1、WXH-803A/B6微機線路保護裝置技術說明書許繼電氣股份有限公司XJ ELECTRIC CO.，LTD. 許繼電氣股份有限公司版權所有（Ver 1.00） 本版本說明書適用于WXH-803A國網標準版Ver1.00版本及以上程序,許繼電氣股份公司保留對本說明書進行修改的權利，當產品與說明書不符時，請以實際產品為準。 2008.12第一次印刷 WXH-803A微機線路保護裝置前言1、 應用范圍 WXH-803A系列保護裝置主要用作220kV及以上電壓等級輸電線路的縱聯差動主保護及后備保護。其中WXH-803A/X6系列保護裝置則依據Q/GDW 1612007標準，遵循功能配置、回路設計、端子

2、排布置、接口標準、屏柜壓板、保護定值（報告格式）的六部分統一原則。 2、 產品特點2.1裝置系統平臺l 邏輯開發可視化國內首家在高壓保護上實現可視化邏輯編程，保護源代碼完全由軟件機器人自動生成，正確率達到100%，杜絕了人為原因產生軟件Bug。所有的保護邏輯由基本的元件和組建組成。 l 事故分析透明化 通過分層、模塊化、元件化的設計，裝置內部實現了元件級、模塊級、總線級三級監視點，可以監視裝置內部任一個點的數據，發生事故后通過透明化事故分析工具，可以對故障進行快速準確的定位。故障波形回放： l 工程應用柔性化采用功能自描述和數據自描述技術，實現了內容可以通過描述文件以不同的形式重組，功能可以通

3、過配置文件形式重構，解決了不同用戶差異化需求和軟件版本集中管理的矛盾。l 人機界面人性化XJ-GUI和現場調試向導的成功應用，降低了現場維護和運行人員的工作強度，使運行維護工作變得輕松。l 借助XJ-GUI界面設計工具，實現操作界面的靈活定制及人性化設計；l 主接線圖及豐富的實時數據的顯示；l 類WINDOWS菜單，通過菜單提示，可完成裝置的全部操作。 2.3護性能特點l 近端故障動作時間小于10ms，全線內典型金屬性故障小于20ms；配置快速可靠的快速距離保護及快速的自適應浮動門檻的瞬時差動保護；l 差動保護、距離保護采用變動作特性的原理；保護的變動作特性，根據故障類型設置相應特性的保護，設

4、置速動區、一般區、靈敏區，不同區域設置不同數字濾波算法、不同時延； 差動保護動作區域設置 距離保護動作區域設置l 采用精心設計優選的數字濾波新算法，有效保證距離保護的快速動作及測量精度； 設計的各種級聯式的幅頻特性圖 優選新算法的測量阻抗值l 自適應的振蕩判據及先進的振蕩識別功能，確保距離保護在系統振蕩加區外故障能可靠閉鎖，而在系統未振蕩時快速動作，振蕩中區內故障可靠動作；2.4先進的光纖通道技術 l 通道監測按照G.826規范要求，詳細的通道信息使用戶直觀了解通道質量，可進行準確的故障定位；l 通道傳輸采樣值修補功能，利用插值算法修復通道偶爾丟幀或誤碼引起的壞采樣點,提高保護抗通道誤碼的能力

5、； l 光纖通道自適應主從定位技術，主從狀態免整定；l 自適應CT變比，即無需整定對側變比值；l 傳輸狀態數據編碼，自適應修復的狀態量編碼技術；3、 專利技術l 利用電流互感器二次測量電流動態補償其傳遞產生的幅值和相位誤差(200610017752.4)l 差動保護CT變比自適應技術(200310110258.9)l 采樣序號調整同步技術(200310110259.3)l 縱聯差動保護中電流互感器CT斷線識別方法及差動保護方法(200310110257.4)l 繼電保護故障檢測模塊(200310110260.6)l 高壓電網永久性故障自適應判別方法(200410010372.9)目 錄1概述1

6、1.1應用范圍11.2保護配置11.3產品特點11.3.1保護性能11.3.2軟、硬件平臺11.3.3光纖通道技術21.3.4操作界面22技術指標32.1基本電氣參數32.1.1額定交流數據32.1.2額定直流數據32.1.3打印機輔助交流電源32.1.4功率消耗32.1.5過載能力32.2主要技術指標42.2.1縱差保護42.2.2距離保護42.2.3零序電流方向保護42.2.4自動重合閘42.2.5測距部分52.2.6記錄容量及定值區容量52.2.7對時方式52.2.8輸出觸點62.2.9絕緣性能62.2.10沖擊電壓62.2.11機械性能62.2.12抗電氣干擾性能62.3環境條件72.

