湖北電網(wǎng)220kV線(xiàn)路上的主保護雙重化的配置現已開(kāi)始采用11型和902型微機線(xiàn)路保護裝置。作為不同的研制開(kāi)發(fā)者，11型和902型微機線(xiàn)路保護裝置在功能設計上有所不同，本文以線(xiàn)路上發(fā)生區內單相永久性接地故障為例，對這2種型號的微機線(xiàn)路保護裝置的功能及動(dòng)作行為作了詳細分析。

　　1、一種微機線(xiàn)路保護功能設計特點(diǎn)

　　1.1PT斷線(xiàn)的檢測及對策

　　11型微機保護對PT斷線(xiàn)的判斷采用2種互相補充的方法。

　�。�1）每隔5／3ms對采樣點(diǎn)檢查三相電壓之和是否同取自PT開(kāi)口三角的電壓一致，若持續60ms兩者有效值之差大于7V，則判為PT斷線(xiàn)。

　�。�2）采樣得到的三個(gè)相電壓有效值均低于8V，而A相電流大于0.04IH（CT二次額定電流），則判為PT斷線(xiàn)。

　　902型微機保護采用3種方法進(jìn)行PT斷線(xiàn)的判別：

　�。�1）三相電壓向量之和大于8V。

　�。�2）三相電壓絕對值之和小于0.5UN，任一相有電流且大于0.08IH。

　�。�3）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(dòng)作。

　　滿(mǎn)足上述條件之一，延時(shí)1.25s報PT斷線(xiàn)。

　　PT斷線(xiàn)時(shí)，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(chǎn)改為PT開(kāi)口三角形，此時(shí)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(guò)流保護功能。902型保護的零序方向保護功能全部退出，此時(shí)902型保護有非斷線(xiàn)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(guò)流保護。

　　若PT斷線(xiàn)時(shí)，線(xiàn)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(xiàn)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(jìn)行故障處理時(shí)，先選相，根據所選出的故障相進(jìn)行計算。為了防止選相后線(xiàn)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(shí)，采用健全兩相之間相電流差突變量作為監視轉換故障發(fā)生的起動(dòng)元件，用阻抗把關(guān)的方法切除轉換性故障。線(xiàn)路突然發(fā)生單相故障時(shí)，保護起動(dòng)元件動(dòng)作，經(jīng)選相判別為單相故障后，立即投入一個(gè)監視健全兩相之間相電流差突變量元件，該元件動(dòng)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(shí)間內，考慮了轉換性故障的發(fā)生。在線(xiàn)路非全相運行時(shí)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(shí)，902型保護的主保護CPU1先選相，然后對故障相進(jìn)行測量。后備保護CPU2先對各相和相間進(jìn)行測量，判為區內故障時(shí)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(huì )因選相的錯誤而導致保護的測量錯誤。為了保護在線(xiàn)路非全相運行時(shí)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視轉換性故障發(fā)生的起動(dòng)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(lái)切除轉換性故障。單相故障切除后，線(xiàn)路處于非全相運行狀態(tài)，由902型保護動(dòng)作造成的非全相狀態(tài)時(shí)，裝置內的三跳固定繼電器TGABC不動(dòng)作，而跳開(kāi)相的單跳固定繼電器動(dòng)作，對應相的電流元件返回。非902型保護動(dòng)作造成的非全相狀態(tài)時(shí)，操作箱中跳位繼電器TWJ開(kāi)入量應變位。902型保護判斷線(xiàn)路處于非全相運行狀態(tài)時(shí)，延時(shí)80ms投入健全兩相之間相電流差突變量起動(dòng)元件，起動(dòng)元件動(dòng)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(shí)現

　　兩種型號保護的重合閘均有保護跳閘固定起動(dòng)和不對應起動(dòng)兩種方式。

　　11型保護在線(xiàn)路發(fā)生故障起動(dòng)元件動(dòng)作，或者是有不對應起動(dòng)開(kāi)入量變位（防止在輕載時(shí)，斷路器偷跳）后，加用重合閘功能。在加用期間，起動(dòng)重合閘的開(kāi)入量變位累計20次（20個(gè)采樣間隔）后才確認起動(dòng)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(kāi)始重合閘計時(shí)。在11型保護裝置中設置了一個(gè)斷路器三跳位置開(kāi)入量，對于保護單跳固定或不對應起動(dòng)重合閘來(lái)說(shuō)，均需要經(jīng)三跳位置把關(guān)，目的是為了防止在單重方式下，本裝置在單相故障時(shí)正確單跳。但本線(xiàn)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。

