光差保护技术：针对大电流和不对称故障的快速灵敏保护

SEL311L拥有5个线路电流差动元件，即3个单相电流、1个负序电流和1个零序电流。相电流差动元件提供针对大电流故障时的快速保护，负序和零序电流差动提供针对不对称故障的灵敏保护，而不危及安全性。

复平面差动原理如图83所示，假设电流流入保护线路是0°，流出保护线路是180°，5A的负荷电流从本侧流向对侧继电器时，本侧的A相电流为5∠0°，对侧的A相电流为5∠180°，对侧与本侧的电流比为：

从上面的计算结果可以看出，如图83所示在负荷电流和外部故障情况下，任一相对侧电流与本侧电流的比值都位于复平面左边的一个单位。SEL311L中的相、零序、负序电流的复平面是相互独立的，所以线路的电流差动可以按相进行。

如图84所示，在复平面上SEL311L线路电流差动保护装置围绕着的阴影部分为制动区。当对侧和本侧电流的比值在复平面上穿出制动区和差动电流大于设定门槛电流时，光差保护出口动作跳闸。制动区域的角度大小充分考虑了两端电流互感器饱和造成的误差、传输延时造车的误差、源阻抗造成的误差。

图83　复平面远端与近端电流复数之比

IR—远端（对侧）电流；IL—近端（本侧）电流

图84　SEL311L包容外部故障的制动区

分相纵差的保护逻辑如图85所示。远方、就地电流经处理后分别乘以对应的CT变比折算到一次值，再除以通道中CT变比最大（SEL311L适用于三端线路光差）的变比进行处理后进入保护计算，这里主要是对通道各端CT变比不一致时进行的处理。远端电流I AR和就地电流IAL进入复平面进行计算来判断是否处于制动区域，同时差电流的大小与整定值进行比较判断是否超过门槛。只有差流超过门槛值且复平面比值穿出制动范围差才动保护动作。

保护配置的具有技术特征如下：

（1）两套主保护分别组屏，独立运行。

（2）复平面制动特性的差动保护充分考虑电源阻抗和角度偏差、CT饱和、通道延时以及其他区外故障造成的比率角度位移来确定制动范围，保证了保护的安全性。

图85　光纤相差动保护逻辑图(www.xing528.com)

说明：此图以A相差动为例，对于B相、C相差动与此类似

（3）相差动满足相间故障的保护，负序和零序差动保障单相接地，包括高阻故障的保护。

（4）保护可以进行分相跳或三相跳，满足综合重合闸的需求。

1）单相接地故障时跳单相，相间故障时跳三相。

2）手合于故障时跳三相。

（5）光差保护允许两端保护的电流互感器的变比不一致。

（6）对于线路电容性电流（空充电流）不误动。

（7）高速出口，最快动作时间从判断到保护出口整组时间可在0.75周波完成。

（8）保护提供二组分相跳闸出口，配合高压断路器二组跳闸线圈的配置。

（9）每套保护装置提供失灵保护，用于保护重动和启动失灵装置跳开所有关联断路器。

（10）具有故障测距、带时标且分辨率为1ms的事件记录和完整的故障录波功能。