超高壓線路成套保護(hù)裝置技術(shù)和使用說明書

1、ZL_XLBH5114.0905ZL_XLBH5114.0905PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 技術(shù)和使用說明書符合線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求南瑞繼保電氣有限公司版權(quán)所有本說明書和產(chǎn)品今后可能會(huì)有小的改動(dòng)，請注意核對實(shí)際產(chǎn)品與說明書的版本是否相符。該說明書僅適用于根據(jù)國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化要求開發(fā)的以下型號(hào)：PCS-931GM、PCS-931GM_HD、PCS-931GMM_HD。更多產(chǎn)品信息，請?jiān)L問互聯(lián)網(wǎng)：http:/www.nari-目 錄1 概述概述.11.1 應(yīng)用范圍 .11.2 保護(hù)配置 .11.3 裝置特點(diǎn).12 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù).32.1 機(jī)械及環(huán)境參數(shù).32.

2、2 額定電氣參數(shù) .32.3 主要技術(shù)指標(biāo) .33 軟件工作原理軟件工作原理 .63.1 保護(hù)程序結(jié)構(gòu) .63.2 裝置起動(dòng)元件 .63.3 工頻變化量距離繼電器.73.4 電流差動(dòng)繼電器.83.5 距離繼電器.133.6 選相元件 .203.7 非全相運(yùn)行.213.8 重合閘.223.9 正常運(yùn)行程序 .233.10 各保護(hù)方框圖 .253.11 遠(yuǎn)跳、遠(yuǎn)傳.324 硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成.334.1 裝置硬件框圖 .334.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)與安裝.344.3 面板布置圖.354.4 背板布置圖.364.5 輸入輸出定義 .364.6 各插件簡要說明.385 定值內(nèi)容及整定說明定值內(nèi)容及整定說明.49

3、5.1 通信參數(shù)及整定說明.495.2 功能軟壓板.505.3 GOOSE 軟壓板.515.4 設(shè)備參數(shù)定值及整定說明 .515.5 保護(hù)定值及整定說明 .525.6 描述定值 .586 使用說明使用說明.606.1 指示燈說明.606.2 液晶顯示說明 .606.3 命令菜單使用說明.626.4 裝置的運(yùn)行說明.657 附錄附錄.697.1 保護(hù)調(diào)試大綱.697.2 通道調(diào)試說明 .727.3 通道狀態(tài)和告警信息.737.4 光纖及光纖連接注意事項(xiàng) .747.5 GOOSE 調(diào)試大綱.75NARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置11 1 概述概述1.11.1 應(yīng)

4、用范圍應(yīng)用范圍PCS-931 為由微機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線路成套快速保護(hù)裝置，可用作 220kV 及以上電壓等級(jí)輸電線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。PCS-931 是新一代全面支持?jǐn)?shù)字化變電站的保護(hù)裝置。裝置支持電子式互感器和常規(guī)互感器，支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn) DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn) IEC61850，支持 GOOSE 功能。1.21.2 保護(hù)配置保護(hù)配置PCS-931 包括以分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)為主體的快速主保護(hù)，由工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速段保護(hù)，由三段式相間和接地距離及 2 個(gè)零序方向過流構(gòu)成的全套后備保護(hù)，PCS-931 有分相出口

5、，配有自動(dòng)重合閘功能, 對單或雙母線接線的開關(guān)實(shí)現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合重合閘。PCS931G 為根據(jù)國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化要求開發(fā)的程序版本。其中 PCS-931GM 配置一個(gè)通信速率為 2048 kbit/s 的單模光纖接口。PCS-931GMM 配置兩個(gè)通信速率均為 2048 kbit/s 的單模光纖接口。 對于帶有地區(qū)碼為：“HD”的版本(以下簡稱 PCS931GM(M)_HD)，為華東 500kV線路專用版本，與 PCS931GM(M)相比，主要有以下區(qū)別：（1）增加反時(shí)限零序方向過流保護(hù)功能。（2）遠(yuǎn)跳、遠(yuǎn)傳 1 和遠(yuǎn)傳 2 信號(hào)延時(shí) 20ms 發(fā)送給對側(cè)。（3）定值區(qū)范圍為 14 區(qū)，定值

6、區(qū)切換只能通過壓板“區(qū)號(hào)切換 1(820)”、“區(qū)號(hào)切換 2(821)”實(shí)現(xiàn)。（4）增加距離保護(hù)和零序保護(hù)的軟壓板、硬壓板。（5）采用 110/220V 高壓光耦插件。1.31.3 裝置特點(diǎn)裝置特點(diǎn)PCS-931 是新一代全面支持?jǐn)?shù)字化變電站的保護(hù)裝置。裝置支持電子式互感器和常規(guī)互感器，支持新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn) IEC61850，支持 GOOSE 功能。同時(shí)接線端子與國內(nèi)廣泛采用的 PCS-900 系列的超高壓線路保護(hù)基本兼容。裝置采用了 32 位高性能的 CPU 和 DSP、內(nèi)部高速總線、智能 I/O，硬件和軟件均采用模塊化設(shè)計(jì)，靈活可配置，具有通用、易于擴(kuò)展、易于維護(hù)的特點(diǎn)。裝置采用雙重化

7、設(shè)計(jì)，具有雙重化的采樣回路和完全獨(dú)立的起動(dòng)和保護(hù) DSP，可以有效保證裝置動(dòng)作的可靠性。保護(hù)動(dòng)作速度快，線路近處故障跳閘時(shí)間小于 10ms，線路中間故障跳閘時(shí)間小于15ms，線路遠(yuǎn)處故障跳閘時(shí)間小于 25ms。設(shè)有分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)繼電器全線速跳功能。采用最新算法對暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，提高了差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。采樣同步算法能適應(yīng)線路兩側(cè)電子式互感器和電磁式互感器的混合使用，有效補(bǔ)償由于兩側(cè)采樣延時(shí)不同造成的角差。更加完善的同步處理，對側(cè)電流、差動(dòng)電流、補(bǔ)償后差動(dòng)電流在線顯示。PCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS2通道狀態(tài)自動(dòng)檢測，通道故障時(shí)自動(dòng)

8、記錄當(dāng)時(shí)通道狀況，每個(gè)通道均有詳細(xì)的通道狀態(tài)量顯示。通道故障自動(dòng)閉鎖差動(dòng)保護(hù)。反應(yīng)工頻變化量的測量元件采用了具有自適應(yīng)能力的浮動(dòng)門檻，對系統(tǒng)不平衡和干擾具有極強(qiáng)的預(yù)防能力，因而測量元件能在保證安全性的基礎(chǔ)上達(dá)到特高速，起動(dòng)元件有很高的靈敏度而不會(huì)頻繁起動(dòng)。具有先進(jìn)可靠的振蕩閉鎖功能，保證距離保護(hù)在系統(tǒng)振蕩加區(qū)外故障時(shí)能可靠閉鎖，而在振蕩加區(qū)內(nèi)故障時(shí)能可靠切除故障。具有靈活的自動(dòng)重合閘方式。裝置具有友好的人機(jī)界面，液晶為 320240 點(diǎn)陣，可以通過整定選擇中文或英文顯示。具有完善的事件報(bào)文處理，可保存最新 256 次動(dòng)作報(bào)告，64 次故障錄波報(bào)告。具有與 COMTRADE 兼容的故障錄波。具有

