数字式线路保护测控装置说明书样本

UFit-X数字保护测控装置说明书（电流继电器）北京五洲安拓电子技术有限公司第一章：概述UFit电流继电器是我公司在分析市场需求的基础上，采用先进的32位单片机处理器，遵循公司一贯的“标准化、通用化”原则设计而成，可扩展的功能配置满足了用户的未来升级需求。

小型化标准机箱、大屏幕液晶、标准的RS485总线和MODBUS规约；良好的人机界面，可靠的保护控制功能，这一切都为您选用UFit电流继电器提供最好的依据。

UFit电流继电器主要用于各电压等级，集保护、显示、数字输入/输出与网络通讯于一身，功能齐全，参数显示直观。

装置具有多种保护、控制等综合功能，可取代电流表、电压表、时间继电器等。

一、特点：1、使用方便、操作简单，超大屏幕中文液晶界面，所有电参量信息和设定都可以通过面板上的功能键来进行读取修改；所有信息一目了然。

2、集保护、监视、控制、通信等多种功能于一体3、通用输入电源模块，兼容85-265V 交流或直流工作电源，降低了对工作电源的要求4、以32位高性能混合信号微处理器为核心，具有高速运算和实时信号处理能力，采用交流采样；微处理器的总线不出芯片，系统的可靠性和抗干扰能力大大提高，增强了可靠性。

5、事件记录8条,既可上传也可就地查看，为故障诊断和事故分析提供强有力的依据6、具有完善的自检能力，包括存储器、出口、通讯口等，发现装置异常能自动告警7、配备输入输出逻辑图形化可编程功能，用户可以灵活定义控制逻辑8、采用频率跟踪技术，精确采样变频交流回路9、操作简单、直观、显示清晰：采用汉字大液晶，显示各种测量数据，开关量输入状态、继电器输出状态、通讯状态，时钟，SOE 信息等各种信息一目了然二、保护功能1、过流保护2、相电流不平衡（缺相、断相）保护3、过压保护（选）4、欠压保护（选）5、过负荷告警或跳闸6、零序保护三、事件记录记录事件信息达8条，循环记录显示。

四、通讯功能串行接口： Modbus-RTU规约，网络连接：RS485总线，屏蔽双绞线五、技术参数电源电压AC/DC85-265V频率38HZ- 70Hz功耗≤1.5W继电器输出：可编程继电器J1 ：1常开常闭转换接点可编程继电器J2 ：1常开接点（如：报警吸合或遥控合闸输出等）输出容量： 250V AC 8A / 30VDC 8A保护动作时间：不大于20ms开入输入：开关量输入数目 4电压范围AC/DC48-380V电流消耗约4.0mA模拟量输入：电流0.5-6In ( In=5A )零序电流小于1A，5A（视型号不同）绝缘电阻：标准 IEC255-5 100MΩ/500V绝缘试验：标准 IEC255-5介质强度试验2KV（r.m.s.），50HZ，1min冲击电压实验5KV（峰）；1.2/50 u S；0.5J； 5正，5负，间隔时间5sEMC 抗干扰：标准 IEC255-22共模干扰 2.5KV（峰），1MHZ，400次/s，持续时间2s差模干扰 1.0KV（峰），100KHZ；50次/s，持续时间2s辐射电磁场干扰频率：27MHZ～1000MHZ；场强；10V/m静电放电干扰6KV快速瞬变干扰2KV；5KHZ；双极性；持续时间1min六、面板说明及按键功能装置显示操作全部汉字提示，即使不看操作说明，仅几分钟内也能自己操作。

国电南自Q/GDNZ.JB41.006-2005标准备案号：2248-2005PSL 691数字式线路保护测控装置技术说明书国电南京自动化股份有限公司GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTDPSL 690系列数字式线路保护测控装置技术说明书编写审核批准V 2.00国电南京自动化股份有限公司2006年05月安全声明为保证安全、正确、高效地使用装置，请务必阅读以下重要信息：a)装置的安装调试应由专业人员进行；b)装置上电使用前请仔细阅读说明书。

应遵照国家和电力行业相关规程，并参照说明书对装置进行操作、调整和测试。

如有随机资料，相关部分以资料为准；c)装置上电前，应明确连线与正确示图相一致；d)装置应可靠接地；e)装置施加的额定操作电压应与铭牌上标记的一致；f)严禁无防护措施触摸电子器件，严禁带电插拔模件；g)接触装置端子，要防止电触击；h)如要拆解装置，必须保证断开所有的外部端子连接，或者切除所有输入激励量。