7、4通信接口72.5光纖通道技術參數82.5.1光纖接口82.5.2繼電保護復用接口83原理介紹93.1啟動元件93.1.1相電流突變量啟動元件93.1.2零序電流啟動元件93.1.3靜穩破壞啟動元件103.1.4差流啟動元件103.2選相元件103.2.1工作電壓突變量選相103.2.2序電流復合選相113.3非全相運行113.3.1非全相狀態識別113.3.2非全相運行狀態下，相關保護的投退113.3.3單相運行時切除三相123.4數字通信接口及同步調整123.4.1通信接口123.4.2通道信息和誤碼監測123.4.3同步調整133.4.4電流差動元件133.4.5分相穩態量差動元件143

8、.4.6分相增量差動元件143.4.7零序電流差動元件143.5階段式距離元件153.5.1三段式接地距離153.5.2三段式相間距離163.6故障開放元件183.6.1短時開放保護183.6.2不對稱故障開放元件183.6.3對稱故障開放元件183.6.4非全相運行時的故障開放判據193.7輔助元件193.7.1PT斷線檢查193.7.2PT反序檢查203.7.3CT反序檢查203.7.4電容電流補償203.7.5CT斷線203.7.6CT飽和213.7.7遠跳、遠傳信號213.8保護邏輯框圖223.8.1差動保護邏輯223.8.2距離保護邏輯233.8.3零序保護邏輯243.8.4單相運行

9、切除運行相邏輯253.8.5跳閘邏輯263.8.6重合閘邏輯284裝置硬件介紹304.1裝置整體結構304.2結構與安裝324.3裝置插件介紹334.3.1交流變換插件(1、2)334.3.2CPU插件344.3.3光纖接口344.3.4開入插件344.3.5信號及出口插件364.3.6出口插件364.3.7通信/通信轉換插件374.3.8穩壓電源插件395定值清單及整定說明405.1定值清單405.2定值整定說明435.3軟壓板456訂貨須知467光纖及光纖連接注意事項467.1概述467.2清潔處理477.3光纖與法蘭連接477.4光纖、尾纖的盤繞與保護471 概述1.1 應用范圍WXH-

10、803A系列保護裝置主要用作220kV及以上電壓等級輸電線路的縱聯差動主保護及后備保護。1.2 保護配置WXH-803A系列線路保護裝置包括以光纖電流差動保護為主體的全線速動主保護，由三段式相間和接地距離保護及階段式零序保護、反時限零序保護構成的后備保護；配置自動重合閘及三相不一致保護。其中WXH-803A/X6系列保護裝置則依據Q/GDW 1612007標準，遵循功能配置、回路設計、端子排布置、接口標準、屏柜壓板、保護定值（報告格式）的六部分統一原則。WXH-803A系列保護裝置根據功能不同設有一個后綴，各后綴的含義如下：序號后綴功能含義1B基本型2C用于串補線路3D用于同桿線路4T用于T接

11、線路5E用于對側為數字化站線路WXH-803A/X6系列保護具體配置如下：產品型號主保護配置功能說明備注WXH-803A/B6主保護差動單通道、2Mb/s接口/R1單TA接入（合TA）/R2雙TA接入（分TA）WXH-803A/T6主保護差動單通道、2Mb/s接口、適用于T接型線路WXH-803A/E6主保護差動單通道，2Mb/s接口，適用于對側為數字化站線路1.3 產品特點基于高性能、高冗余的許繼新一代硬件平臺，可視化的邏輯開發工具實現保護透明化設計，變動作特性原理使保護性能全面提升，先進的光纖通道技術，裝置內存的“日志系統”及“黑匣子”故障定位技術等是該保護裝置的主要特點。1.3.1 保護

