微机型母差复式比率差动保护特点

微机型母差复式比率差动保护的特点

李铭强

（四川电力送变电建设公司调试所，四川成都　610051）

　     摘　要：分析了微机母差复式比率差动保护原理和特点，不但具有高灵敏度，且选择性和可靠性也较高。
    关键词：母差复式比率差动保护；灵敏高；可靠性；选择性

1　微机型母线保护的特点
　　微机型母线保护与常规母差保护相比，不要求连接于母线上各个支路中电流互感器变比完全一致，也不需要装设中间变流器。而是通过保护软件以各支路最大变化为基准进行折算，使得计算差流时各变比均一致并在保护判据及显示差流时以最大变比为基准。
2　母差复式比率差动保护原理
　　母差复式比率差动保护就是按复式比率差动原理构成的母差保护。复式比率差动原理的保护之所以能够提高内部故障时的灵敏度是引入了复合的制动电流Ir，一方面在外部故障时，Ir随着短路电流的增大而增大，Ir＞＞Id，能有效地防止差动保护误动。另一方面在内部故障时由于Id≈Ir，｜Id－Ir｜≈0保护无制动量，即让复合制动电流在理论上为零，使差动保护能不带制动量灵敏动作。这样既有区外故障时保护的高可靠性又有区内故障时保护的灵敏性。
　　母差复式比率差动保护制动特性曲线如图1所示。

　　（1）I_d＞k₁　保护正常运行时躲开最大不平衡差电流K₁。
　　（2）k_r＞k₂　保证可靠躲过区外短路的不平衡差流。表示外部短路时，最大穿越性短路电流。I_bp．max表示此时对应的最大不平衡电流。
　　k_r变化范围在理论上为0到＋∞，能十分明确地区分内外的故障。但实际上，k_r的变化范围是受到电流互感器误差和流出负荷电流的影响的，不可能从0到＋∞。
　　①区外故障支路上，电流互感器是严重饱和的，故其误差不可忽略。
　　②区内故障时，若经大过渡电阻短路，母线上还有较高的残压，因此还有部分负荷电流流出母线，不可忽略，故I_d≠I_r。
3　母差复式比率差动保护的几个特点
　　区内故障时，母线流出的负荷电流是影响复式比率定值K2的因素。若负荷电流占总故障电流的X％，母线上连m条流入支路，n条流出支路。则区内故障时m条支路流入的电流之和为∑I_m.in。n条支路流出母线的电流之和为∑I_n.out。
    制动电流
    差动电流I_d=∑|I_i|
    假设各电流相位相同

    要满足K_r>K₂即满足，可以将K₂选得小些，这样灵敏度提高了，但选择性降低了。
　　由得到的K₂可推算出保护允许的电流互感器的最大误差。
　　区外故障时，考虑到故障支路电流互感器的误差产生的不平衡差流也是区外故障时的差电流I_d，实际制动电流为I_r=∑|I_i|=∑|I_m.in|+|I_k|-I_d

其余各支路因电流小，电流互感器未饱和，其误差可以忽略。

　　由于是区外故障，为保证保护不动作，需使K_r＞K₂。
    可知，当K₂取值较大，保护允许电流互感器有较大误差，保护不会误动作，有较高可靠性。说明母差复式比率差动保护灵敏度较高，可减少一部分灵敏度，使K₂选取较高定值以获得区内外故障的选择性及可靠性。
4　结论
　　由于微机平型母复式比率差动保护具有高灵敏度，选择性和可靠性也较高，故得到广泛地应用。

　

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