一种闭锁式电流保护系统及保护方法技术领域
本发明属于继电保护技术领域，具体涉及一种过电流保护。
背景技术
在66kV及以下的配网、工矿企业、地铁等中低压供电系统，通常供电线路都较短，一般为0.5km~20km。通常配置三段式电流保护作为线路的保护。有些情况下，配置了光纤差动保护或短引线差动保护作为主保护，但仍需配置电流保护做为后备保护。由于线路较短，故在全线不同地点短路时的短路电流相差不多，特别是线路很短时。各级变（配）电所（或开闭所，下同）装设的三段式电流保护无法通过电流定值的配合来实现电流保护的选择性。此外，上述中低压供电系统中，所给定的电源进线处过流保护时间定值通常较短，一般为0.5s~1.5s，但需要配合的变电所有很多级，按0.5s一个级差的话，上下级之间较难通过时间级差来保证过电流保护的选择性。因此，当线路任一处发生故障时，很难保证保护的选择性、可靠性和灵敏性。
为了解决短线路上下级变（配）电所电流保护的选择性、可靠性和灵敏性问题，可以采用下级电流保护启动或出口后，发闭锁信号给上级电流保护的方法。在系统潮流有可能因运行方式的改变而发生反向的情况下，可以加入功率方向元件。当本级保护启动或出口，且功率方向为正向时，向上级变（配）电所的电流保护发送闭锁信号。这样，当本级母线的馈出线路发生故障时，本级馈线的电流保护动作跳闸，而上级馈线电流保护不动作，从而满足了保护的选择性。由于不存在越级跳闸问题，因此，电流保护定值可按躲过最大负荷来整定，从而使得保护的灵敏性很高，解决了保护灵敏度问题。
这种方法存在的问题是：（1）闭锁逻辑复杂。特别是考虑自适应系统潮流的变化时，例如地铁中压供电系统，各级保护装置之间的闭锁逻辑非常复杂。并且当系统拓扑结构发生变化时，往往需要修改闭锁逻辑；（2）闭锁信号较多，可靠性难以保证。本级母线所有馈出线路的电流保护在启动后都需要发送闭锁信号给上级母线对应的馈线电流保护。如何保证闭锁通道的完好是个问题；（3）在母联投入时仍然不能保证选择性。对于单母线分段接线、双母线接线等主接线的变（配）电所，当进线线路故障时，跳开进线断路器，投入母联断路器，由另一进线供电。在此情况下，如果本段母线发生下级线路 故障，则闭锁信号发送给本侧的上级变电所。但本段母线是由另一侧的电源供电的，其对应的上级变（配电所）馈线电流保护得不到闭锁信号，因此会跳闸，从而使得保护越级跳闸，失去选择性。
发明内容
针对中低压供电系统存在的上述问题，本发明提出了一种闭锁式电流保护方法，可保证中低压供电系统电流保护的选择性。该保护利用母线差动保护的制动区实现所接入支路的电流后备保护，同时可作为下级变电所母线故障、馈线故障的后备保护，以及下级变电所断路器的失灵保护等。
本发明具体采用以下技术方案：
（1）保护装置采集保护装置安装处的母线电压和支路电流；
（2）通过所有采集的支路电流、母联电流计算差动电流Icd和制动电流Ir；当Ir>Ir.set，且Icd<k*Ir时，电流元件动作；其中，Ir.set为制动电流定值，k为比例系数定值；
（3）如果上述电流元件动作，且母线电压低于定值时，则依次对所接入的各个支路做进一步判断；
a）若第i个支路为无源支路，且其电流大于该支路的电流定值，则经延时T后，跳开其对应的断路器；
b）若第i个支路为母联支路，则不做任何处理；
c）若第i个支路为非母联支路的有源支路，则进一步判断其功率方向；规定功率正方向为母线指向线路；若第i个支路的功率方向为正方向，且其电流大于电流定值，同时，第i个支路对应的下级闭锁式电流保护没有发闭锁信号，则经延时T后，跳开第i个支路对应的断路器；若第i个支路的功率方向为反方向，则向第i个支路对应的上级闭锁式电流保护发闭锁信号；
所述支路电流可以有多种接入方式，包括接入母线上所有支路电流，或仅接入母线上所有有源支路电流，包括外电源进线支路电流、变电所之间的联络线支路电流、母联电流等，或接入本段母线上所有有源支路及部分重要无源支路电流。
所述差动电流和制动电流通过所有接入支路的电流计算，计算公式为： 其中，N为所有接入支路的支路总数；
所述延时T为整定值，整定范围为100ms~600ms，一般为300ms；
所述上、下级闭锁式电流保护之间闭锁信号的传递方式可以有多种，包括通过通讯方式或硬接点方式；
所述上、下级闭锁式电流保护之间闭锁信号的闭锁方式可以有多种，包括闭锁式和允许式；
