21电网的纵联差动保护

第四章 电网的差动保护

第一节 电网的纵联差动保护

一、纵联差动保护的基本原理

纵差保护的基本原理是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位原理构成的。

（a ）正

常运行情

况 (b)区外短路情况 (c) 区内短路情况 在理想状态下，流入差动保护差回路中的电流为零。在正常运行时，流入差回路的电流

0''11'22≈-=-=TA

TA r K I K I I I I 式中 K TA 、K TA '——分别为两侧电流互感器的变比。

当被保护线路外部K 点短路时，流入差动保护差回路中的电流为

0''1

1'22≈-=-=TA

d TA d d d r K I K I I I I 式中 I 1d 、I 1d '——电源供给短路点的短路电流；

当被保护线路内部k 点短路时，如图4－1(c)所示。流入差动保护回路的电流为

TA

d TA d TA d d d r K I K I K I I I I =+=+=''11'22 （4—3） 式中 I 1d 、I 1d '——线路两侧电源供给短路点的短路电流；

I d ——流经短路点的短路电流。

故被保护线路内部故障时，流入差回路的电流为短路点短路电流的二次值，其值远大于差动继电器的起动电流，差动继电器动作，瞬时发出跳闸脉冲，断开线路两侧断路器。

二、纵联差动保护的不平衡电流

由于被保护线路两侧电流互感器二次负载阻抗及互感器本身励磁特性不一致，在正常运行及保护范围外部发生故障时，差回路中的电流不为零，这个电流叫差动保护的不平衡电流 I unb 。

1．稳态情况下的不平衡电流

该不平衡电流为两侧电流互感器励磁电流的差。当电流互感器进行10％误差校验后，每个电流互感器的误差均不会大于10%，电流互感器的误差为负误差，其差动回路中产生不平衡电流最大值为 式中 K err 一电流互感器 10％误差；

K st —电流互感器的同型系数，两侧电流互感器为同型号时，取0.5，否则取l ； I d ∙max —被保护线路外部短路时，流过保护线路的最大短路电流。

2．暂态不平衡电流

2．暂态不平衡电流

纵联差动保护是全线速动保护，需要考虑在外部短路时暂态过程中差回路出现的不平衡电流。在短路后的暂态过程中，短路电流中除周期分量电流外，还有按指数规律衰减的非周期分量。由于电流互感器原副边回路对非同期分量电流衰减时间常数不同，两侧电流互感器直流励磁程度不同，所以使暂态不平衡电流加大。在纵差动保护计算中，其最大值为

max max '⋅⋅⋅⋅⋅=k np st err unb I K K K I 式中K np ——非周期分量的影响系数，在接有速饱和变流器时，取为1，否则取为1.5~2。

三、纵联差动保护的整定计算

为保证正常运行及保护范围外部故障时差动保护不动作，差动保护的动作电流按躲开外部故障时的最大不平衡电流整定

TA d np st err rel op K I K K K K I max

⋅⋅⋅⋅=

式中 K rel 一可靠系数，在有速饱和变流器时取 1.3。

为防止电流互感器二次断线差动保护误动，按躲开电流互感器二次断线整定 TA d st err unb K I K K I max

max ⋅⋅⋅⋅=

TA

L rel op K I K I max ⋅⋅= 取两者中的较大值。

灵敏度校验：保护范围内故障时的最小短路电流与差动保护动作电流之比。 2min ≥=⋅op

d sen I I K 式中I d ∙min —保护范围内发生短路时，流过短路点的最小短路电流；

I op ——纵联差动保护一次动作电流。

四、纵联差动保护的应用

纵联差动保护的优点是全线速动，不受过负荷及系统振荡的影响，灵敏度较高。但用于保护输电线路，还存在下列问题。

（l ）需敷设与被保护线路等长的辅助导线，且要求电流互感器的二次负载阻抗满足电流互感器10％的误差。这在经济上，技术上都难以实现。

（2）需装设辅助导线断线与短路的监视装置，辅助导线断线应将纵联差动保护闭锁。否则，辅助导线断线后，在区外发生故障时会造成无选择性动作；辅助导线短路会造成区内故障拒动。

由于纵联差动保护存在上述问题，所以在输电线路中，只有用其它保护不能满足要求的短线路（一般不超过5～7km 线路）才采用。