6. 具有重合閘功能。220750kV線路單斷路器如雙母線、單母線等接線方式。縱聯(lián)距離保護裝置WXH-8021. 采用縱聯(lián)綜合距離保護裝置。具有近端故障快速跳閘的突變量距離。2. 與收發(fā)信機（如SF-960 SF-600）、光纖數(shù)字接口（如ZSJ-900）、音頻接口裝置、載波機或其它接口裝置配

4、合組成縱聯(lián)保護。3. 具有三段式相間距離及接地距離保護。4. 具有四段定時限零序電流保護或反時限零序電流保護。5. 具有選相功能。6. 具有重合閘功能。220750kV線路單斷路器如雙母線、單母線等接線方式?？v聯(lián)差動保護裝置WXH-8031 采用縱聯(lián)差動保護裝置。2 具有三段式相間距離及接地距離保護。3 具有四段定時限零序電流保護或反時限零序電流保護。4 具有重合閘功能。220750kV線路單斷路器如雙母線、單母線等接線方式?？v聯(lián)方向保護裝置WXH-801/D與收發(fā)信機配合采用單接點方式具有通道自檢及遠方啟信功能其他功能同wxh-801單斷路器如雙母線、單母線等接線方式?？v聯(lián)距離保護裝置WXH

5、-802/D與收發(fā)信機配合采用單接點方式具有通道自檢及遠方啟信功能其他功能同wxh-802單斷路器如雙母線、單母線等接線方式。縱聯(lián)方向保護裝置WXH-801/A不帶重合閘功能部分開入采用強電其他功能同wxh-801單斷路器如雙母線、單母線或雙斷路器如3/2接線。縱聯(lián)方向保護裝置WXH-802/A不帶重合閘功能部分開入采用強電其他功能同wxh-802單斷路器如雙母線、單母線或雙斷路器如3/2接線。縱聯(lián)方向保護裝置WXH-803/A不帶重合閘功能部分開入采用強電其他功能同wxh-803單斷路器如雙母線、單母線或雙斷路器如3/2接線。1.1 主保護a 縱聯(lián)方向保護(WXH-801)本保護由帶補償?shù)目v

6、聯(lián)正序故障分量方向保護和零序方向構(gòu)成全線速動的主保護，以負序方向及反映三相對稱故障的故障判別元件構(gòu)成快速的縱聯(lián)后備保護；非全相運行過程中的全線速動保護則由反映健全相的工頻變化量方向元件實現(xiàn)。具有近端故障快速跳閘的不依懶于通道的突變量距離保護。b 縱聯(lián)距離保護(WXH-802)本保護由復(fù)合式距離保護和零序方向構(gòu)成全線速動的主保護，以負序方向及反映三相對稱故障的故障判別元件構(gòu)成快速的縱聯(lián)后備保護；非全相運行過程中的全線速動保護則由反映健全相的阻抗繼電器復(fù)合反映健全相的工頻變化量方向元件實現(xiàn)。具有近端故障快速跳閘的不依懶于通道的突變量距離保護。c 縱聯(lián)差動保護(WXH-803)本保護由故障分量差動保

7、護和穩(wěn)態(tài)量差動保護構(gòu)成全線速動的主保護，以零序差動保護構(gòu)成快速的縱聯(lián)后備保護；非全相運行過程中的退出零序差動保護。1.2 后備保護a 距離保護本保護配置了三段式相間距離保護及三段式接地距離保護。相間距離保護采用園特性阻抗繼電器，接地距離保護采用多邊形特性阻抗繼電器。b 零序電流(方向)保護本保護設(shè)置了六段零序電流保護即零序I段及不靈敏I段，其中零序I段及不靈敏I段為瞬時段，其它為延時段。各段投退壓板可分別控制，每段都由控制字選擇是否經(jīng)方向元件閉鎖。本保護設(shè)置有帶延時的過流保護I段，僅在TV斷線時由控制字選擇投退，彌補TV 斷線時縱聯(lián)保護、距離保護退出情況下裝置無保護的缺陷。c 自動重合閘裝置利

8、用裝設(shè)于屏上的切換開關(guān)，可以實現(xiàn)單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘、停用四種方式。重合閘可由檢同期、檢無壓、非同期三種方式實現(xiàn)。1.3 800系列輔助保護220kV以上線路成套輔助保護見表2微 機斷 路器 保護 裝 置 WDLK-8611斷路器失靈啟動2斷路器三相不一致保護3線路充電保護4綜合重合閘。5. 電壓切換功能適用于單斷路器接線形式如雙母線、單母線等接線方式。WDLK-8621斷路器失靈保護2斷路器三相不一致保護3母線死區(qū)保護4線路充電保護5綜合重合閘適用于雙斷路器接線形式，如一個半斷路器接線方式等WDLK-8631斷路器失靈啟動2斷路器三相不一致保護3線路充電保護適用于單斷路器接線形

