第一章 DSA2161线路距离保护测控装置技术说明书
3.3.4 相间距离保护
相间故障的过渡电阻是非线形的电弧电阻，其阻值Rarc用相对于系统阻抗（流经保护向故障点供给短路电流的电源阻抗Zs和到故障点之间的线路阻抗Z1之和）的常数值来表示，即Rarc=0.05(Zs+Zl)。由于Rarc不大，用欧姆继电器完全可以满足要求。 3.3.4.1 相间（两相故障）距离第I段
BC相间（接地或不接地）故障，欧姆继电器的动作判据为：
270??arg?jUAUBC?ZplzdIBC????90?阻抗平面上的动作特性如图4-2所示。图中圆C1
和C2分别为正、反方向的动作特性。阴影部分为正方向经电弧电阻短路时测量阻抗的区域，梯形底宽为0.05(ZS?Zl)?0.05SY。测量阻抗落在圆C1继电器可以灵敏动作；反方向短路时测量阻抗落在第Ⅲ象限，继电器不动作，方向性很明确。
图4-2 相间距离元件动作特性
3.3.4.2 相间（三相故障）距离第I段
三相故障仍用BC相参数进行测量，极化电压用本相记忆电压，其动作判据为：
270??argUBC0UBC?ZplzdIBC????90?
在记忆电压存在期间，其正、反方向的动作特性仍分别为图3.2所示的圆C1和
C2；记忆作用消失后，UBC0就是故障后母线实际的残压，动作特性变成图3.2中的
圆C3，此圆对正、反方向故障都适用。因此在记忆作用消失后，继电器对出口和母
1-8
第一章 DSA2161线路距离保护测控装置技术说明书
线上故障的方向判别将变得不明确，措施是给稳态特性设电压死区；当背后母线上故障时，残压不能克服死区，继电器始终不会动作；正向出口故障时在记忆电压作用下继电器立即动作；在继电器已动作情况下，如果残压未发生变化，说明故障仍然存在，就将继电器的动作一直保持下去，这样在断路器拒动时可有效地启动断路器失灵保护。
3.3.4.3 相间距离第II段和第III段
由于常规三段式保护中的第II段在保证灵敏度和缩短动作时间两方面常发生矛盾，为此，将它分设为两段，即距离保护的第II和第III段。
第III段按保证灵敏度整定，其整定阻抗为Zp3zd=1.5ZL(ZL为线路全长的正序阻抗）。第II段的整定阻抗Zp2zd与下一级保护第I段相配合，其动作时间一般为0.3～0.5s，保证了快速性，但灵敏度可能不足。第II和第III段在灵敏性和快速性两方面有互补性，方便了用户的整定。如果第III段的动作延时被整定为0.5s，则保护的第II段可以停用。 3.3.4.4 相间距离第IV段
相间距离第IV段作为相邻线保护的远后备。采用本相间电压为极化电压，不对出口故障作出反应，采用抛球特性，从而避开最小负荷阻抗。其动作判据为：
270??argUBC?Zp1zdIBCUBC?Zp4zdIBC?????90?
AZS
BZLCZTD
图4-3 相间距离保护整定计算用图
1-9
第一章 DSA2161线路距离保护测控装置技术说明书
3.3.5 四段复压闭锁方向过流保护
装臵设臵了四段带延时段的复压闭锁方向过流保护，各段过流保护可由用户选择经或不经方向元件或复压闭锁元件的控制。过流低电压以相间电压为判据。TV断线时四段过流保护均不经方向元件和复压闭锁元件的控制。 3.3.6 弱馈线保护
线路上发生不对称故障时，利用启动元件启动；三相对称短路时，利用突变量电流启动元件启动保护。
由于电源容量很小，对线路故障可假设无电源进行分析。接地故障时由于变压器中性点接地，有相当大的零序电流流过，系统容量很小时，等值电源的正、负序阻抗远大于变压器的零序阻抗，所以正、负序电流很小，可近似认为IA=IB=IC=I0；此时，故障相电压显著下降，变压器的健全相以高压侧为原边，低压侧为副边，而故障相以低压侧为原边，高压侧为副边，短路功率由健全相经低压侧流向故障相，再由故障相高压侧流向故障点，所以，线路保护的故障相距离继电器能准确测量。但BC两相短路接地时，可能出现IB=IC，UB=UC，UBC≈0，IBC≈0，相间距离继电器变得不灵敏，如果满足IBC＜0.2I0，则确认为弱电源，用B相或C相零序全阻抗继电器测量。
线路上发生两相短路不接地故障时,相间距离继电器能正确测量。只是线路上发生三相短路时,只在短路后很短时间内负荷中的旋转电机能向线路供给短路电流,以后既无电压也无电流,这种情况没有保护也无妨。 3.3.7 振荡闭锁
