WXH803原理应用

1800系列数字式线路保护装置讲座WXH-803微机线路保护装置No：宣_800_002继电保护产品部原理应用篇2■目录1.应用2.特点3.整定原则4.硬件5.用户操作界面■液晶显示■报告6.通讯接口7.分析软件8.抗干扰措施和性能WXH-803输电线电流差动保护装置3[应用部分内容提要]WXH-803电流差动保护应用WXH-803电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护系统结构WXH-803输电线电流差动保护逻辑结构WXH-803输电线电流差动保护通信系统4仅反应线路一侧的电气量不可能区分本线路末端和对侧母线或相邻线始端的故障，主保护要有选择地切除全线故障，只有反映线路两侧的电气量即需要将线路一侧的电气量信息传送到对侧。纵联保护，是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来，将本端的电气量信息状态传送到对端进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而实现全线速动切除区内故障。主保护与通道1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置5高频保护接线每侧保护方向元件利用本端电气量判断故障方向，两侧保护交换其判别结果逻辑量，两侧都判为正方向即为区内故障通道中传送的是逻辑信号，即通道使两侧保护只建立了逻辑联系－－间接比较WXH－801WXH－801SF-600SF-600逻辑量1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置6差动元件直接比较两侧电气量判断故障通过通道交换两侧电流量的波形（采样点）和相量，通道将两侧交流回路联系起来WXH－803WXH－803aIcIbI光端机光端机电流差动保护接线1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置71.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置I1I2I3ImAMNInBImBInAInCImCMNImAInBImBInAInCImC基尔霍夫电流定律推广到封闭面0IΣI1I2I3输电线路KCL封闭面8理想情况下的基尔霍夫定律ImInMN0nmII线路MN区内故障时ImInMNF0nmII线路MN正常运行或区外故障时1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置9bphnmIII差动保护基本判据应考虑不平衡电流0nmII采样误差、同步误差、输电线路对地电容电流等缺点：整定太小，区外故障将误动；整定太大，区内故障将拒动引入比率制动判据bphI1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置差动保护判据10nmnmIIkII区内故障时区外故障时动作量Id制动量Ir|Im＋In|＝02|IF|差动保护比率制动判据－－自适应特性1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置线路内部流出电流只成为动作电流穿越性的电流只成为制动电流ImInMNIFFImInMNIFF|Im＋In|＝IF|Im－In|IdIrIdIr关系11&差动基本判据比率制动判据出口•差动保护基本判据•比例制动差动保护判据1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置nmnmIIkIIcdnmIII差动保护判据12|Im+In||Im-In|IcdIrIInm两保护判据的结合构成WXH-803电流差动判据dnmIIIId－Ir平面图1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置k动作区13ρK=1.2K=1xρRK=0.75K=0.6j不同k值时的比率制动特性（阴影区为动作区）动作区动作区NMNMIIKII....MNII...令XjR.设K..1101kR，54.5)54.5(1.2kz＋，R43.3)57.3(75,.0kRx875.1)125.2(0.6kRR，22212,11kkRkkO比率制动系数k的复平面图1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置14互补的差动保护判据稳态量差动保护反映复杂故障及发展性故障，但振荡中或重负荷灵敏度较低故障分量差动保护灵敏度高、提高动作速度零序差动保护反映复杂故障及发展性故障，灵敏度高，但需选相元件1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置151.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置•稳态量动作判据NφMφNφMφIIkIIcdNφMφIII稳态量差动•灵敏度影响因素–故障位置–负荷电流–制动系数–过渡电阻161.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置在重负荷过渡电阻下，可能故障电流受负荷电流抵消而产生反相的现象设Im=△Im+Ifh,In=△In-IfhIdm=|Im＋In|=|△Im＋△In|=IFIrm=|Im-In|=|△Im-△In+2Ifh|当发生重负荷大过渡电阻接地故障时，IfhIFIdmkIrm保护拒动.稳态量差动的灵敏度分析ImInMNFΔImIfhΔInRF由于负荷电流使制动量较大，稳态量差动应以灵敏度为重。17�故障分量动作判据NφMφNφMφIΔIΔ0.75IΔIΔcdNφMφIΔIΔIΔ�故障分量电流是故障后的电流和负荷电流的差值。相对全电流差动，它消除了负荷电流，从而降低了区内故障时候制动电流的大小，提高动作灵敏度。�区内短路，不可能出现方向相反的故障分量。1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置故障分量差动18ImInMNFΔImIfhΔInRF某工况区内短路故障分量差动保护分析图工况说明：Em导前于En，兹设功率角δ=45，负荷功率因数角φ=25°（即cosφ＝0.9）。