9、式如雙母線、單母線等接線方式。 WDLK-8641. 斷路器失靈啟動2. 斷路器三相不一致保護 3. 線路充電保護4. 過流保護(兩段相過流 及兩段零序過流)單斷路器接線方式，如雙母線、單母線等接線方式及母聯(lián)保護。微 機故 障啟 動裝 置WGQ-8711遠方跳閘就地判別（補償過電壓、補償欠電壓、零序電流、零序電壓、低功率因數(shù)、低電流、低功率）2過壓保護3. 過壓發(fā)信適用于110kV及以上電壓等級線路微 機短 引線 裝 置WYH-8811短引線保護（四段式電流比率差動）2線路充電保護雙斷路器如一個半斷路器接線等WYH-8821短引線保護（兩段式和電流過流保護）2線路充電保護雙斷路器如一個半斷路器

10、接線等a WDLK-860微機斷路器保護裝置1）WDLK-861包括斷路器失靈啟動、斷路器三相不一致保護、線路充電保護及綜合重合閘功能2）WDLK-862包括斷路器失靈保護、斷路器三相不一致保護、母線死區(qū)保護、線路充電保護及綜合重合閘3）WDLK-863包括斷路器失靈啟動、斷路器三相不一致保護、線路充電保護4）WDLK-864包括斷路器失靈啟動、斷路器三相不一致保護、線路充電保護、兩段相過流及兩段零序過流保護。b WGQ-870微機故障啟動裝置 遠方跳閘就地判據(jù)、過電壓保護及過電壓發(fā)信。就地判別元件包括補償過電壓、補償欠電壓、零序電流、零序電壓、低電流、低功率因數(shù)、低功率c WYH-880微機

11、短引線保護裝置主要用于一個半斷路器接線方式下的短引線保護，也可兼作線路的臨時性保護。WYH-881包括四段式電流比率差動保護及線路充電保護WYH-882包括兩段式過流保護及線路充電保護2.主保護適用通道縱聯(lián)方向、距離保護是間接比較線路兩側(cè)的電氣量，在通道中傳送的是經(jīng)過判別的邏輯信號，為了兩側(cè)信號邏輯比較的正確性，不但要求通道傳送的邏輯信號正確，還有傳輸時間上的要求?？v聯(lián)差動保護需要直接比較線路兩側(cè)的電氣量，需數(shù)據(jù)信息從線路一側(cè)傳向另一側(cè)，為防止通信誤碼引起的誤動，采用CRC校驗程序，但由于保護實時性要求和通道容量的限制，發(fā)生傳輸錯誤時，難于實現(xiàn)信息的重建。這就意味著在一幀信息中若出現(xiàn)1位或以上

12、的誤碼，整幀信息將被丟棄。如果誤碼出現(xiàn)頻度不高，對保護性能影響不大，但若出錯頻度很高，就會閉鎖差動保護。在使用微波或無線進行數(shù)字通信的情況下，人們常使用BER（bit error rate位誤碼率）指標(biāo)來評價通訊的可靠性。但當(dāng)評價用于保護的通信可靠性時，人們采用MER(message error rate幀信息誤碼率)來考核通信性能。這是由于一幀信息中有一位錯誤或多位錯誤對保護來說都是不能使用的，根本原因在于對保護實時性要求很高，既沒有時間對出錯的信息幀重發(fā)，也沒用能力進行數(shù)據(jù)恢復(fù)，只好丟棄數(shù)據(jù)幀。每丟棄一幀數(shù)據(jù)幀，相當(dāng)于閉鎖保護。遠跳保護要求通道有較高的抗干擾能力，特別是在故障引起干擾時不誤

13、發(fā)跳閘信號。應(yīng)用原則： 光纖通道具有傳輸容量大，抗電磁干擾能力強，運行可靠性高等優(yōu)點，加上可利用光纖電力通信網(wǎng)的資源，建議系統(tǒng)保護積極采用光纖傳輸方式作為保護通道。傳輸主保護信息的微波通道傳輸延時應(yīng)不大于5ms。3)對光纖通道要求a)保護光纖通道可采用專用光纖通道、64kbit/s同向接口復(fù)用PCM通道或E1口復(fù)用PDH/SDH通道。b)采用專用光纖通道方式時，保護通道光纖類型為單模光纖類型。采用專用通道時應(yīng)考慮長度一般應(yīng)在80km以內(nèi)，為保證光電器件長期穩(wěn)定工作，通道系統(tǒng)衰減余量一般不少于6dB，建議用戶進行通道衰耗估算和定期實測。c)采用復(fù)用光纖通道方式時，需注意復(fù)用光纖通道誤碼率應(yīng)小于1

