距离保护断线闭锁及振荡闭锁

《距离保护的断线闭及振荡锁装置》

一、距离保护的断线闭锁装置

1ZKJ 2ZKJ 3ZKJ

Z Z Z C相断线时的电压变化： PT UAB UA UC UB

UBC=UCA

A B C

现在微机保护都是采用起动元件（即相电流突变量和零序电流启动），因此PT二次断线时，微机保护的起动元件不会动作，故距离保护不会误动。但如果此时系统出现波动或发生区外故障造成起动元件动作的情况下，距离保护就会误动。为此纵联距离保护及零序电压采用自产3U0纵联零序方向保护都需闭锁。

对断线闭锁装置的要求：①当PT二次回路出现一相、两相或三相断线时，断线闭锁装置都应将距离保护闭锁，并发出告警信号。②当一次系统发生短路时，断线闭锁装置不应误动，以免将距离保护误闭锁。 1、RCS-900系列保护断线闭锁装置的原理

①当Ua+Ub+Uc>8V，且电流起动元件不起动，延时1.25s发出PT二次回路异常信号并闭锁保护。本判据用以判别TV二次的一相和两相断线。

②当使用母线PT时，满足Ua+Ub+Uc<8V，U1<30V，且电流起动元件不起动，延时1.25s发出PT二次回路异常信号并闭锁保护。本判据用以判别TV二次的三相断线。

③当使用线路PT时，满足Ua+Ub+Uc<8V，U1<30V，且电流起动元件不起动，任意一相有电流（Iφ>0.08IN，为CT的二次额定电流）或TWJ不动作。延时1.25s发出PT二次回路异常信号并闭锁保护。本判据用以判别TV二次的三相断线。 （1）RCS-901系列保护断线闭锁装置

TV断线信号动作的同时，将纵联变化量方向和纵联零序退出，保留工频变化量阻抗元件，退出距离保护，自动投入TV断线相过流和TV断线相零序过流保护，TV断线相过流保护由距离保护压板投退，TV断线相零序过流保护由零序保护压板投退。对于零序过电流保护，RCS-901A将零序II段退出，III段不经方向元件控制；RCS-901B将零序I、II段退出，IV段不经方向元件控制，若“零序III段经方向”，则退出III段零序方向过流。

三相电压正常后，经10s延时TV断线信号复归。 （2）RCS-931系列保护断线闭锁装置

TV断线信号动作的同时，保留工频变化量阻抗元件，退出距离保护，自动投入TV断线相过流和TV断线相零序过流保护，TV断线相过流保护由距离保护压板投退，TV断线相零序过流保护由零序保护压板投退。对于零序过电流保护，RCS-931A将零序II段退出，III段不经方向元件控制；RCS-931B将零序I、II、IV段退出，III段不经方向元件控制。

经方向元件控制的各段退出，不经方向元件控制的各段不退出。 三相电压正常后，经10s延时TV断线信号复归。 2、PSL602G/603G系列保护断线闭锁装置的原理

交流电压断线：TV断线检查分为不对称断线识别和三相失压识别。 1）不对称断线判据

a、|Ua+Ub+Uc|>8V b、U2>Un/2 及I2

上述两个判据满足任意一个，持续1.25秒发TV断线信号。 2）三相失压判据

a、当采用母线TV时，三相电压绝对值之和小于0.5 Un，认为是TV三相失压。 b、当采用线路TV时，三相电压绝对值之和小于0.5 Un，开关不在跳位（TWJ不动作）或某相电流大于0.04 In，认为是TV三相失压。

TV断线时，距离保护退出，零序电流保护各段是否退出由方向控制字决定，不

带方向元件的各段零序电流保护可以不退。

在距离保护和零序保护模件中，TV断线时并且保护启动进入故障处理程序时，将根据控制字投入TV断线零序电流保护和TV断线相电流保护。其定值和延时可独立整定。

PT断线后若电压恢复正常0.5S后，装置PT断线信号灯自动复归，并报告相应的断线/失压消失事件，所有的保护也随之自动恢复正常。 3、CSC-101S/103B系列保护断线闭锁装置的原理

装置设有两种检测TV断线的判据，两种判据都带延时，且仅在线路正常运行、起动元件不起动的情况下投入，一旦启动元件启动，TV断线检测立即停止，等整组复归后才恢复。

判据a）：三相电压之和不为零：|Ua+Ub+Uc|>7V 该判据可用于检测一相或两相断线。

判据b）：TV在母线时，若|Ua|、|Ub|、|Uc|任一相电压小于8V，判为TV断线。

TV在线路时，在任一相电流大于0.04 In或断路器在合位时，若|Ua|、

|Ub|、|Uc|任一相电压小于8V，判为TV断线。 （1）CSC-101S系列保护断线闭锁装置

TV断线后报“TV断线告警”，在TV断线条件下所有距离元件、负序方向元件、突变量方向元件退出工作，带方向的零序保护也退出工作，装置将继续监视TV电压，一旦电压恢复正常，各元件将自动重新投入运行。 （1）CSC-103B系列保护断线闭锁装置

TV断线后报“TV断线告警”，在TV断线条件下所有距离元件、负序方向元件，带方向的零序保护退出工作，纵联电流差动保护不受TV断线的影响，可以继续工作。装置将继续监视TV电压，一旦电压恢复正常，各元件将自动重新投入运行。 二、振荡闭锁装置

