DMP9100線路保護(hù)裝置用戶手冊【絕版好資料看到就別錯過】

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DMP9100線路保護(hù)裝置用戶手冊【絕版好資料，看到就別錯過】110KV線路保護(hù)裝置技術(shù)使用說明書DMP9100微機高壓線路保護(hù)裝置用戶手冊聲明：本說明書的著作權(quán)歸南京力導(dǎo)科技股份有限有限公司，未經(jīng)許可不得復(fù)制。本說明書的解釋權(quán)歸南京力導(dǎo)科技股份有限有限公司。我們不承擔(dān)由于對本說明書的誤解而造成的損失。由于軟件及硬件升級，可能會造成的說明書與實際產(chǎn)品不完全一致，恕不另行通知。1.概述51.1裝置保護(hù)功能及適用范圍51.2選型說明51.3主要特點62.技術(shù)條件72.1 額定電氣參數(shù)72.2 功率消耗72.

2、3 超載能力72.4 極限環(huán)境條件72.5 機械性能72.6 絕緣耐壓性能82.7 輸出接點容量82.8 電磁兼容性82.9 保護(hù)功能主要技術(shù)指針83.保護(hù)原理說明93.1 保護(hù)程序結(jié)構(gòu)說明93.2 距離保護(hù)的啟動和復(fù)歸103.2.1 “負(fù)序和零序” 啟動元件103.2.2相電流突變量啟動元件103.2.3過流啟動元件(靜穩(wěn)檢測元件)103.3選相元件103.3.1近處或者短線路（）故障113.3.2 故障點較遠(yuǎn)，線路較長（）123.3.3 故障點很遠(yuǎn)，線路很長123.4工頻變化量距離繼電器123.5三相故障距離保護(hù)133.5.1 保護(hù)啟動后140ms以內(nèi)133.5.2 保護(hù)啟動140ms以后

3、153.6 I，II段接地距離繼電器163.7 I，II段兩相故障距離繼電器183.8 振蕩閉鎖193.8.1 不對稱故障開放元件193.8.2對稱故障開放元件193.9 距離保護(hù)動作邏輯213.10不對稱相繼速動223.11 距離三段233.12 變壓器遠(yuǎn)后備保護(hù)243.13 零序方向過流保護(hù)和零序反時限過流保護(hù)253.14 重合閘263.15 合閘后加速283.16 雙回線橫聯(lián)保護(hù)293.17 PT斷線后緊急狀態(tài)保護(hù)303.18 低頻解列303.19 母線TV斷線313.20 線路TV斷線323.21 TA斷線323.22 開關(guān)位置異常告警333.23 角差異常告警333.24 過負(fù)荷告警

4、333.25 控制回路斷線344.硬件原理說明344.1裝置硬件組成344.2裝置各組件原理說明364.2.1電源模塊364.2.2互感器模塊364.2.3管理板MCPU374.2.4保護(hù)板PCPU374.2.5鍵盤板KEYB9100384.2.6開入板INPUT9100384.2.7開出板OUTPUT9100394.2.8操作板OPT9100404.2.9電壓切換板SWITCH9100414.2.10通訊板COM9100424.2.11開入開出板INOUT9100424.2.12 CAN網(wǎng)卡CAN9100434.2.13 以太網(wǎng)卡ETH9100434.3結(jié)構(gòu)與安裝435.保護(hù)整定說明445.

5、1 定值清單445.1.1 距離保護(hù)定值及整定說明455.1.2 零序方向過流保護(hù)465.1.3 低頻保護(hù)定值475.1.4 重合閘以及合閘后加速定值475.1.5 斷線告警定值485.1.6其它定值486 使用說明496.1 概述496.1.1 彩色液晶屏506.1.2 按鍵組506.1.3 LED指示燈506.1.4 PS2接口506.2 基本界面操作說明516.2.1 界面操作概述516.2.1 開機描述526.2.2 主菜單526.2.3 實時瀏覽實時瀏覽的菜單結(jié)構(gòu)如下：536.2.4 保護(hù)整定566.2.5 事件信息596.2.6 打印操作616.2.7 系統(tǒng)設(shè)置626.2.8 版本

6、信息666.2.9 對窗口操作的說明676.3 重要窗口說明676.3.1 事件彈出窗口676.3.2 密碼操作窗口686.3.3 模塊選擇窗口696.3.4 錄波瀏覽窗口696.3.5 液晶參數(shù)設(shè)置窗口717、調(diào)試說明727.1試驗設(shè)備及試驗接線的基本要求727.2 外觀及接線檢查727.3 絕緣電阻檢測737.3.1 試驗前準(zhǔn)備工作如下:737.3.2 絕緣電阻檢測737.4 通電初步檢驗737.5 定值整定737.5.1 整定值的整定737.5.2 整定值的失電保護(hù)功能檢驗737.6 開關(guān)量輸入回路檢驗737.7 交流采樣系統(tǒng)檢驗737.7.1 零漂檢驗737.7.2 模擬量輸入的幅值特

7、性檢驗737.7.3 模擬量輸入的相位特性檢驗747.7.4 遙測檢查747.8 保護(hù)功能及定值檢驗747.8.1 距離保護(hù)檢驗747.8.2 零序方向過流保護(hù)檢驗757.8.3 交流電壓回路斷線時保護(hù)檢驗767.8.4低頻減載試驗767.8.6 過負(fù)荷告警試驗777.9 拉合直流電源，拉合交流PT電壓試驗777.10 整組開關(guān)傳動試驗777.11 帶負(fù)荷試驗778.裝置異常情況分析及處理788.1 自檢故障分析及處理788.2 輸入量異常分析及處理788.2.1 交流輸入量異常分析及處理788.2.2 開入量異常分析及處理798.3 通信故障分析及處理798.3.1 與上位機的串行通訊不正常

