基于32位DSP的WXH-803光纖電流差動保護的研究

式(1)為電流差動判據(jù)，式(2)為比率差動判據(jù)，兩者同時成立保護跳閘，式中：ΔI_mφ、ΔI_nφ為兩側(cè)相電流的故障分量，Φ＝A,B,C， k為制動系數(shù)，I_set動作門檻。故障分量電流差動保護，不受負荷電流的影響，保護的靈敏度高，護耐過渡電阻能力強^[2,3]。
(b) 穩(wěn)態(tài)量電流差動保護

電流差動判據(jù)和比率差動判據(jù)同時成立保護跳閘，式中： I_mφ、I_nφ為兩側(cè)相電流的故障分量，Φ＝A,B,C ，k≤1的制動系數(shù)，I_set動作門檻。全電流差動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，一般情況下可以滿足靈敏度的要求，但穩(wěn)態(tài)量電流差動保護存在問題，判據(jù)中未考慮負荷電流的影響。假設(shè)忽略電容電流的影響，無故障及區(qū)外故障兩側(cè)電流大小相等，方向相反，保護可靠不動作，負荷電流不會產(chǎn)生影響。區(qū)內(nèi)故障發(fā)生經(jīng)過渡電阻短路，負荷電流為穿越性電流，對兩側(cè)電流大小及相位有影響，使其朝不利動作方向發(fā)展，影響保護的靈敏度，即允許過渡電阻能力有限，穩(wěn)態(tài)量電流差動保護允許過渡電阻能力一般不超過250Ω，不滿足500kV線路允許過渡電阻能力300Ω的要求^[4]。圖4給出了雙端系統(tǒng)區(qū)內(nèi)發(fā)生單相經(jīng)過渡電阻短路電壓、電流向量圖，由于負荷電流的存在，使兩側(cè)電流相位變大，同時影響兩側(cè)電流幅值，在長線路重負荷經(jīng)過渡電阻情況下，影響更嚴重。若一端故障電流小于負荷電流,兩側(cè)電流I_m，I_n夾角超過90°，導(dǎo)致保護距動^[5]。

(c) 零序電流差動保護

電流差動判據(jù)和比率差動判據(jù)同時成立保護跳閘，式中：I_m0 、I_n0為兩側(cè)零序電流，I_0dz為零序電流差動整定值。由于零序分量僅在接地故障存在，亦為故障分量。區(qū)內(nèi)發(fā)生接地故障：I_m0 、I_n0從保護流向線路，只要達到電流差動判據(jù)門檻，保護可靠動作。區(qū)外發(fā)生接地故障：流過兩側(cè)的電流為穿越性電流，式(5)、(6)均不滿足，零序差動保護可靠不動作。
(d)三種差動保護的配合使用
故障分量電流差動保護不受負荷電流的影響、靈敏度高，但存在時間短，在首次故障使用。穩(wěn)態(tài)量電流差動受負荷電流及過渡電阻的影響，靈敏度下降，可在全相及非全相全過程使用。零序電流差動僅反應(yīng)接地故障，接地故障時故障分量差流和零序差流是相等。零序差動不比故障分量電流差動保護靈敏度高?？稍跓o法使用故障分量電流差動保護的少數(shù)場合(如故障頻繁發(fā)生而且間隔很短的時候)彌補全電流差動保護靈敏度不足的缺陷，零序電流差動保護需要100ms左右延時以躲過三相合閘不同時等因素的影響及三相門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(xiàn)場試運行
WXH-803數(shù)字式光纖電流差動保護裝置于2002年10月通過了國家繼電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的動模實驗，2002年11月通過了華北電科院的數(shù)模試驗，于2002年9月在陜西省電力局330kV輸電線路張(村)羅(敷)I線上掛網(wǎng)試運行，該線路全長97.5公里，掛網(wǎng)試運行線路如圖5。