微機(jī)型繼電保護(hù)裝置原理與運(yùn)行

微機(jī)型繼電保護(hù)裝置原理與運(yùn)行劉華河南電力調(diào)度通信中心繼電保護(hù)處037167903711 932123711第一章繼電保護(hù)發(fā)展概述第一節(jié)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展簡史第二節(jié)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)展.硬件進(jìn)展.原理進(jìn)展第二章微機(jī)繼電保護(hù)的基本原理第一節(jié)、微機(jī)型繼電保護(hù)的構(gòu)成1、硬件系統(tǒng)2、軟件系統(tǒng)第二節(jié)、微機(jī)線路保護(hù)的幾個(gè)基本概念1、相電流差變化量選相元件2、工頻工頻變化量距離繼電器3、工頻變化量方向繼電器（AF+,AF-）4、閉鎖式保護(hù)的基本原理第三章典型微機(jī)保護(hù)裝置介紹第一節(jié)WXH—11微機(jī)型線路保護(hù)裝置第二節(jié)LFP-901微機(jī)型線路保護(hù)裝置第三節(jié)RCS-900系列高壓線路保護(hù)裝置第四節(jié)PSL-600系列線路保護(hù)裝置第五節(jié)WXH-801/802線路保護(hù)裝置第六節(jié)WMH-800微機(jī)母線保護(hù)裝置第七節(jié)PST-1200微機(jī)變壓器保護(hù)裝置微機(jī)型繼電保護(hù)裝置原理與運(yùn)行第一章繼電保護(hù)發(fā)展概述第一節(jié)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展簡史電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)，是近百年來隨著工業(yè)化生產(chǎn)和其它新興技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一門科學(xué)。到目前，繼電保護(hù)裝置已經(jīng)生產(chǎn)了四代：即電磁型、整流型、靜態(tài)型模擬式（晶體管、集成電路保護(hù)）、靜態(tài)型數(shù)字式（微機(jī)保護(hù)）。不算19世紀(jì)末期的熔斷器，第一臺(tái)機(jī)電型繼電器是1901年問世的感應(yīng)式過電流繼電器，1908年出現(xiàn)差動(dòng)繼電器，1910年有了電流方向保護(hù)，1920年初研制成了距離保護(hù)，1927年開始了高頻保護(hù)研究。隨著半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)，人們將其應(yīng)用于保護(hù)裝置，構(gòu)成了整流型繼電保護(hù)繼電器，使維修工作大為減輕，這是60年代的一代新產(chǎn)品。微電子學(xué)的飛速發(fā)展，大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)，使分立元件的晶體管保護(hù)逐漸為集成電路保護(hù)取代，成為第二代靜態(tài)型保護(hù)，是目前世界上應(yīng)用最多的模擬式保護(hù)裝置。微型計(jì)算機(jī)和微處理器的出現(xiàn)，為繼電保護(hù)數(shù)字化開辟了美好前景。在70年代初、中期，計(jì)算機(jī)本身出現(xiàn)了重大突破，大規(guī)模集成電路技術(shù)飛速發(fā)展，微處理器和微型計(jì)算機(jī)進(jìn)入了實(shí)用階段，不僅價(jià)格大幅下降，而且可靠性又大為提高，這就促使計(jì)算機(jī)保護(hù)的研究出現(xiàn)熱潮。70年代中、后期，國外已有少數(shù)樣機(jī)在電力系統(tǒng)中試運(yùn)行。80年代初，計(jì)算機(jī)保護(hù)逐漸在電力系統(tǒng)中開始實(shí)際應(yīng)用。由于微機(jī)保護(hù)與模擬式保護(hù)相比有許多優(yōu)點(diǎn)，因此，它一出現(xiàn)就很快受到電力系統(tǒng)使用單位的歡迎。迄今，世界很多國家已生產(chǎn)出多種微機(jī)保護(hù)，它以比人們預(yù)料更快的速度向傳統(tǒng)式保護(hù)提出了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。我國1955年開始大量生產(chǎn)機(jī)電型繼電器。1970年初在我國形成晶體管保護(hù)生產(chǎn)的高潮，但由于元器件質(zhì)量問題和生產(chǎn)工藝問題，嚴(yán)重影響了晶體管繼電保護(hù)的可靠性。經(jīng)1972年的整頓，它的質(zhì)量逐漸穩(wěn)定，成為與機(jī)電型、整流型并立的一種產(chǎn)品。我國對計(jì)算機(jī)保護(hù)的研究從70年代后半期開始。70年代末80年代初廣泛地開展各種算法以至樣機(jī)的研制，1984年4月，由華北電力學(xué)院楊奇遜教授主研的我國第一套微機(jī)線路保護(hù)投入運(yùn)行。之后，國內(nèi)各學(xué)校、科研、生產(chǎn)單位陸續(xù)研制和生產(chǎn)出適于線路和元件的各種微機(jī)保護(hù)裝置。近十年，微機(jī)保護(hù)裝置在我國廣泛推廣應(yīng)用。現(xiàn)在，它們完全能取代傳統(tǒng)的模擬式保護(hù)裝置。目前，我國高壓電網(wǎng)中95%以上的線路保護(hù)是微機(jī)保護(hù)，我省220kV及以上高壓線路，已全部是微機(jī)保護(hù)裝置，正確動(dòng)作率已超過傳統(tǒng)的模擬式保護(hù)裝置；微機(jī)元件保護(hù)也開始在高壓電網(wǎng)中普及應(yīng)用?？梢院敛豢鋸埖卣f，在國內(nèi)廣大科研工作者、制造廠和運(yùn)行單位的共同努力下，目前我國微機(jī)保護(hù)已居于國際先進(jìn)水平。第二節(jié)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)展.硬件進(jìn)展受集成電路芯片的制約等因素，我國微機(jī)線路保護(hù)的發(fā)展大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段為以單CPU的硬件結(jié)構(gòu)為主，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由逐次逼近式的AD574芯片構(gòu)成，硬件和軟件的設(shè)計(jì)符合我國高壓線路保護(hù)裝置的“四統(tǒng)一”設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其代表產(chǎn)品為WXB-01、WXH-建型微機(jī)高壓線路保護(hù)裝置；第二階段為以多個(gè)單片機(jī)構(gòu)成的多CPU硬件結(jié)構(gòu)為主，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為VFC電壓頻率轉(zhuǎn)換原理的計(jì)數(shù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，硬件及軟件的設(shè)計(jì)方面吸取了WXB-01型微機(jī)保護(hù)裝置成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，針對01型保護(hù)存在的問題進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)，利用多CPU的特點(diǎn)，強(qiáng)化了自檢和互檢，使硬件故障可定位到插件，具有完善的抗干擾措施及防止拒動(dòng)和誤動(dòng)的措施，其代表產(chǎn)品為WXB-11、川*卜11型微機(jī)高壓線路保護(hù)裝置和南瑞繼電保護(hù)公司研制的LFP-900系列保護(hù)裝置；第三階段采用16位A/D作為數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集精度高，測量范圍大；采用32位DSP（高速數(shù)字信號(hào)處理芯片）作為保護(hù)CPU，由DSP完成所有的數(shù)字濾波、保護(hù)算法和出口邏輯。因DSP具有運(yùn)算速度快、內(nèi)存大的特點(diǎn)，單片DSP就可以完成所有的主后備保護(hù)功能，并有較大的冗余，不需擴(kuò)展外部內(nèi)存；同時(shí)，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，因此，硬件結(jié)構(gòu)更加簡潔可靠。