8、798.3.2 與上位機的網(wǎng)絡(luò)通訊不正常798.4 打印故障分析及處理798.4.1 打印機打印出亂碼數(shù)據(jù)798.4.2 打印機無響應(yīng)809.運輸及檢查809.1運輸及儲存809.2開箱檢查8010.訂貨須知80附錄1. 預(yù)告信號分析及處理81附錄2.串口103規(guī)約821物理接口和鏈路層性能821.1通信接口821.2傳輸速率821.3通訊格式821.4通訊方式831.5超時和重發(fā)831.6報文格式831.7控制域定義831.8地址域定義842.應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU）說明842.1類型標(biāo)示1（ASDU1）：帶時標(biāo)的報文（監(jiān)視方向）852.2類型標(biāo)示1（ASDU1）：帶時標(biāo)的報文（擴(kuò)展）（

9、監(jiān)視方向）852.3類型標(biāo)示6（ASDU6）：時間同步862.4類型標(biāo)示7（ASDU7）：總召喚啟動（控制方向）862.5類型標(biāo)示8（ASDU8）：總召喚終止（監(jiān)視方向）872.6類型標(biāo)示10（ASDU10）：響應(yīng)讀一個組的描述或值（監(jiān)視方向）872.7類型標(biāo)示21（ASDU21）：讀一個組的描述或值（控制方向）882.8類型標(biāo)示42（ASDU42）：遙信狀態(tài)信息（監(jiān)視方向）882.9類型標(biāo)示42（ASDU42）：遙信狀態(tài)變化信息（監(jiān)視方向）892.10類型標(biāo)示50（ASDU50）：遙測信息（監(jiān)視方向）892.11類型標(biāo)示51（ASDU51）：突變遙測信息（監(jiān)視方向）902.12類型標(biāo)示64（

10、ASDU64）：控制斷路器命令（控制監(jiān)視方向）913.報文交換過程913.1初始化過程913.2總召過程923.3保護(hù)動作事件信息上送933.4帶時標(biāo)的開關(guān)量遙信變位（SOE）和遙信狀態(tài)變化信息上送933.5遙測突變信息上送943.6遙控操作944.信息說明954.1遙測信息954.2遙信信息954.3遙控信息954.4事件信息951.概述1.1裝置保護(hù)功能及適用范圍DMP9100微機線路保護(hù)裝置包括工頻變化量距離保護(hù)、完整的三段相間和接地距離保護(hù)、四段零序方向過流保護(hù)、零序方向反時限過流保護(hù)、變壓器遠(yuǎn)后備保護(hù)、不對稱相繼速動保護(hù)、雙回線橫聯(lián)保護(hù)、低頻解列保護(hù)、雙回線跨線不接地保護(hù)、斷線后緊急

11、狀態(tài)保護(hù)；配置有三相一次重合閘、合閘后加速、故障測距、過負(fù)荷告警、頻率跟蹤采樣等功能；裝置還帶有跳合閘操作回路和交流電壓切換回路。本裝置滿足變電站綜合自動化系統(tǒng)的要求，可作為110KV輸電線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。1.2選型說明裝置名稱： DMP 9 10 0X X X廠家代號 額定頻率：550HZ，660HZ產(chǎn)品系列號 額定交流電流：55A，11A產(chǎn)品代號 直流電源電壓：1110V，2220V擴(kuò)展代號 DMP9100為基本型，用于無特殊要求的110KV高壓輸電線路。 1.3主要特點DMP9100高壓線路保護(hù)裝置具備如下的性能特點： 32位的高速浮點DSP保證了高精度的快速計算，能在每個采樣間隔

12、對所有繼電器實現(xiàn)實時計算，提高了采樣的精度，保證了保護(hù)的可靠性和速動性。 完全相同的兩塊保護(hù)CPU板的冗余設(shè)計，兩塊板互相啟動，確保任何一塊CPU板故障時保護(hù)不會誤動。 兩塊保護(hù)CPU板在操作板上有獨立的出口繼電器，獨特的設(shè)計確保任何一個繼電器損壞時保護(hù)不會拒動。 更加完善的軟硬件自檢體系：管理CPU板實時比較兩塊保護(hù)CPU板的采集量（包括模擬量和數(shù)字量），當(dāng)采集量不一致時，會發(fā)出報警信號，并且閉鎖保護(hù)，大大提高裝置的可靠性。 高分辨率、抗噪聲好的交流采樣系統(tǒng)：模擬輸入回路有零漂抑制、EMI抑制措施；全差分輸入A/D，能有效抑制二階交調(diào)干擾和共模干擾，確保了采樣的高精度。 高精度的硬件測頻電路

13、，同步跟蹤電網(wǎng)頻率變化，自動實現(xiàn)同步采樣。 起動元件對各種故障有很高的靈敏度，同時又不會頻繁起動。 可靠的振蕩閉鎖功能，保證距離保護(hù)在系統(tǒng)振蕩中區(qū)外故障時能可靠閉鎖而不誤動，而在振蕩中區(qū)內(nèi)故障時能可靠動作。 距離保護(hù)能夠可靠切除區(qū)內(nèi)高阻接地故障。 獨特的保護(hù)邏輯使得一側(cè)電源為弱電源時雙回線橫聯(lián)保護(hù)仍能可靠動作。 提供復(fù)故障保護(hù)功能。 DMP9100對系統(tǒng)中造價昂貴的變壓器能夠起到可靠的遠(yuǎn)后備保護(hù)作用。 與其它廠家產(chǎn)品相比，DMP9100針對系統(tǒng)中出現(xiàn)的由于農(nóng)用薄膜導(dǎo)致的跨線不接地故障引入保護(hù)功能。 完善的事故分析功能，包括保存最新的32次動作報告，10次故障錄波報告，以及對保護(hù)投退、裝置運行和

14、開入的記錄。 就地打印功能可以打印事件記錄、定值單、錄波記錄等信息，同時支持共享打印機配置接口。 通信配置齊全，包括：打印機接口，Modem或IAP下載電纜接口， 一個RS485接口，兩個RS485/RS232接口，差分GPS脈沖對時接口和異步廣播對時接口。可選配置為：Ethernet接口，支持全雙工和半雙工的10/100base-T雙絞線接口，支持多模和單模的100base-F光纖接口；兩個CAN總線接口，符合CAN2.0B標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率為60Kbps，最大傳輸距離1km。 支持多種電力行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約(IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-

