各种微机发电机差动保护原理

(17)

　　将(17)式代入(15)式即得(16)式。
　　那么，现在更进一步的问题就提出来了：既然标积原理和比率原理在数学上是可相互推导的，那么如何来理解标积原理的高灵敏性呢?
　　下面从以下几个方面来说明。
　　(1)　相角关系
　　式(16)的关系是建立在稳态基波基础上分析的，事实上在故障时，电流波形比较复杂，有时可能还有CT的饱和等因素，这些因素对幅值的影响较大，而对相位的影响相对较小。标积原理更注重相位关系(如：相位变化到90°时，幅值大小已无关紧要)。因此，标积原理应付这些情况更具特点。
　　(2)　发电机未并网前的内部短路
　　在发电机并网前发生的内部短路，由于发电机机端无电流，仅有中性点有短路电流，因此标积原理的制动量为0，而比率制动原理不为0，显然，标积原理的动作裕度更大，对动作更可靠。因此，简单地以理论上的关系(16)并不能反应出保护动作上的可靠性。
　　(3)　灵敏性
　　灵敏性反应的不是动作边界，而是反应的故障点离开边界的距离。式(16)仅反应了边界条件的关系是远远不够的。实际的短路过程比较复杂，有过渡电阻，有电弧，有谐波，因此故障点离开边界的距离越远，即越灵敏，克服这种不利因素的能力就越强。
　　我们分析一下制动量的变化规律。为了便于比较，我们将比率制动原理的表达式两边平方。考虑如表1所示两种情况。从表1分析可以看出，标积原理制动量随相角变化非常快。特别有利于灵敏度的提高。

表1　I_N和I_T的大小不变为1;θ从0 °～180 °变化

|I_N+I_T|²≥K_bzI_NI_Tcosθ+I_op.0

(18)

其中　I_op.₀ 为曲线的启动电流。
　　微机差动保护当满足(18)式时，保护动作。
　　其二是如图3所示。

　　设：I_dif=|I_N-I_T|

　　则有当I_res/I_e≤b时

I_dif≥K_vI_res

(19)

I_dif≥K_pickup

(20)

　　式(19)和式(20)同时满足。
　　　　当I_res/I_e>b时

I_N/I_e<b或I_T/I_e<b

(21)

I_dif≥K_vI_res

(22)

　　式(21)，式(22)同时满足。
　　以上K_v为制动系数，显然，保护特性如图3。

图3　标积制动原理特性之二

　　这两种方式本质是一样的。因为当cosθ<0时，将制动量置为0，不影响标积原理的任何性能。
3.3　在保护整定计算时应注意的问题
　　标积整定原理的K_bz可以按照公式(16)来确定。
　　如选择K_z=0.25时，K_bz=0.063，相应K_v=0.251。
　　但为提高可靠性，有些文献建议采用K_bz=0.8～1.2，K_v=0.89～1.1。其目的仅是由于标积原理的灵敏度较高，如果选择更高的K_bz则可以更大地提高区外故障防止误动的能力。

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