其代表產(chǎn)品為南瑞繼電保護(hù)公司研制的RCS-900系列保護(hù)裝置、PSL-600系列保護(hù)裝置、許繼電氣股份有限公司研制生產(chǎn)的WXH-800系列保護(hù)裝置。.原理進(jìn)展微機(jī)獨(dú)特的智能作用使新型微機(jī)保護(hù)的研制與開發(fā)創(chuàng)造了前所未有的良機(jī)。在短暫的十余年中，繼電保護(hù)的面目已為之一新，其技術(shù)性能已超過傳統(tǒng)保護(hù)。微機(jī)保護(hù)新原理的研究一直是國內(nèi)外重視的研究課題，其中利用故障分量和自適應(yīng)保護(hù)兩個(gè)方面的研究成果和動(dòng)向最為引人注目。（一）利用故障分量的微機(jī)保護(hù)故障分量的主要特征是：.故障分量在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)，在非故障狀態(tài)中，不存在故障分量。.故障分量與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)。.故障點(diǎn)的電壓故障分量最大，系統(tǒng)中性點(diǎn)的電壓故障分量為零。.保護(hù)安裝處的電壓故障分量與電流故障分量之間的幅值和相位關(guān)系僅由該處到系統(tǒng)中性點(diǎn)的阻抗決定，且不受故障電阻的影響。.線路兩端的電流故障分量間的相位關(guān)系與電勢和負(fù)載無關(guān)。故障分量中包括有穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分量，二者都是可以利用的。目前利用穩(wěn)態(tài)分量的微機(jī)保護(hù)裝置大多使用其中的工頻成分，其代表產(chǎn)品為南瑞繼電保護(hù)公司研制的LFP-900系列保護(hù)裝置；使用暫態(tài)分量時(shí)則主要建立在暫態(tài)行波成分基礎(chǔ)上，故稱為行波保護(hù)。我國在行波保護(hù)方面也進(jìn)行了一些研究并引進(jìn)了國外產(chǎn)品，主要用于500kV線路。（二）自適應(yīng)保護(hù)能根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行或故障狀態(tài)而實(shí)時(shí)改變保護(hù)功能、特性或定值的保護(hù)，稱為自適應(yīng)保護(hù)。近年來，國內(nèi)外在這方面進(jìn)行了大量的研究。事實(shí)上，傳統(tǒng)的保護(hù)裝置也力圖適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化和故障的條件，例如：電流速斷定值的整定要考慮在所有運(yùn)行方式和故障類型下，都能正確動(dòng)作；差動(dòng)保護(hù)中的制動(dòng)特性，距離保護(hù)中考慮了轉(zhuǎn)換性故障，并在系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)閉鎖1、2段等。但由于定值必須按電力系統(tǒng)最嚴(yán)重的運(yùn)行方式和故障條件整定，且裝置本身也缺乏實(shí)時(shí)檢測和處理的功能，因此保護(hù)性能不能保持在理想狀態(tài)。例如：某一單電源的線路上裝設(shè)電流速斷。傳統(tǒng)的保護(hù)定值是按照在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，躲過線路末端三相短路的條件整定的，可是，在兩相短路和最小運(yùn)行方式下，保護(hù)范圍將顯著變小甚至縮小到零。即使在經(jīng)常的主要運(yùn)行方式下，保護(hù)的作用也會(huì)明顯惡化。此時(shí)，若裝設(shè)自適應(yīng)微機(jī)保護(hù)，便可以利用故障分量的方法，實(shí)時(shí)獲得故障時(shí)的實(shí)際系統(tǒng)阻抗和故障類型，因此能實(shí)時(shí)地確定出對應(yīng)地電流速斷值和保護(hù)范圍。西安交通大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠共同研制的WXB-32型饋電線自適應(yīng)電流保護(hù)裝置是其代表。由于目前的光纖通信網(wǎng)尚未遍及所有220kV變電站，以及高壓電網(wǎng)的重要性，在高壓電網(wǎng)的保護(hù)中，自適應(yīng)原理僅有局部應(yīng)用，如在WXH-801/802微機(jī)線路保護(hù)中，采用了自適應(yīng)數(shù)字濾波技術(shù)、自適應(yīng)保護(hù)判據(jù)、自適應(yīng)后加速等；RCS-915母線保護(hù)裝置中采用自適應(yīng)阻抗加權(quán)法來解決電流互感器飽和問題等。盡管如此，盡管自適應(yīng)繼電保護(hù)還處在初級(jí)發(fā)展階段，但現(xiàn)有的研究成果已經(jīng)有力地說明了它的優(yōu)越性。.保護(hù)性能最佳化保護(hù)性能最佳化是在考察現(xiàn)有保護(hù)（包括微機(jī)保護(hù)）存在的問題的基礎(chǔ)上提出的。在微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)以前，由于技術(shù)條件的限制，保護(hù)最佳化的目標(biāo)是難以實(shí)現(xiàn)的，與之相對應(yīng)的是保守的思維方式和決策方法。與傳統(tǒng)保護(hù)不同，自適應(yīng)保護(hù)的突出特點(diǎn)之一就是要具有自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)的能力，并針對狀態(tài)的變化，實(shí)時(shí)自動(dòng)地調(diào)整保護(hù)性能，其中包括動(dòng)作原理、動(dòng)作特性和整定值，從而使其達(dá)到最佳效果。.整定計(jì)算在自動(dòng)化、在線化繼電保護(hù)的整定計(jì)算是一項(xiàng)復(fù)雜又艱巨的任務(wù)，這是由電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變化、運(yùn)行情況的復(fù)雜性和多樣性決定的，目前計(jì)算機(jī)輔助整定計(jì)算已大大提高了效率，但都是在人工和離線條件下進(jìn)行的。自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展預(yù)示出未來整定計(jì)算自動(dòng)化、在線化的可能性。前面提到的自適應(yīng)過電流保護(hù)就具有在線整定計(jì)算的能力。雖然電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算遠(yuǎn)比這種最簡單的電流保護(hù)復(fù)雜的多，但隨著自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)的進(jìn)步，特別是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)信息網(wǎng)的形成和發(fā)展，可以預(yù)見，整定計(jì)算自動(dòng)化、在線化的時(shí)期一定會(huì)到來。.使用簡單化微機(jī)保護(hù)之所以在十余年會(huì)取得如此迅速的發(fā)展，并受到用戶熱情歡迎，其主要原因之一是簡化了裝置的調(diào)試和維護(hù)，自適應(yīng)保護(hù)將進(jìn)一步發(fā)揮計(jì)算機(jī)的智能作用，使裝置的使用更加簡便化?？傊赃m應(yīng)繼電保護(hù)是充分發(fā)揮微機(jī)保護(hù)的潛在智能作用的一個(gè)充滿希望的研究方向。它的成功，或許會(huì)再一次改變繼電保護(hù)的面貌。第二章微機(jī)繼電保護(hù)的基本原理、微機(jī)型繼電保護(hù)的基本系統(tǒng)傳統(tǒng)保護(hù)——布線邏輯微機(jī)保護(hù)——硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1、微機(jī)保護(hù)——硬件系統(tǒng) 3輸入、輸出接口電源部分?jǐn)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的作用——將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)。它包括：輔助變換器低通濾波器（ALF）采樣保持器（S/H）多路開關(guān) （MPX）模/數(shù)變換器（A/D）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作用一它將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，完成各種繼電保護(hù)功能。它包括：

