输电线路几种比率差动保护性能仿真

李俊华，霍兵兵

（1.西京学院 机电系自动化教研室，陕西 西安 710123；2.西安西瑞智能电气有限公司 陕西 西安 710065）

电流纵联差动保护是输电线路和母线很重要的一种保护原理，其原理是利用比较被保护设备两端电流，根据基尔霍夫定律实现的一种保护。从故障信息观点来看，它最突出的特点是具有优越的提取内部故障信息的能力，这一点是其它保护原理无法比拟的。电流向量差动保护判据在实际应用中不断的改进和优化，现在的微机保护中先后用到了常规比率制动、复式比率制动和故障分量复式比率制动判据，这几种判据动作特性各有其特点；因此，文中在现有研究的基础上，分析比较这3种保护判据的优缺点，并提出一种合理的应用方法，使电流向量差动保护发挥更大的性能[1]。

1 判据及其定性分析

如图1所示，给出了一个简化的电力系统图，设定线路两端电流均为由母线指向被保护线路为正方向，分别为线路m端、n端的电流向量。

根据基尔霍夫电流定律，差动电流表示为

图1 电力系统简化图Fig.1 Simplified figure of power system

现就Id和Ir构成的差动比率制动特性作以下分析。

1.1 常规比率差动保护

其通用判据[2]为

其中：Idz为差动保护整定值，一般为躲过正常运行时，二次最大不平衡电流Ibp_max；k为取值小于1的比率制动系数。其动作特性如图2所示。

正常状态下，Id=Ibp＜Ibp_max，即 Id＜Idz，差动保护不会启动。 当外部发生故障时，由于不平衡电流的增大可能会导致Id>Idz，差动保护启动，而此时Ir为外部故障电流和负荷电流的叠加Ir>>Id，Id＜kIr，制动作用较强保证了外部发生故障时差动可靠不动作。当内部……