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KICD1.20.75(0.6)4IdzIdz51015t(ms)51015t(ms) 图4-3 差动保护暂态动作特性

4.1.4.3 弱馈线路方案及TA饱和自适应

..N..N..N.M对于公式（4），IM?I可转化为

.?KIM?I，取I??I，?.??R?j?X，动作方程

1??.?K （5）

1??图4-4示出K取不同值时动作特性。阴影区为动作区。

jxK=1K=0.75ρK=1.2K=0.6ρR 图 4-4 差动保护比例制动特性

由图可知K大于1时，即使两侧电流同向，仍有拒动区，此时对于弱馈系统保护将拒动。因此取K小于1（对故障分量及零序差动为0.75，对稳态量为0.6）以保证可靠动作。但在短线路情况下，区外大电流故障引起TA饱和时就可能误动。因此装置根据线路参数识别可能引起TA饱和的短线路，并采取特殊处理方案：

从TA饱和特性（图4-5）分析，在故障初始5ms内不会发生严重TA饱和，本装置差动保护最快时段取故障后5ms数据，故对短线路K取值可以小于1，任何情况下不会拒动。当

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5ms数据窗不动作时，自动抬高K值，并投入TA饱和判别逻辑，通过波形畸变识别法判断出TA不饱和后，投入低K值，否则一直投高K值；当装置判断出TA饱和时，退出零序电流差动，K值取1.2。

图 4-5 饱和时电流波形

4.1.4.4 弱馈线路启动逻辑

对于单电源供电或一侧大电源一侧小电源系统，当发生故障时，无电源或弱电源侧相电流突变量启动元件灵敏度可能不够，不能满足差动保护双端同时启动才能出口的必要条件，因此可能拒动。对此，本保护投入启动回授逻辑，在收到对侧启动信号后，本侧判任一侧电压突变量条件满足时，回授信号使双端能够跳闸出口，同时本侧还有相应报文输出。 4.1.4.5 电容电流补偿方案 对于高压长线路，电容电流不可忽略，若整定值按躲电容电流整定，这样经大过渡电阻接地故障时将失去灵敏度，因此需进行补偿，当投入电容电流补偿时定值整定可不考虑电容电流的影响。

本装置采用两端各补偿一半的方法，向对侧传送的电流值是经过补偿后的电流值，不增加额外的工作量，以实时数据进行差动。以Ｍ侧为例，其补偿公式如下：

..M?. ICM?(U..M??UM0)*jY12.?UM0*jY02 （6）

式中U、UM0对应于Ｍ侧测得的相电压及零序电压，Y1、Y0为基于Π型等值电路

的对应于线路全长的正序电纳及零序电纳。

如现场投并联电抗器补偿电容电流,装置通过“并联电抗器投入”开入量来识别其投入与否，并通过定值电容电流补偿系数KIC来自动补偿，在公式（6）的基础上最终电容电流补偿公式如下：

? （7） ??(1?2K)I I?CMCM如果现场不投电容电流补偿（装置设有控制字），定值整定应按大于1.5IC整定，IC为线路全长电容电流。

4.1.4.6 远方跳闸方案

本保护设有远跳开入回路，当本侧远跳端有开入，装置将远跳命令传给对侧差动保护。对侧差动保护在收到远跳命令后，控制字中投“远跳投入”且不投“远跳经本地闭锁”时，对侧三相永跳，并给出远跳报文；若对侧投“远跳投入”及“远跳经本地闭锁”控制字，则需经本地相电流突变量启动元件开放后三相永跳。 4.1.5采样同步调整

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本保护采用采样同步方式，即同步后两侧同一序号模拟量同时采样。线路两端一侧设定为参考端（主端），一侧设定为同步调准端（从端）。主、从端的设定由软件自适应实现，不需用户整定。同步信息随同模拟量成帧传给对侧。初次同步时，通过三次同步计算结果稳定确定同步完成，同步后仍然在每帧数据中交换同步信息，实时进行同步微调。考虑到适应自愈环网或可变通道的工作方式，两侧数据的传输延时可能不一致，带来同步角差，本保护采用自适应算法进行在线分析，发现收、发通道传输延时不一致时进行同步修正。严重至不能可靠工作时将会给出告警信息。

主端（参考端）按自己的固定频率采样发送，从端（同步端）先按自己的固定频率采样发送，然后经过计算调整本侧的采样序号，使两侧达到同时同序号。整个调整过程中，主端保持自己的步点不变，从端调整完成后通知主端进入同步状态。