本发明解决了各级变（配）电所之间的电流保护配合问题，在各种情况下，特别是在故障切除后母联备自投动作恢复供电情况下再发生各种故障时，均可保证保护的选择性。该保护方法无需接入母线上各个馈线保护的闭锁接点，各级保护之间的配合逻辑简单清晰，可自适应系统潮流的变化；该保护可作为所接入支路的电流后备保护，同时可作为下级变电所母线故障、馈线故障的后备保护，以及下级变电所断路器的失灵保护等，具有逻辑简单、适应性强、适用面广、保护冗余度高等优点，可大大改善中低压供电系统保护的选择性、快速性、灵敏性和可靠性。
附图说明
图1显示了各变（配）电所安装的保护装置接线示意图；
图2显示了闭锁式电流保护的动作区示意图；
图3显示了本发明闭锁式电流保护的动作逻辑框图；
图4显示了本发明闭锁式电流保护方法的流程图；
图5显示了环形供电网络开环运行方式下，保护按主后分开配置、每段母线配置一台闭锁式电流后备保护装置、仅接入所有有源支路电流时的保护配置示意图，闭锁式电流保护2作为后备保护。图中，SS为变电所，M为母线；
图6显示了环形供电网络开环运行方式下，保护按主后分开配置、每个变电所配置一台闭锁式电流后备保护装置、仅接入所有有源支路电流时的保护配置示意图。闭锁式电流保护2作为后备保护。图中，SS为变电所，M为母线；
图7显示了环形供电网络开环运行方式下，保护按主后合一配置、仅接入所有有源支路电流时的保护配置示意图。保护装置5既有光纤差动保护作为主保护，又有闭锁式电流后备保护。图中，SS为变电所，M为母线；
图8显示了环形供电网络开环运行方式下，保护按主后合一配置、仅接入所有有源支路电流时的保护装置接线示意图。
图9显示了单侧电源供电方式下，保护按主后分开配置、每个变电所配置一台闭锁式电流后备保护装置、仅接入所有有源支路电流时的保护配置示意图。闭锁式电流保护2作为后备保护。图中，SS为变电所，M为母线；
图10显示了单侧电源供电方式下，保护按主后分开配置、每段母线配置一台闭锁式电流后备保护装置、接入所有支路电流时的保护配置示意图。闭锁式电流保护2作为后备保护。图中，SS为变电所，M为母线。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的详细说明。
参照图1，安装于各个变（配）电所的保护装置需接入保护装置安装处的母线电压和各支路电流，包括进线电流、联络线电流、母联电流、各无源支路电流等，与相邻变（配）电所的闭锁式电流保护相互传递闭锁信号；根据功率方向确定上下级关系，沿功率方向电流先到达的为上级变电所，后到达为下级变电所，下级变电所的闭锁式电流后备保护向上级变电所的闭锁式电流后备保护发送闭锁信号。
参照图2，闭锁式电流保护的动作区取常规母线比率差动保护的制动区的一部分。差动电流Icd和制动电流Ir通过所有接入支路的电流计算，计算公式为： 其中，N为所有接入支路的支路总数，Ii为第i个支路的电流向量。闭锁式电流保护的电流元件动作判据为：Ir>Ir.set，且Icd<k*Ir，其中k为比率制动系数，Ir.set为制动电流定值。
参照图3，闭锁式电流保护的动作逻辑为：当Ir>Ir.set，且Icd<k*Ir时，电流元件动作；若母线电压低于定值，则依次对所接入的各个支路做进一步判断；
a）若第i个支路为无源支路，且其电流大于该支路的电流定值，则经延时T后，跳开其对应的断路器；
b）若第i个支路为母联支路，则不做任何处理；
c）若第i个支路为非母联支路的有源支路，则进一步判断其功率方向；规定功率正方向为母线指向线路；若第i个支路的功率方向为正方向，且其电流大于电流定值，同时，第i个支路对应的下级闭锁式电流保护没有发闭锁信号，则经延时T后，跳开第i个支路对应的断路器；若第i个支路的功率方向为反方向，则向第i个支路对应的上级闭锁式电流保护发闭锁信号；
参照图4，本发明闭锁式电流保护方法的判别流程为：
首先保护装置采集母线电压和各个接入支路的电流，包括母联支路、有源支路和无 源支路。
计算差流Icd、制动电流Ir和母线电压。计算公式为： 其中，N为所有接入支路的支路总数；设 为第i个接入支路的电流。
当Ir>Ir.set且Icd<k*Ir时，若同时有母线电压低于定值，则循环判断各个支路的情况。
a）若第i个支路为无源支路，且其电流大于该支路的电流定值，则该支路的计时器加1，当计时器达到该支路的时间延时定值Ti后，跳开其对应的断路器；若该支路电流小于该支路的电流定值，则该支路的计时器清零；
b）若第i个支路为母联支路，则该支路的计时器清零，不做其他处理；
c）若第i个支路为非母联支路的有源支路，则进一步判断其功率方向；规定功率正方向为母线指向线路；若第i个支路的功率方向为正方向，且其电流大于电流定值，同时，第i个支路对应的下级闭锁式电流保护没有发闭锁信号，则该支路的计时器加1，当计时器达到该支路的时间延时定值Ti后，跳开该支路对应的断路器；若该支路电流小于该支路的电流定值，则该支路的计时器清零；若第i个支路的功率方向为反方向，则向第i个支路对应的上级闭锁式电流保护发闭锁信号，同时，则该支路的计时器清零；