CPU——微處理器；EPROM——程序存儲(chǔ)器；EEPROM——定值存儲(chǔ)器；RAM——隨機(jī)存儲(chǔ)器；CIOCK——時(shí)鐘。輸入、輸出接口部分輸入、輸出接口部分的作用一是微機(jī)與外設(shè)的聯(lián)系部分。因輸入、輸出信號(hào)都是開關(guān)量信號(hào)（即接點(diǎn)的通、斷），所以又稱為開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出電路。例：開入量：保護(hù)的壓板；連接片；屏上的切換開關(guān)；保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)。開出量：驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)、跳閘出口、信號(hào)繼電器等。電源部分電源部分的作用一提供裝置正常工作所需要的各等級(jí)電壓：+5V—微機(jī)系統(tǒng)用；+15V、+12V—數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用；+12V—繼電器回路用。機(jī)保護(hù)硬件電路示意初始化和自檢循環(huán)程序「主程序1「故障處理程序2、微機(jī)保護(hù)一軟件系統(tǒng)定定時(shí)采樣中斷服務(wù)程序＜中斷服務(wù)程序yI串行口通信中斷服務(wù)程序、微機(jī)線路保護(hù)的幾個(gè)基本概念1相電流差變化量選相元件突變量作為選相元件的最大優(yōu)點(diǎn)是不反應(yīng)負(fù)荷分量。選相元件共用3個(gè)繼電器，它們分別反應(yīng)于△1ab=|A1a-A1d

AIbc=|AIb-AIClca=|AIc-AIA單相故障時(shí)兩健全相電流突變量之差為零，所以反應(yīng)兩健全相電流突變量之差的電流繼電器能可靠不動(dòng)作，其它各繼電器都能靈敏地動(dòng)作。表3-1示出的各種故障情況下，各繼電器的動(dòng)作情況。由表可見只需根據(jù)各繼電器動(dòng)作情況，作出邏輯判斷就可在單相故障時(shí)正確選出故障相。為了對繼電器動(dòng)作的靈敏度作校驗(yàn)，依圖3.3.3.2給出了各種情況下兩相電流差突變量的幅值。表3-1相元件故障類型aiABaiBCaiCA選相AO++選A跳BO++選B跳CO++選C跳ABO,BCO,CAO,AB,BC,CA,ABC+++選三跳表中+動(dòng)作，-不動(dòng)作3種短路下電流的相量圖如圖3.3.3.2所示。圖3.3.3.2短路附加狀態(tài)的電流相量圖（a）單相短路接地；（b）BC相短路；（c）BC相短路接地2工頻工頻變化量距離繼電器2.1系統(tǒng)故障分量的分析方法電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，其故障相短路電流、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，如圖3.2.1.1的短路狀態(tài)（A）可分解為圖（B）、（C）二種狀態(tài)下電流電壓的迭加。反應(yīng)工頻變化量的繼電器不受負(fù)荷狀態(tài)的影響，只要考慮圖C）的故障附加分量。這是一個(gè)很簡單的電路，在該電路中只有一個(gè)電勢，它的位置在故障點(diǎn)，它的大小與短路前故障點(diǎn)的大小相同、但方向相反。當(dāng)故障點(diǎn)不同時(shí)，它的位置也不同，因而在正反方向故障時(shí)，要采用不同的電路來分析。在正方向故障電路圖中計(jì)算的特性，只對正方向故障有效。在反方向故障電路圖中計(jì)算的特性，只對反方向故障有效。工頻變化量距離繼電器的動(dòng)作方程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：|AUOP\>UZ對相間故障： UOP①①=U①①-1①①義ZD①①=AB,BC,CA對接地故障： UOP①二U①一G①+K*310）*ZDO=A,B,CZD為整定阻抗，一般取0.8?0.85倍線路阻抗；UZ為動(dòng)作門坎，取故障前工作電壓的記憶量。(A)MNEEF((A)MNEEF(B)MFNAEMFNAE=0AE=0(C)圖3.2.1.1短路系統(tǒng)圖工頻變化量距離繼電器動(dòng)作的定性分析圖3.2.1.3為保護(hù)區(qū)內(nèi)外各點(diǎn)金屬性短路時(shí)的電壓分布，設(shè)故障前系統(tǒng)各點(diǎn)電壓一致(空載情況)，即各故障點(diǎn)故障前電壓為UZ，則AEFJ=|AEf2=\AEFJ=UZ；對反應(yīng)工頻變化量的繼電器，系統(tǒng)電勢為零，因而電源僅需考慮故障點(diǎn)附加電勢AEF。圖中△I在相地故障時(shí)為A(IJ3KI。)，在相相故障時(shí)△I迪區(qū)內(nèi)故障時(shí)，如圖3.2.1.3(B), AU0P在本側(cè)系統(tǒng)至AEF1的連線的延長線上，可見，AU0P>AEF1，繼電器動(dòng)作。反方向故障時(shí)，如圖3.2.1.3(C),AU0P在AEF2與對側(cè)系統(tǒng)的連線上，顯然，AU0P<AEF2，繼電器不動(dòng)作。區(qū)外故障時(shí)，如圖3.2.1.3(D),AU在AE與本側(cè)系統(tǒng)的連線上，AU<AE,OP F3 OP F3繼電器不動(dòng)作。在有負(fù)荷的情況下，對不同點(diǎn)故障，因故障前各點(diǎn)的電位不一致，致使各點(diǎn)故障時(shí)故障網(wǎng)絡(luò)中的AE也略有不同，但U總為故障前工作電壓的記憶量，在整定點(diǎn)故障，△U=U=U，總處于理想臨界狀態(tài)，”與負(fù)荷無關(guān)且測量準(zhǔn)確，如圖3.2.1.3(E)所示