14、06；復(fù)用光纖通道傳輸總延時（含保護信息上下PCM時間0.60.8ms）應(yīng)不大于10ms。d)對保護的高可靠性要求也就是對通道的高可靠性要求（一些地方已根據(jù)通道配置情況進行主保護的選型，如純專用纖芯或?qū)Ｓ美w芯復(fù)用光纖模式：雙套電流差動保護電流差動保護縱聯(lián)距離；光纖通信+高頻載波模式：電流差動保護縱聯(lián)距離縱聯(lián)方向縱聯(lián)距離）保護通信接口配置縱聯(lián)方向+縱聯(lián)距離配置模式：通道采用光纖通道、載波通道。電流差動+縱聯(lián)距離配置模式：通道采用光纖通道、載波通道。電流差動+電流差動配置模式： 通道采用光纖通道。高頻保護的通道配合配置：1） 載波通道，專用收發(fā)信機閉鎖式模式2）載波通道，復(fù)用載波機允許式、閉鎖式3

15、）專用光纖（電流差動、光纖距離）（允許式）4）復(fù)用PCM（電流差動、光纖距離）（允許式）3. WXH-800 主保護原理3.1：原理基礎(chǔ)知識1）應(yīng)用疊加原理實現(xiàn)的突變量方向=+ （a）F短路后狀態(tài) (b) 負荷狀態(tài) (c) 短路附加狀態(tài) 圖1 F點短路時的疊加原理由疊加原理知故障分量為：U=U-Ufh I=I-Ifh2）短路時母線殘壓計算的一般公式 圖2 系統(tǒng)圖（考慮：為何接地故障用I+K*3I0？K=(Z0-Z1)/3Z1如何得來？）(考慮Z1=Z2) (如何進一步推導(dǎo) )同理可推導(dǎo)：3）過渡電阻產(chǎn)生的附加阻抗及對阻抗繼電器的影響a)故障點兩側(cè)電流相位不同造成的附加阻抗（單相短路接地） 圖3

16、 正向經(jīng)過渡電阻短路 測量阻抗：附加阻抗：由于與相位可能不一致，附加阻抗可能呈現(xiàn)純阻性（=0）、電阻電感性（>0）、電阻電容性（<0）,從而導(dǎo)致阻抗繼電器的測量阻抗發(fā)生變化。 圖4 附加阻抗性質(zhì)（考慮：對阻抗繼電器會造成什么后果？拒動、超越？）b)兩故障相電流相位不一致造成的附件阻抗（兩相短路接地情況），以BC兩相短路接地為例 圖5 兩相經(jīng)過渡電阻短路相位關(guān)系如下圖： 圖6 兩相接地短路向量圖（考慮：超前相B相的附加阻抗為何特性？對B相阻抗繼電器有何影響？滯后相C相的附加阻抗為何特性？對C相阻抗繼電器有何影響？拒動、超越？）3.2：主要原理3.2.1 WXH-801（802）主保護

17、 3.2.1.1 主要功能模塊a) 突變量距離b) 縱聯(lián)正序（WXH-801）或縱聯(lián)距離（WXH-802）c) 縱聯(lián)零序d) 縱聯(lián)負序e) 縱聯(lián)ucos（全相振蕩中三相故障開放）f) 工頻突變量方向（非全相）g) 故障選相（突變量電流、電壓選相，穩(wěn)態(tài)量I2/I0選相，工頻突變量方向復(fù)合電壓選相等）h) 非全相振蕩中故障開放i) 弱饋功能（弱饋跳閘、弱饋回授）j) 重合后邏輯k) 手合故障線（包括合環(huán)）l) 整組復(fù)歸m) 跳閘失敗邏輯3.2.1.2輔助功能模塊a)TA斷線b)TV異常c)I0輔助啟動d)靜穩(wěn)破壞檢測（IJW輔助啟動，ZBC阻抗啟動）e)開關(guān)偷跳f)通道檢查邏輯(通道錯、通道自檢、

18、遠方起信)g)三跳位置停信h)電流突變量啟動3.2.1.3自檢功能：a)上電自檢（CRC碼 ROM和 開出自檢 定值自檢 定值區(qū)號自檢 定值互檢 計數(shù)器初始化）b)正常運行自檢（開出定時自檢 開入自檢 定值自檢）WXH-801與WXH-802區(qū)別：不同只在于故障開始的50ms，WXH-801投縱聯(lián)正序（正序方向加出口全阻抗把關(guān)）和縱聯(lián)零序，WXH-802投縱聯(lián)距離（阻抗加方向）和縱聯(lián)零序3.2.1.4 主要元件介紹a) 突變量距離元件（Z）一般概念：反應(yīng)繼電器工作電壓（補償電壓）相位突變或幅值突變構(gòu)成的繼電器。一般使用比幅式動作條件：式中為補償電壓的故障分量。圖7 突變量阻抗繼電器的動作區(qū)m=