15、104)。 大屏幕彩色液晶使得顯示接口更加美觀、實用。2.技術(shù)條件2.1 額定電氣參數(shù)交流電流 5A、1A交流電壓 100/V交流頻率 50HZ/60HZ直流電源電壓 220V、110V直流允許偏差 -20%-+10%2.2 功率消耗交流電流回路 IN=5A 每相不大于1VA IN=1A 每相不大于0.5VA交流電壓回路 U=UN 每相不大于1VA直流電源回路 正常工作時不大于40W 保護(hù)動作時不大于50W 2.3 超載能力交流電流回路：2倍額定電流 連續(xù)工作 10倍額定電流 允許工作10S 40倍額定電流 允許工作1S 交流電壓回路：1.4倍額定電壓 連續(xù)工作2.4 極限環(huán)境條件正常工作溫度

16、： -10+55相對濕度 595大氣壓力 86106kpa裝置的貯存、運輸允許的環(huán)境溫度為-25+70，相對濕度不大于85%，在不施加任何激勵量的條件下，不出現(xiàn)不可逆變化。2.5 機械性能振動：能承受GB/T 7261規(guī)定的嚴(yán)酷等級為I級的振動回應(yīng)和振動耐久能力試驗沖擊：能承受GB/T 7261規(guī)定的嚴(yán)酷等級為I級的沖擊回應(yīng)和沖擊耐久能力試驗碰撞：能承受GB/T 7261規(guī)定的嚴(yán)酷等級為I級的碰撞試驗2.6 絕緣耐壓性能交流輸入對地：不小于20兆歐直流輸入對地：不小于20兆歐信號及輸出觸點對地：不小于20兆歐開入回路對地：不小于20兆歐能承受2KV/1min的工頻耐壓，5KV的沖擊電壓2.7

17、輸出接點容量跳閘接點容量：允許長期通過電流8A信號接點容量：允許長期通過電流8A2.8 電磁兼容性產(chǎn)品能承受GB/T 17626.10-1998規(guī)定的嚴(yán)酷等級為V級的阻尼振蕩磁場干擾。產(chǎn)品能承受GB/T 14598.14-1998中規(guī)定的嚴(yán)酷等級為IV級的靜電放電干擾。產(chǎn)品能承受GB/T 14598.10-1998中規(guī)定的嚴(yán)酷等級IV級的快速瞬變干擾。產(chǎn)品能承受GB/T 17626.5中規(guī)定的試驗等級為級的浪涌（沖擊）抗擾度試驗。產(chǎn)品能承受GB/T 17626.8中規(guī)定的試驗等級為級的工頻磁場干擾。產(chǎn)品能承受GB/T 17626.9中規(guī)定的試驗等級為級的脈沖磁場干擾。產(chǎn)品能承受GB/T 145

18、98.13-1998規(guī)定的嚴(yán)酷等級為級的振蕩波干擾。產(chǎn)品能承受GB/T 14598.9-1998中規(guī)定的嚴(yán)酷等級為級的射頻電磁場輻射干擾。產(chǎn)品能承受GB/T 17626.6中規(guī)定的試驗等級為級的射頻傳導(dǎo)干擾。2.9 保護(hù)功能主要技術(shù)指針· 整組動作時間工頻變化量阻抗繼電器：20ms。相間距離段：在0.7倍整定阻抗內(nèi)30ms。接地距離段：在0.7倍整定阻抗內(nèi)30ms。零序過流段：在1.2倍整定值條件下25ms。過流速斷：在1.2倍整定值條件下25ms。· 距離保護(hù)精確工作電壓范圍：(0.011.1)精確工作電流范圍：0.1In-30In· 零序(方向) 電流保護(hù)零序

19、方向組件的死區(qū)電壓：1V零序方向組件最小動作電流： 0.1In· 暫態(tài)超越：±3· 定值誤差：±2.5測距誤差：在相間故障時±2.53.保護(hù)原理說明3.1 保護(hù)程序結(jié)構(gòu)說明保護(hù)程序分為主程序和兩級中斷程序，程序結(jié)構(gòu)框圖如圖3。1。1所示。在主程序中主要完成變量的初始化、測量值的計算、向管理CPU傳送數(shù)據(jù)、保護(hù)板自檢、信號繼電器出口及返回。主程序按固定的采樣周期（約0.625ms）響應(yīng)外部中斷進(jìn)入采樣中斷程序中，主要完成以下任務(wù)：讀取A/D采樣結(jié)果、開關(guān)量的采集、完成保護(hù)邏輯中要用到的所有的量的計算、保護(hù)啟動判據(jù)計算、主要的保護(hù)邏輯運算、啟動錄波

20、。每8個采樣中斷后觸發(fā)一次定時中斷（中斷間隔約為5ms），在該中斷程序中主要完成以下任務(wù)：頻率跟蹤計算、采樣頻率調(diào)整、告警模塊的運算、低頻保護(hù)運算。 圖3。1。1 保護(hù)程序結(jié)構(gòu)框圖3.2 距離保護(hù)的啟動和復(fù)歸本裝置的啟動組件能靈敏地檢測出各種故障，在系統(tǒng)恢復(fù)對稱、電流和電壓基本正常后啟動組件能夠可靠返回，實現(xiàn)“有故障時保護(hù)啟動，無故障時保護(hù)返回” ，使保護(hù)的可靠性得到有效提高。本裝置的啟動組件有以下三個：3.2.1 “負(fù)序和零序” 啟動元件式中：為固定閾值，應(yīng)按末端兩相短路時最小的負(fù)序電流整定，即(為靈敏度系數(shù))；零序啟動補償系數(shù)K的整定原則為使得單相接地故障和相間故障時的基本相等，使得這兩種

