PRS-711AB-212技術(shù)使用說明書

UYG深瑞

PRS-711A/B微機線路成套保護裝置

技術(shù)說明書

Ver2.12

編寫：俞偉國張廣嘉

審核：侯林陳遠生

批準：徐成斌

長園深瑞魅保自動化有限公司

（原深圳南瑞科技有限公司）

二。。八年八月

1裝置概述.................................................1

1.1應(yīng)用范圍..........................................................1

1.2保護配置..........................................................1

1.3主要性能特點......................................................2

2技術(shù)參數(shù)...................................................3

2.1機械及環(huán)境參數(shù)....................................................3

2.2額定電氣參數(shù)......................................................3

2.3主要技術(shù)指標(biāo)......................................................3

2.4通訊接口..........................................................5

2.5縱聯(lián)保護通道說明..................................................5

3保護原理...................................................6

3.1起動元件..........................................................6

3.2選相元件..........................................................6

3.3距離繼電器........................................................7

3.4零序電流保護.....................................................12

3.5弱饋線保護.......................................................12

3.6不對稱故障相繼速動保護...........................................13

3.7雙回線相繼速動保護（橫聯(lián)保護）...................................14

3.8振湯閉鎖.........................................................15

3.9TV斷線檢測和緊急狀態(tài)保護.......................................15

3.10合閘于故障保護...................................................16

3.11縱聯(lián)保護........................................................17

3.12重合閘...........................................................20

3.13低周減載.........................................................23

3.14低壓減載.........................................................23

3.15過負荷保護.......................................................24

3.16其它異常告警.....................................................24

3.17保護功能與壓板對應(yīng)表.............................................25

4輔助功能...................................................26

4.1信號系統(tǒng).........................................................26

4.2事故分析與過程記錄...............................................26

5定值及整定說明...........................................33

匚二PRS-711微機線路成套保護裝置口

5.1保護元件配置.....................................................33

5.2數(shù)值型定值.......................................................33

5.3投退型定值.......................................................34

5.4軟壓板定值.......................................................35

5.5選配元件定值.....................................................36

5.6定值整定說明.....................................................37

6裝置測控功能說明..........................................41

6.1遙測量...........................................................41

6.2遙信量...........................................................41

6.3遙控量...........................................................43

7硬件說明..................................................44

7.1裝置整體結(jié)構(gòu)（硬件原理圖）.......................................44

7.2出口接點.........................................................45

7.3輸入開關(guān)量.......................................................45

7.4信號接點.........................................................46

7.5裝置接線與安裝...................................................46

8訂貨須知..................................................49

8.1基本訂貨參數(shù).....................................................49

8.2裝置型號說明....................................................49

附錄A裝置使用...............................................50

A.1面板布置與顯示

50

A.2菜單界面操作說明.................................................52

附錄B裝置調(diào)試與投運.........................................67

B.1調(diào)試資料準備......................................................67

B..............................................................................................................................................2

通電前檢查...............................................................67

B.3上電檢查..........................................................67

B.4整機調(diào)試.........................................................67

B.5裝置投入運行操作步驟..............................................68

B.6注意事項..........................................................68

附錄C保護裝置通訊說明（IEC60870-5-103規(guī)約）.................71

C.1定值和交流量......................................................71

C..............................................................................................................................................2

保護加乍手滓............................................................71

C.3自檢信息..........................................................72

C.4保護開關(guān)量.......................................................74

C5軟壓板遙控、遙信點表.............................................74

C.6故障錄波實際通道序號表（ACC）...................................75

附錄D失靈起動功能說明.........................................76

【附圖1】裝置端子排接線圖..........................................77

【附圖2】裝置操作板（WB741B）原理接線圖............................78

【附圖3】裝置電壓切換板（WB751B）原理接線圖......................79

【附圖4】裝置前視后視圖............................................80

【附圖5】裝置外形及機柜安裝開孔尺寸圖..............................81

1裝置概述

1.1應(yīng)用范圍

PRS-711A/B微機線路成套保護裝置為微機實現(xiàn)的數(shù)字式高壓線路快速保護裝置，適用于llOkV及

以下電壓等級、中性點直接接地、故障時三相跳閘能夠滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的線路。

