图1　ZCD-1纵差保护原理图

1．1　电流综合装置

　　电流综合装置的作用是将三相电流变换成单相电流，它包括一个带抽头的一次绕组和二次绕组(如图2所示)。当一次绕组通过对称三相电流时，流经A-B段的电流为_A，流经B-C段的电流为（_A＋_B），流经C-N段的电流为零，其合成磁势为（IN）_Σ＝_AN_A-B＋（_A＋_B）N_BC＝3_AN_A-B

图2　电流综合装置及合成磁势向量图

1．2　桥型比较电路

　　桥型比较电路由两个桥型整流器（BZ₁、BZ₂）和一个可调电阻R₃构成工作回路和制动回路，极化继电器JJ₁有两个线圈分别接入工作电路和制动电路。

1．3　补偿电路

　　该电路是补偿辅助导线的电阻和线间电容。

2　单侧电源时区内故障动作及灵敏度

　　由图3所得方程组：

图3　单电源内部故障电流示意图

联立求解得：₁＝2₂
　　工作电流I_g＝｜₂－₁｜＝I₂
　　显然，工作电流与制动电流相等。
　　因为JJ₁工作线圈为3500匝，制动线圈为550匝，当I_gN_g－I_zhN_zh为达到继电器JJ₁的动作安匝时，仍能使JJ₁动作，但是灵敏度要较两侧电源时低。为了定量的分析制动电流对动作情况的影响程度，对各种短路电流的动作情况分三个档位进行了实测，结果如下：

表1　40%I_H整定值

表2　80％I_H整定值

表3　130％I_H整定值

3　改进措施

　　带有制动特性的纵差保护，具有很强的躲外部短路的能力。在整定计算时可以不考虑“躲过外部短路的最大不平衡电流”，但必须考虑“躲CT二次回路断线”。ZCD-1型差动继电器虽然整定范围有40％、80％、130％三个档位，为了防止在正常运行时，由于一侧CT二次回路断线而引起保护误动，应“躲过最大负荷电流”，故整定值取值较高。
　　单侧电源的纵差保护在区内故障时，由于制动电流的影响，进一步抬高了差动继电器的动作电流，使其灵敏性大打折扣。如何降低整定值和动作电流将是提高其灵敏度的重要环节。
　　设置纵差保护的线路一般还装有距离、零序、过电流等后备保护，我们采取距离三段保护、零序三段保护、过电流保护的瞬动接点，接成或门串入纵差保护出口，进行闭锁(如图4所示)。

图4　改进回路示意图

　　图4虚线部分为改进回路，其中1ZKZ为距离Ⅲ段重动继电器，3LJ₀为零序Ⅲ段电流继电器，LJ为过电流继电器。

4　改进回路分析

　　（1）　在非故障状态下，距离三段、零序三段、过电流的启动元件均不会动作，CT二次断线可以可靠闭锁。
　　（2）　由于采用距离三段、零序三段、过电流保护的瞬动接点，动作时间不受影响。
　　（3）　距离三段、零序三段、过电流保护的瞬动接点接为或门，能反应各种类型的短路。
　　（4）　距离三段、零序三段、过电流保护的定值较为灵敏，在区内故障会可靠动作。
　　这样改进后，纵差保护的定值就可以不考虑躲CT二次回路断线的条件，即可以按最小整定范围40%I_H整定，这将大大提高纵差保护的灵敏度。

作者单位：湖北省荆州电力调度通信局，湖北　荆州　434002