21、情況下啟動元件有相同的靈敏性。 “負(fù)序和零序” 啟動元件反應(yīng)不對稱故障：3I2、3I0和突變量一樣同屬故障分量，有很高的靈敏性，又能夠反應(yīng)逐漸發(fā)展起來的故障。3.2.2相電流突變量啟動元件式中：為過負(fù)荷電流定值。相電流突變量啟動元件用突變量IA反應(yīng)對稱故障：IA不受負(fù)荷電流的影響；僅用來檢測三相故障，因此IA的定值可以整定得較大，避免了在負(fù)荷波動時頻繁啟動。3.2.3過流啟動元件(靜穩(wěn)檢測元件) 式中：為過負(fù)荷電流。過流啟動元件反應(yīng)振蕩，當(dāng)系統(tǒng)未檢測到不對稱和對稱故障，但是相電流連續(xù)一段時間過負(fù)荷，這種情況很可能是失去靜穩(wěn)的先兆，設(shè)置振蕩標(biāo)志。當(dāng)啟動元件返回，同時正序電壓恢復(fù)到85額定值以上時

22、，啟動元件延時3S返回。注：距離保護(hù)的啟動和返回計算中使用的是自產(chǎn)零序電流，自產(chǎn)零序電流由保護(hù)計算獲得，即，用于所有保護(hù)邏輯的判斷，杜絕因零序電流互感器接線錯誤而導(dǎo)致的方向誤判。3.3選相元件DMP9100總體思想是先選相后測量，根據(jù)選相結(jié)果選擇相應(yīng)的阻抗繼電器進(jìn)行測量，因此若選相出錯將造成保護(hù)拒動，本保護(hù)的選相元件至關(guān)重要。DMP9100采用的穩(wěn)態(tài)量選相邏輯可分為以下三個階段：3.3.1近處或者短線路（）故障如果最小相電壓小于0.35，則進(jìn)入第一階段選相，此時故障點距離保護(hù)安裝處較近，或者被保護(hù)線路較短，故障相電壓下降和電流上升都很明顯，采用電流選相與電壓選相相結(jié)合，故障相與健全相對比的方法

23、來選相，能可靠的選出故障相。對兩相復(fù)故障和三相復(fù)故障的識別特別說明如下：1）發(fā)生三相復(fù)故障，即TA附近發(fā)生一相正向和另兩相反向同時接地故障時，故障情況如MNABC下圖所示： 圖3.3.1 三相復(fù)故障示意圖此時三相相電壓均接近零，與出口處三相故障一致，但是電流相位不同，我們根據(jù)這一點，用以下判據(jù)區(qū)分三相復(fù)故障和三相故障： 式中為自產(chǎn)零序電流當(dāng)三相電壓均接近零，且滿足該判據(jù)則選為三相復(fù)故障，經(jīng)30ms 時延后保護(hù)動作出口。MNABC2）發(fā)生兩相復(fù)故障時，即TA附近發(fā)生一相正向和另一相反向同時接地故障時，故障情況如所示(以A，B兩相為例)圖3.3.1 兩相復(fù)故障示意圖此時A，B兩相相電壓都接近零，和

24、A，B兩相接地故障一致，但是電流相位不同，根據(jù)這一點我們用以下判據(jù)區(qū)分兩相復(fù)故障和兩相接地故障： 當(dāng)兩相電壓均接近零，且該兩相相電流滿足該判據(jù)則選為兩相復(fù)故障，經(jīng)30ms 時延后保護(hù)動作出口。3.3.2 故障點較遠(yuǎn)，線路較長（）如果最小相電壓大于0.35，則進(jìn)入第二階段選相，在此情況下因為故障點距離保護(hù)安裝處較遠(yuǎn)，被保護(hù)線路較長，因此無需考慮復(fù)故障問題，但故障相電壓下降和電流上升不如上一階段明顯。在此階段仍然采用電流選相與電壓選相相結(jié)合，故障相與健全相對比的方法進(jìn)行選相，如果選不出來則進(jìn)入第三階段選相。3.3.3 故障點很遠(yuǎn)，線路很長如果階段二未能選出故障相，說明故障點很遠(yuǎn)，線路很長。我們采用

25、補償電壓和零序阻抗繼電器相結(jié)合的方法選相，可以確保大約3倍的線路阻抗范圍內(nèi)故障時能可靠選出故障相。如果該階段未能選出，則說明故障點在3倍的線路阻抗范圍外，不在保護(hù)區(qū)內(nèi)。本裝置的選相元件靈敏度高，能自適應(yīng)于系統(tǒng)運行方式的變化，無需用戶整定，使用方便。 3.4工頻變化量距離繼電器在故障初期，即啟動組件動作后40ms內(nèi)，投入工頻變化量阻抗繼電器以迅速切除約90%距離I段保護(hù)范圍內(nèi)的故障，其后采用穩(wěn)態(tài)量保護(hù)適應(yīng)各種復(fù)雜的系統(tǒng)故障。對于接地故障，補償電壓，為段接地距離保護(hù)整定阻抗。對于相間故障，補償電壓，為段相間距離保護(hù)整定阻抗工頻變化量接地距離繼電器的判據(jù)： A,B,C 工頻變化量相間距離繼電器的判據(jù)

26、： AB,BC,CA式中：和為裝置啟動前正常狀態(tài)下的補償電壓，通過記憶實現(xiàn)自適應(yīng)功能，不受系統(tǒng)參數(shù)和負(fù)荷電流等因素的影響，約為57.74V，約為100V。 和為補償電壓工頻變化量，采用半波積分算法計算。該繼電器動作特性如下圖所示：RjXC1C2圖3.4.1工頻變化量距離繼電器特性圖圓C1、C2分別為正、反方向故障時工頻變化量阻抗繼電器的動作特性。工頻變化量阻抗繼電器具有以下優(yōu)點：（1） 從動作判據(jù)上看，工頻變化量阻抗繼電器是反應(yīng)補償電壓突變量的過電壓繼電器，其啟動電壓是系統(tǒng)正常運行時的補償電壓，啟動值極高，因此裝置安全性很高。（2） 具有明確的方向性。（3） 在出口短路時，可以獲得很大的動作量

