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相位角失步振荡判据：
振荡中心 位 置 在MB之间 （正方向） 在AM之间 （反方向） M点 相位角φ变化区间 M点为送端（f1＞f2） A：Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ—Ⅳ 0°－90°－180° C：Ⅰ—Ⅵ—Ⅴ—Ⅳ 360°－270°－180° E：Ⅰ—Ⅳ—Ⅰ 0°－180°－0° M点为受端（f1＜f2） B：Ⅳ—Ⅲ—Ⅱ—Ⅰ 180°－90°－0° D：Ⅳ—Ⅴ—Ⅵ—Ⅰ 180°－270°－360° F：Ⅳ—Ⅰ—Ⅳ 180°－0°－180° 图2-8 相位角失步振荡判据
(1) 判断振荡中心在正方向
A．正常运行在Ⅰ区时（送端），从Ⅰ区开始按顺序经过Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区，则判断振荡中心在正方向并认为经历了一个振荡周期。
B．正常运行在Ⅳ区时（受端），从Ⅳ区开始按顺序经过Ⅲ区、Ⅱ区、Ⅰ区，则判断振荡中心在正方向并认为经历了一个振荡周期。 (2) 判断振荡中心在反方向
C．正常运行在Ⅰ区时（送端），从Ⅰ区开始按顺序经过Ⅵ区、Ⅴ区、Ⅳ区，则判断振荡中心在反方向并认为经历了一个振荡周期。
D．正常运行在Ⅳ区时（受端），从Ⅳ区开始按顺序经过Ⅴ区、Ⅵ区、Ⅰ区，则判断振荡中心在反方向并认为经历了一个振荡周期。 (3) 判断振荡中心就在安装处附近
振荡中心相位角变化规律如图2-6所示，此时将可能检测不到φ穿过Ⅱ、Ⅲ（或Ⅴ、Ⅵ）两个区，判据改为：
E．正常运行在Ⅰ区时，从Ⅰ区开始突变到Ⅳ区再突变回到Ⅰ区，作为一个失步振荡周期。 F．正常运行在Ⅳ区时，从Ⅳ区开始突变到Ⅰ区再突变回到Ⅳ区，作为一个失步振荡周期。 G．为了判断装置安装地点是否处在振荡中心附近，再采用低电压辅助判据，当电压UM的电压包络线的最小值UML（有效值）≤20％UN时，则认为M点处在振荡中心附近（图2-9-b）。该判据固化在程序中，不必整定。
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0
uMt
uMt
t
0 t
20％UN
UM
UM
0
(a) 振荡中心 t
0 UML t
(b) 振荡中心附近 图2-9 振荡中心处振荡电压波形
同时满足E、G或F、G时，判为失步振荡，且振荡中心就在安装处附近。
4 保护区范围内的判断及选择性配合
对于失步振荡解列装置来说其保护区是指系统发生失步振荡时，振荡中心落在该区范围内，装置应能动作，换言之，振荡中心不在预定的保护范围内装置应不动作。确定保护范围时，需要考虑的因素是：
(1) 是否与同一系统内其他解列装置相配合，如有其他解列装置，应划分各装置的保护区范围。
(2) 一般应考虑保护本线路全长并包括正、反方向相邻线路的一部分。 4.1 判失步低电压定值ULS
振荡中心处电压包络线的最低电压值为零，离振荡中心越远，电压包络线的最低电压值UL（有效值）就越高。对于一个具体的系统来说，振荡中心确定了，系统各点的UL值是可以计算出来的，因此设定振荡中心落在保护区的边界上，可以求出解列装置安装点（M点）处的UML值，考虑一定的可靠系数K，就可确定：判失步低电压定值ULS＝KUML，式中可靠系数K＞1，系考虑运行方式的某些可能变化。
电压包络线最低电压出现在1/2振荡周期时刻（E1和E2反相，功角δ＝180°时），这
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个电压的检测在先，失步振荡周期的判断在后（相位角原理的判据一般需2/3个振荡周期），因此对N＝1的快速解列而言，检测电压包络线最低电压的时间不会延缓对失步振荡周期的判断。