9、靈活的通訊方式，配有 2 個(gè)獨(dú)立的以太網(wǎng)接口和 2 個(gè)獨(dú)立的 RS-485 通信接口。支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn) DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn) IEC61850，支持 GOOSE 功能。裝置采用整體面板、全封閉機(jī)箱，強(qiáng)弱電嚴(yán)格分開，取消傳統(tǒng)背板配線方式，裝置的抗干擾能力大大提高，達(dá)到了電磁兼容各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的最高等級(jí)。NARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置32 2 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)2.12.1 機(jī)械及環(huán)境參數(shù)機(jī)械及環(huán)境參數(shù)機(jī)箱結(jié)構(gòu)尺寸：482mm177mm291mm；嵌入式安裝正常工作溫度：040極限工作溫度：-1050貯存

10、及運(yùn)輸：-25702.22.2 額定電氣參數(shù)額定電氣參數(shù)直流電源：220V，110V 允許偏差: +15，-20交流電壓：（額定電壓 Un）V3100交流電流：5A，1A （額定電流 In）頻 率：50Hz/60Hz過載能力：電流回路：2 倍額定電流，連續(xù)工作 10 倍額定電流，允許 10S 40 倍額定電流，允許 1S 電壓回路：1.5 倍額定電壓，連續(xù)工作功 耗：交流電流：1VA/相（In=5A） 0.5VA/相（In=1A）交流電壓：0.5VA/相直 流：正常時(shí)35W 跳閘時(shí)50W2.32.3 主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo).1 整組動(dòng)作時(shí)間整組動(dòng)作時(shí)間工頻變化量距離元件：近處

11、 310ms 末端20ms差動(dòng)保護(hù)全線路跳閘時(shí)間：25ms（差流4 倍差動(dòng)電流起動(dòng)值）距離保護(hù)段：20ms.2 起動(dòng)元件起動(dòng)元件 電流變化量起動(dòng)元件，整定范圍 0.1In0.5In 零序過流起動(dòng)元件，整定范圍 0.1In0.5In.3 工頻變化量距離工頻變化量距離 動(dòng)作速度：10ms（時(shí)） ZOPUU2整定范圍：0.17.5（In=5A） 0.537.5（In=1A）PCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS.4 距離保護(hù)距離保護(hù) 整定范圍： 0.0125(In=5A) 0.05125(In=1A) 距離元件定值誤

12、差: 5 精確工作電壓: 0.25V 最小精確工作電流: 0.1In 最大精確工作電流: 30In、段跳閘時(shí)間: 010s.5 零序過流保護(hù)零序過流保護(hù) 整定范圍： 0.1In20In零序過流元件定值誤差: 5 后備段零序跳閘延遲時(shí)間：010s .6 暫態(tài)超越暫態(tài)超越快速保護(hù)均不大于 .7 測距部分測距部分單端電源多相故障時(shí)允許誤差：2.5 單相故障有較大過渡電阻時(shí)測距誤差將增大；.8 自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘檢同期元件角度誤差：.9 9 電磁兼容電磁兼容電壓漸變抗擾度： IEC61000-4-29 +20% -20

13、%電壓暫降和短時(shí)中斷抗擾度：IEC61000-4-29 50%0.2s 100%0.05s浪涌(沖擊)抗擾度： IEC61000-4-5(GB/T17626.5) 4 級(jí)電快速瞬變脈沖群抗擾度： IEC61000-4-4(GB/T17626.4) 4 級(jí)振蕩波抗擾度： IEC61000-4-12(GB/T17626.12) 3 級(jí)靜電放電抗擾度： IEC61000-4-2(GB/T17626.2) 2 級(jí)工頻磁場抗擾度： IEC61000-4-8(GB/T17626.8) 5 級(jí)脈沖磁場抗擾度： IEC61000-4-9(GB/T17626.9) 5 級(jí)阻尼振蕩磁場抗擾度： IEC61000-

14、4-10(GB/T17626.10) 5 級(jí)射頻電磁輻射抗擾度： IEC61000-4-3(GB/T17626.3) 3 級(jí)無線電干擾水平： 在 160kV 下無線電干擾電壓小于 2500uV.10 絕緣試驗(yàn)絕緣試驗(yàn)絕緣試驗(yàn)：滿足 GB/T14598.3-93 6.0 的規(guī)定；沖擊電壓試驗(yàn)：滿足 GB/T14598.3-93 8.0 的規(guī)定。NARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置.11 輸出接點(diǎn)容量輸出接點(diǎn)容量信號(hào)接點(diǎn)容量：允許長期通過電流 8A切斷電流 0.3A（DC220V，L/R 40ms）其它輔助繼電器接點(diǎn)容量：允許

15、長期通過電流 5A切斷電流 0.2A（DC220V，L/R 40ms）跳閘出口接點(diǎn)容量：允許長期通過電流 8A切斷電流 0.3A（DC220V，L/R 40ms），不帶電流保持.12 通信接口通信接口2 個(gè)獨(dú)立的 RS-485 通信接口 (雙絞線接口)及 2 個(gè)獨(dú)立的以太網(wǎng)接口，支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn) DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn) IEC61850。支持 GOOSE 功能。一個(gè)用于 GPS 對時(shí)的 RS-485 雙絞線接口；一個(gè)打印接口，RS-232 方式，通信速率可整定；一個(gè)用于調(diào)試的 RS-232 接口（前面板） 。2.3.

16、132.3.13 光纖接口光纖接口PCS931 系列保護(hù)裝置可通過專用光纖或經(jīng)復(fù)用通道，與對側(cè)交換信號(hào)，光接頭采用 FC/PC 型式。參數(shù)如下：光纖類型： 單模 CCITT Rec.G652波長：1310nm發(fā)信功率： 12.02.0 dBm接收靈敏度： 40 dBm傳輸距離： 50 KM光過載點(diǎn)： -8 dBm當(dāng)采用專用光纖通道傳輸時(shí)，在傳輸距離大于 50km，接收功率裕度不夠時(shí)，需在訂貨時(shí)注明，按特殊工程處理，配用 1550nm 激光器件。當(dāng)采用復(fù)用通道傳輸時(shí)，裝置發(fā)送功率為出廠時(shí)的默認(rèn)功率。采用通信設(shè)備復(fù)接時(shí)：信道類型： 數(shù)字光纖或數(shù)字微波（可多次轉(zhuǎn)接）接口標(biāo)準(zhǔn)： 2048kbit/s

17、E1 接口 保護(hù)對通道的要求：時(shí)延要求： 單向傳輸時(shí)延 15ms通道要求： 必須保證保護(hù)裝置的收發(fā)路由時(shí)延一致PCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS63 3 軟件工作原理軟件工作原理3.13.1 保護(hù)程序結(jié)構(gòu)保護(hù)程序結(jié)構(gòu)保護(hù)程序結(jié)構(gòu)框圖如圖 3.1.1 所示。主程序采樣程序起動(dòng)？正常運(yùn)行程序故障計(jì)算程序NY圖 3.1.1 保護(hù)程序結(jié)構(gòu)框圖 主程序按固定的采樣周期接受采樣中斷進(jìn)入采樣程序，在采樣程序中進(jìn)行模擬量采集與濾波，開關(guān)量的采集、裝置硬件自檢、交流電流斷線和起動(dòng)判據(jù)的計(jì)算，根據(jù)是否滿足起動(dòng)條件而進(jìn)入正常運(yùn)行程序或故障計(jì)算程序。硬件自檢內(nèi)容包括RAM、E2P