　　902型保護只在線(xiàn)路發(fā)生故障起動(dòng)元件動(dòng)作后，加用重合閘功能。在加用期間，起動(dòng)重合閘的開(kāi)入量變位后，通過(guò)電流元件來(lái)判斷故障是否已經(jīng)切除，在故障切除以后才開(kāi)始重合閘的計時(shí)。單重方式下，若裝置測量到三相中至少有一相有電流，或有一相無(wú)電流，則表明單相故障已經(jīng)切除。在三重方式下，裝置測量到三相都沒(méi)有電流，則表明三相故障已經(jīng)切除。在線(xiàn)路輕負荷運行時(shí)，線(xiàn)路的負荷電流有可能小于無(wú)電流判別定值。在單重方式下，此時(shí)就不能通過(guò)電流值來(lái)判斷開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。902型保護在正常運行時(shí)檢查到線(xiàn)路處于輕負荷運行狀態(tài)置PL標志。在加用重合閘時(shí)，若有PL標志，合閘時(shí)需查詢(xún)斷路器三跳位置開(kāi)入量，以防止在單重方式下，非同期誤合三相開(kāi)關(guān)。

　　11型保護在發(fā)出跳令并將開(kāi)關(guān)跳開(kāi)或通過(guò)不對應開(kāi)入量變位判斷其他保護跳開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，程序轉至跳閘后，在此不停地通過(guò)采樣值計算斷開(kāi)相的電流值并與無(wú)電流判別整定值IWJ相比較來(lái)判斷重合閘是否動(dòng)作。若斷開(kāi)相電流計算值大于IWJ，則表明重合閘已動(dòng)作，加用重合閘后加速功能。

　　902型保護在跳位繼電器TWJ開(kāi)入量變位或跳閘固定繼電器動(dòng)作且對應相無(wú)電流（開(kāi)關(guān)跳開(kāi)）后，查詢(xún)到跳開(kāi)相又出現有電流或者跳位繼電器TWJ開(kāi)入量返回，判為重合閘已動(dòng)作，投入后加速功能。

　　從上述分析中可以看出，兩套保護裝置的重合閘后加速均不需要外部提供后加速接點(diǎn)。

　　1.4出口邏輯的選擇

　　11型和902型保護的跳閘不僅與選相結果有關(guān)，還與重合閘的選擇方式和指定及用戶(hù)整定選擇有關(guān)。重合閘方式選擇為單重或綜重時(shí)，11型和902型保護在單相故障時(shí)跳單相。此時(shí)，若重合閘充電回路未充滿(mǎn)電，重合閘不能合閘。為了防止線(xiàn)路處于長(cháng)期非全相運行狀態(tài)，11型保護可通過(guò)整定選擇，由綜重插件發(fā)三跳令。902型保護則延時(shí)2s后跳三相。

　　11型保護在發(fā)單跳令0.25s后還未將開(kāi)關(guān)跳開(kāi)（故障相電流大于無(wú)電流整定值IWI），則轉發(fā)三跳令。在發(fā)三跳令0.25s后還未將開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，則發(fā)永跳令。

　　902型保護在測量元件動(dòng)作而選相元件不動(dòng)作，延時(shí)150ms跳三相。線(xiàn)路無(wú)論因任何原因切除兩相時(shí)，由后備跳閘切除第三相。

　　2、單相永久故障時(shí)保護動(dòng)作行為分析

　　線(xiàn)路區內Ⅰ段范圍內發(fā)生A相永久性故障時(shí)，保護的正確動(dòng)作過(guò)程應為瞬時(shí)跳開(kāi)故障相，重合故障相，瞬時(shí)加速跳開(kāi)三相3個(gè)動(dòng)作過(guò)程。

　　2.1保護瞬時(shí)跳開(kāi)故障相的動(dòng)作過(guò)程

　　線(xiàn)路突然發(fā)生A相故障，11型和902型保護裝置中各保護插件的起動(dòng)元件動(dòng)作后加用各自的保護，兩套裝置中高頻發(fā)信機由于起動(dòng)元件動(dòng)作開(kāi)始發(fā)信。

