湖北電網220 kV線路上的主保護雙重化的配置現已開始采用11型和902型微機線路保護裝置。作為不同的研制開發(fā)者,11型和902型微機線路保護裝置在功能設計上有所不同,本文以線路上發(fā)生區(qū)內單相永久性接地故障為例,對這2種型號的微機線路保護裝置的功能及動作行為作了詳細分析。
1兩種微機線路保護功能設計特點
1.1PT斷線的檢測及對策
11型微機保護對PT斷線的判斷采用2種互相補充的方法。
?。?)每隔5/3ms對采樣點檢查三相電壓之和是否同取自PT開口三角的電壓一致,若持續(xù)60 ms兩者有效值之差大于7 V,則判為PT斷線。
?。?)采樣得到的三個相電壓有效值均低于8 V,而A相電流大于0.04IH(CT二次額定電流),則判為PT斷線。
902型微機保護采用3種方法進行PT斷線的判別:
?。?)三相電壓向量之和大于8V。
?。?)三相電壓絕對值之和小于0.5UN,任一相有電流且大于0.08 IH。
?。?)三相電壓絕對值之和小于0.5UN,KK把手在合后位置且跳閘位置繼電器TWJ不動作。
滿足上述條件之一,延時1.25s報PT斷線。
PT斷線時,11型和902型的距離保護均被閉鎖。11型保護將用于零序方向判別的3U0由自產改為PT開口三角形,此時11型保護具有高頻零序方向(只用于單相接地)及完整的 零序方向過流保護功能。902型保護的零序方向保護功能全部退出,此時902型保護有非斷線相的工頻變化量距離保護ΔZ,復合阻抗高頻保護F++,不帶方向的零序三段和新增的零序和相電流過流保護。
若PT斷線時,線路發(fā)生故障。對于接地故障,可由11型保護的零序方向保護切除故障;非斷線相的故障可由902型ΔZ和F++保護切除故障。
1.2轉換性故障的對策
11型保護在進行故障處理時,先選相,根據所選出的故障相進行計算。為了防止選相后線路的故障發(fā)生了轉換,從而造成因選相錯誤影響保護對故障的測量,11型保護在選相結果為單相故障時,采用健全兩相之間相電流差突變量作為監(jiān)視轉換故障發(fā)生的起動元件,用阻抗把關的方法切除轉換性故障。線路突然發(fā)生單相故障時,保護起動元件動作,經選相判別為單相故障后,立即投入一個監(jiān)視健全兩相之間相電流差突變量元件,該元件動作后則投入包括兩健全相在內的三種阻抗測量元件,在保護收回單跳令前,任一種阻抗測量值在保護范圍內(高頻插件為阻抗停信定值,距離插件為Ⅱ段定值),即確認為故障已轉換,保護改跳三相。11型保護只是在故障發(fā)生到保護出口跳閘這段時間內,考慮了轉換性故障的發(fā)生。在線路非全相運行時只有零序不靈敏Ⅰ、Ⅱ段作為轉換性故障發(fā)生的保護。
故障發(fā)生時,902型保護的主保護CPU1先選相,然后對故障相進行測量。后備保護CPU2先對各相和相間進行測量,判為區(qū)內故障時才選相跳閘。因此在任何復雜的故障形式下,902型保護均不會因選相的錯誤而導致保護的測量錯誤。為了保護在線路非全相運行時發(fā)生轉換性故障,902型保護也采用健全兩相之間相電流差突變量作為監(jiān)視轉換性故障發(fā)生的起動元件,用健全相的工頻變化量距離保護,復合阻抗高頻保護和距離保護來切除轉換性故障。單相故障切除后,線路處于非全相運行狀態(tài),由902型保護動作造成的非全相狀態(tài)時,裝置內的三跳固定繼電器TGABC不動作,而跳開相的單跳固定繼電器動作,對應相的電流元件返回。非902型保護動作造成的非全相狀態(tài)時,操作箱中跳位繼電器TWJ開入量應變位。902型保護判斷線路處于非全相運行狀態(tài)時,延時80 ms投入健全兩相之間相電流差突變量起動元件,起動元件動作后加用相應的保護用以切除轉換性故障。
1.3重合閘及后加速的實現
兩種型號保護的重合閘均有保護跳閘固定起動和不對應起動兩種方式。
11型保護在線路發(fā)生故障起動元件動作,或者是有不對應起動開入量變位(防止在輕載時,斷路器偷跳)后,加用重合閘功能。在加用期間,起動重合閘的開入量變位累計20次(20個采樣間隔)后才確認起動有效,重合閘插件中的阻抗選相元件都返回,判斷 故障已切除,開始重合閘計時。在11型保護裝置中設置了一個斷路器三跳位置開入量,對于保護單跳固定或不對應起動重合閘來說,均需要經三跳位置把關,目的是為了防止在單重方式下,本裝置在單相故障時正確單跳。但本線路其他保護裝置誤跳三相,而且該外部保護又未連接到11的重合閘回路中,而使得重合閘非同期誤合三相。