否则，触及装置内部的带电部分，将可能造成人身伤害；i)对装置进行测试时，应使用可靠的测试仪；j)装置操作密码为：99。

版本声明本说明书适用于PSL 691数字式线路保护测控装置V2.0及以下版本a)软件PSL 691V2.00— CPU模件增加GPS差分输入功能；— 支持双以太网在线升级。

b)硬件PSL 691数字式线路保护装置硬件模件版本修改记录序号 初始版本（2006-2-20）第一次修改版本 第二次修改版本1 交流模件 PSL 691-AC.A-A同初始版2 CPU模件 PSL 691-CPU.A-APSL 691-CPU.A-CPSL 691-CPU.C-A, PSL 691-CPU.C-CPSL 691-CPU.C-D, PSL 691-CPU.C-E3 MMI模件 PSL 691-MMI.A-A同初始版4 DIO模件 PSL 691-DIO.A-A同初始版5 TRIP模件 PSL 691-TRIP.A-A同初始版6 电源模件 PSL 691-PWR.A-A同初始版7 母板模件 PSL 691-MB.A-A同初始版PSL 691产品说明书版本修改记录表109876543 V2.0 CPU模件升级 V2.0 2006.052 V1.10 文字性编辑错误更改 V1.10 2006.031 V1.00 初始版本 V1.00 2005.10序号说明书版本号修改摘要软件版本号修改日期* 技术支持 电话：（025）83537262传真：（025）83537200* 本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符* 2006年05月 第3版 第1次印刷* 国电南自技术部监制目录1概述 (1)1.1 适用范围 (1)1.2 功能配置 (1)1.3 性能特点 (1)2技术参数及性能 (4)2.1 额定电气参数 (4)2.2 技术性能 (4)2.3 过载能力 (5)2.4 环境条件 (5)2.5 绝缘性能 (5)2.6 耐湿热性能 (6)2.7 电磁兼容性能 (6)2.8 机械性能 (6)2.9 机箱防护等级 (6)3保护功能及原理 (7)3.1 相间过电流 (7)3.2 零序过电流 (8)3.3 合闸加速 (8)3.4 三相重合闸 (8)3.5 手动同期合闸 (9)3.6 低频减载 (10)3.7 低压减载 (10)3.8 过负荷 (10)3.9 小电流接地选线 (10)4测控及其他功能 (11)4.1 测量控制功能 (11)4.2 其他功能 (11)5系统异常处理 (12)5.1 母线TV断线 (12)5.2 线路抽取电压断线 (12)5.3 控制回路断线 (12)5.4 事故总信号 (12)6信息记录和分析 (13)6.1 保护信息 (13)6.2 测控信息 (13)7自动化系统接入 (14)7.1 通信与规约 (14)7.2 时钟同步 (14)7.3 测量与控制 (14)7.4 装置信息代码表 (14)8硬件构成 (18)8.1 硬件配置 (18)8.2 结构特点 (18)8.3 安装尺寸 (19)8.4 面板布置 (20)8.5 背板布置 (21)8.6 模件说明 (22)9定值与运行参数 (28)9.1 整定值清单及说明 (28)9.2 软压板清单及说明 (30)9.3 运行参数清单及说明 (30)10订货须知 (32)1概述1.1 适用范围PSL 691数字式线路保护测控装置是以电流电压保护及三相重合闸为基本配置，同时集成了各种测量和控制功能的多功能装置，适用于66kV及以下电压等级的配电线路。

HZ-700C/XL微机线路保护测控装置技术使用说明书河北恒泽电力科技有限公司- 1 -HZ-700C/XL线路保护测控装置技术说明书目录1 适用范围.............................................................................................................. . (2)2 主要功能........................................................................................................... .. (2)2.1保护功能 (2)2.2远动功能 (2)3 技术指标............................................................................................................ . (2)4 装置原理 (5)4.1硬件配置 (5)4.2 模拟量输入 (5)4.3 软件说明 (5)5 端子定义及说明 (7)5.1背板端子图 (7)5.2 端子接线说明 (8)6装置整定 (10)6.1 参数整定 (10)6.2定值整定 (10)6.3控制字整定 (10)7装置使用 (11)7.1面板 (11)7.2指示灯 (11)7.3按键 (12)7.4菜单功能 (12)7.5 修改定值 (13)7.6修改控制字 (13)1 适用范围HZ-700C/XL微机线路保护测控装置适用于35kV及以下等级的线路，可集中组屏，也可分散开关柜安装。

