基于32位DSP的WXH-803光纖電流差動(dòng)保護(hù)的研究

式(1)為電流差動(dòng)判據(jù)，式(2)為比率差動(dòng)判據(jù)，兩者同時(shí)成立保護(hù)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(dòng)系數(shù)，I_set動(dòng)作門檻。故障分量電流差動(dòng)保護(hù)，不受負(fù)荷電流的影響，保護(hù)的靈敏度高，護(hù)耐過渡電阻能力強(qiáng)^[2,3]。
(b) 穩(wěn)態(tài)量電流差動(dòng)保護(hù)

電流差動(dòng)判據(jù)和比率差動(dòng)判據(jù)同時(shí)成立保護(hù)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(dòng)系數(shù)，I_set動(dòng)作門檻。全電流差動(dòng)保護(hù)利用保護(hù)繼電器測量的故障電流，是負(fù)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(dòng)保護(hù)存在問題，判據(jù)中未考慮負(fù)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(hù)可靠不動(dòng)作，負(fù)荷電流不會(huì)產(chǎn)生影響。區(qū)內(nèi)故障發(fā)生經(jīng)過渡電阻短路，負(fù)荷電流為穿越性電流，對(duì)兩側(cè)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(hù)的靈敏度，即允許過渡電阻能力有限，穩(wěn)態(tài)量電流差動(dòng)保護(hù)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(fù)荷電流的存在，使兩側(cè)電流相位變大，同時(shí)影響兩側(cè)電流幅值，在長線路重負(fù)荷經(jīng)過渡電阻情況下，影響更嚴(yán)重。若一端故障電流小于負(fù)荷電流,兩側(cè)電流I_m，I_n夾角超過90°，導(dǎo)致保護(hù)距動(dòng)^[5]。

(c) 零序電流差動(dòng)保護(hù)

電流差動(dòng)判據(jù)和比率差動(dòng)判據(jù)同時(shí)成立保護(hù)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(dòng)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(hù)流向線路，只要達(dá)到電流差動(dòng)判據(jù)門檻，保護(hù)可靠動(dòng)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(dòng)保護(hù)可靠不動(dòng)作。
(d)三種差動(dòng)保護(hù)的配合使用
故障分量電流差動(dòng)保護(hù)不受負(fù)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(wěn)態(tài)量電流差動(dòng)受負(fù)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(dòng)僅反應(yīng)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(hù)靈敏度高?？稍跓o法使用故障分量電流差動(dòng)保護(hù)的少數(shù)場合(如故障頻繁發(fā)生而且間隔很短的時(shí)候)彌補(bǔ)全電流差動(dòng)保護(hù)靈敏度不足的缺陷，零序電流差動(dòng)保護(hù)需要100ms左右延時(shí)以躲過三相合閘不同時(shí)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(jì)算誤差^[6]。

3 試驗(yàn)與現(xiàn)場試運(yùn)行
WXH-803數(shù)字式光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置于2002年10月通過了國家繼電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的動(dòng)模實(shí)驗(yàn)，2002年11月通過了華北電科院的數(shù)模試驗(yàn)，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(yùn)行，該線路全長97.5公里，掛網(wǎng)試運(yùn)行線路如圖5。