19、0.5時得到圖7所示圓1，m=1時得到圖7所示圓2，圓外為動作區(qū)。保護根據(jù)不同的故障時段選擇不同的m，逐漸擴大動作區(qū)，以提高突變量阻抗元件的耐過渡電阻的能力。原理解析：（WXH-801/802實際使用時，m=1），即|UOP|>UZ對相間故障：UOP=U-IZzd=AB、BC、CA對接地故障：UOP=U-(I+K*3I0)Zzd=A，B，CZzd為整定阻抗，裝置中Zzd=0.1ZL，ZL線路全長電抗值。UZ為整定門檻，取故障前工作電壓的記憶量。圖8 保護區(qū)內(nèi)外各點金屬性短路時補償電壓分布圖區(qū)內(nèi)故障時，如圖8b所示，UOP在本側(cè)系統(tǒng)零電位至故障點的UF1連線的延長線上，可見， 繼電器動作。

20、反方向故障時，如圖8c所示，UOP在UF2與對側(cè)系統(tǒng)的連線上，顯然， 繼電器不動作。區(qū)外故障時，如圖8d所示， UOP在UF3與本側(cè)系統(tǒng)的連線上，繼電器不動作。正方向故障時，經(jīng)過渡電阻故障時的動作特性可用解析法分析，如圖9所示。設(shè) 則 代入動作方程，得： 即： 圖9 正方向故障計算用圖式中ZK是阻抗元件的測量阻抗，是變量，在阻抗平面上是以矢量- ZS的末端為圓心，以為半徑的圓，如圖10所示，當(dāng)ZK矢量末端落于圓內(nèi)時動作?？梢娺@種阻抗元件有大的允許過渡電阻的能力，并且，盡管過渡電阻數(shù)值上仍受助增電流In的影響，但由于In一般與I同相位，過渡電阻壓降始終與I同相位，過渡電阻的影響始終呈電阻性，與R

21、軸平行，因此，不存在由于對側(cè)電流助增所引起的超越問題。圖10 正方向短路阻抗元件動作特性對反方向短路，如圖11所示。圖11反方向故障計算用圖仍假設(shè)則 代入式(6)，得： 即： 這里以-ZK為變量，-ZK的動作軌跡在阻抗平面上是以矢量末端為圓心，以為半徑的圓，見圖12，動作圓在第一象限，而因為ZK總是電感性的，-ZK在第三象限，因此，阻抗元件具有明顯的方向性。圖12反方向故障阻抗元件動作特性裝置中的實現(xiàn)：Z投入時段：DI1動作故障后10ms(GZSZ>5GZSZ<12)最短數(shù)據(jù)窗5msZ投入前提：a. 故障前電壓UA UB UC均大于0.9Un；b. 故障前補償電壓 UZ均大于0.9

22、Un；相電壓 UZ=U-(I+K*3I0)*(cosps1+Jsinps1)*0.5 ZL均大于0.9Un (K²=KX²*sin75º²+KR²*cos75º²) 相間電壓 UZ=U-I*(cosps1+Jsinps1)*0.5 ZL 均大于85.7vps1為線路阻抗角(I+K*3I0)Zzd>8v 或IZzd>8*1.732計算故障后UOP、UOP，與故障前UZ，置相應(yīng)動作相的選相結(jié)果復(fù)用允許式，取Zzd=0.6ZL，正方向故障提前發(fā)允許信號出口跳閘時，取Zzd=0.1ZL若選相結(jié)果為相間，則調(diào)突變量選相后，

23、再按選相結(jié)果填報文和出口若選相結(jié)果為單相，則先單跳，若GZSZ<14，則調(diào)突變量選相，若選相結(jié)果為相間，再補三跳Z動作后，根據(jù)通道情況停信（發(fā)信）動作出口不依懶于對端信息b）正序突變量方向元件（僅WXH-801）一般概念： 圖13故障狀態(tài)=負荷狀態(tài)+故障附加故障分量：故障分量僅在故障時出現(xiàn)。故障分量與負荷電流無關(guān)。故障分量僅由施加于故障點的一個電動勢產(chǎn)生，所以故障點電壓最大。故障分量的幾種用法：正序故障分量：正向：（3U1-3I1*Zcom）/3I1 反向：3U1/3I1正、負序故障分量：（U12-I12*Zcom）/I12 反向：-U12/I12相間突變量方向：U/I 分正反方向（需三