27、，而且采用的是半波積分算法，因此動作速度極快。（4） 補償電壓變化量不反應(yīng)負(fù)荷，因此不受負(fù)荷電流的影響。（5） 不僅可以保護(hù)不對稱故障，而且對對稱故障也起到保護(hù)作用。（6） 當(dāng)過渡電阻不為零時，工頻變化量阻抗繼電器的附加阻抗為純阻性的，不易引起超越。但是其保護(hù)范圍比較小，在短線路上可能失去保護(hù)區(qū)，此時可以通過投退控制字退出該保護(hù)。3.5三相故障距離保護(hù)三相故障距離繼電器采用正序電壓極化，并分以下兩個時期分別處理：3.5.1 保護(hù)啟動后140ms以內(nèi)系統(tǒng)在保護(hù)啟動后140ms不會振蕩到使得距離保護(hù)誤動的地步，因此在保護(hù)啟動后140ms內(nèi)采用記憶正序電壓作為極化量，能可靠區(qū)分出口處正向和反向故障。

28、正向三相故障示意圖如下圖所示NMI 圖3.5.1 正向三相故障系統(tǒng)示意圖工作電壓 極化電壓即為記憶故障前正序電壓 動作方程如下： 設(shè)故障前保護(hù)安裝處母線電壓與系統(tǒng)電動勢之間的夾角，則動作方程為： 為保護(hù)安裝處背后系統(tǒng)等值電抗，為相間距離整定阻抗動作特性如下圖所示： 圖3.5.2 正方向三相故障動作特性圖保護(hù)的動作區(qū)為相間距離整定值和聯(lián)機為直徑的圓，由圖可知正向出口或經(jīng)過渡電阻故障時保護(hù)均能正確動作，此動作特性包含原點并不代表反方向故障時保護(hù)會誤動，反向三相故障示意圖如下圖所示：NMI 圖3.5.3 反向三相故障系統(tǒng)示意圖工作電壓 極化電壓即為記憶故障前正序電壓 動作方程如下： 設(shè)故障前保護(hù)安裝

29、處母線電壓與系統(tǒng)電動勢之間的夾角，則動作方程為： 為保護(hù)安裝處到對側(cè)系統(tǒng)的等值電抗，為相間距離整定阻抗動作特性如下圖所示： 圖3.5.4 反方向三相故障動作特性圖保護(hù)的動作區(qū)為以相間距離整定值和聯(lián)機為直徑的圓，由圖可知反向出口時的測量阻抗不可能落入動作區(qū)，因此保護(hù)不會誤動作。3.5.2 保護(hù)啟動140ms以后保護(hù)啟動140ms后根據(jù)振蕩標(biāo)志是否置位分別進(jìn)入不同的處理程序：1） 系統(tǒng)振蕩標(biāo)志置位，則不能再用正序電壓極化，改為采用當(dāng)前殘余線電壓極化，為了避免出口正向故障時殘余電壓太低而拒動，增加了一個過原點的小圓動作區(qū)，保證保護(hù)能正確動作，但因此導(dǎo)致振蕩中反向出口故障時保護(hù)會失去方向性。動作特性如

30、下圖所示： 圖3.5.5 保護(hù)啟動140ms后三相故障動作特性圖其中小圓以原點為圓心，以0.1為半徑。2） 系統(tǒng)振蕩標(biāo)志沒有置位，設(shè)死區(qū)電壓為10V。殘余線電壓大于10V時采用當(dāng)前殘余線電壓化，保證當(dāng)正向故障且殘余電壓大于10V時保護(hù)正確動作，反向故障且殘余電壓大于10V時保護(hù)正確不動作。當(dāng)殘余線電壓小于10V時，若在啟動140ms以內(nèi)繼電器沒有動作，則保護(hù)不動作，因此背后母線上故障時的殘余線電壓小于10V，繼電器不會動作；若在啟動140ms以內(nèi)繼電器已經(jīng)動作，而殘壓始終小于11V，說明正向故障仍然存在，則保持出口直到故障切除，電壓恢復(fù)正常為止，以保證正向出口故障時保護(hù)能持續(xù)動作。3.6 I，

31、II段接地距離繼電器本裝置的接地距離繼電器為正序電壓極化的圓特性阻抗繼電器，由于正序電壓主要由非故障相形成，基本保留了故障前的正序電壓相位，因此具有良好的方向性。輸電線路發(fā)生接地故障時不可避免地存在過渡電阻，有時具有較大的數(shù)值。由于過渡電阻的存在，使阻抗繼電器的測量阻抗中出現(xiàn)附加測量阻抗，破壞了測量阻抗與故障點到保護(hù)安裝處線路阻抗的正比關(guān)系。由于單相接地時附加測量阻抗的存在，必然引起圓特性接地阻抗繼電器保護(hù)區(qū)的變化。若保護(hù)安裝在送電側(cè)，附加阻抗ZA呈現(xiàn)容性，引起保護(hù)區(qū)的伸長，嚴(yán)重時可能引起保護(hù)的越級動作，若保護(hù)安裝在受電側(cè)，附加阻抗ZA呈現(xiàn)感性，引起繼電器保護(hù)區(qū)的縮短，造成繼電器拒動。而且隨著

32、負(fù)荷電流的增大、過渡電阻的增大，保護(hù)區(qū)的變化也會增大，因此這種單純的圓特性接地阻抗繼電器在短線路上可能無法應(yīng)用。為此我們引入零序電抗繼電器，該繼電器不受保護(hù)安裝在送電側(cè)還是受電側(cè)的影響，不受過渡電阻大小、負(fù)荷電流大小的影響，保護(hù)區(qū)穩(wěn)定，但是這種零序電抗繼電器沒有方向性，也沒有選相功能。我們采用的兩段式圓-直線復(fù)合特性的接地方向阻抗繼電器(以A相正向接地故障為例)特性如下圖所示。C1L1L2ZSZYZe1zdZe2zd 圖3.6.1 正向接地故障時繼電器動作特性動作方程如下：C1：式中，-額定阻抗值，也就是。 -移相角度，可在、中設(shè)定。為了擴(kuò)大接地故障時，阻抗圓特性承受過渡電阻的能力，對極化電壓