4.2 振荡中心位置方向选择功能
振荡中心方向：N（Y－只允许正方向，N－无方向），当选择Y时，振荡中心在安装点背后时，2F装置就不能动作。因此，2F装置可根据检查电压有效值的最低值及相位角判据的方向性来确定保护区的范围，这样将有利于保护范围的选择性配合。
由于运行方式改变，网络结构变化，振荡中心位置总有些移动，所以2F装置另外又规定：当检测到电压包络线最低电压值小于20％UN时，装置判为振荡中心落在安装点附近，此时没有方向性。即此时不受振荡中心方向选择功能的控制，即使其设置为Y，振荡中心落在安装点背后附近，失步解列仍能出口动作。 4.3 振荡周期次数Ns的选定
振荡周期次数Ns是本判据的又一个重要参数，当经过Ns个振荡周期时就发出解列命令。系统内几套解列装置保护区有重叠时，可用Ns值的不同来配合以保证选择性，希望慢动的装置取较大的Ns值，一般取Ns＝3～4或更大；需快速解列时，Ns选为1～2（不推荐Ns＝1）；如果希望失步振荡后，通过采取措施（如送端切机，受端切负荷）使失步的系统再拉入同步，只有经过规定的振荡周期次数以后仍拉入不了同步时才进行解列，这种情况下Ns可取5～10。
注1：失步振荡判出时间。相位角原理的判据一般需2/3个振荡周期，解列出口的延时是以振荡周期次数Ns进行整定的。最短Ns＝1，解列出口的时间为0.6～0.7个振荡周期，例如f1＝50HZ，f2＝48HZ，Ns＝1时，振荡周期＝1/（50－48）＝0.5秒，SB出口时间＝（0.6～0.7）30.5＝0.3～0.35秒。相同的NS时，快速振荡（f1和f2相差大时）出口快，慢速振荡（f1和f2相差很小）出口慢。解列出口接点在振荡平息后（即解列后）延时6秒返回。
注2：快速解列判据（2F5型）。某些电网希望在判出失步时尽快将电网解列，此时可采用“快速解列判据”：只要判出相位角按顺序穿到第三区时（对应功角δ摆过180°），就发出解列命令。为了保证动作的安全性，一般不推荐使用此判据，若特别需要时订货时应注明，才提供此功能。
5 装置启动判据：相位角启动或功率突变量dP启动
满足二个启动判据之一时，装置就判为允许启动，启动灯点亮。启动回路在振荡平息后（即解列后）延时6秒返回。
(1) 相位角启动判据：相位角φ穿过90°或270°，且此时三相电流均大于35％额定电流。
φ越过90°或270°时，Cosφ正负变号，有功功率由正变负或由负变正，故又可称为“功率变号”启动。由于φ穿越90°或270°发生在功角δ＝180°、E1与E2反相时，此
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时振荡电流I最大，可保证三相电流均大于35％额定电流；δ穿越0°（360°）时，φ亦会穿越90°或270°，此时电流I最小，故δ穿越0°时，不能启动失步解列。相位角启动判据已固化在程序中，无需进行设定。
功率突变量启动判据：∣Pt－Pt-5S∣≥dPs，且5秒前的功率∣P-5S∣≥P0s（功率突变量启动前5秒时刻的初始功率必须大于定值P0s）。
装置一直在检测功率Pt值，功率突变量启动要求相差5秒的二个时刻内的功率差dP ≥dPs，即要求5秒内功角δ摆开一定角度，亦即要求相位角差dφ足够大（P与Cosφ成正比）。对于（f1－f2）差值较大的快速振荡而言，功率突变量判据先启动；对于小扰动引起的失步振荡，（f1－f2）差值很小，dP不能启动，则只能等到E1与E2反相时由相位角启动判据来启动。短路故障或PT断线时，dP亦会启动，所以试验时常能看到启动灯点亮。
定值P0s为允许功率突变量启动的事故前功率定值，一般取为0.1倍额定功率值，用以防止联络线轻功率时误解列联络线。定值P0s不控制相位角启动判据，但相位角启动判据中“三相电流均大于0.35倍额定电流”的要求，亦可防止误切。