24、個方向元件）一般，反方向動作區(qū)為正方向動作區(qū)的1.25倍，反方向動作靈敏度也為正方向動作靈敏度的1.25倍正序故障分量特點：1）各種故障時都會出現(xiàn)正序分量2）不受系統(tǒng)振蕩影響3）不受過渡電阻影響 4）不受串補電容影響 5）正序故障分量方向元件的方向判斷不受故障相別的影響6）不受零序序網(wǎng)的影響 原理解析：圖14 內(nèi)部故障正序故障分量等效網(wǎng)圖圖14示出保護線路區(qū)內(nèi)發(fā)生各種類型故障正序故障分量等效網(wǎng)絡(luò)。在超高壓系統(tǒng)中，輸電線路保護均取線路側(cè)電壓并規(guī)定電流的正方向為由母線流入被保護線路，當(dāng)用和分別表示正序電壓和電流故障分量中的工頻量時，得關(guān)系式：圖15 外部故障正序故障分量等效圖保護范圍外部故障的等效

25、網(wǎng)絡(luò)如圖15所示，這時對R端保護為反方向，對S端為正方向，按圖15可得： 由上兩方程組可見，正反方向故障時方向元件檢測到電壓和電流的關(guān)系有明顯的區(qū)別。假定系統(tǒng)阻抗角和線路阻抗角為90°，當(dāng)正方向故障時，正序電流故障分量超前正序電壓故障分量90°，而反方向故障時則有截然相反的關(guān)系。由此可見，反應(yīng)和的相位關(guān)系構(gòu)成的正序故障分量方向元件具有明確的方向性。改進的正序方向元件： 圖16 故障系統(tǒng)圖和故障分量附加網(wǎng)絡(luò)圖正方向故障時， 反方向故障時， 其中：為保護背側(cè)的系統(tǒng)阻抗， 為輸電線路阻抗， 為對側(cè)系統(tǒng)阻抗。圖17 正反方向故障時正序故障分量得到的測量阻抗從上兩式和圖17可以看出，

26、根據(jù)測量阻抗的大小能判斷正反方向故障。為保證反方向故障的靈敏度，在阻抗平面上，取線路的k倍處作線路阻抗的垂線L，用下面的判據(jù)來判斷故障方向：如果在直線l上側(cè)，判斷為反方向故障；如果在直線l下側(cè)，再用正序故障分量方向元件來判斷故障方向。改進的方向元件對反方向的判斷用電抗線來代替相位判據(jù)，相當(dāng)于又增加了比較幅值的成份，來彌補很小的時候會引起誤判斷的缺陷。該改進措施對正反方向故障時都有較高的靈敏度。裝置中的實現(xiàn)：正向動作判據(jù)：反向動作判據(jù)：反向電流動作靈敏度自適應(yīng)為正方向的1.25倍。圖18 正序故障分量方向元件動作范圍元件投入前提：I1>0.1In 即(3I1>0.3In) U1 I1

27、計算：（實際為3U1 3I1） ZDB=0（GZSZ<150ms） U1 I1為：Ik-(Ik-8N) 與8周前數(shù)據(jù)計算，無浮動門檻 ZDB=1 （GZSZ>150ms） U1 I1為：Ik-(Ik-4N) 與4周前數(shù)據(jù)計算，浮動門檻為U1T I1T=(Ik-4N)-(Ik-6N) 計算方向前提：1.25*I1I1（定值） U11.5V1.25*U14VZDB=1,附加條件： I1-1.5I1T>I1（定值） U1>4U1Ti)先用未補償判據(jù)判是否反向ii)再附加條件：I1I1（定值），U14Viii)4<U1<8,用補償電壓U1，U18V,不用補償電壓各時

28、段投退情況： 050ms：正方向發(fā)信（停信），出口前加零序電流或全阻抗把關(guān) 50ms 150ms：正方向加阻抗發(fā)信（停信）及出口，（延時發(fā)信（停信），延時出口） 150ms整組復(fù)歸：正方向加阻抗發(fā)信（停信）及出口，（延時發(fā)信（停信），延時出口），若判斷系統(tǒng)已振蕩，不投縱聯(lián)正序元件 出口把關(guān)的零序計算：3I0>I04定值（先比較零序，3I0<I04才算全阻抗） 出口把關(guān)的全阻抗計算：U/I I>0.2In（任一相間阻抗在區(qū)內(nèi)） 方向加阻抗的阻抗計算：接地阻抗：U/I+Kz3I0（I>0.1In ） 相間阻抗：U/I(I>0.1In)阻抗特性：帶偏移的四邊形特性投入：

29、全相非振蕩運行投入(為何50ms后要延時發(fā)信（或停信），延時出口？)c）零序分量方向元件原理解析：正方向故障時， 反方向故障時， 其中：為保護背側(cè)的系統(tǒng)零序阻抗， 為輸電線路零序阻抗， 為對側(cè)系統(tǒng)零序阻抗。判據(jù)：按系統(tǒng)零序阻抗角80°考慮，零序方向元件最大靈敏度角-110°。圖19零（負）序電壓在故障網(wǎng)絡(luò)的分布線路故障時零（負）序電壓的分布如圖19所示。在某些特定的系統(tǒng)如大電源長線末端故障時，該方向元件的靈敏度可能不足。零序方向元件只能保護接地故障，主要目的解決高阻接地問題。裝置中的實現(xiàn)：判據(jù)：1<3U0/3I0<2門檻：1.25*3I0>I0(定值) 1