12、性能² 動作速度快，線路近端故障動作時間小于10ms，主保護全線內典型金屬性故障小于20ms；² 差動保護、距離保護采用變動作特性的原理，在保證保護速動性基礎上大大提高保護靈敏度；² 采用雙重數字濾波算法協調工作，有效保證距離保護的快速動作及測量精度；² 自適應的振蕩判據及先進的振蕩識別功能，確保距離保護在系統振蕩加區外故障能可靠閉鎖，而在系統未振蕩時快速動作，振蕩中區內故障可靠動作；1.3.2 軟、硬件平臺² 采用高性能、可信賴、功能強大的許繼新一代硬件平臺，16位高精度的雙AD，浮點運算32位DSP，充分考慮冗余及功能擴展，多DSP協同工作

13、完成主后備保護功能；² 可視化的邏輯開發工具VLD，在VLD的開發環境下所有的保護邏輯都是由不同可視化的柔性繼電器組成，實現微機保護的完全透明化設計；² 軟件運行時內存內容“日志系統”及保護邏輯信息“黑匣子”記錄實現異常情況的快速、準確定位；² 裝置采用整體面板、標準6U機箱，插件后插拔，強弱電回路嚴格分開，大大提高裝置的抗干擾能力；² 裝置的AD回路、CPU插件、繼電器線圈等全面自檢。1.3.3 光纖通道技術² 完全支持成幀通信格式，可實現通道故障精確診斷和定位功能；² 通道監測按照G.826規范要求，詳細的通道信息使用戶直觀了解通

14、道質量，可進行準確的故障定位；² 可輸出雙端的瞬時數據，便于通道測試、檢測和維護；² 通道傳輸采樣值修補功能，利用插值算法修復通道偶爾丟幀或誤碼引起的壞采樣點,提高保護抗通道誤碼的能力；² 光纖通道自適應主從定位技術，不需用戶整定；² 自適應CT變比，即無需整定對側變比值；² 專用光纖通道：2 Mb/s高速數據傳輸；復用傳輸通道：復用2Mb/s數率數據（E1）接口傳輸。 1.3.4 操作界面² 借助XJ-GUI界面設計工具，實現操作界面的靈活定制及人性化設計；² 主接線圖及豐富的實時數據的顯示；² 類WINDOWS

15、菜單，通過菜單提示，可完成裝置的全部操作。2 技術指標2.1 基本電氣參數2.1.1 額定交流數據² 額定交流電壓Un： V；² 額定交流電流In：5 A或1 A；² 額定頻率fn：50 Hz 。2.1.2 額定直流數據220 V或110 V，允許變化范圍：80%115%。2.1.3 打印機輔助交流電源220 V，0.7 A，50 Hz/60 Hz，允許變化范圍：80%115%。2.1.4 功率消耗² 交流電壓回路：不大于0.5 VA/相（額定電壓下）；² 交流電流回路：不大于1 VA/相（In =5 A）；不大于0.5 VA/相（In =1

16、A）；² 直流回路： 保護裝置不大于40W（正常進行）；保護裝置不大于60 W（保護動作）；每路開入回路不大于0.5 W。2.1.5 過載能力² 交流電壓回路：1.4 Un -連續工作；² 交流電流回路： 2 In -長期運行；10 In -10 s；40 In -1 s。2.2 主要技術指標2.2.1 縱差保護² 動作電流整定范圍：0.05In2 In；² 整定誤差：±2.5%或±0.01 In；² 整組動作時間：典型金屬性故障動作時間不大于18ms。2.2.2 距離保護² 整定范圍：0.0125(In

17、 =5A)0.05125(In =1A)² 阻抗動作值準確度在線路阻抗角下、滿足精工電壓的條件下，測量阻抗整定值平均誤差不超過±2.5%或±0.01 ² 精確工作電壓：0.25V80V² 精確工作電流范圍：0.05In30In² 段的暫態超越不大于3%² 、段延時時間元件：0.01s10s，整定值誤差不超過±1%或±40ms² 段整組動作時間：在0.7倍整定阻抗內不大于30ms² 快速距離保護動作時間：中長線近端故障時間不大于10ms² PT斷線后過流保護：整定范圍0.05I