　　11型高頻保護選相結果為單相故障，采用高頻閉鎖零序方向保護，并加用健全兩相之間相電流差突變量起動(dòng)元件。本側高頻保護在連續收到5～7ms高頻信號后，其對應標志字SXB被置為‘1’。由于是區內故障，線(xiàn)路兩側高頻保護測量結果均為正方向停信，高頻保護收不到高頻閉鎖信號，滿(mǎn)足跳閘條件，進(jìn)入選跳部分。902型高頻保護在連續收到10ms高頻信號后，投入方向測量元件，正方向測量元件O＋＋和Z＋＋動(dòng)作后停信，在連續5ms收不到高頻閉鎖信號后，進(jìn)入跳閘部分。

　　11型和902型距離保護中接地距離Ⅰ段動(dòng)作，另外902型保護中的工頻變化量距離保護也應動(dòng)作，保護均進(jìn)入跳閘部分。

　　11型零序保護在起動(dòng)元件動(dòng)作后，加用Δ3U0元件，故障時(shí)產(chǎn)生的Δ3U0＞2V，故障在零序保護Ⅰ段范圍內，進(jìn)入選跳部分。902型零序保護只有Ⅱ、Ⅲ段，因延時(shí)未到不能出口跳閘。

　　兩套保護裝置在起動(dòng)元件動(dòng)作后，均加用重合閘功能，因保護此時(shí)未出口跳閘，保護跳閘固定及不對應起動(dòng)重合閘開(kāi)入量均未變位，重合閘處于等待起動(dòng)狀態(tài)。

　　11型和902型保護的選跳部分原理相同，由選相結果和屏上所選擇的重合方式來(lái)決定保護出口的跳閘方式。選相為單相故障且屏上重合方式選擇為綜重或單重時(shí)，則只跳單相，否則跳三相。保護插件發(fā)出跳A相令后，計算A相電流值并與無(wú)電流判別整定值IWJ相比較。若小于IWJ表明開(kāi)關(guān)已跳開(kāi)，保護插件收回跳閘令。此時(shí)故障相A相的開(kāi)關(guān)已被跳開(kāi)，線(xiàn)路處于非全相運行狀態(tài)。

　　2.2重合閘過(guò)程

　　A相開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，線(xiàn)路處于非全相運行狀態(tài)。11型高頻、距離、零序保護插件此時(shí)處于等待合閘狀態(tài)。902型兩個(gè)保護插件依據三跳固定繼電器TGABC不動(dòng)作，單跳固定繼電器TGA動(dòng)作，而A相電流元件不動(dòng)作，判斷為線(xiàn)路處于非全相運行狀態(tài)，閉鎖零序方向保護，延時(shí)80ms投入健全相復合阻抗方向和阻抗保護，用以切除轉換性故障的發(fā)生。

　　A相開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，保護跳閘固定及不對應起動(dòng)重合閘開(kāi)入量均變位，重合閘被起動(dòng)。11型綜重插件的阻抗選相元件返回，其單重計時(shí)開(kāi)始。902型距離保護插件感受到A相無(wú)電流，而其他兩相有電流，開(kāi)始單重計時(shí)。重合閘延時(shí)到后，發(fā)出合閘令。合上A相開(kāi)關(guān)。

　　2.3后加速過(guò)程

　　11型高頻、距離、零序保護插件，在A(yíng)相開(kāi)關(guān)合上后測量到的A相電流值大于無(wú)電流判別整定值IWJ，判斷重合閘已經(jīng)動(dòng)作，轉入后加速功能。由于故障是永久性的，高頻插件測量到的故障相阻抗在停信范圍內，瞬時(shí)發(fā)出永跳令；距離插件按整定選擇電抗X相近或加速Ⅱ段，瞬時(shí)發(fā)出永跳令；零序插件中的零序電流后加速要帶0.1s延時(shí)。

　　902型主保護、距離插件在單跳固定繼電器TGA動(dòng)作后，A相又出現電流，判為開(kāi)關(guān)合上，開(kāi)放后加速200ms.由于故障是永久性的，主保護插件中零序過(guò)流繼電器經(jīng)60ms延時(shí)切除故障，距離插件由阻抗加速切除故障。

　　3、結束語(yǔ)

　　本文以線(xiàn)路發(fā)生區內單相永久性故障為例，對11型和902型微機線(xiàn)路保護裝置的功能及它們在構成線(xiàn)路主保護雙重化時(shí)的動(dòng)作行為作了詳細分析，有助于試驗和運行人員對裝置的了解和掌握。