上述接入支路包括电源进线支路、变（配）电所之间的联络线支路、母联支路，此外，还可根据情况接入或不接入无源支路等其他支路；
所述上、下级闭锁式电流保护之间闭锁信号的传递方式可以有多种，包括通过通讯方式或硬接点方式。
所述上、下级闭锁式电流保护之间闭锁信号的闭锁方式可以有多种，包括闭锁式和允许式；
上述延时T的范围为100ms~600ms，一般为300ms；
【第一实施例】
以下以图5为例进行详细说明。
如图5所示，系统采用双环网供电，开环运行方式。SS为变电所。各变电所均为单母线分段接线，母联开关正常时断开。各变电所之间通过环网线Line连接。首末两端的变电所各有两路外电源进线。正常运行方式下，系统由外部电源1供电，外部电源2备用，系统开环点在OPEN处，系统潮流从左向右；当外部电源1的两回进线线路均不能正常供电时，在将外部电源1对应的进线断路器断开后，系统开环点OPEN处闭 合，由外部电源2供电，系统转为支援供电方式，系统潮流从右向左。
该系统的保护按主后分开配置。环网进出线断路器A均配置光纤差动保护装置1作为环网线的主保护；每段母线配置一台闭锁式电流保护装置2作为后备保护。
闭锁式电流保护装置2采集本段母线所有有源支路的电流，包括：外电源进线电流CTin、变电所之间联络线支路电流CTr、母联电流CTs、母线电压PT。
以下以图5中闭锁式电流保护装置2-3为例，说明计算及判断过程：
对于闭锁式电流保护装置2-3来说，有源支路包括Line-1支路电流（I1）、Line-3支路电流（I2）和母联电流（I3）。由于母联断路器未合，故
在正常运行方式下，系统潮流方向为从左向右，故Line-1支路电流（I1）为流入母线电流，Line-3支路电流（I2）为流出母线电流；
在支援供电方式下，系统潮流方向为从右向左，故Line-1支路电流（I1）为流出母线电流，Line-3支路电流（I2）为流入母线电流；
计算差流Icd： Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | ; ]]>
计算制动电流Ir： Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | ; ]]>
电流元件动作条件：Ir>Ir.set且Icd<k*Ir；
电压元件动作条件：母线电压低于定值；
上、下级闭锁式电流保护之间的闭锁方式采用闭锁式，即，收到信号为闭锁，否则不闭锁；闭锁信号的传递采用硬接点方式，即，通过电缆将闭锁信号传递到上级站；
具体保护动作过程如下：
1）在正常运行方式下，系统潮流方向为从左向右，在A点、B点或C点故障时，I1流入母线，I2流出母线，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | = 2 I 1 , ]]>满足电流元件动作条件Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。若同时有母线电压低于定值，则进一步判断各个有源支路的功率方向和电流（规定功率正方向为母线指向线路）：
a)Line-1支路功率方向为反向，装置2-3向上级装置2-1发送闭锁信号；
b)Line-3支路功率方向为正向，进一步判断Line-3支路电流（I2）是否大于定值、 是否有下级闭锁式电流保护装置2-5的闭锁信号：
i.若Line-3支路电流（I2）大于定值、且没有下级装置2-5的闭锁信号，则计时器启动计时，当计时器大于定值T时，跳该支路对应的断路器A-4；
ii.若Line-3支路电流（I2）不大于定值，或者有下级装置2-5的闭锁信号，则保护不出口；
2）在正常运行方式下，系统潮流方向为从左向右，在D点、E点或F点故障时，I1=I2=0，故保护装置2-3保护不启动；
3）在支援供电方式下，系统潮流为从右向左，在D点、E点或F点故障时，I1流出母线，I2流入母线，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | = 2 I 1 , ]]>满足电流元件动作条件Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。进一步判断各个有源支路的功率方向和电流（规定功率正方向为母线指向线路）：
a)Line-3支路功率方向为反向，装置2-3向上级装置2-5发送闭锁信号；