30、.25*3U0>1V 正向區(qū)：-180º<3U0/3I0<-40º 反向區(qū)：0º<3U0/3I0<140º 模糊區(qū)：140º<3U0/3I0<180º -40º<3U0/3I0<0º先判是否反向區(qū) 非反向區(qū)再附加條件：3I0>I04(定值) 3I0>I0(定值) 3U0>1V 再具體判方向區(qū)(模糊區(qū)不正不反，實際當(dāng)反向處理)投入：全相運行的全過程投入（湖南、河南、常規(guī)版本不同在于縱聯(lián)零序方向元件）d)負序分量方向元件原理解析：（認為Z1=Z2）

31、正方向故障時， 反方向故障時， 其中：為保護背側(cè)的系統(tǒng)阻抗， 為輸電線路阻抗， 為對側(cè)系統(tǒng)阻抗，具有明確的方向性。負序方向元件可解決所有不對稱故障。裝置中的實現(xiàn)：動作判據(jù)： 1<3U2/3I2<2門檻： 3I2>0.125*3I11.25*3I2>I2(定值)1.25*3U2>4V正向區(qū)：-160º<3U2/3I2<-20º反向區(qū)：10º<3U2/3I2<170º模糊區(qū)：170º<3U2/3I2<210º -20º<3U2/3I2<10º

32、先判是否反向區(qū)非反向區(qū)再附加條件：3I2>I2(定值) 3U2>4V再具體判區(qū)(模糊區(qū)不正不反，實際當(dāng)反向處理)正方向加阻抗發(fā)信（停信）及出口方向加阻抗的阻抗計算：接地阻抗：U/I+Kz3I0（I>0.1In） 相間阻抗：U/I(I>0.1In阻抗特性：帶偏移的四邊形特性投入：全相運行150ms后投入e) 縱聯(lián)距離元件（WXH-802 主保護元件）接地距離： =A、B、C實部 虛部 (推導(dǎo)) 零序電抗分量補償系數(shù) 零序電阻分量補償系數(shù) 線路正序電阻與正序電抗之比相間距離：動作區(qū)：圖20 縱聯(lián)距離元件的動作區(qū)裝置中實現(xiàn)：050ms：正序突變量正方向加阻抗發(fā)信（停信）及出口

33、 50ms 150ms：正序突變量正方向加阻抗發(fā)信（停信）及出口，（延時發(fā)信（停信），延時出口） 150ms整組復(fù)歸：正序突變量正方向加阻抗發(fā)信（停信）及出口，（延時發(fā)信（停信），延時出口），判斷系統(tǒng)已振蕩，不投縱聯(lián)距離元件 出口把關(guān)的零序計算：3I0>I04定值（先比較零序，3I0<I04才算全阻抗） 出口把關(guān)的全阻抗計算：U/I I>0.2In（任一相間阻抗在區(qū)內(nèi)） 投入：全相非振蕩運行投入由于縱聯(lián)距離是由四邊形距離和正序突變量相“與”出口，造成四邊形距離-15°15°區(qū)間為不動區(qū)。（進行具體分析）f)工頻突變量方向元件工頻突變量方向元件的具體判別及補

34、償條件同縱聯(lián)正序方向元件判據(jù)：-160<U/I<-20 (正向判據(jù))10<U/I<170 (反向判據(jù))帶補償?shù)墓ゎl突變量方向元件： 為提高方向元件電源側(cè)電壓靈敏度不足，裝置采用帶補償?shù)墓ゎl突變量方向元件 即：U=U-I* ZCOM ZCOM為補償阻抗，ZCOM =0.5 XL，XL為被保護線路全線電抗。元件投入前提： 系統(tǒng)不振蕩 DI2起動 I>0.2In 帶浮動門檻U I計算：Ik-(Ik-4N)（健全相電流電壓）停信（發(fā)信）條件：正方向加全阻抗DI2起動后保持80ms 只在非全相運行中投入（即單跳后邏輯）g) 縱聯(lián)ucos（全相振蕩中三相故障開放）對振蕩的理解

35、：并列運行的系統(tǒng)或發(fā)電廠失去同步，破壞了穩(wěn)定運行，分以下兩種：靜態(tài)穩(wěn)定破壞：由于大機組失磁或線路傳輸功率超過極限等原因造成的穩(wěn)定破壞暫態(tài)穩(wěn)定破壞：由短路引起了解振蕩的特點：電流上升、電壓下降，阻抗元件會動作反映弧光電阻壓降的UCOS：假定系統(tǒng)聯(lián)系阻抗的阻抗角為90°，則振蕩時電流向量垂直于EM、EN連線，與振蕩中心電壓同相，如圖21所示。 圖21 系統(tǒng)電壓相量圖在系統(tǒng)正常運行或系統(tǒng)振蕩時，恰好反應(yīng)振蕩中心的電壓。在三相短路時，設(shè)線路阻抗角為90°時，是弧光電阻上的壓降，三相短路時過渡電阻是弧光電阻，弧光電阻上壓降小于5%Un。實際線路阻抗角不為90°，因而可進行角