电力系统稳定运行时，各发电机的电动势都以相同的角频率旋转，各电动势之

间的相位差维持不变。

当电力系统振荡时，两侧电源的电动势之间的夹角δ将在00～3600间不断变化，完成一个周期变化所需要的时间，叫振荡周期。最长的振荡周期按1.5s考虑。 ER Es M N ER

I ?～ ～ Es ωr

δωs Zs Zf ZR 3600 设：ER=ES e

???-jδ

?|ER|=|ES|=|E| Zs=ZR

????振荡电流： ES -ER ES(1- e) 2E sinδ/2 I= = = Zs+Zf+ZR Zs+Zf+ZR Zs+Zf+ZR

振荡电流曲线： I 2E Zs+Zf+ZR

00 1800 3600 δ 当δ=1800时，振荡电流： 2E E

I= = Zs+Zf+ZR Zs+Zf/2

相当于在线路中点发生三相短路，线路的中点即为振荡中心。此时线路各点的电压：

ES Um

振荡中心 UN ER

?-jδ

???所以当振荡中心位于阻抗继电器动作特性圆内部时，阻抗继电器在振荡时将会误动。

1、对振荡闭锁装置的总体考虑

振荡闭锁只控制距离的

I段和Ⅱ段，距离Ⅲ段不受振荡闭锁的控制。距离I段

和Ⅱ段在发出跳令之前，要检查振荡闭锁允不允许它跳闸，如果振荡闭锁发现是振荡，不允许它跳闸。而距离Ⅲ段是独立的。因系统中最长的振荡周期按1.5s考虑，阻抗继电器在振荡时误动的时间不会大于1.5s。所以距离Ⅲ段的延时只要大于1.5s，就可以躲过振荡的影响。

2、对振荡闭锁应满足如下一些要求：

① 当系统发生振荡时，振荡闭锁应将距离保护闭锁（既不开放距离保护）。 ② 在非全相运行及非全相运行系统发生振荡时，振荡闭锁应将距离保护闭锁。 ③ 在非全相运行期间如果运行相上发生短路，振荡闭锁应开放保护，以允许距离保护切除区内故障。

④ 在正常运行下的第一次短路，振荡闭锁应短时开放保护，以允许距离保护切除区内故障。

如果振荡闭锁在短路后长期开放保护，那么假如系统由于区外短路失去稳定引起振荡的时候，距离保护又将误动。所以短路后振荡闭锁既要开放保护，又不能长期开放。短时开放保护的时间控制在120～200ms内，例如160ms。[解释]

⑤ 区外故障后紧接着又发生区内故障时，振荡闭锁应开放保护，以允许距离保护切除区内故障。

⑥ 在振荡中发生短路时，振荡闭锁应在两侧电动势夹角较小时开放保护，以允许距离保护切除区内故障。在两侧电动势夹角较大时应闭锁保护，以防止振荡中发生区外短路时距离保护误动。

[解释]：振荡闭锁装置之所以开放保护的时间控制在120～200ms内，是由于阻抗继电器在振荡时是在两侧电动势的夹角开得比较大时才误动的。例如保护线路

80%的距离I段，其阻抗继电器一般在两侧电动势的夹角大于120～130后才开始动作。而振荡时第一个振荡周期是较长的，据统计，第一个振荡周期中两侧电动势的夹角达到180最短也要0.4S，而达到120时也要在0.2S以上。所以振荡闭锁装置短时开放保护的时间不能大于200ms。但是，开放保护的时间也不能太短，应保证距离I段在保护范围内短路时能可靠切除故障。考虑到足够裕度后，这时间应大于100ms。

距离保护II段的延时一般至少为500 ms，为了使在距离保护II段范围内发生短路时，距离II段能可靠的切出故障，应对上述短时开放160ms的做法采取一些附加措施：如果在160ms内II段阻抗继电器已经动作了，它的动作肯定不是振荡造成的，而是短路造成的。因为振荡造成阻抗继电器动作要在200ms之后。如果II段阻抗继电器一直处在动作状态，说明II段内的短路一直存在着，振荡闭锁应该一直开放下去。

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80%的距离I段，其阻抗继电器一般在两侧电动势的夹角大于120～130后才开始动作。而振荡时第一个振荡周期是较长的，据统计，第一个振荡周期中两侧电动势的夹角达到180最短也要0.4S，而达到120时也要在0.2S以上。所以振荡闭锁装置短时开放保护的时间不能大于200ms。但是，开放保护的时间也不能太短，应保证距离I段在保护范围内短路时能可靠切除故障。考虑到足够裕度后，这时间应大于100ms。

距离保护II段的延时一般至少为500 ms，为了使在距离保护II段范围内发生短路时，距离II段能可靠的切出故障，应对上述短时开放160ms的做法采取一些附加措施：如果在160ms内II段阻抗继电器已经动作了，它的动作肯定不是振荡造成的，而是短路造成的。因为振荡造成阻抗继电器动作要在200ms之后。如果II段阻抗继电器一直处在动作状态，说明II段内的短路一直存在着，振荡闭锁应该一直开放下去。

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