b)Line-1支路功率方向为正向，则进一步判断Line-1支路电流（I1）是否大于定值、是否有下级闭锁式电流保护装置2-1的闭锁信号：
i.若Line-1支路电流（I1）大于定值、且没有下级装置2-1的闭锁信号，则计时器启动计时，当计时器大于定值T时，跳该支路对应的断路器A-3；
ii.若Line-1支路电流（I1）不大于定值，或者有下级装置2-1的闭锁信号，则保护不出口；
4）在支援供电方式下，系统潮流方向为从左向右，在A点、B点或C点故障时，I1=I2=0，装置2-3保护不启动；
【第二实施例】
以下以图6为例进行详细说明。
如图6所示，系统采用双环网供电，开环运行方式。SS为变电所。各变电所均为单母线分段接线，母联开关正常时断开。各变电所之间通过环网线Line连接。首末两端的变电所各有两路外电源进线。正常运行方式下，系统由外部电源1供电，外部电源2备用，系统开环点在OPEN处，系统潮流从左向右；当外部电源1的两回进线线路均 不能正常供电时，在将外部电源1对应的进线断路器断开后，系统开环点OPEN处闭合，由外部电源2供电，系统转为支援供电方式，系统潮流从右向左。
该系统的保护按主后分开配置。环网进出线断路器A均配置光纤差动保护装置1作为环网线的主保护；与图5所示第一实施例不同的是，每个变电所配置一台闭锁式电流保护装置2作为后备保护。
闭锁式电流保护装置2采集母线上所有有源支路的电流和母线电压，包括：外电源进线电流CTin、变电所之间联络线支路电流CTr、母联电流CTs、母线电压PT。
以下以图6中闭锁式电流保护装置2-2为例，说明接线、计算及判断过程：
闭锁式电流保护装置2-2采集母线所有有源支路的电流，包括：Line-1支路电流（I1）、Line-3支路电流（I2）、母联电流（I3）、Line-2支路电流、Line-4支路电流。由于母联断路器未合，故
在正常运行方式下，系统潮流方向为从左向右，故Line-1支路电流（I1）为流入母线电流，Line-3支路电流（I2）为流出母线电流；Line-2支路电流流入母线，Line-4支路电流流出母线；
在支援供电方式下，系统潮流方向为从右向左，故Line-1支路电流（I1）为流出母线电流，Line-3支路电流（I2）为流入母线电流；Line-4支路电流流入母线，Line-2支路电流流出母线；
闭锁式电流保护按母线段分为2组：I母线为第一组，采集I母线的母线电压PT-3和I母线上所有有源支路电流，包括Line-1支路电流（I1）、Line-3支路电流（I2）、母联电流（I3）；II母线为第二组，采集II母线的母线电压PT-4和II母上所有有源支路电流，包括Line-2支路电流、Line-4支路电流、母联电流（I3）。各组保护分别独立判断，互不影响。
以下以图6中闭锁式电流保护装置2-2的第一组闭锁式电流保护为例，说明计算及判断过程：
由于母联断路器未合，故
计算差流Icd： Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | ; ]]>
计算制动电流Ir： Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | ; ]]>
电流元件动作条件：Ir>Ir.set且Icd<k*Ir；
电压元件动作条件：母线电压低于定值；
上、下级闭锁式电流保护之间的闭锁方式采用闭锁式，即，收到信号为闭锁。正常时下级站的闭锁式电流保护不向上级站发送信号，故障发生后，如果满足电流元件动作条件，则向上级站发送闭锁信号，闭锁上级站的闭锁式电流保护。
闭锁信号的传递采用硬接点方式，即，通过电缆将闭锁信号传递到上级站；
具体保护动作过程如下：
1）在正常运行方式下，系统潮流方向为从左向右，在A点、B点或C点故障时，I1流入母线，I2流出母线，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | = 2 I 1 , ]]>满足电流元件动作条件Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。若同时有母线电压低于定值，则进一步判断各个有源支路的功率方向和电流（规定功率正方向为母线指向线路）：
a)Line-1支路功率方向为反向，装置2-2向上级装置2-1的第一组闭锁式电流保护发送闭锁信号；
b)Line-3支路功率方向为正向，进一步判断Line-3支路电流（I2）是否大于定值、是否有下级闭锁式电流保护装置2-5的闭锁信号：