36、度補償，如圖22所示。圖22 短路電流電壓相量圖圖中0d為測量電壓，=ob，因而ob反應(yīng)當(dāng)線路阻抗角為90°時弧光電阻壓降，實際的弧光壓降為oa，與線路壓降ad相加得到測量電壓U。本裝置引入補償角，為正序阻抗角，得到=1+1，則UOS=，三相短路時，UOS=ocoa，可見可反應(yīng)弧光壓降。在系統(tǒng)振蕩時本裝置保護集中計算UOS、振蕩周期TS，根據(jù)計算結(jié)果實時自適應(yīng)開放保護。選取-0.1Un<Uos<0.25Un，當(dāng)振蕩中心電壓為-0.1Un時，系統(tǒng)角為191.5°，振蕩中心電壓為-0.25Un時，系統(tǒng)角為151°，按最大振蕩周期TS =3s計，振蕩中心在該

37、區(qū)間停留時間為373ms；TS =1.5s時，振蕩中心在該區(qū)間停留時間為141ms；TS =0.6s時，振蕩中心在該區(qū)間停留時間為57ms。根據(jù)上述計算結(jié)果，當(dāng)實時測量的振蕩周期TS <0.6s時，保護延時150ms開放；當(dāng)0.6s<TS <1.5s時，保護延時270ms開放；當(dāng)TS >1.5s時，保護延時500ms開放。振蕩中實時自適應(yīng)開放保護，并留有足夠的裕度，確保保護較快地可靠切除故障。裝置中實現(xiàn)：Uos =UCOS（1+90-PS1）=USIN(PS1-1)=U(SINPS1*COS1-COSPS1*SIN1)COS1=R/(X²+R²) S

38、IN1=X/(X²+R²)X R值由U/I計算U=UBC I=IBCc)開放條件-0.175Un<0.4*Uos<0.35Un，頻率f>53HZ+方向阻抗（UBC/IBC，不包圓點）或IBC*ZL>1.5*100(UBC<10V),ZL為線路全長電抗（區(qū)外故障最大故障電流100/ZL,故門口故障時用IBC*ZL>1.5*100）-0.175Un<Uos<0.35Un，頻率f<53HZ+方向阻抗（UBC/IBC，不包圓點）或IBC*ZL>1.5*100(UBC<10V),ZL為線路全長電抗h)非全相振蕩中故障開

39、放非全相振蕩中單相故障：i)利用非全相中的選相區(qū)選相，并判別（選出的故障相的阻抗）阻抗方向；ii)I*ZL>1.5*57.7(U<10V),ZL為線路全長電抗；iii)0.5歐偏移阻抗延時500ms；非全相振蕩中兩相故障：i)利用UCOS附加方向阻抗，UCOS計算同全相時；ii)I*ZL>1.5*100(U<10V),ZL為線路全長電抗；iii)0.5歐偏移阻抗延時500ms；i)弱饋邏輯（只在全相運行中考慮，故弱饋線路發(fā)展性或永久性故障會拒動）弱饋起動：控制字弱饋回授（RKHS）或弱饋跳閘（RKTZ）任一投入U>0.5Un或 U>0.5(Un*1.732)

40、(任一相滿足)U=(Ik-(Ik-3n)-1.5(Ik-3n)- (Ik-4n)U=(Ik-(Ik-3n)-1.5(Ik-3n)- (Ik-4n)連續(xù)8點滿足有收信輸入滿足上述條件即啟動弱饋條件：正方向元件不動，反方向元件不動，且任一相或相間低電壓弱饋回授或弱饋跳閘任一投入（只能選投一個）具體實現(xiàn)：投弱饋回授：有收信同時任一相（U<0.5Un）或相間低電壓（U<0.5*(Un*1.732)），確認10ms發(fā)信（或停信），發(fā)信（或停信）時間保持50ms投弱饋跳閘： i)復(fù)用允許式：有收信同時有一相或相間低電壓，確認5ms發(fā)信，再確認25ms出口 ii)復(fù)用閉鎖式：無收信同時有一相或相