PRS-711A/B線路保護裝置的型號分類如下：

包括完整的距離和零序保護，用于無特殊要求的llOkV高壓輸電線

路。

PRS-7UAJ在PRS-711AA的基礎(chǔ)上增加了縱聯(lián)距離及縱聯(lián)零序保護全蜀邈卒

UOkV高壓輸電線路，與專用收發(fā)信機配合，載波實現(xiàn)縱聯(lián)裸解豉頻

在PRS-711AA的基礎(chǔ)上增加了縱聯(lián)距離及縱聯(lián)零序保護

PRS-711AP用于要求

全線速動的llOkV高壓輸電線路，裝置內(nèi)置光端機，通過光纖通道實

現(xiàn)縱聯(lián)保護。

PRS-711B(A,-在GA型的基礎(chǔ)上增加了測控功能。

以上裝置均設(shè)有三相一次重合閘功能，自帶跳合閘操作回路以及交流電壓切換回路。

L2保護配置

PRS-711A/B裝置提供了豐富的保護元件，可根據(jù)用戶需求進行配置。

縱聯(lián)距離保護縱聯(lián)零序保護突變量距離繼電器四段相間距離三段接地距離四段零序方向過

流零序反時限過流弱饋線保護不對稱故障相繼速動保護雙回線相繼速動保護合閘于故障保

護電壓斷線檢測和緊急狀態(tài)保護振蕩閉鎖三相一次自動重合閘檢同期手合滑差/無滑差閉鎖

低周減載低壓減載過負荷保護控制回路斷線告警

?TA異常告警

?角差異常告警

?TWJ異常告警

1.3主要性能特點

?采用32位浮點DSP和16位高精度A/D采樣，運算與邏輯功能強大。

?單元化設(shè)計、模塊化結(jié)構(gòu)，可擴充性強。

?大屏幕漢字彩色液晶顯示、直觀友好的界面菜單、完備的過程記錄，信息詳細直觀，操作調(diào)試方

便。

?以高可靠性工業(yè)級器件為主體，采用自動監(jiān)測、補償技術(shù)提高硬件電路穩(wěn)定性、可靠性。

?封閉、加強型單元機箱，多層屏蔽等抗振動、抗強干擾設(shè)計。

?裝置包含由超范圍距離方向和零序方向元件構(gòu)成的全線速動縱聯(lián)保護，動作速度快，全線速斷時間

小于30mso

裝置的兩個CPU板具有獨立的起動元件，兩個起動元件均動作時整套保護裝置才能出口，保護安全

性高。

不受振蕩影響，在系統(tǒng)振蕩（無故障）時可靠不誤動，在振蕩中又發(fā)生故障時仍能保持保護動作的

快速性與選擇性。

不受弱饋側(cè)安裝的影響，具備在弱電源側(cè)的正確保護功能。

在手動和自動合閘時有合閘于故障保護快速切除全線各種故障。

在TV斷線時可投入可靠的緊急狀態(tài)保護，確保裝置性能。

完善的事故分析功能，包括保護動作事件記錄、故障起動記錄、故障錄波記錄、裝置運行記錄、開

入變位記錄，及裝置自檢記錄和閉鎖記錄等，可再現(xiàn)故障情況及故障時保護裝置的動作行為。

（裝置可保存最新的128次動作事件記錄和32次錄波記錄。）

靈活的后臺通信方式：三個TCP/IP以太網(wǎng)接口，兩個RS485接口，兩個CANBUS接口，一個串行

打印口，一個GPS脈沖接入口（差分輸入或空接點輸入，對秒、分脈沖和IRIG-B串行編碼三種校

時方式自適應(yīng)）。支持電力行業(yè)標(biāo)準IEC60870-5-103規(guī)約。以太網(wǎng)口還支持IEC61850規(guī)約。

2技術(shù)參數(shù)

2.1機械及環(huán)境參數(shù)

機箱結(jié)構(gòu)尺寸：正常482.6mmx177mmx278mm（寬x高x深）

工作溫度：極限工作-5~45°C

溫度:貯存及運輸：-10?55c

相對濕度：大氣壓-25?70c

力：耐震能力：5%-95%

86-IO6KPa

:由由c壬?占七n：出由nic

2.2額定電氣參數(shù)

頻率：50Hz

交流電流：交流電5A或1A（額定電流IN）

壓：直流工作電源：100V或57.7V（額定電壓UN）

數(shù)字系統(tǒng)工作電壓：220V/110V,允許偏差:-20%-+15%

繼電器回路工作電壓:+5V,允許偏差:±0.15V

允許偏差:

功耗：+24V,±2V

交流電壓回路:

每相不大于0.5VA

交流電流回路:

每相不大于0.5VA

直流電源回路：

正常工作時，不大于20W

保護動作時，不大于25W

保護回路過載能力:

交流電壓回路:

交流電流回路：

1.2倍額定電壓，連續(xù)工作2倍額定電流，連續(xù)工作

10倍額定電源，允許10s40倍額定電流，允許1s

直流電源回路:80-115%額定電壓，連續(xù)工作

裝置經(jīng)受上述的過載電流/電壓后，絕緣性能不下降。

2.3主要技術(shù)指標(biāo)