18、ROM、跳閘出口三極管等。正常運(yùn)行程序中進(jìn)行采樣值自動(dòng)零漂調(diào)整、及運(yùn)行狀態(tài)檢查，運(yùn)行狀態(tài)檢查包括交流電壓斷線、檢查開關(guān)位置狀態(tài)、變化量制動(dòng)電壓形成、重合閘充電、通道檢查、準(zhǔn)備手合判別等。不正常時(shí)發(fā)告警信號(hào)，信號(hào)分兩種，一種是運(yùn)行異常告警，這時(shí)不閉鎖裝置，提醒運(yùn)行人員進(jìn)行相應(yīng)處理；另一種為閉鎖告警信號(hào)，告警同時(shí)將裝置閉鎖，保護(hù)退出。故障計(jì)算程序中進(jìn)行各種保護(hù)的算法計(jì)算，跳閘邏輯判斷以及事件報(bào)告、故障報(bào)告及波形的整理。3.23.2 裝置起動(dòng)元件裝置起動(dòng)元件起動(dòng)元件的主體以反應(yīng)相間工頻變化量的過流繼電器實(shí)現(xiàn)，同時(shí)又配以反應(yīng)全電流的零序過流繼電器互相補(bǔ)充。反應(yīng)工頻變化量的起動(dòng)元件采用浮動(dòng)門坎，正常運(yùn)行

19、及系統(tǒng)振蕩時(shí)變化量的不平衡輸出均自動(dòng)構(gòu)成自適應(yīng)式的門坎，浮動(dòng)門坎始終略高于不平衡輸出，在正常運(yùn)行時(shí)由于不平衡分量很小，而裝置有很高的靈敏度。當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí)，自動(dòng)降低靈敏度，不需要設(shè)置專門的振蕩閉鎖回路。因此，裝置有很高的安全性，起動(dòng)元件有很高的靈敏度而又不會(huì)頻繁起動(dòng)，測量元件則不會(huì)誤測量。.1 電流變化量起動(dòng)電流變化量起動(dòng)ZDTMAXIII25. 1是相間電流的半波積分的最大值；MAXI為可整定的固定門坎；ZDINARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置7為浮動(dòng)門坎，隨著變化量的變化而自動(dòng)調(diào)整，取 1.25 倍可保證門坎始終略高TI于不平衡輸出。該元件

20、動(dòng)作并展寬秒，去開放出口繼電器正電源。.2 零序過流元件起動(dòng)零序過流元件起動(dòng)當(dāng)外接和自產(chǎn)零序電流均大于整定值時(shí)，零序起動(dòng)元件動(dòng)作并展寬秒，去開放出口繼電器正電源。.3 位置不對應(yīng)起動(dòng)位置不對應(yīng)起動(dòng)這一部分的起動(dòng)由用戶選擇投入。當(dāng)控制字“單相 TWJ 啟動(dòng)重合閘”或“三相 TWJ啟動(dòng)重合閘”整定為“1”,重合閘充電完成的情況下，如有開關(guān)偷跳，則總起動(dòng)元件動(dòng)作并展寬 15 秒，去開放出口繼電器正電源。.4 縱聯(lián)差動(dòng)或遠(yuǎn)跳起動(dòng)縱聯(lián)差動(dòng)或遠(yuǎn)跳起動(dòng)發(fā)生區(qū)內(nèi)三相故障，弱電源側(cè)電流起動(dòng)元件可能不動(dòng)作，此時(shí)若收到對側(cè)的差動(dòng)保護(hù)允許信號(hào)，則判別差動(dòng)繼電器動(dòng)作相關(guān)相

21、、相間電壓，若小于 65額定電壓，則輔助電壓起動(dòng)元件動(dòng)作，去開放出口繼電器正電源秒。當(dāng)本側(cè)收到對側(cè)的遠(yuǎn)跳信號(hào)且定值中“遠(yuǎn)跳受本側(cè)啟動(dòng)控制”置“0”時(shí)，去開放出口繼電器正電源 7s。3.33.3 工頻變化量距離繼電器工頻變化量距離繼電器電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，其短路電流、電壓可分解為故障前負(fù)荷狀態(tài)的電流電壓分量和故障分量，反應(yīng)工頻變化量的繼電器只考慮故障分量，不受負(fù)荷狀態(tài)的影響。工頻變化量距離繼電器測量工作電壓的工頻變化量的幅值，其動(dòng)作方程為： ZOPUU對相間故障： ZDOPZIUUCABCAB,對接地故障： ZDOPZIKIUU03CBA,為整定阻抗，一般取 0.80.85 倍線路阻抗； Z

22、DZ為動(dòng)作門坎，取故障前工作電壓的記憶量。ZU正、反方向故障時(shí)，工頻變化量距離繼電器動(dòng)作特性如下圖； ZDZKZSZKSZZ RjXZDZSZRjXKZPCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS8圖 3.3.1 正方向短路動(dòng)作特性 圖 3.3.2 反方向短路動(dòng)作特性正方向故障時(shí)，測量阻抗在阻抗復(fù)數(shù)平面上的動(dòng)作特性是以矢量為圓心，KZSZ以為半徑的圓，如上左圖所示，當(dāng)矢量末端落于圓內(nèi)時(shí)動(dòng)作，可見這種阻ZDSZZ KZ抗繼電器有大的允許過渡電阻能力。當(dāng)過渡電阻受對側(cè)電源助增時(shí)，由于一般與NI是同相位，過渡電阻上的壓降始終與同相位，過渡電阻始終呈電阻性，與軸II平行，因

23、此，不存在由于對側(cè)電流助增所引起的超越問題。 對反方向短路, 測量阻抗在阻抗復(fù)數(shù)平面上的動(dòng)作特性是以矢量為圓心，KZSZ以為半徑的圓，動(dòng)作圓在第一象限，而因?yàn)榭偸窃诘谌笙?，因此，阻ZDSZZKZ抗元件有明確的方向性。3.43.4 電流差動(dòng)繼電器電流差動(dòng)繼電器電流差動(dòng)繼電器由四部分組成：變化量相差動(dòng)繼電器、穩(wěn)態(tài)相差動(dòng)繼電器、零序差動(dòng)繼電器和差動(dòng)聯(lián)跳繼電器。.1 變化量相差動(dòng)繼電器變化量相差動(dòng)繼電器動(dòng)作方程：CBAIIIIHCDRCD,75. 0為工頻變化量差動(dòng)電流，即為兩側(cè)電流變化量矢量和CDINMCDIII的幅值；為工頻變化量制動(dòng)電流；即為兩側(cè)電流變化量的標(biāo)量和； RINMR

24、III當(dāng)電容電流補(bǔ)償投入時(shí)，為“1.5 倍差動(dòng)電流定值”（整定值）和 4 倍實(shí)測電HI容電流的大值；當(dāng)電容電流補(bǔ)償不投入時(shí)，為“1.5 倍差動(dòng)電流定值”（整定HI值）、4 倍實(shí)測電容電流和的大值。實(shí)測電容電流由正常運(yùn)行時(shí)未經(jīng)補(bǔ)償15 . 1CNXU的差流獲得；.2 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)段相差動(dòng)繼電器段相差動(dòng)繼電器動(dòng)作方程：0.6, ,CDRCDHIIIIA B C 為差動(dòng)電流，即為兩側(cè)電流矢量和的幅值；CDINMCDIII為制動(dòng)電流；即為兩側(cè)電流矢量差的幅值；RINMRIII 定義同上。HI.3 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)段相差動(dòng)繼電器段相差動(dòng)繼電器NARI-RELAYS PCS-931GM