调整过程如图4-6示：

M0(M)△T1M1TM2(N)从端N1△T’N’N2△T2N3

图4-6 采样同步原理图

如图所示，双端同步前按各自步调间隔T发送数据，T为5ms。从端在N1时刻发送带同步请求信息的数据帧，含N1时刻信息。主端收到该命令后，根据上次数据发送时刻M0求出△T1，并在M1时刻将△T1及N1时刻信息返送给从端，从端收到信息后根据最近一次发送

’

数据时刻N2求出△T2，进而可以求出对应于主端M1时刻的从端N时刻的时标：

N?N1??T

''

?T?'(N2?N1)T??T2?(T??T1)2 （8）

从端然后可以确定对应于主端M2时刻的同步时刻N3，在该时刻完成数据帧的同步采样发送，并预置同步信息，主端收到该帧后回送同步确认信息，使两端进入同步状态。之后装置实时进行同步校验及同步微调，保证两端时时同步状态。 4.1.6 距离保护

4.1.6.1多边形特性阻抗元件

接地距离保护采用多边形特性的综合阻抗元件。接地综合阻抗元件由ZA、ZB、ZC三个阻抗元件、偏移阻抗元件、零序方向元件、电抗线和电阻线组成。

a. 阻抗元件

根据电流电压方程

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U??X*j(I??KX*3I0)?K1(I??KR*3I0)??I0*Rf （9）

求解Z??jXφ=A、B、C

KX? KR? K1?b. 偏移阻抗元件

??R?

(X0?X1)(R0?R1)R13X1 零序电抗分量补偿系数

3R1 零序电阻分量补偿系数

X1?ctgPS1 线路正序电阻与正序电抗之比

偏移阻抗元件是在原多边形特性基础上加一个包括坐标原点的小矩形特性，以保证

出口短路可靠切除故障。矩形的X、R取值，按500kV一次系统、每公里0.3Ω、10公里线路长度考虑，220kV一次系统、每公里0.4Ω、7公里线路长度考虑。

X?R?min?3TA/TV,0.9XD1?

TA为TA变比 TV为TV变比

XD1接地距离Ⅰ段电抗分量定值

c. 零序方向元件

零序方向元件属故障分量方向元件，其方向特性与阻抗元件方向特性相反，按线路

阻抗角考虑，零序方向元件最大灵敏度角-110°，保证接地距离的方向性。 动作方程： ?190?d. 电抗线

电抗线是为了防止接地距离超越，计算X后下倾α，接地距离的多边形特性如图

4-7所示。

jX?ArgU0I0??30? （10）

XDZα156015RDZR 图4-7接地综合阻抗元件的多边形特性

e. 电阻线

电阻线倾斜，与R轴夹角为60°。 4.1.6.2 圆特性阻抗元件

相间距离保护采用圆特性的阻抗元件。相间阻抗元件由ZAB、ZBC、ZCA三个阻抗元件和全阻抗元件组成，相间阻抗元件是为保护二相、三相故障而设置。在故障发生40ms之内采用

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带记忆的正序电压作极化量的姆欧继电器，记忆电压采用故障前三周电压。

动作方程： 90???1?ArgU1m|0|U???ZYI???270???1 （11）

式中： U1m|0|为故障前的正序电压；

φφ=AB、BC、CA

θ1为方向特性向第一象限偏移角。

40ms之后取消记忆，采用正序电压作极化量，动作方程为 90??1?Arg?U1mU???ZYI???270???1 （12）

若正序电压较低（15%Un），为三相短路，为保证正方向故障能动作，反方向故障不动作，设置了偏移特性。在Ⅰ、Ⅱ段距离继电器暂态动作后，增加一个全阻抗继电器，保证继电器动作后能保持到故障切除。在Ⅰ、Ⅱ段距离继电器暂态不动作时，去掉一个全阻抗继电器，保证母线及背后故障时不误动。对Ⅲ段及后加速则一直投入全阻抗继电器。全阻抗继电器为：

ZqI???U??

Zq?min?3TA/TV,0.9ZY1? ZY1为相间距离Ⅰ段定值

jXjXZyZyRZsZqR 图4-8a Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器暂态特性 图4-8b Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器稳态特性 在单相故障跳开后，DI2元件又开放计算Zφφ时，为消除断开相（TV在线路侧）引起正序电压频率偏差的影响，改用健全相电压作极化量，动作方程为：

90??1?Arg?U??U???ZYI???270???1 （13）

Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器暂态及稳态动作特性如图4-8所示。 Ⅲ段阻抗继电器的动作特性： 90?Arg?U1mU???ZYI???270 （14）

?4.1.6.3 距离保护振荡闭锁及故障开放元件 a) 短时开放保护

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