2.3.1定值精度

1）電流定值誤差：W±3%

2）電壓定值誤差：W±3%

3）阻抗定值誤差:W±3%

4）整組動作時間

工頻變化量距離元件：縱聯(lián)保護5?10ms（近處）；<20ms（末端）

全線動作時間：距離保護I段：〈30ms

5）時間定值的動作精度誤差：<30ms

6）各段保護返回時間誤差：W最大整定值的1%或±40ms

7）告警延時誤差：W30ms

8）距離保護<60ms

精確工作電壓：

精確工作電流：IV0.5V

9）低周保護0.”,（最小）；40。（最大）

低周保護低頻定值誤差：頻率

滑差定值誤差：W±0.01Hz

10）三相一次重合閘wO.lHz/s

檢同期元件角度誤差：

檢同期有壓元件：w+3。

檢無壓元件：一一

>40V±5%V或>70V±5%V

延rTr時rl聯(lián)差：

遙測量計量等級<3W土5%V或<50V±5%V

11）

電流、電壓、頻率：<4°mS

其他：

遙信量分辨率：0,2級

信號輸入方式：級

裝置定值整定范圍及步長見定值表。小于1ms

于循排占

2.3.2輸出接點容量

裝置出口和信號接點單接點最大允許接通功率為150W或1250VA,最大允許長期接通電流5A,多付

接點并聯(lián)時接通功率和電流可以適當(dāng)提高。接點斷開容量不小于50W,

2.3.3時鐘和校時

裝置內(nèi)部實時時鐘在裝置掉電時，可自動切換為內(nèi)部鋰甩池供電，在電池?zé)o短路及其它異常情況

下，后備電池工作時間不少于10年。環(huán)境溫度為25r時，實時時鐘誤差每月不超過±1分鐘。

2.3.4電磁兼容

靜電放電性能符合：GB/T14598.14T998（IV級）

快速瞬變干擾性能符合：GB/T14598.10-2007（IV級）

浪涌（沖擊）抗擾度性能符合：GB/T14598.18-2007（IV級）

高頻電氣干擾（1MHz脈沖群）性能符合：GB/T14598.13T998GH級）

輻射電磁場干擾性能符合：GB/T14598.9-2002（m級）

2.3.5絕緣試驗

絕緣試驗符合:GB/T14598.3-936.0

沖擊電壓試驗符合:GB/T14598.3-938.0

2.4通訊接口

裝置具有可選擇的網(wǎng)絡(luò)通訊方式：CAN網(wǎng)、485網(wǎng)或以太網(wǎng)，通信速率可整定。裝置還提供一個串

行打印口和一個GPS脈沖接入口（差分輸入或空接點輸入，對秒、分脈沖和IRIG-B串行編碼三種校時方

式自適應(yīng)）。支持電力行業(yè)標(biāo)準正C60870-5-103規(guī)約。以太網(wǎng)口還支持正C6185O規(guī)約。

2.5縱聯(lián)保護通道說明

裝置的縱聯(lián)保護能同各種通道通信設(shè)備（繼電保護專用收發(fā)信機及復(fù)用載波機等）接口。發(fā)、停信

控制采用一副接點，不發(fā)信即為停信。當(dāng)用于專用閉鎖式時，通道邏輯由保護裝置實現(xiàn)，收發(fā)信機的停

信和發(fā)信完全由保護控制。對于閉鎖式，為了防止通道上的干擾，保護中設(shè)置了兩級延時確認，一是保

護必須在收到高頻信號8ms后才允許停信；二是保護停信后要連續(xù)8ms收不到高頻信號才能動作出口。

當(dāng)用于允許式時，必須連續(xù)8ms收到對側(cè)的允許信號才能動作出口。

裝置的縱聯(lián)保護的收發(fā)信還可以通過光纖通道實現(xiàn)，用于允許式保護。保護裝置與光纖通道相連實

現(xiàn)方案有兩種，一是采用接點方式，同時外配光纖接口裝置，保護裝置收發(fā)信節(jié)點與光纖接口裝置相連

實現(xiàn)收發(fā)信功能；二是增加內(nèi)置光纖接口板，直接與光纖通道相連。

3保護原理

3.1起動元件

裝置的兩個CPU板具有獨立（相同）的起動元件，兩個起動元件均動作時整套保護裝置才能出口，

有效保證了整套保護裝置的安全性。

裝置的起動元件分為五部分：電流突變量起動、零序過流起動、相過流起動、低周起動及低壓起動。

任一起動條件滿足則確認保護起動。

1）電流突變量起動

電流突變量起動元件采用相電流的變化量作判斷，其動作判據(jù)為

M>1.25叫+Msel,O=A,B,C（3-1）

式中：Mr為浮動門檻，Mm為“電流突變量起動定值”。當(dāng)任一相電流突變量滿足起動門檻時保護起動。

在恒定負荷狀態(tài)下，M=0,因此M可以在三相短路電流較小（小于負荷電流）的情況下起動。

2）零序過流起動

為保證遠距離故障或經(jīng)大電阻故障時保護可靠起動，設(shè)置零序過流起動元件。其動作判據(jù)為

310>'0Set（3-2）

式中：、為“零序電流起動定值”。該式滿足并持續(xù)30ms后，起動元件動作。