2 主要功能2.1 保护功能1) 三段过流保护（速断、延时速断、过流）2) 独立的反时限电流保护3) 三相一至四次重合闸4）后加速保护5) 接地告警6) PT断线报警7) 过负荷告警以上各种保护均有软件开关，可分别投入和退出。

CSC 211 数字式线路保护测控装置1 装置简介CSC 211为适用于66kV及以下电压等级的中性点非直接接地系统的线路保护及测控装置，可在开关柜就地安装。

2 主要功能及技术参数2.1 保护功能⏹三段式可经低电压闭锁的定时限过流保护（可经方向闭锁），其中Ⅲ段可整定为反时限段⏹三段定时限零序过流保护（可经方向闭锁），其中Ⅲ段可整定为反时限段⏹小电流接地选线⏹过负荷保护（跳闸或告警信号可选）⏹合闸加速保护（前加速、后加速和手合后加速）⏹低周减载保护⏹低压解列功能⏹三相重合闸(检同期、检无压或非同期)⏹32组定值区⏹故障录波2.2 测控功能⏹9路开入遥信采集、装置遥信变位、事故遥信⏹正常断路器遥控分合、小电流接地探测遥控分合⏹U a、U b、U c、I a、I c、P、Q、COSф、F等模拟量的遥测⏹正向/反向有功电度，正向/反向无功电度⏹各种事件SOE等⏹2路脉冲P、Q输入2.3 技术参数3 保护元件3.1 过电流元件本装置设三段定时限过流保护，各段电流及时间定值可独立整定。

为了躲开线路避雷器的放电时间，I段可以整定适当延时时间。

方向元件及低电压元件由控制字选择投退。

注：Idzn为n段电流定值，IΦ为相电流, Tn 为n段延时定值3.2 低电压元件低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低电压定值时动作，开放经低电压闭锁的过流元件。