i.若Line-3支路电流（I2）大于定值、且没有下级装置2-3第一组闭锁式电流保护的闭锁信号，则计时器启动计时，当计时器大于定值T时，跳该支路的第一组闭锁式电流保护对应的断路器A-4；
ii.若Line-3支路电流（I2）不大于定值，或者有下级装置2-3的第一组闭锁式电流保护的闭锁信号，则保护不出口；
2）在正常运行方式下，系统潮流方向为从左向右，在D点、E点或F点故障时，I1=I2=0，故保护装置2-2的第一组闭锁式电流保护不启动；
3）在支援供电方式下，系统潮流为从右向左，在D点、E点或F点故障时，I1流出母线，I2流入母线，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | = 2 I 1 , ]]>满足电流元件动作条件Ir>Ir.set 且Icd<k*Ir。进一步判断各个有源支路的功率方向和电流（规定功率正方向为母线指向线路）：
c)Line-3支路功率方向为反向，装置2-2向上级装置2-3的第一组闭锁式电流保护发送闭锁信号；
d)Line-1支路功率方向为正向，则进一步判断Line-1支路电流（I1）是否大于定值、是否有下级闭锁式电流保护装置2-1的闭锁信号：
i.若Line-1支路电流（I1）大于定值、且没有下级装置2-1的第一组闭锁式电流保护闭锁信号，则计时器启动计时，当计时器大于定值T时，跳该支路的第一组闭锁式电流保护对应的断路器A-3；
ii.若Line-1支路电流（I1）不大于定值，或者有下级装置2-1的第一组闭锁式电流保护的闭锁信号，则保护不出口；
4）在支援供电方式下，系统潮流方向为从左向右，在A点、B点或C点故障时，I1=I2=0，装置2-3的第一组闭锁式电流保护不启动；
【第三实施例】
以下以图7为例进行详细说明。
如图7所示，系统采用双环网供电，开环运行方式。SS为变电所。各变电所均为单母线分段接线，母联开关正常时断开。各变电所之间通过环网线Line连接。首末两端的变电所各有两路外电源进线。正常运行方式下，系统由外部电源1供电，外部电源2备用，系统开环点在OPEN处，系统潮流从左向右；当外部电源1的两回进线线路均不能正常供电时，在将外部电源1对应的进线断路器断开后，系统开环点OPEN处闭合，系统转为支援供电方式，系统潮流从右向左。
与第一实施例和第二实施例不同的是，该系统的保护按主后合一配置。环网进出线断路器A均配置保护装置5。保护装置5配置有光纤差动保护、闭锁式电流保护等功能。
参见图7、图8。闭锁式电流保护装置5采集本段母线电压PT和本段母线上所有有源支路的电流，包括：外电源进线电流CTin、变电所之间的联络线支路电流CTr、母联电流CTs。
以下以图7中保护装置5-3、5-4为例，说明接线、计算及判断过程：
保护装置5-3和保护装置5-4的闭锁式电流保护完全相同，为双套保护配置。所接 入的模拟量也完全相同。接入母线电压PT-3和母线上所有有源支路电流，包括Line-1支路电流（CTr-3）、Line-3支路电流（CTr-4）和母联电流（CTs-2）。由于母联断路器未合，故母联电流（CTs-2）为零。
在正常运行方式下，系统潮流方向为从左向右，故Line-1支路电流（CTr-3）为流入母线电流，Line-3支路电流（CTr-4）为流出母线电流；
在支援供电方式下，系统潮流方向为从右向左，故Line-1支路电流（CTr-3）为流出母线电流，Line-3支路电流（CTr-4）为流入母线电流；
设电流互感器CTr-3上的电流为I1，电流互感器CTr-4上的电流为I2，母联互感器CTs-2的电流为I3（I3=0），计算差流及制动电流如下：
差流Icd： Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | ; ]]>
制动电流Ir： Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | ; ]]>
电流元件动作条件：Ir>Ir.set且Icd<k*Ir；
电压元件动作条件：母线电压低于定值；
上、下级闭锁式电流保护之间的闭锁方式采用闭锁式，即，收到信号为闭锁。正常时下级站的闭锁式电流保护不向上级站发送信号，故障发生后，如果满足电流元件动作条件，则向上级站发送闭锁信号，闭锁上级站的闭锁式电流保护。
闭锁信号的传递采用硬接点方式，即，通过电缆将闭锁信号传递到上级站；
具体保护动作过程如下：