AE(B)(C)(E)AAE(B)(C)(E)AEN=0AEM=0圖3.2.1.3保護(hù)區(qū)內(nèi)外各點(diǎn)金屬性短路時(shí)的電壓分布圖工頻變化量阻抗繼電器的動(dòng)作特性正方向經(jīng)過渡電阻故障時(shí)的動(dòng)作特性可用解析法分析，如圖3.2.1.4所示:10

=0A=0AEN=0圖3.2.1.4a正方向經(jīng)過渡電阻故障計(jì)算用設(shè)UZ=|AEF|由AEF=-AIx（ZS+Z）=-AIx^Z^+ZF+CR）C=（AI+AIN）/AIAUP=AU-AIxZ/d=-AIx（Z^+Zz）則|AIx（ZS+ZzD）>|AIx（ZS+ZK^Z^s+ZzdI>lZs+ZkI式中ZK為測量阻抗，它在阻抗復(fù)數(shù)平面上的動(dòng)作特性是以矢量-ZS為圓心，以|Zs+ZZDI為半徑的圓，如圖3.2.1.4b所示，當(dāng)工長矢量末端落于圓內(nèi)時(shí)動(dòng)作，可見這種阻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AIN一般與AI是同相位，過渡電阻上的壓降始終與AI同相位，過渡電阻始終呈電阻性，與區(qū)軸平行，因此，不存在由于對側(cè)電流助增所引起的超越問題。注意：圖3.2.1.4b所示的動(dòng)作特性只對正方向故障有效，因?yàn)榉治鲇秒娐穲D是正方向故障電路圖（電勢在本線路）。圖3.2.1.4b圖3.2.1.4b正方向短路動(dòng)作特性圖3.2.1.4c反方向短路動(dòng)作特性對反方向短路，如圖3.2.1.4d所示。11

AEMAEM=0- AEN=0圖3.2.1.4d反方向故障計(jì)算用圖仍假設(shè)UZ=\aef\由AEF=-AIx(Z；+Zr)AUP=AU-AI義ZzD=-AI義(Z'$—ZD)則Z丁ZzJ<ZJZJ測量阻抗-Zk在阻抗復(fù)數(shù)平面上的動(dòng)作特性是以矢量J為圓心，以|Z；-ZZDI為半徑的圓，如圖3.2.1.4c動(dòng)作圓在第一象限，而因?yàn)?Zk總是在第三象限，因此，阻抗元件有明確的方向性。3工頻變化量方向繼電器(AF+,AF-)RCS-901A由變化量方向和零序方向繼電器，經(jīng)通道交換信號(hào)構(gòu)成全線路快速跳閘的方向保護(hù)，即裝置的縱聯(lián)保護(hù)。3.2.2.1工頻變化量方向繼電器測量相角表示式工頻變化量方向繼電器測量電壓、電流故障分量的相位。其正方向元件的測量相角為：=Arg其反方向元件的測量相角為:41-AU=Arg IAIxZ1D其中：無零序分量;AU、AI為電壓、電流變化量的正負(fù)序綜合分量，無零序分量;ZD為模擬阻抗；3.2.2.2工頻變化量方向繼電器動(dòng)作行為分析當(dāng)正方向故障時(shí)，如圖3.2.1.3(a),Z,為系統(tǒng)正序阻抗，并假設(shè)系統(tǒng)的負(fù)序阻12

抗等于正序阻抗，將工頻變化量電壓電流分解為對稱分量，則:AU=—AIxZS設(shè)系統(tǒng)阻抗角與ZD的阻抗角一致，則正方向元件的測量相角為:①=Arg(-A①=Arg(-AIxZ、 AIxZV DJ=Arg二180。反方向元件的測量相角為:(7\①=Arg二①=Arg二0。VZDD/反方向故障時(shí)，如圖3.2.1.4(d)，反方向故障時(shí)，如圖3.2.1.4(d)，Z'S為線路至對側(cè)系統(tǒng)的正序阻抗，將電壓電流分解為對稱分量有:設(shè)系統(tǒng)阻抗角與ZD設(shè)系統(tǒng)阻抗角與ZD的阻抗角一致，則正方向元件的測量相角為:①=①=Arg二0。反方向元件的測量相角為:①=Arg①=Arg二180。由上可見，正方向故障時(shí)，中+接近于180°，正方向元件可靠動(dòng)作，而①接近于0°，反方向元件不可能動(dòng)作，而反方向故障時(shí)，中+接近于0°，正方向元件不可能動(dòng)作，而中接近于180°，反方向元件可靠動(dòng)作。以上分析未規(guī)定故障類型，所以對各種故障，方向繼電器都有同樣優(yōu)越的方向性，且過渡電阻不影響方向元件的測量相角，另外，由于方向元件不受負(fù)荷電流影響，因而該方向元件有很高的靈敏度，可允許測量很大的故障過渡電阻。另外，方向元件不受串補(bǔ)電容的影響(因?yàn)?lt;Z/Zc<Z；)。工頻變化量方向繼電器受浮動(dòng)門坎的限制，因此，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)不平衡分量或者系統(tǒng)振蕩時(shí)，繼電器不會(huì)誤動(dòng)作，只是自動(dòng)降低靈敏度。13