41、間低電壓，確認5ms收信，再確認25ms出口 iii)專用閉鎖式：收信已夠7ms,同時有一相或相間低電壓，確認5ms停信，無收信后確認30ms出口弱饋選相 (用電壓選相)： 在選相元件中介紹（缺陷：弱饋線路復(fù)用閉鎖式運行時，投弱饋跳閘，區(qū)內(nèi)故障可能拒動，因弱饋無法啟動）j)手合故障處理手合判別：有跳閘位置開入，且三相無流，確認20s（或三跳位置開入，且三相無流，確認20s），認為開關(guān)在跳位，此條件下突然有流（保護電流突變量起動），則判為手合，保持200ms手合故障加速出口：（手合加速計算保持150ms）等待30ms數(shù)據(jù)窗，（GZSZ>36）,計算六種阻抗（ZA ZB ZC ZAB ZBC

42、 ZCA），任一在阻抗定值范圍內(nèi)則永跳出口。（帶偏移四邊形特性）與縱聯(lián)距離中的阻抗計算同投入條件：縱聯(lián)硬壓板投入和任一軟壓板（如縱聯(lián)方向、縱聯(lián)零序）投入k) 重合后加速處理重合后判別：保護跳閘后（跳閘相無流）400ms，判跳開相又有流，則認為已重合成功。后加速控制字（JS）不投：死等150ms返回全相運行150ms后，投全相運行的縱聯(lián)保護后加速控制字（JS）投：150ms內(nèi)計算六種阻抗（ZA ZB ZC ZAB ZBC ZCA），任一在阻抗范圍內(nèi)則永跳出口。（帶偏移四邊形特性）與縱聯(lián)距離中的阻抗計算同，150ms內(nèi)無故障返回全相運行150ms后（返回全相運行150ms前判是否選相為單相，為單相

43、則計算故障相電流，若無流則還轉(zhuǎn)非全相邏輯）l) 整組復(fù)歸復(fù)歸概念：退出故障處理程序全相運行整組復(fù)歸： 復(fù)歸條件：IA<IJW(A相電流小于靜穩(wěn)電流定值) 3I0<I04(無零序電流) Zab Zbc Zca<Zset (三個相間阻抗都不在定值區(qū)內(nèi)) 滿足以上條件4.5s整組復(fù)歸 上述條件不滿足： 3I0>I04,有零序電流，12s整組復(fù)歸 無零序電流，其他兩條件不滿足，15s整組復(fù)歸 若有TV斷線，滿足條件后12s整組復(fù)歸單跳后整組復(fù)歸：（未重合）無條件8s整組復(fù)歸三跳后整組復(fù)歸：（未重合）無條件12.5s整組復(fù)歸永跳后整組復(fù)歸：無條件5s整組復(fù)歸m) 選相元件電流突變

44、量選相：在保護啟動后50ms之內(nèi)采用相電流差突變量選相。Imax <k（Imid-Imin） 其中：Imax 相電流差突變量最大者； Imid 相電流差突變量中者； Imin 相電流差突變量最小者；K=2.5若上式成立，必為單相接地，最小者為兩個非故障相之差。若上式不成立為相間故障。穩(wěn)態(tài)量選相：在保護啟動50ms之后或由輔助元件引起的啟動，采用穩(wěn)態(tài)量選相，其中接地故障采用序分量和阻抗結(jié)合選相，不接地故障采用阻抗選相。I0/I2 比相進行選相區(qū)選相；圖23 序分量選相元件相區(qū)圖序分量選相： 選A區(qū) 選B區(qū) 選C區(qū)若進入A區(qū)，必為AG、BCG，如圖23故障相為 minZA，ZBC 同理可以計

45、算B區(qū)、C區(qū)。不接地故障：8I2<I1 為三相故障；UA<5V&UB<5V&UC<5V 為三相故障；I0<0.1In時利用阻抗選相 即ZAB,ZBC,ZCA 最小者為故障相；故障相為 minZAB，ZBC，ZCA電壓選相：用于弱電系統(tǒng)。條件：I0>10*I2 或I1<0.1In時采用電壓穩(wěn)態(tài)量選相；U1<0.8*1/3*Un(15.2V),則為三相故障。（1） U0>1/8×U1 則為接地故障(a) A區(qū) -90<Arg(3U2/3U1)<90,SBCN;90<Arg(3U2/3U1)<27

46、0,SAN;(b) B區(qū) -90<Arg(3U2/3U1)ej60<90,SCAN; 90<Arg(3U2/3U1)ej60<270,SBN;(c) C區(qū) 90<Arg(3U2/3U1)ej-60<90,SABN; 90<Arg(3U2/3U1)ej-60<270,SCN;(2) U0<1/8*U1，U2<1/6*U1 則為三相故障(3) U0<1/8*U1，U2>1/6*U1或U2>0.8*U1： 90<Arg(3U1/3U2)<-150,B區(qū)選SCA;-150<Arg(3U1/3U2)<-30,C區(qū)選SAB;-30<Arg(3U1/3U22)<90,A區(qū)選SBC;(4) U0<1/8*U1,U2>1/6U1,U2<0.8U1: 30<Arg(3U1/3U2)<