1）在正常运行方式下，系统潮流方向为从左向右，在A点、B点或C点故障时，I1流入母线，I2流出母线，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | = 2 I 1 , ]]>满足电流元件动作条件Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。若同时有母线电压低于定值，则进一步判断各个有源支路的功率方向和电流（规定功率正方向为母线指向线路）：
a)Line-1支路功率方向为反向，装置5-3和5-4向上级装置5-1发送闭锁信号；
b)Line-3支路功率方向为正向，进一步判断Line-3支路电流（I2）是否大于定值、是否有下级闭锁式电流保护装置5-7的闭锁信号：
i.若Line-3支路电流（I2）大于定值、且没有下级装置5-7的闭锁信号，则计时器启动计时，当计时器大于定值T时，跳该支路对应的断路器A-4；
ii.若Line-3支路电流（I2）不大于定值，或者有下级装置5-7的闭锁信号，则保护不出口；
2）在正常运行方式下，系统潮流方向为从左向右，在D点、E点或F点故障时，I1=I2=0，故保护装置5-3和5-4保护均不启动；
3）在支援供电方式下，系统潮流为从右向左，在D点、E点或F点故障时，I1流出母线，I2流入母线，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | = 2 I 1 , ]]>满足电流元件动作条件Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。若同时有母线电压低于定值，则进一步判断各个有源支路的功率方向和电流（规定功率正方向为母线指向线路）：
c)Line-3支路功率方向为反向，装置5-3和5-4向上级装置5-7发送闭锁信号；
d)Line-1支路功率方向为正向，则进一步判断Line-1支路电流（I1）是否大于定值、是否有下级闭锁式电流保护装置5-1的闭锁信号：
iii.若Line-1支路电流（I1）大于定值、且没有下级装置5-1的闭锁信号，则计时器启动计时，当计时器大于定值T时，跳该支路对应的断路器A-3；
iv.若Line-1支路电流（I1）不大于定值，或者有下级装置5-1的闭锁信号，则保护不出口；
4）在支援供电方式下，系统潮流方向为从左向右，在A点、B点或C点故障时，I1=I2=0，装置5-3和5-4保护均不启动；
【第四实施例】
以下以图9为例进行详细说明。
如图9所示，SS为变电所。系统由4级变电所组成，各变电所均为单母线分段接线。SS-1由外部电源1、外部电源2供电，其他变电所无外电源进线。各变电所的母联开关正常时均断开。各变电所之间通过联络线Line连接。正常运行情况下，系统潮流方向为从上至下。
各变电所的每段母线配置一台闭锁式电流保护装置2作为后备保护。闭锁式电流 保护装置2采集本段母线所有有源支路的电流，包括：外电源进线电流CTin、联络线电流CTr、母联电流CTs、母线电压PT。
上、下级闭锁式电流保护之间的闭锁方式采用闭锁式，即，收到信号为闭锁，否则不闭锁；闭锁信号的传递采用硬接点方式，即，通过电缆将闭锁信号传递到上级站；
1.母联开关未合情况下，保护动作情况分析
以下以图9中闭锁式电流保护装置2-3为例，说明计算及判断过程：
对于闭锁式电流保护2-3来说，有源支路包括Line-1支路电流（I1）、Line-3支路电流（I2）和母联电流（I3）。
在正常运行情况下，系统潮流方向为从上向下，故Line-1支路电流（I1）为流入母线电流，Line-3支路电流（I2）为流出母线电流；由于母联断路器未合，故
计算差流Icd： Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | ; ]]>
计算制动电流Ir： Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | ; ]]>
电流元件动作条件：Ir>Ir.set且Icd<k*Ir；
电压元件动作条件：母线电压低于定值；
具体保护动作过程如下：
1）在正常运行方式下，系统潮流方向为从上向下，在K-1点、K-2点或K-3点故障时，I1流入母线，I2流出母线，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | = 2 I 1 , ]]>满足电流元件动作条件Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。若同时有母线电压低于定值，则进一步判断各个有源支路的功率方向和电流（规定功率正方向为母线指向线路）：
a)Line-1支路功率方向为反向，装置2-3向上级装置2-1发送闭锁信号；