工頻變化量方向繼電器的特點(diǎn)及應(yīng)用該繼電器有許多卓越的優(yōu)點(diǎn)，有極廣泛的適用性，較少受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式，故障方式、故障點(diǎn)過渡電阻、非全相運(yùn)行以及交流回路暫態(tài)過程等影響，理論上簡單，構(gòu)成繼電器容易實(shí)現(xiàn)，動(dòng)作速度快，因而廣泛使用于RCS-900系列保護(hù)，作縱聯(lián)保護(hù)中的方向元件。4閉鎖式保護(hù)的基本原理方向縱聯(lián)保護(hù)是由線路兩側(cè)的方向元件分別對故障的方向作出判斷，然后通過高頻信號(hào)作出綜合的判斷，即對兩側(cè)的故障方向進(jìn)行比較以決定是否跳閘。一般規(guī)定從母線指向線路的方向?yàn)檎较?，從線路指向母線的方向?yàn)榉捶较颉ｉ]鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)的工作方式是當(dāng)任一側(cè)方向元件判斷為反方向時(shí)，不僅本側(cè)保護(hù)不跳閘，而且由發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻電流，對側(cè)收信機(jī)接收后就輸出脈沖閉鎖該側(cè)保護(hù)。在外部故障時(shí)是近故障側(cè)的方向元件判斷為反方向故障，所以是近故障側(cè)閉鎖遠(yuǎn)離故障側(cè)；在內(nèi)部故障時(shí)兩側(cè)方向元件都判斷為正方向，都不發(fā)送高頻電流，兩側(cè)收信機(jī)接收不到高頻電流，也就沒有輸出脈沖去閉鎖保護(hù)，于是兩側(cè)方向元件均作用于跳閘。這就是故障時(shí)發(fā)信閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)，其基本邏輯圖如圖4.2.1.1所示。收訊跳閘收訊跳閘圖4.2.1.1閉鎖式保護(hù)a)閉鎖信號(hào)示意圖b)a)閉鎖信號(hào)示意圖b)方向元件配置圖c)邏輯圖第三章典型微機(jī)保護(hù)裝置介紹第一節(jié)WXH-11微機(jī)型線路保護(hù)裝置一.概述WXH-11微機(jī)型線路保護(hù)裝置(以下簡稱裝置)系用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的多CPU成套線路保護(hù)裝置，適用于110kV?500kV高壓輸電線路。裝置配置了四個(gè)硬件完全相同的插件CPU1-4,分別完成高頻保護(hù)(CPU1)、距離保護(hù)(CPU2)、零序保護(hù)(CPU3)以及重合閘(CPU4)功能。另外，還配置了一14

塊接口插件CPU0,完成對各保護(hù)(CPU)插件的巡檢、人機(jī)對話和與系統(tǒng)微機(jī)連接等功能。裝置可一次整定10套保護(hù)定值。CPU1、CPU2、CPU3、三個(gè)保護(hù)插件各設(shè)置一個(gè)啟動(dòng)元件，采取三取二方式，構(gòu)成對跳閘出口的閉鎖，以提高裝置的安全性。CPU1-4插件中任意一個(gè)損壞不會(huì)影響其它三個(gè)插件的功能。借助于各CPU的自檢及CPU0對CPU1-4的巡檢，可以方便的確定故障部位所對應(yīng)的CPU插件，并打印顯示出來。二.裝置硬件該裝置的硬件框圖如圖3.1.1所示。裝置由交流輸入插件、模數(shù)變換插件、保護(hù)插件、接口插件、開關(guān)量輸入插件、跳閘插件、邏輯插件、信號(hào)插件、告警插件、以及穩(wěn)壓電源插件構(gòu)成。高頻保護(hù)CPU1計(jì)數(shù)器單片機(jī)開「出重合閘CPU4計(jì)數(shù)器|高頻保護(hù)CPU1計(jì)數(shù)器單片機(jī)開「出重合閘CPU4計(jì)數(shù)器|單片機(jī)開出距離保護(hù)CPU2計(jì)數(shù)器|單片機(jī)開出零序保護(hù)CPU3計(jì)數(shù)器單片機(jī)開出接口? ;S印機(jī)外部觸點(diǎn)圖3.1.1WXH-11型裝置的硬件框圖三、裝置工作原理1、高頻保護(hù)CPU1：CPU1與高頻收發(fā)訊機(jī)、高頻通道組合完成高頻距離、高頻零序方向保護(hù)功能。高頻保護(hù)自身帶有阻抗和零序方向判別元件。高頻保護(hù)在相間故障時(shí)用高頻距離保護(hù)，在單相接地故障時(shí)用零序方向保護(hù)。啟動(dòng)元件和選相元件均采用相電流差突變量原理。2、距離保護(hù)CPU2CPU2實(shí)現(xiàn)三段式相間距離和三段式接地距離及故障測距功能。均為四邊形阻抗特性，見圖3.1.2。啟動(dòng)元件和選相元件均采用相電流差突變量原理。153、零序保護(hù)CPU3CPU3包括全相運(yùn)行時(shí)的四段式零序電流保護(hù)及非全相運(yùn)行中的不靈敏I段及不靈敏II段保護(hù)。各保護(hù)段均可由控制字選擇是否帶方向。重合閘后加速n、m、w段，可由控制字分別投入或退出，后加速時(shí)間固定為0.1s,零序I段在重合閘后也帶0.1s延時(shí)投入。零序保護(hù)的啟動(dòng)元件和選相元件均采用相電流差突變量原理。4、綜合重合閘CPU4CPU4實(shí)現(xiàn)重合閘和外接不能選相的保護(hù)經(jīng)本重合閘出口跳閘的兩個(gè)功能。選相元件采用相電流差突變量和方向阻抗選相構(gòu)成“或門”。在啟動(dòng)元件剛動(dòng)作時(shí)采用相電流差突變量原理選相，以后則依賴于阻抗選相。第二節(jié)LFP-901微機(jī)型線路保護(hù)裝置.概述LFP-901微機(jī)型線路保護(hù)裝置（以下簡稱裝置）系用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的多CPU成套線路保護(hù)裝置，適用于220kV及以上高壓輸電線路。 裝置包括以工頻變化量方向元件和零序方向元件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I段保護(hù)，有三段式相間和接地距離及二個(gè)延時(shí)段零序方向過流作為后備的全套后備保護(hù)。LFP-901系列中也有帶四段的零序電流保護(hù)程序，供用戶選擇。裝置設(shè)有重合閘出口。根據(jù)需要,實(shí)現(xiàn)單相重合，三相重合和綜合重合閘方式。.裝置硬件裝置整體框圖如圖3.2.116

