輸電線路縱聯(lián)差動(dòng)（220kV）保護(hù)使用手冊(cè)一、概述輸電線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是高壓、超高壓輸電線路的核心主保護(hù)之一。其基本原理具體見(jiàn)教材5.1縱聯(lián)保護(hù)、5.2光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)。本模型主要用于模擬輸電線路（220kV電壓等級(jí)）的內(nèi)部和外部故障場(chǎng)景，再現(xiàn)線路兩端電流互感器（CT）的傳變特性、差動(dòng)電流和制動(dòng)電流的計(jì)算邏輯。通過(guò)仿真，直觀揭示故障位置與差動(dòng)電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，清晰展示保護(hù)動(dòng)作邊界，強(qiáng)化保護(hù)制動(dòng)防誤動(dòng)及保護(hù)配合機(jī)制的認(rèn)識(shí)。二、縱差保護(hù)模型的構(gòu)建本模型構(gòu)建雙端電源供電的220kV輸電系統(tǒng)，包含雙側(cè)等效電源、輸電線路等。核心為自定義縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)模塊，通過(guò)通信通道實(shí)時(shí)交換兩側(cè)電流相量。本模型在線路MN和線路NP間分別設(shè)立縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)保護(hù)采用比率制動(dòng)特性，輸出動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘。仿真通過(guò)對(duì)比區(qū)內(nèi)/外故障下的差動(dòng)電流、制動(dòng)電流及跳閘時(shí)序，全面評(píng)估速動(dòng)性與選擇性。1、一次系統(tǒng)模型圖打開仿真程序，該模型主體參照教材圖5-1，在簡(jiǎn)化之后所建立仿真系統(tǒng)，如圖1所示。圖1系統(tǒng)仿真圖1）電源系統(tǒng)兩側(cè)電源采用理想電源并另加一阻抗，以模擬實(shí)際模型，如圖2所示。兩電源參數(shù)如圖3所示，電壓等級(jí)取220kV,頻率為50Hz，相角為70°。系統(tǒng)阻抗參數(shù)如圖4所示：正序電阻為6.84Ω，正序電抗換算成電感值為0.06H；零序電阻為20.52Ω，零序電抗換算成電感值為0.18H。圖2系統(tǒng)電源圖3系統(tǒng)電源參數(shù)圖4系統(tǒng)阻抗參數(shù)2）線路參數(shù)220kV輸電線路長(zhǎng)度一般大于50km，故本模型線路MN和線路NQ長(zhǎng)度都取100km,故線路MN和線路NQ的正序阻抗參數(shù)如圖5所示：正序電阻為13.6Ω，正序電抗換算成電感值為0.12H；零序電阻為41Ω，零序電抗換算成電感值為0.36H。圖5線路阻抗參數(shù)3）斷路器本模型只模擬線路MN故障情景，故只在線路MN兩側(cè)添加設(shè)置斷路器。本模型是采用光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)，故將線路中的斷路器分為三相。兩側(cè)斷路器都初始狀態(tài)為合閘狀態(tài)，受保護(hù)控制，如下圖所示。圖6斷路器合閘時(shí)狀態(tài)圖7斷路器跳閘時(shí)狀態(tài)4）電流傳感器本保護(hù)為電流差動(dòng)保護(hù)，故需要裝設(shè)電流傳感器，分別測(cè)量線路MN、線路NQ電流，線路MN兩端電流傳感器如下圖所示。圖8線路MN電流傳感器2、轉(zhuǎn)化為二次電流將線路MN兩端電流IM1和IM2進(jìn)行分相，如IM1為三維變量，分相后，變成三個(gè)一維變量。再通過(guò)電流互感器，模擬一次電流轉(zhuǎn)化為二次電流，從而獲得電流二次值。本模型中，電流互感器的變比設(shè)計(jì)為600：5，頻率為50Hz。點(diǎn)擊電流互感器（CT），進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。圖9一次電流轉(zhuǎn)換成二次電流并分相圖10電流互感器參數(shù)3、差動(dòng)電流獲取將IM1、IM2分解出的A相電流量輸入summing/differencing模塊計(jì)算差動(dòng)電流IMaDB、IMbDB、IMcDB圖11差動(dòng)電流獲取4、制動(dòng)電流獲取將IM1、IM2分解出的A相電流量輸入summing/differencing模塊計(jì)算制動(dòng)電流IMaDB1、IMbDB1、IMcDB1圖12制動(dòng)電流獲取5、在輸電線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)仿真中，將差動(dòng)電流和制動(dòng)電流分別導(dǎo)入FFT（快速傅里葉變換）模塊分解出它們的基波（通常是50Hz）相角和幅值波形，起到濾波的作用。圖13FFT分解波形6、比率制動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)將傅里葉變換后輸出的差動(dòng)電流的幅值和相角波形、制動(dòng)電流的幅值和相角波形輸入到DualSlopeCurrentDifferentialRelay(兩斜率電流差分繼電器)中，通過(guò)該繼電器判斷各分相斷路器動(dòng)不動(dòng)作。兩斜率電流差分繼電器具體原理可右鍵點(diǎn)擊該元件，再點(diǎn)help進(jìn)行了解。Differentialcurrentthreshold（差動(dòng)電流的固定動(dòng)作門檻值）:18，Lowerpercentagebiassetting（第一段（低制動(dòng)區(qū)）的斜率）:0.8，Biascurrentthresholdsetting（第一段斜率和第二段斜率之間的拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)電流Ibias值）:30，Higherpercentagebiassetting（第二段（高制動(dòng)區(qū)）的斜率）:0.6。圖14比率制動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)圖15兩斜率電流差分繼電器參數(shù)設(shè)置三、仿真結(jié)果波形圖仿真1——區(qū)內(nèi)發(fā)生三相短路故障。圖16線路MN區(qū)內(nèi)故障1）兩側(cè)各分相斷路器狀態(tài)如下圖所示，在故障發(fā)后斷路器快速動(dòng)作，切除故障。圖17線路MN兩側(cè)A相斷路器圖18線路MN兩側(cè)B相斷路器圖19線路MN兩側(cè)C相斷路器2）以A相為例，其差動(dòng)電流大小如圖所示圖20差動(dòng)電流3）發(fā)生故障時(shí)，Im1短路電流如下圖所示圖21短路電流仿真2——區(qū)外故障圖22線路MN區(qū)外故障1）若發(fā)生發(fā)生區(qū)外故障，線路MN斷路器不動(dòng)作動(dòng)作。兩側(cè)各分相斷路器狀態(tài)如下圖所示。圖23線路MN兩側(cè)A相斷路器圖24線路MN兩側(cè)B相斷路器圖25線路MN兩側(cè)C相斷路器2）以A相為例，其差動(dòng)電流大小如圖所示。差動(dòng)電流此時(shí)在理想狀況下為0，實(shí)際有不平衡電流。圖26區(qū)外故障時(shí)差動(dòng)電流四