25、(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置9動(dòng)作方程：0.6, ,CDRCDMIIIIA B C 當(dāng)電容電流補(bǔ)償投入時(shí)，為“差動(dòng)電流定值”（整定值）和 1.5 倍實(shí)測電容電MI流的大值；當(dāng)電容電流補(bǔ)償不投入時(shí)，為“差動(dòng)電流定值”（整定值）、1.5MI倍實(shí)測電容電流和的大值。125. 1CNXU、定義同上。CDIRI穩(wěn)態(tài)段相差動(dòng)繼電器經(jīng) 25ms 延時(shí)動(dòng)作。.4 零序差動(dòng)繼電器零序差動(dòng)繼電器對于經(jīng)高過渡電阻接地故障，采用零序差動(dòng)繼電器具有較高的靈敏度，由零序差動(dòng)繼電器，通過低比率制動(dòng)系數(shù)的穩(wěn)態(tài)差動(dòng)元件選相，構(gòu)成零序差動(dòng)繼電器，經(jīng) 40ms 延時(shí)動(dòng)作。其動(dòng)作方程： LCDRCDLCDRCDIII

26、IIIII15. 075. 0000為零序差動(dòng)電流，即為兩側(cè)零序電流矢量和的幅值；0CDI000NMCDIII為零序制動(dòng)電流；即為兩側(cè)零序電流矢量差的幅值；0RI000NMRIII、定義同上；CDIRI無論電容電流補(bǔ)償是否投入，均為“差動(dòng)電流定值”（整定值）和 1.25 倍實(shí)LI測電容電流的大值。.5 差動(dòng)聯(lián)跳繼電器差動(dòng)聯(lián)跳繼電器為了防止長距離輸電線路出口經(jīng)高過渡電阻接地時(shí)，近故障側(cè)保護(hù)能立即啟動(dòng)，但由于助增的影響，遠(yuǎn)故障側(cè)可能故障量不明顯而不能啟動(dòng)，差動(dòng)保護(hù)不能快速動(dòng)作。針對這種情況，PCS931 設(shè)有差動(dòng)聯(lián)跳繼電器：本側(cè)任何保護(hù)動(dòng)作元件動(dòng)作(如距離保護(hù)、零序保護(hù)等)后立即發(fā)

27、對應(yīng)相聯(lián)跳信號(hào)給對側(cè)，對側(cè)收到聯(lián)跳信號(hào)后，起動(dòng)保護(hù)裝置，并結(jié)合差動(dòng)允許信號(hào)聯(lián)跳對應(yīng)相。.6 電容電流補(bǔ)償電容電流補(bǔ)償對于較長的輸電線路，電容電流較大，為提高經(jīng)過渡電阻故障時(shí)的靈敏度，需進(jìn)行電容電流補(bǔ)償。傳統(tǒng)的電容電流補(bǔ)償法只能補(bǔ)償穩(wěn)態(tài)電容電流，在空載合閘、區(qū)外故障切除等暫態(tài)過程中，線路暫態(tài)電容電流很大，此時(shí)穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償就不能將此時(shí)的電容電流補(bǔ)償。PCS931 采用暫態(tài)電容電流補(bǔ)償方法，對電容電流的暫態(tài)分量也進(jìn)行補(bǔ)償。對于不帶并聯(lián)電抗器的輸電線路，其 II 型等效電路如圖所示：PCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS10M側(cè)N側(cè)A相LZB相C相 圖 3

28、.4.1 不帶并聯(lián)電抗器線路的 II 型等效電路圖 3.4.1 中各個(gè)電容的電流，可通過下式計(jì)算得到： （1）dtduCicc式中：為通過各個(gè)電容的電流，C 為電容值，為電容兩側(cè)的電壓降。cicu求出各個(gè)電容的電流后，即可求得線路各相的電容電流。既然不同頻率的電容電壓、電流都存在式（1）關(guān)系，因此按式（1）計(jì)算的電容電流對于正常運(yùn)行、空載合閘和區(qū)外故障切除等情況下的電容電流穩(wěn)態(tài)分量和暫態(tài)分量都能給予較好的補(bǔ)償，提高了差動(dòng)保護(hù)的靈敏度。 對于安裝有并聯(lián)電抗器的輸電線路，由于并聯(lián)電抗器已經(jīng)補(bǔ)償了部分電容電流，因此在做差動(dòng)保護(hù)時(shí)，需補(bǔ)償?shù)碾娙蓦娏鳛槭剑?）計(jì)算的電容電流減去并聯(lián)電抗器電流。Li的計(jì)算

29、如下所示：LipLfLcubuauLaiLbiLciLfifuuL圖 3.4.2 并聯(lián)電抗器中性點(diǎn)接小電抗等效電路圖電抗器上的電流和電壓之間存在以下關(guān)系 （2）( )( )( )LLfpdi tu tutLdt將式(2)從過去時(shí)刻到現(xiàn)在時(shí)刻 進(jìn)行積分，可得ttt 1( )()( )( )tLLLfttPi ti ttUtUt dtL（3） dtduCicc( )Li t（4） 對于較短的輸電線路，電容電流很小，差動(dòng)保護(hù)無需電容電流補(bǔ)償功能即可滿足靈敏度的要求?？赏ㄟ^控制字“電流補(bǔ)償”將電容電流補(bǔ)償功能退出。NARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置113.4.73.

30、4.7 CTCT 斷線斷線CT 斷線瞬間，斷線側(cè)的起動(dòng)元件和差動(dòng)繼電器可能動(dòng)作，但對側(cè)的起動(dòng)元件不動(dòng)作，不會(huì)向本側(cè)發(fā)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，從而保證縱聯(lián)差動(dòng)不會(huì)誤動(dòng)。非斷線側(cè)經(jīng)延時(shí)后報(bào)“長期有差流” ，與 CT 斷線作同樣處理。CT 斷線時(shí)發(fā)生故障或系統(tǒng)擾動(dòng)導(dǎo)致起動(dòng)元件動(dòng)作，若控制字“CT 斷線閉鎖差動(dòng)”整定為“1” ，則閉鎖電流差動(dòng)保護(hù)；若控制字“CT 斷線閉鎖差動(dòng)”整定為“0” ，且該相差流大于“CT 斷線差流定值” （整定值） ，仍開放電流差動(dòng)保護(hù)。.8 CTCT 飽和飽和當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，CT 可能會(huì)暫態(tài)飽和，裝置中由于采用異步法思想的抗 CT 飽和判據(jù)和自適應(yīng)浮動(dòng)制動(dòng)門檻，

31、從而保證了在較嚴(yán)重的暫態(tài)飽和情況下不會(huì)誤動(dòng)。.9 采樣同步采樣同步兩側(cè)裝置一側(cè)作為參考端（識(shí)別碼大的一側(cè)） ，另一側(cè)作為同步端（識(shí)別碼小的一側(cè)） 。以同步方式交換兩側(cè)信息，參考端采樣間隔固定，并在每一采樣間隔中固定向?qū)?cè)發(fā)送一幀信息。同步端隨時(shí)調(diào)整采樣間隔，直到滿足同步條件為止。兩側(cè)裝置采樣同步的前提條件為:1、通道單向最大傳輸時(shí)延15ms。2、通道的收發(fā)路由一致（即：兩個(gè)方向的傳輸延時(shí)相等） 。.10 通道連接方式通道連接方式裝置可采用“專用光纖”或“復(fù)用通道”。在纖芯數(shù)量及傳輸距離允許范圍內(nèi)，優(yōu)先采用“專用光纖”作為傳輸通道。當(dāng)功率不滿足條件，可采用“復(fù)用