圖3.2.1LFP-901裝置整體框圖CPU1內(nèi)是一套完整的主保護(hù)。CPU2內(nèi)是一套完整的后備保護(hù)及自動(dòng)重合閘。二套保護(hù)輸出至出口繼電器。CPU3內(nèi)設(shè)裝置總起動(dòng)元件，起動(dòng)后開放出口繼電器正電源，同時(shí)作為通訊管理機(jī)，負(fù)責(zé)三個(gè)CPU之間通訊及人機(jī)對話。三、裝置工作原理.主保護(hù)CPU1為裝置的主保護(hù)，由工頻變化量方向繼電器和零序方向繼電器經(jīng)通道配合構(gòu)成全線路快速跳閘保護(hù)，由工頻變化量距離繼電器構(gòu)成快速獨(dú)立跳閘距離I段；由二個(gè)延時(shí)零序方向過流段構(gòu)成接地后備保護(hù)。.后備保護(hù)及重合閘CPU2為三階段式相間和三階段式接地距離保護(hù),以及重合閘邏輯。三階段式相間和接地距離保護(hù)中的不對稱短路動(dòng)作特性和對稱短路暫態(tài)特性如圖3.2.2a,圖3.2.2b為三相短路穩(wěn)態(tài)特性，圖3.2.2c為反方向故障時(shí)動(dòng)作特性。為了確保0段距離元件的后備作用，III段距離元件三相短路特性包含原點(diǎn)。17

工正向不對稱故障暫、穩(wěn)態(tài)特性正向?qū)ΨQ故障智態(tài)特?性圖3.2.2b.工正向不對稱故障暫、穩(wěn)態(tài)特性正向?qū)ΨQ故障智態(tài)特?性圖3.2.2b.對稱故障穩(wěn)態(tài)特性C.反方向故障時(shí)動(dòng)作特性阻抗繼電器基本特性.啟動(dòng)和管理機(jī)CPU3CPU3設(shè)整機(jī)總起動(dòng)元件，該起動(dòng)元件與方向和距離保護(hù)在電子電路上（包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）完全獨(dú)立，動(dòng)作后開放保護(hù)出口電源。另外，CPU3還作為人機(jī)對話的通訊接口。保護(hù)跳閘,整組復(fù)歸后,CPU3接收CPU2來的電壓電流信號(hào),進(jìn)行測距計(jì)算。第三節(jié)RCS-900系列高壓線路保護(hù)裝置RCS-900系列高壓線路保護(hù)裝置由南京南瑞繼保有限公司生產(chǎn)，其保護(hù)配置及應(yīng)用范圍如表3.3所示：表3.3RCS-900保護(hù)配置及應(yīng)用范圍型號(hào)主要功能應(yīng)用范圍縱聯(lián)保護(hù)距離保護(hù)和零序方向電流保護(hù)RCS-901A縱聯(lián)變化量方向兩段零序220kV及以上電壓等級(jí)輸電線路RCS-9***S$表示可適用于串補(bǔ)線路RCS-901B縱聯(lián)零序方向工頻變化量阻抗三段接地和相間距離自動(dòng)重合閘四段零序RCS-901D一段定時(shí)限加一段反時(shí)限零序RCS-902A縱聯(lián)距離方向縱聯(lián)零序方向工頻變化量阻抗三段接地和相間距離自動(dòng)重合閘兩段零序RCS-902B四段零序RCS-902C兩段零序（用于分相式通道）RCS-902D一段定時(shí)限加一段反時(shí)限零序18

RCS-931A縱聯(lián)分相差動(dòng)兩段零序RCS-931B縱聯(lián)零序方向工頻變化量阻抗三段接地和相間距離自動(dòng)重合閘四段零序RCS-931D一段定時(shí)限加一段反時(shí)限零序RCS-900系列線路及輔助保護(hù)裝置采用單片機(jī)加DSP的結(jié)構(gòu)，將主、后備保護(hù)集成在一塊CPU板上，DSP和單片機(jī)獨(dú)立采樣，由DSP完成所有的數(shù)字濾波、保護(hù)算法和出口邏輯，由CPU完成裝置的總起動(dòng)和人機(jī)界面、后臺(tái)通信及打印功能。硬件模塊見圖3.3。圖3.3硬件模塊圖因DSP具有運(yùn)算速度快、內(nèi)存大的特點(diǎn)，單片DSP就完成了所有的主后備保護(hù)功能，并有較大的冗余，與其它采用DSP的產(chǎn)品相比，不需擴(kuò)展外部內(nèi)存，設(shè)計(jì)更加簡潔可靠。由于起動(dòng)單元與保護(hù)測量單元的數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)在電子電路上完全獨(dú)立，只有總起動(dòng)元件動(dòng)作才能開放出口繼電器正電源，從而保證任一器件損壞不致于引起保護(hù)誤動(dòng)。第四節(jié)PSL-600系列線路保護(hù)裝置PSL-600系列高壓線路保護(hù)裝置由國電南京自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)，其保護(hù)配置及應(yīng)用范圍如表3.4所示：表3.4PSL-600系列保護(hù)配置及應(yīng)用范圍型號(hào)主要功能備注縱聯(lián)保護(hù)距離保護(hù)和零序方向電流保護(hù)自動(dòng)重合閘PSL601能量積分方向、阻抗方向、零序方向快速距離保護(hù)三段式相間距離保護(hù)三段式接地距離保護(hù)四段式零序電流保護(hù)有適用于單斷路器（如雙母線）PSL601A同上同上無3適用于5接線19

PSL602縱聯(lián)距離、零序保護(hù)快速距離保護(hù)三段式相間距離保護(hù)三段式接地距離保護(hù)四段式零序電流保護(hù)有適用于單斷路器（如雙母線接線）PSL602A同上同上無3適用于W接線PSL602AS同上，適用于串補(bǔ)電容線路及相鄰線同上，適用于串補(bǔ)電容線路及相鄰線無3適用于5接線PSL602C縱聯(lián)距離、零序保護(hù)分相通道命令同PSL602,并且距離保護(hù)在同桿雙回線跨線故障時(shí)選跳有適用于單斷路器同桿雙回線PSL602D縱聯(lián)距離、零序保護(hù)分相通道命令同PSL602,并且距離保護(hù)在同桿雙回線跨線故障時(shí)選跳無一 3,、八適用于5接線同桿雙回線PSL600型數(shù)字式超高壓線路保護(hù)裝置保護(hù)功能由數(shù)字式中央處理器CPU模件完成。其中CPU1模件完成縱聯(lián)保護(hù)功能，CPU2模件完成距離保護(hù)和零序電流保護(hù)功能，CPU3模件完成重合閘功能。在硬件上，三塊CPU模件完全一樣；在軟件上，功能相互獨(dú)立，每個(gè)CPU模件單獨(dú)有啟動(dòng)元件，起動(dòng)后開放出口繼電器的負(fù)電源。裝置的插件有：交流模件（AC）、AD模件（AD）、保護(hù)模件（CPU1、CPU2、CPU3），COM模件（COM）、電源模件（POWER）、跳閘出口模件（TRIP1、TRIP2）、信號(hào)模件（SIGNAL）、重合閘出口模件（TRIP3）、人機(jī)對話模件（MMI）。具體硬件模塊圖見圖3.4。圖3.4硬件模塊第五節(jié)WXH-801/802線路保護(hù)裝置20