b)Line-3支路功率方向为正向，进一步判断Line-3支路电流（I2）是否大于定值、是否有下级闭锁式电流保护装置2-5的闭锁信号：
i.若Line-3支路电流（I2）大于定值、且没有下级装置2-5的闭锁信号，则计时器启动计时，当计时器大于定值T时，跳该支路对应的断路器A-5；
ii.若Line-3支路电流（I2）不大于定值，或者有下级装置2-5的闭锁信号， 则保护不出口；
2）在正常运行方式下，系统潮流方向为从上向下右，在K-4点、K-5点或K-6点故障时，I1=I2=0，故保护装置2-3保护不启动；
2.母联开关在合位情况下，保护动作情况分析
参见图9。
在母联闭合情况下，例如，在SS-2变电所中，母联断路器B-2闭合，进线断路器A-3断开，I母线由外部电源2经II母转供电，在K-1点、K-2点或K-3点故障时，装于各段母线的闭锁式电流后备保护动作情况如下：
1）闭锁式电流保护2-3：接入的有源支路电流有：Line-1支路电流（I1）、Line-3支路电流（I2）和母联电流（I3）。I1电流为零，即 I3流入母线，I2流出母线，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 | = | I · 1 + I · 2 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | = | I · 1 | + | I · 2 | = 2 I 2 , ]]>满足电流元件动作条件Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。若同时有母线电压低于定值，则进一步判断各个有源支路的功率方向和电流（规定功率正方向为母线指向线路）：
a)母联支路功率方向为反向，不做处理；
b)Line-3支路功率方向为正向，进一步判断Line-3支路电流（I2）是否大于定值、是否有下级闭锁式电流保护装置2-5的闭锁信号：若Line-3支路电流（I2）大于定值、且没有下级装置2-5的闭锁信号，则计时器启动计时，当计时器大于定值T时，跳该支路对应的断路器A-5；若Line-3支路电流（I2）不大于定值，或者有下级装置2-5的闭锁信号，则保护不出口；
2）闭锁式电流保护2-1：由于A-3断路器断开，故障时，各支路电流为零（不考虑负荷电流），保护不会动作。
3）闭锁式电流保护2-4：接入的有源支路电流有：进线线路Line-2支路电流（I4）、Line-4支路电流（I6）和母联B-2电流（I3）。I6电流为零（不考虑负荷电流），即 I4流入母线，I3流出母线，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 4 + I · 6 + I · 3 | = | I · 3 + I · 4 | = 0 ]]>（不 考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 4 | + | I · 6 | + | I · 3 | = | I · 3 | + | I · 4 | = 2 I 3 , ]]>满足电流元件动作条件
Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。若同时有母线电压低于定值，则进一步判断各个有源支路的功率方向和电流（规定功率正方向为母线指向线路）：
a)进线线路Line-2支路功率方向为反向，保护2-4向上级保护2-2发送闭锁信号；
b)母联B-2支路功率方向为正向，该支路电流（I3）大于定值。虽然该支路满足动作条件，但由于是母联支路，保护不出口；
4）闭锁式电流保护2-2：由于有下级保护2-4的闭锁信号，故保护不出口。
【第五实施例】
以下以图10为例进行详细说明。
如图10所示，SS为变电所。系统为单侧电源供电方式，由3级变电所组成，各变电所均为单母线分段接线。SS-1由外部电源1、外部电源2供电，其他变电所无外电源进线。各变电所的母联开关正常时均断开。各变电所之间通过联络线Line连接。正常运行情况下，系统潮流方向为从上至下。
各变电所的每段母线配置一台闭锁式电流保护装置2作为后备保护。与第四实施例不同的是，闭锁式电流保护装置2采集本段母线所有支路的电流和母线电压，包括：外电源进线电流CTin、联络线电流CTr、母联电流CTs、变压器支路电流CTb、电动机支路电流CTm，以及母线电压PT。
上、下级闭锁式电流保护之间的闭锁方式采用闭锁式，即，收到信号为闭锁，否则不闭锁；闭锁信号的传递采用硬接点方式，即，通过电缆将闭锁信号传递到上级站；