区内短路时，认为短路点F距两侧电源之间的阻抗角相等为α＝70°。区内短路时，故障分量差动保护动作的灵敏度高于稳态量差动保护1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置故障分量差动的灵敏度分析|Im-In|=Ir-InIn－IfhEm|Im+In|=Id|ΔIm+ΔIn|=ΔId|ΔIm-ΔIn|=ΔIrIfhEnΔInInImδ=45°α=70°ΔInΔIm-ΔInΦ=25°19故障分量K的选取：–制动电流比稳态量小，应更加注意制动性能，所以在保证灵敏度的前提下，动作特性的斜率尽可能大一些。–内部故障工作区与非内部故障工作区之间的缓冲很大。K比全电流差动取值要大一些，在保证灵敏度的同时增加区外故障的制动性1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置故障分量差动200cdN0M0IIIN0M0N0M0II0.75II�零序电流主要用作高阻接地缓慢爬升故障的后备保护。零序量作为一种绝对故障量，在正常工况下，零序电流近似为0，伴随接地故障而产生，即使故障缓慢爬升，到一定程度，还是可以产生很大的零序差流。故障分量是故障后量与几周前的量的差值，故障分量差动比较的是相对故障量，如果变化比较慢，就没有足够的灵敏度。�需延时100ms躲过三相合闸不同时所产生零序电流�区外门口三相短路零差制动措施�利用两端零序电流（故障量）进行比较，从而构成的零序电流差动保护。I0cd要躲过电容电流和外部三相短路的最大不平衡零序电流1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置零序电流差动21803Rf[零序电流差动元件的灵敏度]IaM=ILa+IF,IbM=ILb+IF,IcM=ILc+IF---M端IaN=ILa,IbN=ILb,IcN=ILc---N端IoM=ILa+ILb+ILc+IF(ILIF)IoN=ILa+ILb+ILc=0Iod=|IoM+IoN|=IF,Ior=|IoM－IoN|=IFIod=IFIor=IF即使在重负荷时，零序电流差动有很高的灵敏度.IFIM803ILINM端N端[稳态量分相差动元件的灵敏度]Iad=|IaM+IaN|=|(ILa+IF)–Ila|=IFIar=|IaM-IaN|=|(ILa+IF)+Ila|=2ILa+IFIad=IFIar=2ILa+IF1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置零序电流差动的灵敏度分析22式中：I0dz为零序电流差动整定值。式中：Imφ’、Inφ’为两侧相电流稳态量，ø＝A,B,C，øˊ＝A,B,C，为与ø不同的相。’‘＋＋NφMφNφMφII1.5II0dZNφMφ0.9III1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置零序电流差动的选相23比率制动特性Id:差动电流|IM+IN|Ir:制动电流|IM-IN|IrId0Iodz动作区Idz稳态量差动K=0.6突变量差动K=0.75零序差动K=0.75MN端M端IMWXH-803INWXH-803故障量分相差动保护NφMφNφMφIΔIΔkIΔIΔ（1）（2）cdNφMφIΔIΔIΔ稳态量分相差动保护NφMφNφMφIIkII0cdN0M0III零序电流差动保护cdNφMφIII（1）（2）N0M0N0M0IIkII（1）（2）1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置电流差动元件特性24k大于1时，不会误动，但装置用于弱馈系统时将会拒动。ρK=1.2K=1xρRK=0.75K=0.6j不同k值时的比率制动特性（阴影区为动作区）动作区动作区k小于1时，即使两侧电流反向，仍有动作区，正常时是靠门槛躲过；但在短线路情况下，区外大电流故障引起TA饱和时单靠门槛躲不过时就可能误动。判出TA饱和时，k=1.2，区外故障可靠不误动正常时，k=0.6(0.75)，使弱馈、高阻等情况可靠动作1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置电流差动元件特性25差动保护反时限暂态动作特性由于差动保护采用短窗（5ms）相量算法以提高动作速度，故障暂态过程中必须要采用与算法对应的高动作门槛及制动系数以保证高可靠性。故障分量差动及稳态量差动的暂态动作特性如下图所示。分相电流差动元件反时限特性1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置0.75(0.6)1.25kt(ms)1510Idz4Idz5Icdsett(ms)151026差动保护反时限暂态动作特性反应图分相电流差动元件反时限特性1.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置IdIrK=1.24IdzIdz0.60.750.9动作区271.应用-电流差动保护的原理WXH-803输电线电流差动保护装置分相差动电流起动元件cdsetIIINMNMNMIIII0.6VU5为防止远距离故障或经大电阻接地时相电流突变量启动元件灵敏度不够，差动保护设有分相差流起动元件作为稳态量辅助起动元件。式中：MI.、为两侧相电流稳态量，ø＝A,B,C。bphsetIIIdz＋＝（电容电流补偿投入时）（电容电流补偿退出时）1nbphset2CdzXUIII＋＋＝Idz为稳态量分相差动动作值，Ibph为正常时的不平衡电流。Un为额定相电压，XC1为线路正序容抗。以上三式同时成立，延时30ms分相差流启动元件才能起动成功。为确保在故障情况下两侧差流元件才启动，分相差流启动元件须有相电压突变量元件的配合。NI.2800000.75NMNMIIII0dz00IIINMVU5.1300.MI0.NI式中：为两侧零序电流。（电容电流补偿投入时）（电容电流补偿退出时）I0dz为零序电流差动整定值。以上三式同时成立，延时30ms零序差流启动元件才能起动成功为确保在故障情况下两侧差流元件才启动，零序差流启动元件须有零序电压突变量元件的配合。1.