装置一直在检测功率Pt值，因此P-5s是一个动态值而非初始工况功率（事故后E1和E2不同步，功率Pt值不断变化，但功率突变量启动时刻可能大于5秒），这样可保证本线路初始为轻负荷，在其它线路切除而功率转移到本线路时，装置仍能可靠起动，不会发生拒动现象。 6 闭锁判据
(1) 当三相电压不平衡、PT回路异常及不对称短路，出现3U0≥3U0s时，立即闭锁失步解列。 (2) 当三相电流不平衡、CT回路异常及不对称短路，出现3I0≥3I0s时，立即闭锁失步解列。定值3I0s整定时应躲开最大振荡电流下CT可能饱和产生的不平衡3I0值。由于CT断一相或断二相时，3I0s等于相电流值，所以建议3I0s定值选取较大值（略小于最小负荷电流值）。
注：出现异常时，会闭锁失步解列，所以PT回路断线引起异常时，应尽快查清断线原因，使PT回路恢复正常。 7 事故前潮流方向判据
根据系统需要，还可以选择装置启动前5秒时刻的潮流方向作为解列的条件。在装置内部，功率突变启动及相位角启动的判别在潮流方向判别之前，并且一旦dP/φ启动，装置会自动记忆住P-5S值（包括功率数值及功率的正负号）。因此如果dP/φ启动前5秒时刻的潮流方向不满足允许解列的方向，则振荡过程中功率Pt值（包括功率方向）不断变化，装置亦不会误开放失步判断回路。
判失步振荡的事故前功率方向选择判据为P＞0：Y，P＜0：N（Y－该方向允许动作，N－该方向不允许动作）。
当P＞0：Y， P＜0：N时，有功功率从母线流向线路允许解列； 当P＞0：N， P＜0：Y时，有功功率从线路流向母线允许解列；
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当P＞0：Y， P＜0：Y时，无方向要求；
当P＞0：N， P＜0：N时，装置退出不能工作，等同退出振荡解列功能压板。 8 相位角判据的优点
(1) 不受运行方式的影响。该判据已考虑了各种运行情况，还考虑了振荡中心位置的改变，因此实际应用时一般就不必再去关心运行方式的变化。例如，不必关心潮流大小或方向的改变；不必关心发电机组、变压器的停投；不必关心环网是开环还是闭环运行。 (2) 输出线路短路时，相位角判据不会误检测。
(3) 整定简单，且运行中不需要改变。该判据使用的定值主要是判保护区范围的低电压定值ULS及振荡周期次数定值NS，这些定值对于具体系统来说是很容易给定的，不必进行复杂的整定计算，只需进行类似低电压保护的计算，投运前一次整定后运行中一般是不需要改变的，故运行维护简单。
(4) 用相位角判断失步振荡具有方向性，利用其方向性可以获得良好的选择性，有利于保护范围整定计算的配合。 9 失步解列判别框图
根据上述，装置同时满足下列条件时发出解列联络线或切机控制命令。 (1) 启动前5秒时刻的潮流方向和设置的方向一致。 (2) 装置处于启动状态（功率突变量启动或相位角启动）
2相位角启动：相位角穿过90°或270°，且此时三相电流均大于0.35倍额定电流。 2功率突变量启动：∣Pt－Pt-5S∣≥Ps，且∣P-5S∣≥P0s。 (3) 装置安装点处电压包络线的最低电压值UML符合动作条件：
2振荡中心位置方向设置“N”时，出现低电压：UML≤ULS（判失步振荡保护范围） 2振荡中心位置方向设置“Y”时，当振荡中心在正方向，且UML≤ULS；当振荡中心在反方向，且UML≤20％UN（判振荡中心失步）。 (4) 振荡周期次数N≥Ns。
(5) 3U0＜3U0s（3U0s用来判PT回路异常及不对称短路）。 (6) 3I0＜3I0s（3I0s用来判CT回路异常及不对称短路）。
根据上列动作条件，可画出失步解列判别框图2-10或框图2-11（两者画法不同）。
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