3）相過流起動

相過流起動元件的動作判據(jù)為

舄〉1.21”（3-3）

如果負荷緩慢增加，三相電流始終保持對稱，則前面兩個起動元件可能都不起動，此時當(dāng)滿足式（3-

3）后延時起動。

4）低周起動

當(dāng)?shù)椭鼙Ｗo投入，系統(tǒng)頻率低于整定值，且無低電壓閉鎖和滑差閉鎖時，低周起動元件動作并展寬

7秒打開起動繼電器。

5）低壓起動

當(dāng)?shù)蛪罕Ｗo投入，系統(tǒng)電壓低于整定值，三個線電壓均大于20V,且無電壓滑差閉鎖和電壓不平衡

時，低壓起動元件動作并展寬7秒打開起動繼電器。

3.2選相元件

本裝置保護的計算采用突變量選相與穩(wěn)態(tài)量選相測量相結(jié)合的方式。突變量選相快速可靠，只在保

護起動后30ms內(nèi)投入；穩(wěn)態(tài)量選相采用多重判據(jù)，用電流選相與電壓選相相結(jié)合，都是將故障相與健全

相相對比較，能自適應(yīng)于系統(tǒng)運行方式的變化，提高了靈敏度；并且用穩(wěn)態(tài)量選相可適應(yīng)

故障轉(zhuǎn)換，使延時段保護也可按選相結(jié)果進行測量。

3.2.1突變量選相

突變量選相比較電壓電流復(fù)合突變量N/e=AUeZx-（其中Z為一設(shè)定的阻抗常數(shù)）

的幅值。

1）由于該補償電壓中沒有零序分量，使選相變得明確；

2）由于AU/?=AU-中包含了電壓突變量和電流突變量，提高了選相的靈敏度。

3.2.2穩(wěn)態(tài)量選相

穩(wěn)態(tài)量選相邏輯如下：

1）判斷是否接地：若3Uo>UQS”且3A）>/施時，判為接地故障，反之為不接地故障。

2）接地故障選相：利用心和A的相位關(guān)系，初步確定可能的故障類型；再根據(jù)電壓的關(guān)系，確定

是單相接地還是兩相接地。

3）不接地故障選相：無振蕩時利用，2<0.56區(qū)分三相對稱故障，有振蕩時利用力（0.125/］區(qū)分

三相對稱故障，然后通過對線電壓大小的排序確定兩相故障的故障相。

3.3距離繼電器

本裝置分別設(shè)置了突變量距離繼電器及四段相間距離繼電器和三段接地距離繼電器，各段保護均可

由用戶整定獨立投退。

3.3.1突變量距離繼電器

突變量接地距離繼電器的動作判據(jù)為

'AU,?|

'AU?=|AU?-Z〃（A/@+KAlo）?=A,B,C（3-4）

突變量相間距離繼電器的動作判據(jù)為

A，e>如

'A（/"=|At/?e-ZqAIee\=AB,BC,CA（3-5）

式中：Ue、Ue?為相和相間補償電壓；AU?、AU?e為U?和U?e的突變量；％0|、U”|0【為U#和U初在

故障前的值，其二次值近似為圖=57.7V.=100V；Zzd為突變量距離繼電器的整定阻

抗。

分析表明，突變量距離繼電器有：1）距離性；2）方向性。其保護范圍由整定阻抗決定。在阻抗平

面上的動作特性如圖3-1所示。圖中MN=ZL（線路全長阻抗），MY-ZZd,圓Ci和C2分別為正、

反方向故障時的動作特性，圖中Zs,.,>Zs”分別為正反方向故障時的系統(tǒng)阻抗。

圖3-1突變量距離繼電器動作特性

本保護在故障后40ms內(nèi)依次用6個突變量相和相間距離繼電器進行測量，充分發(fā)揮突變量保護原理

的優(yōu)點，快速切除線路40%范圍內(nèi)的各種故障（包括在出口和背后母線上同時發(fā)生的復(fù)故障），在故障

40ms后則退出突變量距離保護。裝置的設(shè)計實現(xiàn)了突變量保護與穩(wěn)態(tài)量保護、選相測量與不選相測量的

完美結(jié)合。

3.3.2四段相間距離

3.321相間距離I、II、III段

1）兩相故障

假設(shè)選相結(jié)果為BC相間（接地或不接地）故障，姆歐繼電器的動作判據(jù)為

270°>-~一“.>90°（3-6）

1/-7I

式（3-6）在阻抗平面上的動作特性如圖3-2所示，圖中Z"分別為保護安裝側(cè)母線至本側(cè)及對

側(cè)的系統(tǒng)阻抗。圖中的圓C1和C2分別為繼電器在正、反方向的動作特性。正方向短路時測量阻抗落于

圓C1內(nèi)，繼電器能靈敏的動作；反方向短路時測量阻抗落于第H1象限，繼電器肯定不會動作，方向性

十分明確。

需要提及注意的是，正、反方向故障時的動作特性必須以正、反方向故障為前提導(dǎo)出，圖3-2中C1

包含原點表明正向出口經(jīng)或不經(jīng)過渡電阻故障時都能正確動作，并不表示反方向故障時會誤動。

2）三相故障

三相故障仍采用BC相參數(shù)進行測量，和兩相故障不同的是極化電壓用本相記憶電壓，其動作判據(jù)

