(三)振荡与短路故障的区分
在系统发生振荡时,又发生短路故障的机率虽然不多,但万一发生应要求保护能可靠地动作于跳闸。这就要求保护能很好地区分振荡和短路故障。但是在常规距离保护中,对振荡闭锁后再发生故障,保护因不能正确区分振荡与故障,只能以III段延时跳闸。这个问题在微机保护中得到彻底解决。
微机保护能有效地区分振荡和短路故障是因为在振荡期间仍然在不断地计算感受阻抗并监测其变化。其原理是系统振荡时保护装置的感受阻抗的电阻分量变化较大,变化速率取决于振荡周期。而被保护线路短路时,感受阻抗的电阻分量虽然因弧光放电而略有变化,但分析计算表明其电弧电阻变化速率远小于振荡所对应的电阻变化速率。这一点可从图3-11的感受阻抗轨迹留看出来,振荡时R分量的变化幅度较大,X变化量较小。
据此原理,距离保护对振荡闭锁期间,又发生短路故障的判据是:
(1)发生故障时感受阻抗的模值必定有一个突变量
式中DR值是在判断的0.2s时间内,感受阻抗的电阻分量基本不变的整定值,该值在整定清单上列有。
(2)以后的持续0.2s时;国内感受阻抗的电阻分量基本不变(小于整定的DR值)。这里所述的0.2s实际上是在距离保护振荡闭锁程序里循环四次的时间。
(3)突变后阻抗值在I段范围内
在振荡闭锁期间,凡满足以上三个判据时,不选相作三跳处理。
(四)振荡停息判据
无论是静稳破坏还是故障发生后系统振荡,保护振荡闭锁后系统振荡停息时必须整组复归,以便以后运行再次判断故障、振荡。而整组复归的条件就是振荡停息。判断振荡停息的判据是以下三类元件持续4.5s均不动作。
(1)六种阻抗元件的III段阻抗元件;
(2)按静稳破坏整定的(I)A相电流元件;
(3)按辅助零序电流I整定的零序电流元件。
只要以上任一条件不满足,就在振荡闭锁程序中继续循环计算判据。
(五)振荡闭锁程序逻辑原理
振荡闭锁期间,一方面不停地检测是否发生短路故障,另一方面又在不停地检测振荡是否已停息,只要振荡未停息就在振荡闭锁程序中不断地循环、不停地检测。该振荡闭锁循环程序逻辑简图如图3-13所示。
该程序段中有一个反方向动作的负序功率方向元件,是用于振荡闭锁期间发生出口短路的方向判据。由于振荡期间用故障前一周的振荡电压与实时电流比相的记忆方法是靠不住的,因此用负序方向元件来检测不对称故障时的方向性是比较可靠的方法。
进入振荡闭锁循环入口ZDB4时,程序首先检查是否发生故障,必须检查六个阻抗元件的感受阻抗的突变量是否大于整定值及是否小于整定值。如超定值,而小于定值,那么肯定是发生短路故障了,然后再检测是否在小偏移I段范围内(即R的偏移I段范围)。如连续四次(振荡后故障标志加1等于4,相当于延时了0.2s)均小于定不动作,可判区内短路故障,三跳出口。如果负序反方向元件动作即清标志位,保证了振荡闭锁保护的要求。最后在检测满足振荡停息的三条件后整组复归,即跳出振荡闭锁程序循环,回到主程序去自检循环。
11型距离保护的振荡闭锁程序实际框图如附图15、附图16所示。实际上进入振荡闭锁程序时,除了置标志位ZDB=1、QDJ=0及检查计算阻抗值是否在小偏见段范围外,还要根据控制字KG的设置决定是否后加速、经或不经振荡闭锁控制等,这部分程序见附图15。振荡闭锁程序实质部分如附图16框图所描述的,程序的实际流程要抓住标志位的含意,才不致于迷失流程方向。例如在检测振荡闭锁期间是否又有故障发生时,程序完成第一个判据“值?”后置标志位ABFLGB=1,表示阻抗值发生突变并由软件自保持,在随后的程序中不应再检测阻抗突变值大小,转为多次计算电阻值变化是否保持小于定值,以判定是否故障。所以附图16程序入口就检查“ABFLGB=1?”如等于1,就进入第二判据的程序。再如 ABCNT(=4?)也是控制流程方向的,但是它又是一只计数器,表示符合第二判据的时间到0.2s?;而NSFB标志位表示有无负序分量。