利用此元件，可以保证装置在电机反充电等非故障情况下不出现误动作。

低电压元件用控制字投退。

3.3 零序过流元件在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，一般采用零序过流直接跳闸方法。

零序过流元件的实现方式基本与过流元件相似，各段电流及时间定值可独立整定。

注：I0dn为接地n段定值，T0n为接地n段延时定值3.4 方向元件相间方向元件采用90︒接线方式，按相起动，各相电流元件仅受下表中所示相应方向元件的控制。

为消除死区，方向元件带有记忆功能。

本装置Arg(U/I)= -30︒～90︒，边缘模糊角度误差<±5︒。

PSL601(A)系列数字式线路保护装置技术说明书V3.1国电南京自动化股份有限公司 2003年3月*本说明书可能会被修改请注意最新版本资料本技术说明书适用于以下版本的保护程序PSL 601纵联保护版本 3.16PSL 600后备保护版本 3.16PSL 600综合重合闸版本3.16装置修改说明1. PSL 601高频保护增加通道时间确认控制字可选择为5ms或8ms2. 距离和零序保护增加一个控制字KG3,其中1、增加快速距离投退控制位,2、零序段在非全相运行时是否加速控制位,零序段时间定值减去0.5s,3、零序段在是否增加一个辅助段，其电流定值和段相同无方向延时比段时间长1s3. 非全相永跳投入或退出控制字改为非全相再故障永跳或三跳4. CT反序修改为只在装置上电2小时之内检查5. 增加发停讯控制接点供录波使用6. 电流定值的最小值由0.1A改为0.05A7. 零序保护零序段和段的处理控制字选择为不灵敏段只在非全相运行及合闸100ms内投入选择为灵敏段则只在全相运行时投入合闸时延时100ms后才启动灵敏段的判断8. 零序保护增加3U0突变量开放零序保护控制字突变量取60ms前的保证3I0启动而不是突变量启动时也能判出3U0突变9. 闭锁式自动通道试验开始试验30秒后自动复归收发讯机复归信号持续1秒10. PSL 600零序功率方向元件电压浮动门坎该浮动门坎改动后限制其最大值为8V固定门坎为0.5V11.增加输出沟通三跳接点当重合闸退出三重方式充电未满或装置失电时沟通三跳接点闭合正常运行时打开沟通三跳接点12.增加合后继开入量输入解决先给保护电源再给操作电源时位置启动重合时可能动作的问题现在位置启动重合逻辑如下当控制字整定为合后继可用时位置启动重合除满足常规条件外还需合后继动作13.AD转换硬件改为AD加DSP模件目次1 概述 (1)1.1 保护配置及型号 (1)1.2 性能特征 (1)2 技术参数 (3)2.1 额定电气参数 (3)2.2 主要技术性能 (4)2.3 绝缘性能 (5)2.4 电磁兼容性能 (5)2.5 机械性能 (6)2.6工作大气条件 (6)3 保护原理说明 (7)3.1保护程序整体结构 (7)3.2启动元件和整组复归 (7)3.3 选相元件 (9)3.4 振荡闭锁的开放元件 (10)3.5 纵联保护 (12)3.6 波形比较法快速距离保护 (24)3.7距离保护 (25)3.8 零序电流保护 (30)3.9 非全相运行 (32)3.10 合闸于故障线路保护 (33)3.11 重合闸模件 (33)3.12 正常运行程序 (39)3.13 信息记录和分析 (40)3.14 与变电站自动化系统配合 (41)3.15 打印及显示信息一览表 (42)4 硬件使用说明 (45)4.1 PSL 601硬件使用说明 (45)4.2 PSL 601A硬件使用说明 (58)5 定值清单及整定说明 (65)5.1 PSL 601601A保护定值清单 (65)5.2 PSL 601601A保护定值整定说明 (68)5.3压板定值 (76)概述1 概述1.1 保护配置及型号PSL 601A型数字式超高压线路保护装置以纵联方向作为全线速动主保护以距离保护和零序方向电流保护作为后备保护保护有分相出口可用作220kV及以上电压等级的输电线路的主保护和后备保护保护功能由数字式中央处理器CPU模件完成其中一块CPU模件(CPU1) 完成纵联保护功能另外一块CPU模件(CPU2) 完成距离保护和零序电流保护功能对于单断路器接线的线路保护装置中还增加了实现重合闸功能的CPU模件(CPU3)可根据需要实现单相重合三相重合综合重合闸功能或者退出表1-1PSL 601A型数字式超高压线路保护的型号及其功能主要功能型号纵联保护距离保护和零序方向电流保护自动重合闸备注PSL 601能量积分方向，阻抗方向，零序方向快速距离保护三段式相间距离保护三段式接地距离保护四段式零序电流保护有适用于单断路器如双母线PSL 