為

uisC0）

270°>am-------z1>90°（3-7）

BC~plziTBC

在記憶電壓存在期間，其正、反方向的動作特性仍分別為圖3-2中的圓C1和C2；但在記憶作

用消失后，UBC。就是故障后母線實際的殘壓，因而正反方向動作特性圓C1,C2均變成圖中的圓C3,此圓

稱為繼電器的穩(wěn)態(tài)特性，對正、反方向故障都適用。

由圖3-2可見，在記憶作用消失后，繼電器對出口和母線上故障的方向判別將變得不明確。本裝置

采取給穩(wěn)態(tài)特性設(shè)置電壓死區(qū)的方式來解決這一問題：背后母線上故障時，殘壓不足以克服死區(qū)，繼電

器始終不會動作；正向出口故障時在記憶電壓作用下繼電器立即動作；在繼電器已動作的條件下，如果

殘壓未發(fā)生變化，說明故障仍然存在，就將繼電器的動作一直保持下去。

圖3-2相間距離元件（姆歐繼電器）動作特性

33.2.2相間距離IV段（對側(cè)Y/△變后備保護）

相間距離第IV段主要是作為對側(cè)Y/A降壓變壓器低壓側(cè)故障的遠后備保護。中、低壓系統(tǒng)降壓變

壓器的阻抗往往大于線路阻抗，在變壓器低壓側(cè)故障時由于對側(cè)母線上電源的助增作用，使線路第HI段

距離繼電器的靈敏度不足；同時，又由于Y/A變壓器高、低壓側(cè)相位的差異（轉(zhuǎn)角30。）使得對低壓側(cè)兩

相短路故障，在高壓側(cè)應(yīng)當(dāng)用相阻抗而不是相間阻抗繼電器測量才能正確反應(yīng)距離，而此時又沒有零序

電流出現(xiàn)，給選相測量帶來一定困難。本裝置采用一個負序距離繼電器和一個拋球特性相間距離繼電器

相結(jié)合的方式圓滿地解決了此問題。

相間距離IV段動作，閉鎖重合閘。

1）兩相故障

負序距離繼電器用來保護變壓器低壓側(cè)不對稱故障，動作判據(jù)為

\U2~Zp4zdh\>\U\~Zp4zdl\（3"8）

式中：%4zd為相間距離IV段阻抗定值，Zp4M=1.2（ZL+kcZr）,ZL和Zr分別為線路和降壓變的阻

抗（見圖3-3）,七為對側(cè)電源的最大助增系數(shù)。

此繼電器的優(yōu)點有：

a）以負序分量為動作量，不反應(yīng)負荷；

b）反應(yīng)負序分量，不受Y/A轉(zhuǎn)角影響；

C）一個繼電器反應(yīng)各種相別的兩相短路；

d）對兩相短路的炎敏度可以比裝置起動元件更靈敏，但是不反應(yīng)三相短路。

2）三相故障

拋球特性的相間距離繼電器用來保護變壓器低壓側(cè)三相短路故障，動作判據(jù)為

U-zI

270°>arg------------:―>90°（3-9）

U—ZI

BCLp4zdBC

降壓變壓器低壓側(cè)故障時常伴隨變電站直流電源消失，因此線路保護的遠后備作用十分重要。若由

于遠后備靈敏度不足或錯誤測量，將導(dǎo)致變電站設(shè)備的嚴重?zé)龘p，損失慘重。采用本裝置專設(shè)的相間距

離第IV段（對側(cè)Y/△變后備保護）將有效的保護此類故障，所以本保護也可稱為變電站故障的遠后備保

護。

綜上所述，完整的四段相間距離繼電器的動作特性如圖3-4所示（記憶電壓存在期間，動作特性如

圖中實線圓；記憶電壓消失后，動作特性如圖中虛線圓）。

圖3-3為被保護線路接線示意圖。對應(yīng)圖3-3,圖3-4中的AB段代表本線路、BC段代表相鄰線路，

BD段代表對側(cè)降壓變的分支。

圖3-4中及以上各公式中：ZpXzd為“相間距離I段阻抗定值”，Zp2為“相間距離n段阻抗定

值"，4,3zd為“相間距離山段阻抗定值”，4MM為''相間距離IV段阻抗定值”。

圖3-4四段相間距離繼電器動作特性

3.3.3三段接地距離

為了提高接地距離繼電器的動作特性，使其能覆蓋較大的接地過渡電阻又不會發(fā)生超越，本裝

置采用了零序電抗繼電器。零序電抗繼電器的動作判據(jù)為

360°>arg巴中~二■2*,（>isoO（3-10）

V

z_z

式中：斤為“零序阻抗補償系數(shù)”，其計算公式為％=M—以，其中ZLO和Z/.1分別為“線路零

3Z“

序阻抗二次值”和“線路正序阻抗二次值”定值，在實際應(yīng)用中建議采用實測值對立值進行整定。本裝

置經(jīng)過選相，保證在單相故障時，只有故障相才用零序電抗繼電器測量，將兩相短路接地故障劃歸相間

故障，由相間距離繼電器測量。

式（3-10）在阻抗平面上的動作特性如圖3-5所示，為經(jīng)過整定阻抗矢量末端的直線。裝置采用零序

功率方向繼電器來保證接地距離繼電器的方向性，同時在零序電抗繼電器的動作判據(jù)中將/0相位后移0

度，適當(dāng)限制其動作區(qū)，提高安全性。。

另外，裝置還增設(shè)了姆歐繼電器，以進一步解決接地距離繼電器超范圍誤動作的問題。姆歐繼電器

（假設(shè)為A相）的動作判據(jù)為

270°>arg--以@>90°（3-11）

2zj2d人+kX%）

極化電壓的相位前移。度，其作用是在短線路應(yīng)用時，將方向阻抗特性向第I象限偏移，以擴大允

許故障過渡電阻的能力。零序電抗繼電器與姆歐繼電器的配合使用，既擴大了繼電器的動作特性對接地