以下以图10中闭锁式电流保护装置2-3为例，说明计算及判断过程：
对于闭锁式电流保护2-3来说，接入的支路电流包括：包括Line-1支路电流（I1）、Line-3支路电流（I2）、母联电流（I3）、变压器支路电流（I4）、电动机支路电流（I5）。
在正常运行情况下，系统潮流方向为从上向下，故Line-1支路电流（I1）为流入母线电流，其他支路电流（I2~I5）为流出母线电流；由于母联断路器未合，故
计算差流Icd： Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 + I · 4 + I · 5 | = | I · 1 + I · 2 + I · 4 + I · 5 | ; ]]>
计算制动电流Ir： Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | + | I · 4 | + | I · 5 | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 4 | + | I · 5 | ; ]]>
电流元件动作条件：Ir>Ir.set且Icd<k*Ir；
电压元件动作条件：母线电压低于定值；
具体保护动作过程如下：
1）在正常运行方式下，系统潮流方向为从上向下，在K-1点、K-2点或K-3点故障时，I1流入母线，I2流出母线，母联电流I3=0，变压器和电动机支路负荷电流忽略不计，I4=I5=0，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 + I · 4 + I · 5 | = | I · 1 + I · 2 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | = 2 I 1 , ]]>满足电流元件动作条件Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。若同时有母线电压低于定值，则进一步对各支路做如下判断：
a)变压器支路和电动机支路为无源支路，且其电流均未超过定值，不对这些支路做处理；
b)母联支路不做处理；
c)Line-1支路为有源支路，规定功率正方向为母线指向线路，该支路功率方向为反向，故装置2-3向上级装置2-1发送闭锁信号；
d)Line-3支路为有源支路，规定功率正方向为母线指向线路，该支路功率方向为正向，进一步判断Line-3支路电流（I2）是否大于定值、是否有下级闭锁式电流保护装置2-5的闭锁信号：
i.若Line-3支路电流（I2）大于定值、且没有下级装置2-5的闭锁信号，则计时器启动计时，当计时器大于定值T时，跳该支路对应的断路器A-5；
ii.若Line-3支路电流（I2）不大于定值，或者有下级装置2-5的闭锁信号，则保护不出口；
2）在正常运行方式下，系统潮流方向为从上向下，在电动机馈线K-7点发生故障时，I1流入母线，I5流出母线，母联电流I3=0，变压器和Line-3支路负荷电流忽略不计，I4=I2=0，故 Icd = | Σ i = 1 N I · i | = | I · 1 + I · 2 + I · 3 + I · 4 + I · 5 | = | I · 1 + I · 5 | = 0 ]]>（不考虑负荷电流）， Ir = Σ i = 1 N | I · i | = | I · 1 | + | I · 2 | + | I · 3 | + | I · 4 | + | I · 5 | = | I · 1 | + | I · 5 | = 2 I 1 , ]]>满足电流元件动作 条件Ir>Ir.set且Icd<k*Ir。若同时有母线电压低于定值，则进一步对各支路做如下判断：
a)变压器支路为无源支路，且其电流均未超过定值，不对该支路做处理；
b)母联支路不做处理；
c)Line-1支路为有源支路，规定功率正方向为母线指向线路，该支路功率方向为反向，故装置2-3向上级装置2-1发送闭锁信号；
d)Line-3支路为有源支路，规定功率正方向为母线指向线路，该支路功率方向为正向，但Line-3支路电流（I2）为负荷电流，不会大于定值，故不对该支路做处理；
e)电动机支路为无源支路，该支路电流超过其定值，故计时器启动，当计时器大于定值T时，跳该支路对应的断路器A-9；
3）在正常运行方式下，系统潮流方向为从上向下右，在K-4点、K-5点或K-6点故障时，所有电流I1~I5均为零，故保护装置2-3保护不启动。