33、進(jìn)行移相處理(超前方向移相) ?？梢姡嫾耙葡嘟嵌群?，動作特性與時相比，順時針轉(zhuǎn)動角，直徑擴(kuò)大倍，隨著的增大，動作特性包含第象限的區(qū)域在增大，允許的過渡電阻也愈大，這在較短線路的接地距離保護(hù)中是需要的。直線L1、直線L2為零序電抗繼電器，動作方程如下：L1：L2：、分別為、段接地距離保護(hù)的整定阻抗值。為了防止經(jīng)接地時出現(xiàn)保護(hù)區(qū)的超越現(xiàn)象，式中順時針方向旋轉(zhuǎn)一個角度，也就是阻抗特性順時針方向旋轉(zhuǎn)一個角度。圓C1和直線L1相與構(gòu)成段接地距離繼電器，圓C1和直線L2相與構(gòu)成段接地距離繼電器，這種距離繼電器具有如下特點：1. 有明確的方向性。正、反向出口單相接地故障時，保護(hù)安裝處有較高的正序電壓，因此

34、正向出口接地故障時繼電器可靠動作，反向出口接地故障時繼電器可靠不動作，沒有電壓死區(qū)。2. 保護(hù)區(qū)穩(wěn)定。保護(hù)區(qū)不受負(fù)荷電流、過渡電阻的影響，這是由零序電抗繼電器保證的。3. 抗過渡電阻的能力強。這是圓特性采用較大的額定阻抗整定值，以及對動作圓移相的結(jié)果。4. 具有選相功能。正序電壓極化阻抗繼電器保證接地故障時，非故障相的繼電器不會動作，僅是故障相的繼電器動作。3.7 I，II段兩相故障距離繼電器與接地距離繼電器相同，兩相故障(包括兩相短路和兩相接地短路故障) 仍然采用以正序電壓極化的圓-直線復(fù)合特性的方向阻抗繼電器。下圖為DMP9100的兩相故障阻抗繼電器的動作特性(以BC相間故障為例)：C2Z

35、SZe1zdZe2zdC1L2L1 圖3.6.2 正向兩相故障時繼電器動作特性其動作方程為：C1：C2：L1：L2：其中：、分別為相間距離保護(hù)、段的整定阻抗值； 為系統(tǒng)阻抗。圓C1和直線L1構(gòu)成段距離繼電器，圓C2和直線L2構(gòu)成段距離繼電器，這種距離繼電器具有如下特點：1. 有明確的方向性。正向出口接地故障時繼電器可靠動作，反向出口接地故障時繼電器可靠不動作，沒有電壓死區(qū)。正方向故障時動作特性包含坐標(biāo)原點，而反方向動作時動作特性則偏離坐標(biāo)原點，并且沒有實際的反向動作區(qū)。2. 保護(hù)區(qū)穩(wěn)定。保護(hù)區(qū)不受負(fù)荷電流、過渡電阻的影響。3. 反應(yīng)過渡電阻的能力強。保護(hù)區(qū)內(nèi)相間短路故障時允許有較大的過渡電阻，

36、對過渡電阻具有自適應(yīng)的能力。4. 具有選相功能。因此，這種相間方向阻抗繼電器可作為于不同長度的高壓線路兩相故障保護(hù)。相間距離定值并與接地距離保護(hù)各定值相互獨立，可滿足雙回線系統(tǒng)中對零序互感的考慮。3.8 振蕩閉鎖若啟動組件啟動時，按躲過最大負(fù)荷電流整定的過流元件不動作或者動作尚不到10ms，則無條件開放距離保護(hù)140ms，也就是說正常運行時發(fā)生故障則開放振蕩閉鎖140ms。系統(tǒng)振蕩時過流元件先動作，振蕩標(biāo)志置位，然后再發(fā)生故障時距離保護(hù)已經(jīng)被閉鎖，需要經(jīng)開放元件開放保護(hù)才能動作，接地距離繼電器和兩相故障距離繼電器由不對稱故障開放元件開放；三相故障距離繼電器由對稱故障開放元件開放。3.8.1 不

37、對稱故障開放元件不對稱故障開放元件： K的取值能確保系統(tǒng)振蕩時發(fā)生區(qū)外不對稱故障時該元件可靠不開放。全相振蕩中無不對稱故障發(fā)生時，無負(fù)序合零序電流，該元件不會啟動，保證振蕩中接地距離繼電器合兩相故障距離繼電器不會誤動。振蕩中不對稱故障發(fā)生在系統(tǒng)電勢角尚未擺開時，由于負(fù)序和零序分量比較大，該元件立即開放；對稱故障發(fā)生在系統(tǒng)電勢角已經(jīng)擺開時，該元件不會立即開放，可以避免區(qū)外或反向故障時保護(hù)誤動，待到系統(tǒng)電勢角減小時才逐步開放，此時距離繼電器已經(jīng)有明確的方向性和可靠的動作區(qū)。因此可以確保振蕩中區(qū)內(nèi)不對稱故障時保護(hù)可靠動作，區(qū)外或反向故障時保護(hù)可靠不誤動。3.8.2對稱故障開放元件如圖3.8.1所示，

38、為保護(hù)安裝處正序電壓，為正序電流，為正序電壓和正序電流之間的夾角。假定系統(tǒng)聯(lián)系阻抗的阻抗角為90°，則系統(tǒng)振蕩時cos為振蕩中心的正序電壓，是一個周期變化量，其周期為振蕩周期。而三相故障時，cos為弧光電阻上的壓降，一般小于。對稱故障開放元件：，延時150ms開放。，延時500ms開放。cos為時，系統(tǒng)角為183.5°，cos為時，系統(tǒng)角為171°，假定振蕩時cos均勻變化，按振蕩周期最大3S計算，則cos在區(qū)間內(nèi)停留的時間為（183.5-171）/360*3104ms，因此延時150ms開放有足夠裕度；cos為時，系統(tǒng)角為203°，cos為時，系統(tǒng)角為

39、157°，按振蕩周期最大3S計算cos在區(qū)間內(nèi)停留的時間為（203-157）/360*3383ms，因此延時500ms開放有足夠裕度。 圖3.8.1 系統(tǒng)電壓向量圖3.9 距離保護(hù)動作邏輯 3.9.1距離保護(hù)邏輯動作框圖3.10不對稱相繼速動不對稱相繼速動保護(hù)利用非故障相在線路一側(cè)保護(hù)動作出口后負(fù)荷電流的消失，或者零序電流的增大，實現(xiàn)另外一側(cè)保護(hù)的相繼動作，故障情況如圖3.10.1所示。N側(cè)發(fā)生C相接地故障，N側(cè)接地距離I段動作，三相跳閘后A、B兩相電流消失。M側(cè)保護(hù)測量到非故障相電流消失，而接地距離II段持續(xù)動作，則不對稱相繼速動保護(hù)動作，迅速跳開M側(cè)線路開關(guān)，兩相故障時保護(hù)動作情