過渡電阻的覆蓋能力，又使繼電器能可靠地避免了超越。（0取值范圍為0°、15°、30°,被保護線

路越短。取值越大。）

綜上所述，完整的三段接地距離繼電器的動作特性如圖3-5所示（圖中實線圓為20°,虛線圓為

0=30°）。

以上圖形及公式中：Z徐為“接地距離I段阻抗定值”，乙2招為“接地距離H段阻抗定值”，z滁

為“接地距離in段阻抗定值”。式（3-11）中角度。為“接地距離偏移角度定值”。

3.4零序電流保護

本裝置配置有四段零序過流保護和零序反時限保護。每段保護及其方向元件的投退均可由用戶設(shè)定,

并符合現(xiàn)場習(xí)慣。

保護裝置在外部開入端子上設(shè)有“零序I段”、“零序n段”、“零序ni段”、“零序iv段”投退

壓板，使用靈活。

3.4.1四段零序過流保護

零序過流保護各段方向元件可獨立投退，其正方向判據(jù)為

3U&

180°<<340°（3-12）

30

當(dāng)零序電壓電流低于門檻值（3Uo<2V或3/o〈零序電流起動定值）時，零序正方向元件不動

作。

本裝置的零序電流和零序電壓均由保護內(nèi)部計算產(chǎn)生，杜絕了因接線錯誤而導(dǎo)致的方向誤判，

可根據(jù)整定確定是否在TV斷線時投入零序保護，但此時方向元件自動退出。

3.4.2零序反時限過流保護

反時限特性方程為

80xTP

"（〃/P）2-1（3-13）

式中：。為“零序反時限起動電流”定值，刀,為“零序反時限時間常數(shù)”定值。

零序反時限過流保護受零序過流I段壓板控制投退。

3.5弱饋線保護

弱饋線的電源容量很小，正常自線路吸收功率，線路故障時供出的短路電流小于負荷電流。由于電

源容量很小，對線路故障可假設(shè)無電源進行分析。

1）接地故障時由于變壓器中性點接地，可以有相當(dāng)大的零序電流流過，由于系統(tǒng)容量很小，等值電

源的正、負序阻抗遠大于變壓器的零序阻抗，因而正、負序電流很小，因而可近似認為

IA=IB=Ic=7o；由于電源容量很小，故障相電壓顯著下降，變壓器的健全相以高壓側(cè)為原

邊，低壓側(cè)為副邊，而故障相以低壓側(cè)為原邊，高壓側(cè)為副邊，短路功率由健全相經(jīng)低壓側(cè)流

□

向故障相，再由故障相高壓側(cè)流向故障點，因此，線路保護的故障相距離繼電器能正確測量。

2）BC兩相短路接地時，可能出現(xiàn)=Ic,UB=Uc,UBCUO,IBCUQ,相間距離繼電

器變得不靈敏，此時采用B相或C相全阻抗繼電器測量，其動作判據(jù)為

\z,2zd（,B+kX3/0）>UB\或\z,2zd。c+kx3IO）>|”C|GM

式中：Ze2zd為“接地距離II段阻抗定值”。

3）線路上發(fā)生兩相短路不接地故障時，若無電源則流過保護的正、負序電流都將由故障點流向母

線，只要負荷的負序等值阻抗小于正序等值阻抗，相間距離繼電器也能正確測量。

4）線路上發(fā)生三相短路時，只在短路后很短時間內(nèi)負荷中的旋轉(zhuǎn)電機能向線路供給短路電流，以

后便既無電壓也無電流，這種情況下沒有保護也無妨。如果有小電源不迅速解列，則頻率急劇下

降，使微機保護的采樣周期與下降后的頻率之間產(chǎn)生明顯差異，使計算混亂，所以當(dāng)檢測到頻率下

降到46Hz時應(yīng)迅速跳閘，根本出路在于小電源應(yīng)迅速與系統(tǒng)解列。

3.6不對稱故障相繼速動保護

單回線末端發(fā)生不對稱故障時，對側(cè)斷路器的三相跳閘可被檢測出來，檢測對側(cè)斷路器三相跳閘的

方法主要有以下兩種：

1）如線路有一定的負荷電流，當(dāng)對側(cè)斷路器三相跳閘時必有健全相的電流下降到線路的充電電流。

這種方法的局限性在于負荷電流必須顯著大于電容電流。

2）線路末端發(fā)生接地短路故障時流經(jīng)保護的零序電流與電源容量的大小和系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有

關(guān)。當(dāng)線路兩側(cè)變壓器中性點都接地時相當(dāng)數(shù)量的零序電流分流到對側(cè)變壓器中，在對側(cè)斷路器三

相跳閘后流經(jīng)本側(cè)的零序電流很少不發(fā)生變化的。利用零序電流幅值的變化一上升或下降超過原始

值的20%,就判定對側(cè)三相跳閘。這種方法的局限性在于線路兩側(cè)變壓器中性點都必需接地。

如圖3-6所示，線路末端不對稱故障時，N側(cè)I段動作快速切除故障，由于三相跳閘，非故障相電流

同時被切除，當(dāng)M側(cè)保護測量到健全相負荷電流突然消失或零序電流幅值有較大變化，而11段距離元件

連續(xù)動作不返回，將M側(cè)開關(guān)不經(jīng)II段延時定值而經(jīng)小延時確認即可跳閘（設(shè)小延時是為了提高安全

性），切除故障。

不對稱故障相繼速動保護的邏輯圖如圖3-7所示。

圖3-6被保護線路接線示意圖2

不對稱故障相繼速動投入

距離11,人r不對稱故障相緯速動或作

起動前有負海：電施

旦持續(xù)1S健全相無140nls0.?