601A 同上同上无适用于23接线1.2 性能特征(1) 以能量积分方向为主以阻抗方向零序方向为辅的综合性方向元件作为纵联保护(2) 动作速度快线路近处故障动作时间小于10ms线路70处故障典型动作时间达到12ms线路远处故障小于25ms(3) 完善可靠的振荡闭锁功能能快速区分系统振荡与故障在振荡闭锁期间系统无论发生不对称性故障还是发生三相故障保护都能可靠快速地动作(4) 采用电流电压复合选相方法在复杂故障和弱电源系统故障时也能够正确选相(5) 纵联保护通道接口方式灵活可以与载波通道专用或复用光纤通道微波通道等各种通信设备连接有自适应判断弱电源侧的弱馈保护通道逻辑如通道检查位置停信等都由保护实现发停信控制采用单接点方式接点闭合为发信接点断开为停信(6) 完善的自动重合闸功能可以实现单重检线路三相有压重合闸方式专用于大电厂侧以防止线路发生永久故障电厂侧重合于故障对电厂机组造成冲击(7) 采用了多CPU共享AD的高精度模数转换自主专利技术解决了多CPU共享AD的难题提高了装置的模数转换精度简化了调试和维护的工作量(8) 通过了国家级电磁兼容实验室电磁辐射瞬变干扰等10个项目的抗干扰试验全部的试验结果证明其电磁兼容性能指标大大高于国家标准(9) 采用了全汉化显示/操作界面和全汉化图形化表格化打印输出(10) 采用透明化设计思想保护内部元件在系统故障时的动作过程可以全息再现便于分析保护的动作过程(11) 强大的故障录波功能可以保存1000次事件12至48次故障录波报告含内部元件动作过程故障时有重要开关量多次变化时会自动多次启动录波并且记录重要开关量如发信收信跳闸合闸等的变化录波数据可以保存为COMTRADE格式(12) 灵活的通信接口方式配有RS-232485和以太网通信接口(13) 通讯归约支持IEC60870-5-103标准2技术参数2 技术参数2.1 额定电气参数2.1.1 额定直流电压220V或110V(订货请注明)允许工作范围801152.1.2 额定交流数据a) 相电压 3/100 (额定电压Un)b) 线路抽取电压 100 V 或 3/100V有重合闸时可用软硬件自适应c) 交流电流 5A或1A(订货请注明额定电流In)d) 额定频率 50Hz或60Hz(60Hz时订货请注明)e) 过载能力电流回路 2 倍额定电流连续工作10倍额定电流允许10秒40倍额定电流允许1秒电压回路1.2倍额定电压连续工作1.8倍额定电压允许10秒2.1.3 功率消耗a) 直流回路正常时<40W跳闸时<50Wb) 交流电压回路 <0.5VA/相c) 交流电流回路 IQD +1.25IT其中为a,b,c三种相别T为20msi| i(t)-2*i(t-T)+i(t-2T) |为相电流突变量ITmax( | I(tT)-2*I(t-2T)+I(t-3T)) | )为相电流不平衡量的最大值当任一相电流突变量连续三次大于启动门坎时保护启动(2) 零序电流辅助启动元件为了防止远距离故障或经大电阻故障时相电流突变量启动元件灵敏度不够而设置该元件在零序电流大于启动门坎并持续30ms后动作(3) 静稳破坏检测元件为了检测系统正常运行状态下发生静态稳定破坏而引起的系统振荡而设置该元件判据为 BC相间阻抗在具有全阻抗特性的阻抗辅助元件内持续30ms或者A相电流大于1.2倍In持续30ms并且U1Cos小于0.5倍的额定电压当该元件动时保护启动进入振荡闭锁逻辑当PT1断线或者振荡闭锁功能退出时该检测元件自动退出3.2.2 启动继电器的闭锁措施PSL 601A数字式高压线路保护CPU模件硬件完全相同其出口回路完全独立任意一块CPU模件故障均不影响其他CPU模件的正常动作当采用三块CPU模件时启动回路可以由CPU1CPU3中两个CPU启动才开放保护出口继电器的负电源即构成三取二方式由于每个CPU都有较完善的硬件工况的监视系统单个硬件器件故障不会引起保护误动因此启动回路也可以选用三取一方式当只有两个保护CPU模件时如PSL 601A型保护对应的启动回路为二取二方式和二取一方式两种方式可以通过装置母板上的跳线JP1进行选择出厂时设置为三取一方式跳线JP1接法如下图所示两个连接片分别接在1和24和5上时即连接片在水平位置都连在左边启动继电器为三取一方式图中标识了1/3两个连接片分别接在2和35和6上时即连接片在水平位置都连在右边启动继电器为三取二方式图中标识了2/3当不接连接片时为三取二方式PT为电压互感器TV8保护原理说明JP11/32/3123456图3.2.1 母板中跳线JP1引脚图16为增加的示意标号3.2.3 