本装臵的振荡闭锁继承我国长期行之有效的办法,分为三部分：
1）故障开始时160ms以内无条件开放保护，以保证正常运行下突然发生故障时能快速开放。如果在160ms内距离元件已经动作,说明确有故障,则允许测量元件一直动作下去,直到故障被切除。
2）不对称故障时选出故障相后，只要健全相电流明显小于故障相电流，说明并未伴随有振荡，即按所选出的故障相用相应的距离元件进行测量。若三相电流数值接近，则暂时中止测量，待两侧电势相位差减小后继续测量。
1-10
第一章 DSA2161线路距离保护测控装置技术说明书
3）在三相短路时，测量UcosΦ的幅值。该电压在系统振荡时反应振荡中心电压，在三相短路时反应弧光压降。在振荡中发生故障时UcosΦ＜0.05保持不变，于是经小延时开放保护。
距离继电器为了保证方向性，采用在不对称故障时用健全相电压，在对称故障时用记忆电压作为极化电压。该方法的前提是在正方向故障时极化电压与本侧电源电势、在反方向故障时与对侧电源电势相位基本相同。由于振荡时两侧电势的相位差可能等于180°，极化电压可能与本侧电势也可能与对侧电势相位相同，因此在反方向故障时易失去方向性，反之如与对侧电势相位相同就会在正方向故障时发生超越或拒动。此时装臵的动作情况如下：
不对称故障时，由于三相电流差别不大，装臵不会开放距离保护进行测量，待减小后再开放保护，保护就能正确动作；对称故障时，利用UcosΦ＜0.05可短时闭锁保护，避免误动。若故障发生在出口或母线，则等到UcosΦ＜0.05的延时后极化电压接近于零。此时保护的方向性将得不到保证。由于系统发生振荡的几率不大，每百公里的线路故障的几率每年只有一次，且δ=180°时系统电压都有不同程度的下降，此时故障的可能的性又降低了。 3.3.8 双回线相继速动保护
在双回线上通过横向比较两回线阶段式保护中测量元件的动作逻辑，可构成横联保护，快速切除故障线路。
在双回线外部故障时两回线的方向元件将都判定为正方向或都为反方向，唯有在内部故障时才可能出现故障线判为正方向而健全线判为反方向，如果采用允许式横联保护,当一回线的方向判为反方向时就向另一回线发加速信号，而本回线的方向元件判为正方向时又同时收到邻线发来的加速信号就跳闸。
在单侧电源供电的双回线上，内部故障时，电源测的方向元件始终判断为正方向故障，因此在距离保护中增设由距离III段的动作逻辑来加速切除线路第I段范围外的本线路末端故障。在双回线外部故障时两线的距离第III段可能动作，外部故障切除后都返回；在内部末端故障时起初也是都动作，故障线对侧断路器跳闸后，健全线第III段返回，故障线第III段继续动作。装臵的动作情况是：首先确认第
1-11
第一章 DSA2161线路距离保护测控装置技术说明书
III段已动作，经40ms以后，若第III段返回就确认外部故障已切除，则在故障后50～150ms内向邻线发加速信号，而第III段如果继续动作并收到加速信号就跳闸。第III段整定阻抗为1.5ZL。
3.3.9 单回线不对称故障相继速动保护
单回线末端发生不对称故障时，对侧断路器的三相跳闸可被检测出来，主要有以下两种：
1）若线路有一定的负荷电流，当对侧断路器三相跳闸时，健全相的电流下降到线路的充电电流。
2）当电路两侧变压器中性点都接地时，相当数量的零序电流分流到对侧变压器中，在对侧断路器三相跳闸后流经本侧的零序电流也发生变化。利用零序电流幅值的变化——上升或下降超过原始值的20％，判定对侧三相跳闸。
当检测到对侧断路器跳闸后，令本侧保护第III段经小延时跳闸，提高安全性。 3.3.10 三相一次重合闸
重合闸起动方式有两种：不对应起动和保护起动，当重合闸不投时可选择整定控制字退出，通过整定控制字选择是检无压，检同期，或检相邻线有流，还是不检。重合闸必须在充电完成后投入，线路在正常运行状态(TW=0,HW=1)，无外部闭锁重合信号，经20秒充电完成。
3.3.11 合闸于故障保护（SOTF保护）
合闸于不对称故障保护的动作判据为：
U2?1.25?ZLI2?U0?1.25?Z0LI0?0.5Un
其中：U2、U0及I2、I0分别为负序和零序电压及电流；ZL、Z0L为线路正序和零序阻抗；Un为系统额定相电压。另外还应满足方向判据：
U2?ZLI2?U2?ZLI2
U0?Z0LI0?U0?Z0LI0
1-12