WXH-801/802高壓線路保護(hù)裝置由許繼電氣股份有限公司生產(chǎn)，其保護(hù)配置及應(yīng)用范圍如表3.5所示：表3.5WXH-801/802保護(hù)裝置主要功能名稱型號(hào)裝置主要功能適用范圍縱聯(lián)方向保護(hù)裝置WXH-801.采用帶補(bǔ)償?shù)恼蚬收戏至康目v聯(lián)方向保護(hù)。具有近端故障快速跳閘的獨(dú)立跳閘方式。.與SF600型收發(fā)信機(jī)、ZSJ-900光纖數(shù)字接口、音頻接口裝置、載波機(jī)或其它接口裝置配合組成縱聯(lián)保護(hù)。.具有三段式相間距離及接地距離保護(hù)。.具有六段式零序電流保護(hù)或反時(shí)限零序電流保護(hù)。.具有選相及分相傳輸信號(hào)功能。.具有重合閘功能。220?500kV線路單斷路器如雙母線、單母線等接線方式。WXH-801/A除不帶重合閘功能外，其余性能同WXH-801,滿足雙斷路器跳、合閘等回路的配合雙斷路器如3/2接線等?？v聯(lián)距離保護(hù)裝置WXH-802.采用縱聯(lián)綜合距離保護(hù)裝置。具有近端故障快速跳閘的獨(dú)立跳閘方式。.與SF600型收發(fā)信機(jī)、ZSJ-900光纖數(shù)字接口、音頻接口裝置、載波機(jī)或其它接口裝置配合組成縱聯(lián)保護(hù)。.具有三段式相間距離及接地距離保護(hù)。.具有六段式零序電流保護(hù)或反時(shí)限零序電流保護(hù)。.具有選相及分相傳輸信號(hào)功能。.具有重合閘功能。單斷路器如雙母線、單母線等接線方式。WXH-802/A除不帶重合閘功能外，其余性能同WXH-802,滿足雙斷路器跳、合閘等回路的配合雙斷路器如3/2接線等。WXH-801/802采用DSP型保護(hù)插件作為保護(hù)CPU。其中CPU1為縱聯(lián)保護(hù)，CPU2為距離保護(hù)，CPU3為零序保護(hù)，CPU4為重合閘(可選)。WXH-801(802),801A(802A)按“三取二”方式投保護(hù)跳閘，即高頻、距離、零序三個(gè)插件中至少有兩個(gè)同時(shí)啟動(dòng)，保護(hù)才能開放出O24V。DSP模塊硬件原理框圖見圖3.521

數(shù)字量諭人口1*￥虐碼

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電源監(jiān)惻數(shù)字量諭出口1**.數(shù)字量輸出—■模擬量輸入口1*￥.虐碼

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電源監(jiān)惻數(shù)字量諭出口1**.數(shù)字量輸出—■模擬量輸入口1*￥.模擬量輸入1?320C32

DSP霧路切換器圖3.5DSP模塊硬件原理框圖第六節(jié)微機(jī)母線保護(hù)裝置一、概述目前，河南省220kV母線保護(hù)裝置從原理上區(qū)分有母聯(lián)電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)和完全電流差動(dòng)保護(hù)。其中，母聯(lián)電流相位比較式差動(dòng)保護(hù)因不能避免電流互感器TA飽和而誤動(dòng)，已基本被淘汰；完全電流差動(dòng)保護(hù)中的中阻抗型母線保護(hù)因?qū)Χ位芈纷杩褂刑厥庖笄艺{(diào)試復(fù)雜也正在淘汰；微機(jī)型母線保護(hù)裝置正在普及應(yīng)用，新建變電站和技改工程均采用微機(jī)母線保護(hù)裝置。各廠家微機(jī)母線保護(hù)均為低阻抗型完全電流差動(dòng)母線保護(hù)，其主要特點(diǎn)是：1、裝置核心部件采用32位CPU，14位及以上AD轉(zhuǎn)換，同步采樣精度高，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。2、帶比率制動(dòng)特性的完全電流差動(dòng)保護(hù)判據(jù)，動(dòng)作更靈敏。3、抗TA飽和判據(jù)，確保在系統(tǒng)發(fā)生故障、TA飽和或故障轉(zhuǎn)換、發(fā)展時(shí)，保護(hù)裝置始終正確并快速反應(yīng)。4、帶有低電壓、負(fù)序電壓、零序電壓判據(jù)的復(fù)合電壓閉鎖。5、TA斷線告警、閉鎖。6、TV斷線告警。7、帶有母聯(lián)斷路器失靈保護(hù)及母聯(lián)死區(qū)保護(hù)。8、帶有母聯(lián)充電保護(hù)（過流保護(hù)）。9、可適應(yīng)TA變比不一致。22

各廠家微機(jī)母線保護(hù)主要技術(shù)性能見表3.6表3.6 微機(jī)母線保護(hù)裝置主要技術(shù)性能WMZ-41RCS-915WMH-800BP-2B生產(chǎn)廠家國電南京自動(dòng)化股份有限公司南瑞保護(hù)公司許繼電氣股份有限公司深圳南京自動(dòng)化研究所CPU32位微處理器32位微處理器32位微處理器32位微處理器采樣頻率每周波24點(diǎn)每周波24點(diǎn)每周波24點(diǎn)每周波24點(diǎn)AD變換16位14位16位14位差動(dòng)保護(hù)判據(jù)帶比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)原理工頻變化量比率差動(dòng)和常規(guī)比率差動(dòng)結(jié)合帶比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)原理復(fù)式比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)原理抗1人飽和方案同步識(shí)別法自適應(yīng)阻抗加權(quán)法同步識(shí)別法同步識(shí)別法母線最大聯(lián)接單元26212424二、WMH-800微機(jī)母線保護(hù)原理簡介1、差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)設(shè)置大差及各段母線小差，大差作為小差的起動(dòng)元件，用以區(qū)分母線區(qū)內(nèi)外故障，小差為故障母線的選擇元件。大差，小差均采用具有比率制動(dòng)特性的瞬時(shí)值電流差動(dòng)算法，其動(dòng)作方程為：|/d|>Idd|/d|>KIfId=kI. If=才|IJi=1 i=l式中Id為某一時(shí)刻差動(dòng)電流瞬時(shí)值，If為同一時(shí)刻制動(dòng)電流瞬時(shí)值，K為比率制動(dòng)系數(shù)（一般為0.65），Idd為差動(dòng)電流整定門坎。注：大差不包括母聯(lián)電流，每段母線小差只包括各自所有連接單元電流。制動(dòng)電流也如此。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作曲線圖3.6.1所示：圖3.6.1差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作曲線23

