相电流差突变量选相算法

相电流差变化量继电器的动作条件是

式中　ΔIφφ——相间电流变化量的半波积分值；

　　　ΔIT——浮动门槛，随着变化量的变化而自动调整，取1.25倍可保证门槛始终略高于不平衡输出；

　　　ΔIφφmax——三个相间电流变化量的最大值（取其一部分作为制动量，有效地防止了单相故障时非故障相的误动，其制动系数m的取值考虑了系统正负序阻抗不等，而非故障相间可能产生最大不平衡分量，同时还保证了两相经过渡电阻故障的最不利条件下不漏选相，ΔIφφmax带记忆，可保证当本侧开关经选相跳开后，对侧后跳闸过程中本侧非故障相选相元件不误动）；

0.2×IN——固定门槛；

m——小于1的系数。

这些措施可解决：

（1）单相故障时，可有效地防止非故障相误动。

（2）系统正负序阻抗不等，非故障相间可能产生最大不平衡分量，也不会误选相。

（3）本侧开关经选相跳闸后，对侧跳闸过程中，保证本侧非故障相选相元件不误动。

（4）两相经过渡电阻故障最不利条件下，保证不漏选相。

（5）系统频率偏差及系统振荡所产生的不平衡电流不会导致误动作。

这种选相元件的优点是简单、灵敏、准确、快速，是快速主保护比较理想的选相元件。

该选相算法原理分析如下：

选相元件测量两相电流之差的工频突变量的幅值，共用3个继电器，它们分别反映

式中　——故障支路正序、负序、零序电流突变量；C1，C2，C0——正序、负序、零序电流分配系数。

单相故障时，两健全相电流突变量之差为零，所以反映该电流的继电器能够可靠不动作，其他各继电器都能灵敏的动作。表31列出在各种故障情况下各继电器的动作情况。由表31可见，只需根据各继电器的动作情况并作出逻辑判断就可在单相故障时正确选出故障相。(www.xing528.com)

表31　相电流差突变量元件动作情况

注 ＋表示动作，-表示不动作。

为了对继电器动作的灵敏度作校验，下面给出各种情况下两相电流差突变量的幅值，其中假定C1＝C2。

（1）单相（A相）短路接地时，。可得

由此可见，与故障相无关的两相电流差为零。

（2）两线（BC相）短路时，。可得

由此可见，三个都有电流，与故障相直接相关的继电器电流最大。

（3）两相（BC相）短路接地时，。假设各综合序阻抗的阻抗角相等，则有反向，与同向。假设，其中k∈[0，1]。则

三个相电流差突变量的幅值为

由此可得三个相电流差突变量的幅值变化范围为

可见，两相接地时本质上特性与两相短路相同，三个都有电流，与故障相直接相关的继电器电流最大。

（4）三相短路。由于三相对称，有

三相短路则三个继电器电流相同。

因此，继电器的选相方法是当只有两个继电器动作时，选与两个继电器直接相关的相为故障相，例如ΔIAB、ΔICA动作选A相，当三个元件都动作时，选为多相故障。

A相单相故障，ΔIBC＝0的前提是系统的Z1＝Z2。凸极发电机和电动机的正、负序阻抗在短路之初接近相等，随着时间的推移，这些电机的正序阻抗将是同步阻抗，不再与负序阻抗相等，如继电器整定得很灵敏就可能误动。考虑到此时健全相电流是缓慢的逐渐增大，而且其幅值远比故障相小，所以可以采取相关措施以防止健全相继电器误动，如浮动门槛（自适应门槛）、最大相电流控制（Iφmax）、制动量记忆、工频快速滤波等。