32、通道”。專用光纖的連接方式如圖3.4.3所示：PC S-931專 專 專 專專 專 專 專專 專 專 專 專 專 專專 專 專 專 專 專64Kbi t / s專 2M bi t / sPC S-931專 專 專 專專 專 專 專專 專專 專專 專專 專圖3.4.3 專用光纖方式下的保護(hù)連接方式 64kbit/s復(fù)用的連接方式如圖3.4.4所示：R C S-931專 專 專 專專 專 專 專專 專專 專M U X64專 專64Kb/ sPC M專 專專 專 專 專 專SD H 專 專E1專 專專 專 專 專光纖通訊網(wǎng)圖3.4.4 64kbit/s復(fù)用的連接方式 2048kbit/s復(fù)用的連接方

33、式如圖3.4.5所示PCS-931系列光纖保護(hù)裝置光發(fā)光收MUX2M尾纖2Mbit/s同軸電纜SDH設(shè)備E1接口光纖通訊網(wǎng)圖3.4.5 2048kbit/s復(fù)用的連接方式雙通道2048kbit/s兩個(gè)通道都復(fù)用的連接方式如圖3.4.6所示PCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS12PCS-931系列光纖保護(hù)裝置通道A光收發(fā)通道B光收發(fā)MUX2M尾纖2Mbit/s同軸電纜SDH設(shè)備光纖通訊網(wǎng)E1口E1口MUX2M同軸電纜圖3.4.6 雙通道2048kbit/s復(fù)用的連接方式 雙通道差動(dòng)保護(hù)也可以兩個(gè)通道都采用專用光纖；或一個(gè)通道復(fù)用，另外一個(gè)通道采取專用光纖，這種

34、情況下，通道A優(yōu)先選用專用光纖。.11 通信時(shí)鐘通信時(shí)鐘數(shù)字差動(dòng)保護(hù)的關(guān)鍵是線路兩側(cè)裝置之間的數(shù)據(jù)交換。本系列裝置采用同步通信方式。差動(dòng)保護(hù)裝置發(fā)送和接收數(shù)據(jù)采用各自的時(shí)鐘，分別為發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘。保護(hù)裝置的接收時(shí)鐘固定從接收碼流中提取，保證接收過程中沒有誤碼和滑碼產(chǎn)生。發(fā)送時(shí)鐘可以有兩種方式，1、采用內(nèi)部晶振時(shí)鐘；2、采用接收時(shí)鐘作為發(fā)送時(shí)鐘。采用內(nèi)部晶振時(shí)鐘作為發(fā)送時(shí)鐘常稱為內(nèi)時(shí)鐘（主時(shí)鐘）方式，采用接收時(shí)鐘作為發(fā)送時(shí)鐘常稱為外時(shí)鐘（從時(shí)鐘）方式。兩側(cè)裝置的運(yùn)行方式可以有三種方式：1、兩側(cè)裝置均采用從時(shí)鐘方式；2、兩側(cè)裝置均采用內(nèi)時(shí)鐘方式；3、一側(cè)裝置采用內(nèi)時(shí)鐘，另一側(cè)

35、裝置采用從時(shí)鐘（這種方式會(huì)使整定定值更復(fù)雜，故不推薦采用）。PCS-931PCS-931保護(hù)裝置保護(hù)裝置通過整定控制字“通信內(nèi)時(shí)鐘”來決定通信時(shí)鐘方式?？刂谱帧巴ㄐ艃?nèi)時(shí)鐘”置為1，裝置自動(dòng)采用內(nèi)時(shí)鐘方式；反之，自動(dòng)采用外時(shí)鐘方式。對于 64kbit/s 速率的裝置，其“通信內(nèi)時(shí)鐘”控制字整定如下：1. 保護(hù)裝置通過專用纖芯通信時(shí)，兩側(cè)保護(hù)裝置的“通信內(nèi)時(shí)鐘”控制字都整定成：1；2. 保護(hù)裝置通過 PCM 機(jī)復(fù)用通信時(shí)，兩側(cè)保護(hù)裝置的“通信內(nèi)時(shí)鐘”控制字都整定成：0；對于 2048kbit/s 速率的裝置，其“（通信內(nèi)時(shí)鐘）”控制字整定如下：1. 保護(hù)裝置通過專用纖芯通信時(shí)，兩側(cè)保護(hù)裝置的“通信

36、內(nèi)時(shí)鐘”控制字都整定成：1；2. 保護(hù)裝置通過復(fù)用通道傳輸時(shí)，兩側(cè)保護(hù)裝置的“通信內(nèi)時(shí)鐘”控制字按如下原則整定：a.當(dāng)保護(hù)信息直接通過同軸電纜接入 SDH 設(shè)備的 2048kbit/s 板卡，同時(shí) SDH設(shè)備中 2048kbit/s 通道的“重定時(shí)”功能關(guān)閉時(shí)，兩側(cè)保護(hù)裝置的“通信內(nèi)時(shí)鐘”控制字置（推薦采用此方式）；b. 當(dāng)保護(hù)信息直接通過同軸電纜接入 SDH 設(shè)備的 2048kbit/s 板卡，同時(shí) SDH設(shè)備中 2048kbit/s 通道的“重定時(shí)”功能打開時(shí)，兩側(cè)保護(hù)裝置的“通信內(nèi)時(shí)鐘”控制字置；c. 當(dāng)保護(hù)信息通過通道切換等裝置接入 SDH 設(shè)備的 2048kbit/s 板卡，兩側(cè)保護(hù)

37、裝置的“通信內(nèi)時(shí)鐘”控制字的整定需與其它廠家的設(shè)備配合。NARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置.12 縱聯(lián)標(biāo)識(shí)碼縱聯(lián)標(biāo)識(shí)碼為提高數(shù)字式通道線路保護(hù)裝置的可靠性， 保護(hù)裝置提供縱聯(lián)標(biāo)識(shí)碼功能,在定值項(xiàng)中分別有“本側(cè)識(shí)別碼”和“對側(cè)識(shí)別碼”兩項(xiàng)用來完成縱聯(lián)標(biāo)識(shí)碼功能。本側(cè)識(shí)別碼和對側(cè)識(shí)別碼需在定值項(xiàng)中整定，范圍均為 065535，識(shí)別碼的整定應(yīng)保證全網(wǎng)運(yùn)行的保護(hù)設(shè)備具有唯一性，即正常運(yùn)行時(shí)，本側(cè)識(shí)別碼與對側(cè)識(shí)別碼應(yīng)不同，且與本線的另一套保護(hù)的識(shí)別碼不同，也應(yīng)該和其它線路保護(hù)裝置的識(shí)別碼不同（保護(hù)校驗(yàn)時(shí)可以整定相同，表示自環(huán)方式）。保護(hù)裝置根據(jù)本