40、況以此類推。MNABC 圖3.10.1不對稱相繼速動保護(hù)動作示意圖當(dāng)N側(cè)保護(hù)動作出口后，M側(cè)保護(hù)測量到的零序電流增大，而且零序方向過流II段持續(xù)動作，也能啟動不對稱相繼速動保護(hù)，迅速跳開M側(cè)線路開關(guān)。保護(hù)邏輯見下圖： 圖3.10.2不對稱相繼速動保護(hù)邏輯框圖3.11 距離三段距離三段保護(hù)作為本線路的后備保護(hù)，需要保證其動作可靠性，同時還要作為相鄰線的遠(yuǎn)后備保護(hù)，其阻抗整定值一般延伸到相鄰線末端。由于采用本相電壓極化的I類阻抗繼電器，在系統(tǒng)振蕩的情況下發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)能可靠動作，而且由于整定時延比較長，可以不考慮系統(tǒng)振蕩時的閉鎖和開放問題，而且。綜合考慮，DMP9100的距離三段采用帶負(fù)荷限制

41、的偏移特性阻抗繼電器，動作特性如下圖。CLRYZ3zd60o0.02Z3zd 圖3.11.1 距離三段動作特性圖動作判據(jù)方程為：C：L：式中，-繼電器的測量電壓，對相間阻抗繼電器，AB、BC或CA；對接地阻抗繼電器，A、B或C。-由母線流向被保護(hù)線路的測量電流，對相間阻抗繼電器，AB、BC或CA；對接地阻抗繼電器，A、B或C。-距離III段的整定阻抗值。對相間阻抗繼電器為相間距離III段定值，對接地阻抗繼電器，為接地距離III段定值。-最小負(fù)荷電阻。110KV線路的線路阻抗角大約為70°，220KV線路的線路阻抗角大約為80°，所以負(fù)荷限制繼電器L動作區(qū)間設(shè)置為大于60&#

42、176;。DMP9100距離III段阻抗繼電器具有如下特點：1、 靠性高。偏移特性阻抗圓包含坐標(biāo)原點，即當(dāng)保護(hù)出口發(fā)生三相短路故障時，即使、段阻抗繼電器沒有動作，借助后備段的偏移特性阻抗繼電器能可靠切除故障，真正起到后備作用。但是，偏移阻抗特性導(dǎo)致距離三段在出口處故障不具有方向性。2、 重負(fù)荷時保護(hù)不會誤動。3、 整定值很大，因此其承受過渡電阻能力很強。4、 不受振蕩影響。這種類阻抗繼電器是防振蕩的，在純振蕩，或者振蕩和故障同時發(fā)生的情況下，故障相和非故障相的阻抗繼電器均能夠正確測量，不會導(dǎo)致誤動作。5、 接地和相間的6個繼電器循環(huán)測量，不受選相結(jié)果影響，可以保證在任何復(fù)雜故障時都能夠最終切除

43、故障。3.12 變壓器遠(yuǎn)后備保護(hù)Im.Inm.IF.變壓器遠(yuǎn)后備保護(hù)能對對側(cè)接線變壓器中、低壓側(cè)故障起遠(yuǎn)后備作用，不受接線相位的影響，躲負(fù)荷能力強，因而具有足夠的靈敏度。中、低壓系統(tǒng)降壓變壓器的阻抗往往大于線路阻抗，在變壓器中、低壓側(cè)故障時由于對側(cè)母線上電源的助增作用，使得線路第段距離繼電器的靈敏度和動作時間配合困難，往往為了滿足速動性的要求，第段距離繼電器對變壓器低壓側(cè)故障的靈敏度不夠。變壓器低壓側(cè)故障后如果變壓器保護(hù)拒動可能導(dǎo)致變壓器長時間帶故障工作，可能燒毀變壓器，而且降壓變壓器低壓側(cè)故障時常伴隨變電站直流電源消失，因此可能導(dǎo)致變電站其它設(shè)備的嚴(yán)重?zé)龤В瑩p失慘重，而本保護(hù)作為變壓器低壓側(cè)

44、故障的遠(yuǎn)后備保護(hù)，意義重大。3.12.1 變壓器低壓側(cè)故障示意圖由于降壓變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)相位存在差異，使得低壓側(cè)發(fā)生的兩相短路故障或者繞組匝間故障，反應(yīng)到高壓側(cè)時，雖然沒有零序電流，但應(yīng)該采用相阻抗繼電器，而非相間阻抗繼電器。為解決此問題，本裝置變壓器遠(yuǎn)后備保護(hù)采用一個負(fù)序距離繼電器和一個具有負(fù)荷限制特性的正向偏移阻抗繼電器相配合的原理。負(fù)序距離繼電器C1用以保護(hù)變壓器中、低壓側(cè)兩相短路和繞組匝間短路故障，其動作判據(jù)為：式中：為變壓器遠(yuǎn)后備保護(hù)的整定阻抗，和分別為線路阻抗和降壓變壓器阻抗，為對側(cè)電源的最大助增系數(shù)，。具有負(fù)荷限制特性的正向偏移阻抗繼電器用以保護(hù)變壓器中、低壓側(cè)三相短路故障，

45、其動作判據(jù)為：負(fù)荷限制繼電器L： 式中：為最小負(fù)荷電阻。正向偏移阻抗繼電器C2： C1LRY-ZSZL0.2ZTZp4zd60oC23.12.2 變壓器后備保護(hù)動作特性圖變壓器遠(yuǎn)后備保護(hù)具有以下優(yōu)點：1）負(fù)序距離繼電器以負(fù)序分量為動作量，不受變壓器接線方式的影響，不反應(yīng)負(fù)荷。2）正向偏移阻抗繼電器附加負(fù)荷限制，保證在重負(fù)荷情況下保護(hù)不會誤動。3）獨立的啟動組件，該組件比距離保護(hù)啟動組件更加靈敏，保證變壓器低壓側(cè)故障時保護(hù)能可靠啟動。3.13 零序方向過流保護(hù)和零序反時限過流保護(hù)零序方向過流保護(hù)和零序反時限過流保護(hù)原理簡單、快速、靈敏度高，在復(fù)雜系統(tǒng)中作為輔助功能不可缺少，本裝置配備有四段零序方