流

37o>0A1n

零序電流變化＞0.2倍記憶值

圖3-7不對稱故障相繼速動保護邏輯圖

3.7雙回線相繼速動保護（橫聯(lián)保護）

雙回線相繼速動保護又稱為橫聯(lián)保護，它是在雙回線上通過橫向比較兩回線階段式保護中測量元件

的動作邏輯，可以在線路末端（第I段保護范圍以外）發(fā)生故障時依靠縱續(xù)動作快速切除故障。

在線路末端故障時兩回線的保護都能靈敏地起動，為了防止超越（避開雙回線區(qū)外故障），由另一

回線的保護第HI段實現(xiàn)閉鎖，即每回線的保護第HI段向另一回線的保護發(fā)閉鎖信號，將后者的II段雙

回線相繼速動保護元件閉鎖。當(dāng)對側(cè)保護第I段動作、斷路器跳開后，健全線保護第HI段立即返回，解

除對故障線相繼速動保護元件的閉鎖，于是后者的距離II段相繼速動保護元件經(jīng)過短延時作用于跳閘（稱

為縱續(xù)動作）。雙回線區(qū)外故障時兩回線的保護相互閉鎖，區(qū)外故障切除時兩回線保護各段都返回，閉鎖

信號解除也不會誤動。為了安全起見，必須曾經(jīng)收到閉鎖信號，然后閉鎖信號消失才可能實現(xiàn)縱續(xù)動作。

另外，縱續(xù)動作帶小延時也有利于提高安全性。

如圖3-8所示，雙回線L1的近N側(cè)發(fā)生故障，M側(cè)的保護裝置Ml,M2的距離HI段都動作，相互

發(fā)信號閉鎖對方的H段雙回線相繼速動保護元件。當(dāng)故障被N側(cè)保護N1的I段切除，保護裝置M2的距

離HI段返回，同時收回對保護Ml的閉鎖信號，而保護Ml的距離H段仍在動作，它收不到閉鎖信號后

經(jīng)過短延時動作跳閘。

本裝置橫聯(lián)保護的優(yōu)點是不論線路的工況如何，雙回線兩側(cè)的橫聯(lián)保護都能有效地發(fā)揮作用。當(dāng)線

路轉(zhuǎn)為單回線運行時橫聯(lián)保護自動退出，保護無需整定，運行人員不必干預(yù)，也不利用斷路器輔助接點,

所以簡單、方便、可靠。

MN

Ml/N1

—CD------------------CZJ——

圖3-8被保護線路接線示意圖3

雙回線相繼速動投入

保護跳閘

距離III段動作

雙同線相繼速動投入

距離H段動作

MiU頌續(xù)胡劍"主總

圖3-9雙回線相繼速動保護邏輯圖

3.8振蕩閉鎖

本裝置的振蕩閉鎖分為三個部分，任意一個動作即開放保護。

3.8.1瞬時開放保護

在起動元件動作后起始的160ms以內(nèi)無條件開放保護，保證正常運行情況下突然發(fā)生故障能快速開

放。如果在160ms延時段內(nèi)的距離元件已經(jīng)動作，則說明確有故障，則允許該測量元件一直動作下去，

直到故障被切除。

3.8.2不對稱故障開放元件

不對稱故障時，振蕩閉鎖回路可由對稱分量元件開放，該元件的動作判據(jù)為

|/o|+\I>m\A\(3-15)

其中：m的取值根據(jù)最不利的系統(tǒng)條件下振蕩又區(qū)外故障時，振蕩閉鎖不開放為條件驗算，并留有相當(dāng)

的裕度。

3.8.3對稱故障開放元件

在起動元件開放160ms以后或系統(tǒng)振蕩過程中，如發(fā)生三相故障，上述二項開放措施均不能開放保