如滿足上式的動(dòng)作方程，判為母線內(nèi)部故障，母線保護(hù)動(dòng)作，跳開聯(lián)接于故障母線的所有斷路器。大差及小差各自的保護(hù)范圍如圖3.6.2所示：圖3.6.2大差及小差各自的保護(hù)范圍示意圖對單母線（一個(gè)半斷路器）接線方式，不存在大差小差之分。對單母分段接線方式，大差小差的概念及意義是與雙母線一致的。差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖（以雙母線I母故障為例）如下：圖3.6.3 母線差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖圖中Id：大差電流Id1：I母小差電流Idd：大差門坎 Idx：小差門坎K：比率制動(dòng)系數(shù)If：總制動(dòng)電流 If1：I母制動(dòng)電流U1bs：I母電壓閉鎖2、CT飽和的影響及防范措施當(dāng)母線外部發(fā)生故障特別是母線近端發(fā)生外部故障時(shí)，由于直流分量的影響，CT可能發(fā)生飽和，使TA的二次電流發(fā)生畸變，不能真實(shí)反映系統(tǒng)的一次電流，在差動(dòng)回路中有差電流存在，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤判。為解決TA飽和對差動(dòng)保護(hù)判據(jù)的不利影響，采用“同步識(shí)別法”抗TA飽和措施。同步識(shí)別法基于飽和TA特征:241）在系統(tǒng)發(fā)生故障瞬間，無論一次電流有多大，TA不可能同步飽和。從故障發(fā)生到TA飽和至少經(jīng)1/4周波的時(shí)間，在此期間TA能夠正確傳變一次電流。2）TA飽和后，二次電流波形出現(xiàn)畸變、缺損，但當(dāng)一次電流過零點(diǎn)附近，飽和TA二次側(cè)將出現(xiàn)一個(gè)線性傳變區(qū)（即其二次電流能正確反應(yīng)一次電流）。同步識(shí)別法的實(shí)質(zhì)：識(shí)別“差流越限”的出現(xiàn)與“故障發(fā)生”是否同步?！安盍髟较蕖奔磧刹顒?dòng)保護(hù)判據(jù)同時(shí)滿足，“故障發(fā)生”指制動(dòng)電流量If發(fā)生突變。若“差流越限”與“故障發(fā)生”同步出現(xiàn)，則認(rèn)為“差流越限”是由母線發(fā)生區(qū)內(nèi)故障而引起。此時(shí)差動(dòng)保護(hù)在5ms以內(nèi)即可發(fā)出“動(dòng)作出口指令”并記憶保持400ms。若“差流越限”滯后于“故障發(fā)生”，兩者不同步，則認(rèn)為該“差流越限”是由母線區(qū)外故障TA發(fā)生飽和所引起。此時(shí)差動(dòng)保護(hù)可靠不動(dòng)作。當(dāng)判別到區(qū)外故障TA發(fā)生飽和后，保護(hù)邏輯進(jìn)一步主要根據(jù)上述飽和TA特征2）,通過分析在一個(gè)完整周波內(nèi)各采樣點(diǎn)“差流越限”的動(dòng)作情況，并結(jié)合其余輔助判據(jù)，判別故障是否有轉(zhuǎn)換或發(fā)展。若在完整周波內(nèi)各采樣點(diǎn)值滿足“差流越限”的動(dòng)作點(diǎn)數(shù)不夠,則判為仍是區(qū)外故障TA飽和，差動(dòng)保護(hù)可靠不動(dòng)作，并在隨后的每個(gè)完整周波內(nèi)重復(fù)判別，直到“差流越限”完全消失（即區(qū)外故障被切除）。3、TA斷線閉鎖及告警WMH-800母線保護(hù)裝置利用差流進(jìn)行TA斷線的判別。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，大差以及各段母線小差為零。當(dāng)差流連續(xù)越限時(shí)即判為TA斷線，閉鎖斷線相該段母線差動(dòng)保護(hù)并發(fā)告警信號(hào)。4、電壓閉鎖元件電壓閉鎖元件含母線各相低電壓，負(fù)序電壓，零序電壓元件，各元件并行工作，構(gòu)成或門關(guān)系。PT斷線時(shí)，退出斷線相低電壓元件和負(fù)序電壓元件。5、TV斷線告警當(dāng)Ua低于TV斷線定值或負(fù)序、零序電壓長時(shí)間過限（7V）時(shí)，即判為TV斷線，裝置延時(shí)發(fā)TV斷線信號(hào)。TV斷線后退出斷線相低電壓元件和負(fù)序電壓元件，保留健全相低電壓和零序電壓元件。第七節(jié)微機(jī)變壓器保護(hù)裝置一、概述目前，我省220kV電壓等級(jí)的變壓器微機(jī)型保護(hù)裝置正在普及應(yīng)用，新建變電站和技改工程25均采用微機(jī)型變壓器保護(hù)裝置。各廠家保護(hù)裝置的功能配置基本相同，包括差動(dòng)保護(hù)、高壓側(cè)后備保護(hù)、中壓側(cè)后備保護(hù)、低壓側(cè)后備保護(hù)。各廠家差動(dòng)保護(hù)全部采用具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)保護(hù)，區(qū)別只是為了躲過勵(lì)磁涌流而閉鎖差動(dòng)保護(hù)的條件有所不同。有二次諧波制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù)、用間斷角閉鎖原理的差動(dòng)保護(hù)以及用波形畸變閉鎖原理的差動(dòng)保護(hù)。二、PST-1200系列數(shù)字式變壓器保護(hù)裝置簡介PST-1200系列數(shù)字式變壓器保護(hù)裝置由國電南京自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)，是以差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)和瓦斯保護(hù)為基本配置的成套變壓器保護(hù)裝置，適用于500kV、330kV、220kV、110kV等大型電力變壓器。本系列數(shù)字式變壓器保護(hù)裝置有兩種不同原理的差動(dòng)保護(hù)。保護(hù)裝置設(shè)有完全相同的CPU插件，分別完成差動(dòng)保護(hù)功能，高壓側(cè)后備保護(hù)功能，中壓側(cè)后備保護(hù)功能，低壓側(cè)后備保護(hù)功能，各種保護(hù)功