46、向過流保護(hù)及零序反時限過電流保護(hù)。零序方向過流保護(hù)的方向組件，其判據(jù)公式：當(dāng)零序電壓低于死區(qū)門坎值時，方向組件被閉鎖，防止由于CT斷線而導(dǎo)致的零序方向過流誤動。零序反時限過流保護(hù)的動作特性為：式中為零序反時限電流啟動定值，為時間常數(shù)定值。作為后備保護(hù)，其動作時間最小為50ms，以保證出口接地故障時動作慢于主保護(hù)接地距離和零序過流一段。 零序過流保護(hù)邏輯框圖如下： 圖3.13.1零序方向過流保護(hù)邏輯框圖3.14 重合閘 圖3.14.1 重合閘邏輯框圖1） 本裝置為三相一次重合閘方式，而且可以引入外部開入閉鎖重合閘。2） 合閘充電在正常運行時進(jìn)行，重合閘投入、無跳位、有合后位置、無控制回路斷線、無

47、TV斷線，經(jīng)15S后充電完成。3） 當(dāng)保護(hù)跳閘或者開關(guān)偷跳時均能啟動重合閘。4） 重合方式可選方式：檢線路無壓母線有壓重合閘、檢母線無壓線路有壓重合閘、檢線路無壓母線無壓重合閘、不檢而直接重合閘、檢同期重合閘。檢線路無壓母線有壓重合閘時，母線線電壓Uab>40V，當(dāng)“檢線電壓”投入時Ux<30V或當(dāng)“檢線電壓”退出時Ux>V時條件滿足。檢母線無壓線路有壓重合閘時，母線線電壓Uab<30V，當(dāng)“檢線電壓”投入時Ux>40V或當(dāng)“檢線電壓”退出時Ux>V時條件滿足。檢線路無壓母線無壓重合閘時，母線線電壓Uab<30V，當(dāng)“檢線電壓”投入時Ux<30V

48、或當(dāng)“檢線電壓”退出時Ux<V時條件滿足。檢同期時，當(dāng)母線線電壓均大于50V，當(dāng)“檢線電壓”投入時Ux>50V或當(dāng)“檢線電壓”退出時Ux>V時，且Ux與對應(yīng)母線線電壓之間的相位差小于整定的同期合閘角時重合閘條件滿足。5) 重合閘條件滿足后，經(jīng)整定時延重合，發(fā)合閘脈沖250ms。3.15 合閘后加速手合于故障線路或重合于故障線路的情況下，合閘后加速動作，切除故障，且不再重合。手合或者重合后400ms內(nèi)該邏輯啟動，同時閉鎖距離I段和零序過流I段。 圖3、15、1 合閘后加速邏輯框圖3.16 雙回線橫聯(lián)保護(hù)此種保護(hù)適用于雙回線，當(dāng)故障發(fā)生在段保護(hù)范圍外、段保護(hù)范圍內(nèi)時，橫聯(lián)保護(hù)能使

49、保護(hù)第段縱續(xù)動作，快速切除故障。MNL1L21234雙回線橫聯(lián)保護(hù)原理見下圖。圖3.16.1雙回線橫聯(lián)保護(hù)示意圖1） M側(cè)為強電源測：在線路L1的末端發(fā)生故障時，保護(hù)3的距離II段啟動，保護(hù)2的段距離快速動作以后，保護(hù)3的距離II段返回，從而啟動雙回線橫聯(lián)保護(hù)邏輯向鄰線的保護(hù)1發(fā)橫聯(lián)允許信號，保護(hù)1的雙回線橫聯(lián)保護(hù)使得段距離繼電器經(jīng)短延時跳閘，切除故障。2） M側(cè)為弱電源測，保護(hù)1，3投入“弱電源側(cè)”控制字：在線路L1的末端發(fā)生故障時，保護(hù)3的距離II段未能啟動，保護(hù)2的段距離快速動作以后，保護(hù)3測量到的功率方向為反方向，從而啟動雙回線橫聯(lián)保護(hù)邏輯向鄰線的保護(hù)1發(fā)橫聯(lián)允許信號，保護(hù)1的雙回線橫

50、聯(lián)保護(hù)使得距離段經(jīng)短延時跳閘，切除故障。3.17 PT斷線后緊急狀態(tài)保護(hù)PT斷線后，裝置進(jìn)入緊急狀態(tài)保護(hù)，立即退出所有距離保護(hù)、變壓器保護(hù)、和方向組件，只保留二段式無方向定時限相電流過流保護(hù)和四段式無方向性定時限零序電流保護(hù)。二段式無方向定時限相電流過流保護(hù)邏輯框圖如下： 圖3.17.1 定時限相電流過流保護(hù)邏輯框圖3.18 低頻解列 低頻解列保護(hù)在系統(tǒng)有功不足導(dǎo)致頻率降低至整定值以下時，能可靠動作切除該線路負(fù)荷，有利于系統(tǒng)頻率的恢復(fù)。該保護(hù)具有低壓閉鎖、欠流閉鎖和滑差閉鎖功能，能確保系統(tǒng)故障時保護(hù)可靠閉鎖，保護(hù)動作邏輯見圖3.18.1。圖3.18.1 低頻解列動作邏輯框圖Fset：頻率整定值， Uset：低電壓整定值Iset：欠流整定值 (df/dt)set：滑差整定值， Tset：時間整定值投入滑差閉鎖控制字，當(dāng)線路故障時能可靠閉鎖低頻解列保護(hù)，故障切除后，滑差閉鎖能可靠解除，具體邏輯見下圖： 圖3.18.2 滑差閉鎖解除邏輯框圖3.19 母線TV斷線裝置在檢測母線TV斷線時具有告警功能，若啟動