38、裝置定值中本側(cè)識(shí)別碼和對側(cè)識(shí)別碼定值決定本裝置的主從機(jī)方式，同時(shí)決定是否為通道自環(huán)試驗(yàn)方式，若本側(cè)識(shí)別碼和對側(cè)識(shí)別碼整定一樣，表示為通道自環(huán)試驗(yàn)方式，若本側(cè)識(shí)別碼大于等于對側(cè)識(shí)別碼，表示本側(cè)為主機(jī)，反之為從機(jī)。保護(hù)裝置將本側(cè)的識(shí)別碼定值包含在向?qū)?cè)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中傳送給對側(cè)保護(hù)裝置，對于雙通道保護(hù)裝置，當(dāng)通道 A 接收到的識(shí)別碼與定值整定的對側(cè)識(shí)別碼不一致時(shí)，退出通道 A 的差動(dòng)保護(hù)，報(bào)“縱聯(lián)通道 A 識(shí)別碼錯(cuò)”、“縱聯(lián)通道 A 異?！备婢??！翱v聯(lián)通道 A 識(shí)別碼錯(cuò)”延時(shí) 100ms 展寬 1S 報(bào)警；通道 B 與通道 A 類似。對于單通道保護(hù)裝置，當(dāng)接收到的識(shí)別碼與定值整定的對側(cè)識(shí)別碼不一致時(shí)

39、，退出差動(dòng)保護(hù)，報(bào)“縱聯(lián)通道識(shí)別碼錯(cuò)”、“縱聯(lián)通道異常”告警。在通道狀態(tài)中增加對側(cè)識(shí)別碼的顯示，顯示本裝置接收到的識(shí)別碼，若本裝置沒有接收到正確的對側(cè)數(shù)據(jù)，對側(cè)識(shí)別碼顯示“-”符號(hào)。3.53.5 距離繼電器距離繼電器 本裝置設(shè)有三階段式相間和接地距離繼電器，繼電器由正序電壓極化，因而有較大的測量故障過渡電阻的能力；當(dāng)用于短線路時(shí)，為了進(jìn)一步擴(kuò)大測量過渡電阻的能力，還可將、段阻抗特性向第象限偏移；接地距離繼電器設(shè)有零序電抗特性，可防止接地故障時(shí)繼電器超越。 正序極化電壓較高時(shí)，由正序電壓極化的距離繼電器有很好的方向性；當(dāng)正序電壓下降至 10%以下時(shí)，進(jìn)入三相低壓程序，由正序電壓記憶量極化，、段距

40、離繼電器在動(dòng)作前設(shè)置正的門坎，保證母線三相故障時(shí)繼電器不可能失去方向性；繼電器動(dòng)作后則改為反門坎，保證正方向三相故障繼電器動(dòng)作后一直保持到故障切除。段距離繼電器始終采用反門坎，因而三相短路段穩(wěn)態(tài)特性包含原點(diǎn)，不存在電壓死區(qū)。當(dāng)用于長距離重負(fù)荷線路，常規(guī)距離繼電器整定困難時(shí)，可引入負(fù)荷限制繼電器，負(fù)荷限制繼電器和距離繼電器的交集為動(dòng)作區(qū)，這有效地防止了重負(fù)荷時(shí)測量阻抗進(jìn)入距離繼電器而引起的誤動(dòng)。.1 低壓距離繼電器低壓距離繼電器 當(dāng)正序電壓小于 10Un 時(shí)，進(jìn)入低壓距離程序，此時(shí)只可能有三相短路和系統(tǒng)振蕩二種情況；系統(tǒng)振蕩由振蕩閉鎖回路區(qū)分，這里只需考慮三相短路。三相短路時(shí)，因

41、三個(gè)相阻抗和三個(gè)相間阻抗性能一樣，所以僅測量相阻抗。 一般情況下各相阻抗一樣，但為了保證母線故障轉(zhuǎn)換至線路構(gòu)成三相故障時(shí)仍能快速切除故障，所以對三相阻抗均進(jìn)行計(jì)算，任一相動(dòng)作跳閘時(shí)選為三相故障。 低壓距離繼電器比較工作電壓和極化電壓的相位： 工作電壓： ZDOPZIUU 極化電壓： MPUU1PCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS14 這里： CBA,為工作電壓OPU為極化電壓 PU為整定阻抗ZDZ為記憶故障前正序電壓 MU1 正方向故障時(shí)，故障系統(tǒng)圖如 3.5.1： SZNEMEIKZGR圖 3.5.1 正方向故障系統(tǒng)圖 KZIU 在記憶作用消失前：jMMe

42、EU1 IZZEKSM 因此， IZZUZDKOP jKSPeIZZU 繼電器的比相方程為： 009090POPUUArg 則 009090jKSZDKeZZZZArg 設(shè)故障線母線電壓與系統(tǒng)電勢同相位 =0，其暫態(tài)動(dòng)作特性如圖 3.5.2；ZDZKZSZRjX圖 3.5.2 正方向故障時(shí)動(dòng)作特性測量阻抗在阻抗復(fù)數(shù)平面上的動(dòng)作特性是以至連線為直徑的圓，動(dòng)作KZZDZSZ特性包含原點(diǎn)表明正向出口經(jīng)或不經(jīng)過渡電阻故障時(shí)都能正確動(dòng)作，并不表示反方向故障時(shí)會(huì)誤動(dòng)作；反方向故障時(shí)的動(dòng)作特性必須以反方向故障為前提導(dǎo)出。當(dāng) 不為零時(shí)，將是以到連線為弦的圓，動(dòng)作特性向第或第象限偏移。ZDZSZ反方向故障時(shí)，故

43、障系統(tǒng)圖如 3.5.3 NARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置15SZNEMEIKZGR圖 3.5.3 反方向故障的計(jì)算用圖 KZIU在記憶作用消失前：jNMeEU1 IZZEKSN 因此， IZZUZDKOP jKSPeIZZU 繼電器的比相方程為： 009090POPUUArg則 009090jKSZDKeZZZZArgZDZSZRjXKZZDZKZRjX圖 3.5.4 反方向故障時(shí)的動(dòng)作特性 圖 3.5.5 三相短路穩(wěn)態(tài)特性測量阻抗在阻抗復(fù)數(shù)平面上的動(dòng)作特性是以與連線為直徑的圓，如圖KZZDZSZ3.5.4，當(dāng)在圓內(nèi)時(shí)動(dòng)作，可見，繼電器有明確的方向性，不可

44、能誤判方向。以上KZ的結(jié)論是在記憶電壓消失以前，即繼電器的暫態(tài)特性，當(dāng)記憶電壓消失后，正方向故障時(shí)： KMZIU1 IZZUZDKOP KPZIU 009090KZDKZZZArg反方向故障時(shí)： KMZIU1 IZZUZDKOP KPZIUPCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS16 009090KZDKZZZArg正方向故障時(shí)，測量阻抗在阻抗復(fù)數(shù)平面上的動(dòng)作特性如圖 3.5.5，反方向故KZ障時(shí)，動(dòng)作特性也如圖 3.5.5。由于動(dòng)作特性經(jīng)過原點(diǎn)，因此母線和出口故障時(shí)，KZ繼電器處于動(dòng)作邊界；為了保證母線故障，特別是經(jīng)弧光電阻三相故障時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作，因此，對、段距

45、離繼電器設(shè)置了門坎電壓，其幅值取最大弧光壓降。同時(shí)，當(dāng)、距離繼電器暫態(tài)動(dòng)作后，將繼電器的門坎倒置，相當(dāng)于將特性圓包含原點(diǎn)，以保證繼電器動(dòng)作后能保持到故障切除。為了保證段距離繼電器的后備性能，段距離元件的門坎電壓總是倒置的，其特性包含原點(diǎn)。.2 接地距離繼電器接地距離繼電器 段接地距離繼電器工作電壓： ZDOPZIKIUU03 極化電壓： 1UUP采用當(dāng)前正序電壓，非記憶量，這是因?yàn)榻拥毓收蠒r(shí)，正序電壓主要由非故PU障相形成，基本保留了故障前的正序電壓相位，因此，段接地距離繼電器的特性與低壓時(shí)的暫態(tài)特性完全一致，見圖 3.5.2、圖 3.5.4，繼電器有很好的方向性

