基于32位DSP的WXH-803光纖電流差動(dòng)保護的研究

式(1)為電流差動(dòng)判據，式(2)為比率差動(dòng)判據，兩者同時(shí)成立保護跳閘，式中：ΔI_mφ、ΔI_nφ為兩側相電流的故障分量，Φ＝A,B,C， k為制動(dòng)系數，I_set動(dòng)作門(mén)檻。故障分量電流差動(dòng)保護，不受負荷電流的影響，保護的靈敏度高，護耐過(guò)渡電阻能力強^[2,3]。
(b) 穩態(tài)量電流差動(dòng)保護

電流差動(dòng)判據和比率差動(dòng)判據同時(shí)成立保護跳閘，式中： I_mφ、I_nφ為兩側相電流的故障分量，Φ＝A,B,C ，k≤1的制動(dòng)系數，I_set動(dòng)作門(mén)檻。全電流差動(dòng)保護利用保護繼電器測量的故障電流，是負荷電流與故障分量電流的疊加，一般情況下可以滿(mǎn)足靈敏度的要求，但穩態(tài)量電流差動(dòng)保護存在問(wèn)題，判據中未考慮負荷電流的影響。假設忽略電容電流的影響，無(wú)故障及區外故障兩側電流大小相等，方向相反，保護可靠不動(dòng)作，負荷電流不會(huì )產(chǎn)生影響。區內故障發(fā)生經(jīng)過(guò)渡電阻短路，負荷電流為穿越性電流，對兩側電流大小及相位有影響，使其朝不利動(dòng)作方向發(fā)展，影響保護的靈敏度，即允許過(guò)渡電阻能力有限，穩態(tài)量電流差動(dòng)保護允許過(guò)渡電阻能力一般不超過(guò)250Ω，不滿(mǎn)足500kV線(xiàn)路允許過(guò)渡電阻能力300Ω的要求^[4]。圖4給出了雙端系統區內發(fā)生單相經(jīng)過(guò)渡電阻短路電壓、電流向量圖，由于負荷電流的存在，使兩側電流相位變大，同時(shí)影響兩側電流幅值，在長(cháng)線(xiàn)路重負荷經(jīng)過(guò)渡電阻情況下，影響更嚴重。若一端故障電流小于負荷電流,兩側電流I_m，I_n夾角超過(guò)90°，導致保護距動(dòng)^[5]。

(c) 零序電流差動(dòng)保護

電流差動(dòng)判據和比率差動(dòng)判據同時(shí)成立保護跳閘，式中：I_m0 、I_n0為兩側零序電流，I_0dz為零序電流差動(dòng)整定值。由于零序分量?jì)H在接地故障存在，亦為故障分量。區內發(fā)生接地故障：I_m0 、I_n0從保護流向線(xiàn)路，只要達到電流差動(dòng)判據門(mén)檻，保護可靠動(dòng)作。區外發(fā)生接地故障：流過(guò)兩側的電流為穿越性電流，式(5)、(6)均不滿(mǎn)足，零序差動(dòng)保護可靠不動(dòng)作。
(d)三種差動(dòng)保護的配合使用
故障分量電流差動(dòng)保護不受負荷電流的影響、靈敏度高，但存在時(shí)間短，在首次故障使用。穩態(tài)量電流差動(dòng)受負荷電流及過(guò)渡電阻的影響，靈敏度下降，可在全相及非全相全過(guò)程使用。零序電流差動(dòng)僅反應接地故障，接地故障時(shí)故障分量差流和零序差流是相等。零序差動(dòng)不比故障分量電流差動(dòng)保護靈敏度高?？稍跓o(wú)法使用故障分量電流差動(dòng)保護的少數場(chǎng)合(如故障頻繁發(fā)生而且間隔很短的時(shí)候)彌補全電流差動(dòng)保護靈敏度不足的缺陷，零序電流差動(dòng)保護需要100ms左右延時(shí)以躲過(guò)三相合閘不同時(shí)等因素的影響及三相門(mén)口短路測量誤差和暫態(tài)分量引起的計算誤差^[6]。

3 試驗與現場(chǎng)試運行
WXH-803數字式光纖電流差動(dòng)保護裝置于2002年10月通過(guò)了國家繼電器質(zhì)量監督檢驗中心的動(dòng)模實(shí)驗，2002年11月通過(guò)了華北電科院的數模試驗，于2002年9月在陜西省電力局330kV輸電線(xiàn)路張(村)羅(敷)I線(xiàn)上掛網(wǎng)試運行，該線(xiàn)路全長(cháng)97.5公里，掛網(wǎng)試運行線(xiàn)路如圖5。