整组复归各保护模件启动后就发出禁止整组复归的信号如果本保护所有的启动元件和故障测量元件都返回并且持续5秒本保护模件就收回禁止整组复归信号保护收到任一个模件禁止整组复归的信号就保持原先的启动状态直到所有模件都收回禁止整组复归信号时才能整组复归这样就能保证所有模件均满足整组复归条件时装置才整组复归3.3 选相元件选相元件是区分故障性质和相别以满足保护分相跳闸的要求PSL 601数字式线路保护的主保护和后备保护采用相同原理的选相元件为了在特殊系统(例如弱电源)和转换性等复杂故障下能够正确选相并有足够的灵敏度采用电压电流复合突变量和复合序分量两种选相原理相结合的方法在故障刚开始时采用快速和高灵敏度的突变量选相方法以后采用稳态的序分量选相方法保证在转换性故障时能够正确选相两种选相元件的原理如下3.3.1 电压电流复合突变量选相元件令ZIU× = &&φφφφφφcabcab,,=φφ其中φφU& φφI& 为相间回路电压电流的突变量Z为阻抗系数其值根据距离保护或者纵联方向保护中的阻抗元件的整定值自动调整设max min分别为abbcca中的最大值和最小值选相方法如下(1) 当min<0.25max时判定为单相故障否则为多相故障(2) 单相故障时若bc=min判定为a相故障若ca=min判定为b相故障若ab=min判定为c相故障(3) 多相故障时若同时满足ababU ≥ bcbcU ≥ 和cacaU ≥ 判定为区内相间故障否则为转换性故障(一正一反)采用相电流方向元件选择正向的故障相别9 保护原理说明(4) 判据 ()实际上是三个幅值比较方式的突变量方向继电器φφφφU≥cabcab,,=φφ与传统的相电流差突变量选相原理相比本方法由于引进了电压突变量以及方向判别解决了弱电源系统和间隔时间很短的转换性故障的选相问题对于一般性的故障选相的灵敏度与相电流差突变量选相原理相当3.3.2 电压电流序分量选相元件令 ))31(arg(2200ZZIUIkUZ×××+=&&&&&θ即为补偿点零序电压和负序电压的相角差θ其中Z为阻抗系数与突变量选相元件类似ZK为零序补偿系数将的取值分成三个区θ每个区内包含有两种故障当时为A区oo9030≤< θ为A相接地或BC两相接地当90时为B区oo210≤<θ为B相接地或CA两相接地当时为C区oo330210≤Z时判定为A相接地否则(2) I或时105.0I<125.0IImI1时开放距离保护该方法是根据不对称故障时产生的零序和负序分量来开放保护m为可靠系数以确保区外故障时保护不会误动3) 振荡轨迹半径检测法系统纯振荡或振荡时发生经过渡电阻的故障测量阻抗的变化轨迹为园金属性故障时轨迹园蜕变为点阻抗变化率dz/dt与轨迹园的半径有内在的关系本方法是通过阻抗轨迹的测量来躲过会引起保护误动的振荡以及区外故障具体方法为在满足以下条件时开放BC相间距离11保护原理说明a) ∑c)dtdZZZbczdbc4 tSPm故 0)(tSm而此时对于线路端(属于正方向故障),同样存在能量函数n)(tSn并且有)()(tStSPnn =故 0)(即反向能量要大于正向能量综上所述能量函数有如下性质)(tSm()><=反向故障正向故障无故障tSm能量方向元件是根据故障附加网络的能量来判别故障方向从理论上解决了传统的故障分量超高速保护不能长期保持正确方向的缺点保护的动作快速性与安全性之间的矛盾得到了完美解决13保护原理说明在上面的理论推导中只是要求系统满足叠加原理而对于系统电源和其它各元件的特性没有作任何限制因此采用故障能量函数实现方向继电器时具有以下的优越特性能量函数不受故障暂态过程的影响因此不需要滤波换句话说故障电流电压中的工频分量非周期分量以及谐波分量都是能量函数在判别故障方向时有用的信息这就为实现超高速方向继电器打下了坚实的理论基础从故障一开始能量函数就有明确的方向性并且在故障持续期间其方向性不会任何改变,因此具有非常高的安全性使保护的动作快速性与安全性之间的矛盾得到了完美解决对于一些特殊系统的故障如串补线路故障中性点经消弧线圈接地系统的接地故障充电长线路发生反向出口故障或故障切除等由于受电容的影响基于工频量的方向继电器难以判别故障方向但能量函数的方向性不受任何影响另外由于反向故障时反向侧能量大于正向侧的能量在构成纵联方向保护时线路两侧的灵敏度自然得到配合能量函数在故障后一直保持明确的方向性但其大小一般是按两倍额定频率周期性波动的在电流过零时数值比较小保护的灵敏度和信噪比都下降为此可以将能量函数进一步积分构成能量积分函数即∫∫ =ttidtdtutSS00)(反向故障时由于能量函数始终大于0)(tS因此将S(t)积分后越积越大也就是说能量积分函数在反向故障时是单调上升的同理在正向故障时是单调下降的(绝对值则单调上升)因此不存在能量函数灵敏度下降的问题显然能量函数的其它优点能量积分函数仍然具备将数字化)(tSS可得能量积分函数的算法为[]∑∑ + + =jjababcacabcbckikukikukikuNTjSS0022)()()()()()()([]))1(,......,)1(,)0(max)( =jSSSSSSjM其中是三个相间回路故障电压和电流的突变量cabcabiu,,,,= φφφφφN为每周采样点数T为额定周期设故障开始的时间为0j就是故障开始后的采样点数也可以理解为故障已持续的时间14保护原理说明SS(j)称为能量积分函数是测量点检测到的故障能量的累计值M(j)是从故障开始到前一个采样点(j-1)之间能量积分函数的最大值能量积分函数SS(j)具有方向性正向故障时SS(j)0并且SS(j)还具有以下几个优越的特性1SS(j)的方向性不受故障暂态过程的影响故障工频分量非周期分量以及谐波分量对于SS(j)都是有用的信息因此不需要滤波可以实现超高速的方向继电器2故障期间SS(j)的方向性是始终正确的并且随着积分时间j的增加SS(j)的绝对值也单调的上升因此有|SS(j)|>M(j)基于能量积分函数的方向继电器的逻辑示意图如图3-5-3所示继电器由正向电压电流启动元件反向启动电压电流元件方向元件(SS(j)M(j))正向计时元件和反向计时元件等组成有正反两个方向的输出结果&Y2t+&Y1I>IQD+U>UQD+I>IQD-U>UQD-&JZ1SS(t)M(t-T)&JZ3&JZ21H11H2正向判定(SS)反向判定(SS)图3-5-3 能量积分方向继电器的逻辑示意图反向电流启动元件与装置的相电流差突变量启动元件相同采用固定门坎和浮动门坎相结合正向启动电流元件与反向类似只是将电流固定门坎抬高1.25倍使反向启动元件的灵敏度高于正向电压启动元件同样如此以正方向的判别为例:当SS(j)<0并正向电压电流启动元件动作时,通过正向计时计时达到积分时间门坎后输出正方向故障的判定结果正向元件动作后由H1将方向固定并闭锁反向元件的输出防止继电器由两个输出结果同样若反向元件先动作也将正方向元件闭锁正向计时元件还要受噪声检测元件的控制噪声检测元件的判据为|SS(j)|<M(J) 该元件动作时能量积分函数的单调性被破坏说明测量信号的噪声比较大计时器停止计15保护原理说明时但不返回待单调性恢复后再重新计数以进一步提高继电器的安全性积分时间决定了方向继电器的动作速度积分时间的长短不会影响方向判别的正确性但采取一定的积分时间可以提高方向判别的冗余度采用允许式时积分时间取2ms采用专用闭锁式时由于要有5ms的收信确认时间积分时间取5ms在不影响保护整组动作时间的前提下尽量多的利用故障信息由于能量方向元件的灵敏度很高为了减少通道干扰引起保护的误动在方向保护经通道逻辑配合判定为区内故障时由阻抗方向元件进行出口把关若在阻抗元件外保护延时30毫秒出口在此期间一旦检测到远方有闭锁信号对于允许方式则为允许信号消失则保护返回这样可以减小由于开关操作等因素产生通道干扰引起的误动对于一般性的故障阻抗出口把关不会影响保护的动作速度3.5.2 阻抗方向元件ZDRZDRZDZZDZZD图3-5-4 阻抗方向元件阻抗方向元件由高频距离阻抗定值ZZD和高频距离电阻定值RZD形成的两段圆弧组成动作判据为ρ<+ρRZD时ZD2ZD2ZDR2RZ+=ρ)90(jZD0ZDOe)R(Z + ρ=对于短线ZZD I-0ZDI+0ZD=纵联零序电流定值I-0ZD=零序电流启动定值零序方向元件的电压门坎取为固定门槛加浮动门槛动作范围oo32533arg1750≤≤IU3.5.4 方向元件配置PSL 601的能量方向阻抗方向和零序方向以反方向元件优先其中零序方向元件在合闸加速脉冲期间延时100毫秒动作在非全相运行时退出图3-5-5为方向元件配置70801H1T3FFI0I0ZZT2301H21H3&JZ1&JZ21H6&JZ31H4&JZ4&JZ51H7&JZ5FFT1图3-5-5 PSL 601(A)方向元件配置17保护原理说明3.5.5 