46、。 、段接地距離繼電器 由正序電壓極化的方向阻抗繼電器： 工作電壓：ZDOPZIKIUU03 極化電壓：11jPeUU、段極化電壓引入移相角 1，其作用是在短線路應(yīng)用時(shí)，將方向阻抗特性向第象限偏移，以擴(kuò)大允許故障過渡電阻的能力。其正方向故障時(shí)的特性如圖 3.5.6所示。1 取值范圍為 0、15、30。 由圖 3.5.6 可見，該繼電器可測量很大的故障過渡電阻，但在對側(cè)電源助增下可能超越，因而引入了第二部分零序電抗繼電器以防止超越。ZDZSZRjXA00101510301圖 3.5.6 正方向故障時(shí)繼電器特性 NARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置

47、17 零序電抗繼電器 工作電壓： ZDOPZIKIUU03 極化電壓： DPZIU0 為模擬阻抗。 DZ 比相方程為 000090390DZDZIZIKIUArg 正方向故障時(shí)： KZIKIU03則 000090390DZDKZIZZIKIArg0000003270390IKIIArgArgZZZArgIKIIArgArgZDZDKD 上式為典型的零序電抗特性。如圖 3.5.6 中直線。 當(dāng)與同相位時(shí)，直線 A 平行于 R 軸，不同相時(shí)，直線的傾角恰好等于相對0II0I于的相角差。假定與過渡電阻上壓降同相位，則直線與過渡電阻上壓03IKI0I降所呈現(xiàn)的阻抗相平行，因此，零序電抗特性對過渡電阻有

48、自適應(yīng)的特征。 實(shí)際的零序電抗特性由于為 78而要下傾 12，所以當(dāng)實(shí)際系統(tǒng)中由于二側(cè)DZ零序阻抗角不一致而使與過渡電阻上壓降有相位差時(shí)，繼電器仍不會(huì)超越。由帶偏0I移角 1 的方向阻抗繼電器和零序電抗繼電器二部分結(jié)合，同時(shí)動(dòng)作時(shí)，、段距離繼電器動(dòng)作，該距離繼電器有很好的方向性，能測量很大的故障過渡電阻且不會(huì)超越。 .3 相間距離繼電器相間距離繼電器 段相間距離繼電器 工作電壓： ZDOPZIUU 極化電壓： 1UUP 繼電器的極化電壓采用正序電壓，不帶記憶。因相間故障其正序電壓基本保留了故障前電壓的相位；故障相的動(dòng)作特性見圖 3.5.2、圖 3.5.4，繼電器有

49、很好的方向性。 三相短路時(shí)，由于極化電壓無記憶作用，其動(dòng)作特性為一過原點(diǎn)的圓，如圖3.5.5。由于正序電壓較低時(shí)，由低壓距離繼電器測量，因此，這里既不存在死區(qū)也不存在母線故障失去方向性問題。 、段距離繼電器 由正序電壓極化的方向阻抗繼電器：工作電壓：ZDOPZIUU 極化電壓：21jPeUU 這里，極化電壓與接地距離、段一樣，較段增加了一個(gè)偏移角 2，其作用也同樣是為了在短線路使用時(shí)增加允許過渡電阻的能力。2 的整定可按 0，15，PCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS1830三檔選擇。 電抗繼電器：工作電壓： ZDOPZIUU 極化電壓： D

50、PZIU 為模擬阻抗。DZ正方向故障時(shí)： ZDKopZIZIU 比相方程為： 009090DZDKZZZArg DZDKDArgZZZArgArgZ0027090 當(dāng)阻抗角為 90時(shí)，該繼電器為與軸平行的電抗繼電器特性，實(shí)際的阻DZDZ抗角為 78，因此，該電抗特性下傾 12，使送電端的保護(hù)受對側(cè)助增而過渡電阻呈容性時(shí)不致超越。 以上方向阻抗與電抗繼電器二部分結(jié)合，增強(qiáng)了在短線上使用時(shí)允許過渡電阻的能力。.4 負(fù)荷限制繼電器負(fù)荷限制繼電器為保證距離繼電器躲開負(fù)荷測量阻抗，本裝置設(shè)置了接地、相間負(fù)荷限制繼電器，其特性如下圖所示，繼電器兩邊的斜率與正序靈敏角一致，為負(fù)荷限制電阻定Z

51、DR值，直線 A 和直線 B 之間為動(dòng)作區(qū)。當(dāng)用于短線路不需要負(fù)荷限制繼電器時(shí)，用戶可將控制字“投負(fù)荷限制距離”置“0” 。ZDZRjXZDRA B ZDR圖 3.5.7 負(fù)荷限制繼電器特性.5 振蕩閉鎖振蕩閉鎖裝置的振蕩閉鎖分四個(gè)部分，任意一個(gè)動(dòng)作開放保護(hù)。 起動(dòng)開放元件起動(dòng)元件開放瞬間，若按躲過最大負(fù)荷整定的正序過流元件不動(dòng)作或動(dòng)作時(shí)間尚不到 10ms，則將振蕩閉鎖開放 160ms。NARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置19該元件在正常運(yùn)行突然發(fā)生故障時(shí)立即開放 160ms，當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí)，正序過流元件動(dòng)作，其后再有故障時(shí)，該元

52、件已被閉鎖，另外當(dāng)區(qū)外故障或操作后 160 ms 再有故障時(shí)也被閉鎖。 不對稱故障開放元件 不對稱故障時(shí)，振蕩閉鎖回路還可由對稱分量元件開放，該元件的動(dòng)作判據(jù)為： 120ImII以上判據(jù)成立的依據(jù)是： 系統(tǒng)振蕩或振蕩又區(qū)外故障時(shí)不開放 系統(tǒng)振蕩時(shí)，、接近于零，上式不開放是容易實(shí)現(xiàn)的。 0I2I振蕩同時(shí)區(qū)外故障時(shí)，相間和接地阻抗繼電器都會(huì)動(dòng)作，這時(shí)上式也不應(yīng)開放，這種情況考慮的前題是系統(tǒng)振蕩中心位于裝置的保護(hù)范圍內(nèi)。 對短線路，必須在系統(tǒng)角 180時(shí)繼電器才可能動(dòng)作，這時(shí)線路附近電壓很低，短路時(shí)的故障分量很小，因此，容易取值以滿足上式不開放。 對長線路，區(qū)外故障時(shí)，故障點(diǎn)故障前電

53、壓較高，有較大的故障分量，因此，上式的不利條件是長線路在電源附近故障時(shí)，不過這時(shí)線路上零序電流分配系數(shù)較低，短路電流小于振蕩電流，因此，仍很容易以最不利的系統(tǒng)方式驗(yàn)算的取值。 本裝置中的取值是根據(jù)最不利的系統(tǒng)條件下，振蕩又區(qū)外故障時(shí)振蕩閉鎖不開放為條件驗(yàn)算，并留有相當(dāng)裕度的。 區(qū)內(nèi)不對稱故障時(shí)振閉開放 當(dāng)系統(tǒng)正常發(fā)生區(qū)內(nèi)不對稱相間或接地故障時(shí)，將有較大的零序或負(fù)序分量，這時(shí)上式成立，振蕩閉鎖開放。 當(dāng)系統(tǒng)振蕩伴隨區(qū)內(nèi)故障時(shí)，如果短路時(shí)刻發(fā)生在系統(tǒng)電勢角未擺開時(shí)，振蕩閉鎖將立即開放。如果短路時(shí)刻發(fā)生在系統(tǒng)電勢角擺開狀態(tài)，則振蕩閉鎖將在系統(tǒng)角逐步減小時(shí)開放，也可能由一側(cè)瞬時(shí)開放跳閘后另一側(cè)相繼速跳