護。因此對對稱故障設(shè)置專門的振蕩判別元件，測量振蕩中心電壓，其測量方法如下

Uos=Ucoso(3-16)

式中：U為正序電壓，9為正序電壓與電流的補償夾角一一正序電壓Ui與正序電流/的夾角加上

90o減去“線路正序阻抗角度”(定值)，即有

(p=Z.G、3)+90。一Z(線路正序阻抗角)(3-17)

對稱故障用Ucos。判斷兩側(cè)電勢的相位差5；在母180。時，Ucoso接近于0。在三相短路時不

論故障點遠近如何，Ucos。等于或小于電孤的壓降，約為額定電壓的5%。裝置在判斷系統(tǒng)進入振蕩時

置振蕩標(biāo)志，在t/coso下降到接近5%時測量振蕩的滑差，使得Ucos。元件很準確地躲過振蕩中

UcosoV0.05U”的時間，不開放保護。在振蕩中發(fā)生故障時Ucos。V0.05U〃保持不變，于是經(jīng)小延

時開放保護。由于躲過振蕩所需的延時是根據(jù)對滑差實時測量的結(jié)果確定的，因此既能有效地閉鎖保護,

又使振蕩中發(fā)生三相短路時最大限度地降低了保護的延時。

3.9TV斷線檢測和緊急狀態(tài)保護

3.9.1(母線)TV斷線

裝置設(shè)有兩種檢測TV斷線的判據(jù)，兩種判據(jù)都帶有延時，且僅在線路正常運行、起動元件不起動

的條件下投入；若起動元件已起動就不進行電壓斷線的檢測，直到保護整組復(fù)歸后重新投入。同時，TV

斷線信號只在三相電壓恢復(fù)正常并持續(xù)10s之后才可復(fù)歸，此后恢復(fù)正常保護程序。

1)單相或兩相斷線檢查：

a)3Uo>8V,延時1.3s報TV斷線;

b）lh>0.51/'且0.17/",延時1.3s報TV斷線。

2）三相失壓檢查：

a）U\<6y且任一相有流（I?>0.06In），延時1.3s報TV斷線。

b）Ui<6V且TWJ不動作，延時1.3s報TV斷線。

3.9.2線路TV斷線

裝置在重合閘投入的情況下，根據(jù)所投入的不同的重合閘檢定方式，由重合閘對抽取電壓進行檢測:

當(dāng)開關(guān)不在跳位或者有電流流過，母線有電壓，線路無電壓，則報線路電壓TV斷線。保護在檢測到抽取

電壓TV斷線后閉鎖重合閘。線路TV斷線檢測邏輯如圖3-10所示。

投不檢

投檢線無壓母無壓

投檢母無壓線有壓

投檢線無壓母有壓

投檢同期

投雨合閘

線無壓母

有壓

任一相有流

無跳位

圖3-10線路TV斷線檢測邏輯圖

3.9.3緊急狀態(tài)保護

當(dāng)檢測到電壓斷線后立即發(fā)出斷線信號，保護轉(zhuǎn)為“緊急狀態(tài)保護”。在TV斷線情況下，將距離

保護、縱聯(lián)保護及零序方向元件退出，同時繼續(xù)監(jiān)視TV電壓，當(dāng)電壓恢復(fù)后，延時自動解除閉鎖。緊急

狀態(tài)保護包括：

1）無方向性的二段定時限過電流保護，受“距離保護投退”壓板控制；

2）無方向性的零序過流保護（II、山、IV段），它實際上是原有零序過流保護將零序方向元件取

消，定值不變。

3.10合閘于故障保護

本裝置后備保護設(shè)有合閘于故障保護，在手合或重合閘動作后、斷路器由跳位變?yōu)楹衔唬ɑ螂娏鲝?/p>

無到有）的開始20