通道方式纵联保护可以与载波通道专用或复用光纤通道微波通道等各种通信设备连接包括各种继电保护专用收发信机和复用载波机接口设备发停信控制采用一副接点不发信即为停信当用于专用闭锁式时通道逻辑完全由保护实现收发信机的停信和发信完全由保护控制为了防止通道上的干扰保护中设置了信号确认时间分为两级延时一是保护必须在收到闭锁信号5ms后才允许停信二是保护停信后要连续5ms或8ms通过控制字可选择建议光纤通道为5ms载波通道为8ms收不到闭锁信号才动作出口当用于允许式时采用单个允许信号为了防止区外故障切除时功率倒向引起保护的误动在反向元件动作10ms后投入功率倒向延时回路在反向转正向故障时近故障侧纵联保护延时40ms停信允许式为发信此时远故障侧纵联保护按常规逻辑执行这种功率倒向判断方法的优点是在非全相运行扰动导致启动等没有功率倒向的情况下发生线路故障时不会增加纵联保护的动作延时保护启动期间在检测到有其他保护动作开入量时一直停信允许式为发信在检测到断路器处于三跳位置后投入三跳位置停信回路以保证充电线路故障时充电侧纵联保护能够动作为了防止线路合闸时合闸环流引起保护的误动一旦检测到有三相合闸闭锁三跳位置停信功能150ms三跳位置停信分两种情况保护启动期间一直停信正常运行期间在收到闭锁信号后继续停信160ms以后就收回停信信号这样既能保证故障时对侧保护能够动作又不影响通道的检测通道检测的逻辑按四统一的方案可以手动检测也可通过控制字投入定时自动检测当用于允许式时由于本线路故障会引起通道的阻塞而导致保护拒动本保护还具有解除闭锁方式本保护不考虑单相故障造成通道阻塞的可能解除闭锁式只用于相间故障并且经控制字选择是否投入解除闭锁方式当本侧为正方向并且为相间故障时如果启动前无导频消失信号启动后的100ms内收到导频消失信号且无允许信号时保护跳闸动作3.5.6 弱馈保护弱馈保护作为线路弱馈端或无电源端的纵联保护使纵联保护达到全线速动的目的弱馈保护的功能当发生区内故障时弱馈侧能够快速发出允许对侧动作的信号并且18保护原理说明保持120 ms使对侧保护快速跳闸也就是说当用于专用闭锁式时弱馈侧能够快速停信用于允许式时弱馈侧能够快速发出允许信号当发生弱馈侧反方向故障时弱馈侧能够快速发出闭锁对侧动作的信号使纵联保护不误动弱馈侧的范围定义定性的说是线路弱馈端或者无电源端定量的说是当发生区内故障时某一端纵联保护的所有正方向元件灵敏度都不够时线路的该端可称为弱馈侧弱馈保护具有自适应于系统运行方式改变的能力即可能出现弱馈的一端可长期投入此功能该端变为强电侧时即使弱馈保护投入弱馈保护不会动作纵联保护仍然动作正确因为投入的弱馈保护是在正反方向元件都不动作时才可能发出允许对侧动作的信号特别要注意的是对于专用闭锁式的弱馈保护线路两端只能在其中的一侧投入弱馈功能否则在弱电源系统的强电源侧发生反向故障时如果线路两端的正反方向元件灵敏度不足时弱馈保护会误动所以对于专用闭锁式的弱馈保护弱馈保护在线路两端只能投入一侧对于弱馈侧当发生区内故障时用于专用闭锁式时弱馈侧可能无法停信导致对侧纵联保护拒动用于允许式时弱馈侧无法发出允许信号同样导致保护拒动下面以专用闭锁式为例本装置的弱馈保护具有下面两个功能(1) 当发生区内故障时弱馈侧快速停信(2) 弱馈侧可以选择跳闸弱馈侧能够启动满足下面条件时快速停信(1) 收到闭锁信号5ms(2) 正反方向元件均不动作表明非反方向故障(3) 至少有一相或者相间电压为低电压如果还满足下面两个条件弱馈侧跳闸(1) 弱馈侧跳闸控制字投入(2) 连续30ms收不到对侧的闭锁信号弱馈侧不启动满足下面条件时快速停信120ms(1) 收到闭锁信号10ms(2) 至少有一相或者相间电压为低电压3.5.6 纵联保护逻辑3.5.6.1高频专用收发信机闭锁式19保护原理说明20试验按钮1H1010&Y12000 0 2 & Y2 0 10" & Y3 1 H2 0 160 1 H3 T1 T2 T3 T4 T5 T6 & Y4 & Y6 1 H5& Y7 & Y8 & Y9 0 40 T7 & Y10 0 5 T9 50 10 T8H81H61H22&Y24&Y21&Y22120T115或8T10&Y23&Y251H2112010T12&Y26120T13&Y27&Y28030T141H19&Y11收信发信停信保护动作三跳位置定时检查通道保护起动整组复归保护跳闸信号反向元件动作低电压元件动作"1"1KG1.80"0"1H4120T211H30正向元件动作1KG1.110"0"1KG1.100"0"1H720T22KG1.8: 定时通道检查投入KG1.10:弱馈跳闸投入KG1.11:弱馈回音投入弱馈保护动作其他保护动作120T23PSL 601A纵联保护专用闭锁式逻辑保护原理说明高频专用收发讯机闭锁式逻辑1通道检查逻辑通道试验远方起信逻辑由本装置实现这样进行通道试验时就把两侧的保护装置收发信机通道一起进行检查与本装置配合时收发信机内部的远方起信逻辑部分应取消有手动通道检查开入或定时通道检查定时到时通过或门H1向对侧发送高频信号本侧收到这一高频信号经T2延时200ms闭锁与门Y1本侧不再发信同时与门Y1输出经时间元件T3展宽5s闭锁与门Y2因此本侧即使收到高频信号也要待T3返回后才能启动。