54、。 因此，采用對稱分量元件開放振蕩閉鎖保證了在任何情況下，甚至系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生振蕩的情況下，發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)瞬時(shí)開放振蕩閉鎖以切除故障，振蕩或振蕩又區(qū)外故障時(shí)則可靠閉鎖保護(hù)。 對稱故障開放元件 在起動(dòng)元件開放 160ms 以后或系統(tǒng)振蕩過程中，如發(fā)生三相故障，則上述二項(xiàng)開放措施均不能開放振蕩閉鎖，本裝置中另設(shè)置了專門的振蕩判別元件，即測量振蕩中心電壓： cosUUOS為正序電壓，是正序電壓和電流之間的夾角。U由圖 3.5.8，假定系統(tǒng)聯(lián)系阻抗的阻抗角為 90，則電流向量垂直于、連MENE線，與振蕩中心電壓同相。在系統(tǒng)正常運(yùn)行或系統(tǒng)振蕩時(shí)，恰好反應(yīng)振蕩中心cosU的正序電壓；在三相短路

55、時(shí)，為弧光電阻上的壓降，三相短路時(shí)過渡電阻是弧cosU光電阻，弧光電阻上壓降小于 5。NUPCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-RELAYS20MENEIUOSU1DUOABCIL圖 3.5.8 系統(tǒng)電壓向量圖 圖 3.5.9 短路電流電壓向量圖而實(shí)際系統(tǒng)線路阻抗角不為 90，因而需進(jìn)行角度補(bǔ)償，如圖 3.5.9 所示。OD 為測量電壓，OB，因而 OB 反應(yīng)當(dāng)線路阻抗角為 90時(shí)弧光電阻壓降，實(shí)cosU際的弧光壓降為 OA，與線路壓降 AD 相加得到測量電壓。U本裝置引入補(bǔ)償角，由，上式變?yōu)?，三相短L09011cosUUOS路時(shí)，可見可反應(yīng)弧光壓降。OAOCUOS1co

56、sU本裝置采用的動(dòng)作判據(jù)分二部分： 延時(shí) 150ms 開放NOSNUUU08. 003. 0實(shí)際系統(tǒng)中，三相短路時(shí)故障電阻僅為弧光電阻，弧光電阻上壓降的幅值不大于5，因此，三相短路時(shí)，該幅值判據(jù)滿足，為了保證振蕩時(shí)不誤開放，其延時(shí)應(yīng)NU保證躲過振蕩中心電壓在該范圍內(nèi)的最長時(shí)間；振蕩中心電壓為 0.08時(shí)，系統(tǒng)角為NU171，振蕩中心電壓為0.03時(shí)，系統(tǒng)角為 183.5，按最大振蕩周期 3計(jì)，振NU蕩中心在該區(qū)間停留時(shí)間為 104ms，裝置中取延時(shí) 150ms 已有足夠的裕度。 延時(shí) 500ms 開放。 NOSNUUU25. 01 . 0該判據(jù)作為第一部分的后備，以保證任何三相故障情況下保護(hù)不

57、可能拒動(dòng)。振蕩中心電壓為 0.25時(shí)，系統(tǒng)角為 151，-0.1時(shí)，系統(tǒng)角為 191.5，按最大振蕩周NUNU期 3計(jì)，振蕩中心在該區(qū)間停留時(shí)間為 337ms，裝置中取 500ms 已有足夠的裕度。 非全相運(yùn)行時(shí)的振蕩閉鎖判據(jù)非全相振蕩時(shí)，距離繼電器可能動(dòng)作，但選相區(qū)為跳開相。非全相再單相故障時(shí)，距離繼電器動(dòng)作的同時(shí)選相區(qū)進(jìn)入故障相，因此，可以以選相區(qū)不在跳開相作為開放條件。 另外，非全相運(yùn)行時(shí)，測量非故障二相電流之差的工頻變化量，當(dāng)該電流突然增大達(dá)一定幅值時(shí)開放非全相運(yùn)行振蕩閉鎖。因而非全相運(yùn)行發(fā)生相間故障時(shí)能快速開放。 以上二種情況均不能開放時(shí)，由第 部分作

58、為后備。3.63.6 選相元件選相元件本裝置采用工作電壓變化量選相元件、差動(dòng)選相元件和 與比相的選相元件進(jìn)行選 相。0IAI2NARI-RELAYS PCS-931GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置.1 電流差動(dòng)選相元件電流差動(dòng)選相元件工頻變化量和穩(wěn)態(tài)差動(dòng)繼電器動(dòng)作時(shí)，動(dòng)作相選為故障相；.2 工作電壓變化量選相元件工作電壓變化量選相元件保護(hù)有六個(gè)測量選相元件，即：、OPAUOPBUOPCUOPABUOPBCUOPCAU先比較三個(gè)相工作電壓變化量，取最大相，與另兩相的相間工作電壓變MAXOPU化量比較，大于一定的倍數(shù)即判為最大相單相故障；若不滿足則判為多相故障，

59、OPU取中最大的為多相故障的測量相。OPU.3 與與比相的選相元件比相的選相元件0IAI2選相程序首先根據(jù)與之間的相位關(guān)系，確定三個(gè)選相區(qū)之一，如圖 3.6.1。0IAI2當(dāng)： 時(shí)選區(qū) 時(shí)選區(qū)02006060AIIArg020018060AIIArg 時(shí)選區(qū)0200300180AIIArg0600600180AI2A區(qū)B區(qū)C區(qū)圖 3.6.1 選相區(qū)域單相接地時(shí)，故障相的與同相位，A 相接地時(shí)，與同相，B 相接地時(shí)，0I2I0IAI2與相差在 120，C 相接地時(shí)，與相差 240。 0IAI20IAI2兩相接地時(shí)，非故障相的與同相位，BC 相間接地故障時(shí)，與同相，CA0I2I0I

60、AI2相間接地故障時(shí)，與相差 120，AB 相間接地故障時(shí)，與相差 240。0IAI20IAI23.73.7 非全相運(yùn)行非全相運(yùn)行非全相運(yùn)行流程包括非全相狀態(tài)和合閘于故障保護(hù)，跳閘固定動(dòng)作或跳閘位置繼電器 TWJ 動(dòng)作且無流，經(jīng) 30ms 延時(shí)置非全相狀態(tài)。.1 單相跳開形成的非全相狀態(tài)單相跳開形成的非全相狀態(tài)單相跳閘固定動(dòng)作或 TWJ 動(dòng)作而對應(yīng)的有流元件不動(dòng)作判為跳開相；測量兩個(gè)健全相和健全相間的工頻變化量阻抗；對健全相求正序電壓作為距離保護(hù)的極化電壓；測量健全相間電流的工頻變化量，作為非全相運(yùn)行振蕩閉鎖開放元件；PCS-931 GM(M)超高壓線路成套保護(hù)裝置 NARI-