18、n 20In，整定延時0.1s 10s2.2.3 零序電流方向保護² 整定范圍：0.05In20In，整定值誤差不超過±2.5%或±0.01In² 零序功率方向元件動作區：² 延時段時間元件：0.01s10s，誤差不超過±1%或±40ms2.2.4 自動重合閘² 具有單重、三重、禁止及停用四種方式；² 同期角度整定范圍為：0°90°；² 重合閘延時時間元件：0.1s10s，誤差不超過±1%或±40ms；² 一次重合閘時間間隔為15s；²

19、 同期角度整定誤差：不大于±3°。2.2.5 測距部分單端故障測距：單端電源金屬性故障時允許誤差：< ±2.5%配置有雙端測距功能，在線路參數準確的情況下，雙端非金屬性故障誤差：< ±2.5%2.2.6 記錄容量及定值區容量² 故障錄波內容和故障事件報告容量記錄保護跳閘前2個周波、跳閘后6個周波所有電流電壓波形；護裝置可循環記錄30次故障事件報告。² 正常波形記錄容量正常時保護可記錄8個周波所有電流電壓波形，以供記錄或校驗極性。² 故障報告容量保護裝置可循環記錄100條故障報告。² 事件記錄容量保護裝置

20、可循環記錄50次異常、告警事件報告；保護裝置可循環記錄50次開入變位記錄報告；保護裝置可循環記錄50次保護事件報告；保護裝置可循環記錄50次裝置操作記錄。² 裝置提供32套定值區2.2.7 對時方式² IRIG-B碼對時；² GPS脈沖對時（分脈沖或秒脈沖）；² 監控系統絕對時間的對時命令；2.2.8 輸出觸點² 在電壓不大于250 V，電流不大于1 A，時間常數L/R為5 ms±0.75 ms的直流有感負荷電路中，觸點斷開容量為50 W，長期允許通過電流不大于5 A。² 電壽命：裝置輸出觸點電路在電壓不超過250 V，電流

21、不超過0.5 A，時間常數為5 ms±0.75 ms的負荷條件下，裝置能可靠動作及返回1000次。² 機械壽命：裝置輸出觸點不接負荷，能可靠動作和返回10000次。2.2.9 絕緣性能² 絕緣電阻裝置所有電路與外殼之間的絕緣電阻在標準試驗條件下，不小于100 M。² 介質強度裝置所有電路與外殼的介質強度能耐受交流50 Hz，電壓2 kV(有效值)，歷時1 min試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現象。2.2.10 沖擊電壓裝置的導電部分對外露的非導電金屬部分外殼之間，在規定的試驗大氣條件下，能耐受幅值為5 kV的標準雷電波短時沖擊檢驗。2.2.11 機械性能

22、78; 工作條件能承受國家或行業標準規定的嚴酷等級為級的振動和沖擊響應檢驗。² 運輸條件能承受國家或行業標準規定的嚴酷等級為級的振動耐久、沖擊耐久及碰撞檢驗。2.2.12 抗電氣干擾性能² 抗輻射電磁場騷擾能力：能承受GB/T 14598.9-2002第4章規定的嚴酷等級為級的輻射電磁場騷擾；² 抗快速瞬變干擾能力：能承受GB/T 14598.10-1996第4章規定的嚴酷等級為級的快速瞬變干擾；² 抗衰減振蕩波脈沖群干擾能力：能承受GB/T 14598.13-1998第3章和第4章規定的嚴酷等級為級的脈沖群干擾試驗;² 抗靜電放電干擾能力：能

23、承受GB/T 14598.14-1998第4章規定的嚴酷等級為級的的靜電放電干擾；² 電磁發射干擾能力: 按GB/T 14598.16-2002第4章規定的傳導發射限值和4.2規定的輻射發射限值。² 抗工頻磁場干擾能力：能承受GB/T 17626.8-1998第5章規定的嚴酷等級為級的工頻磁場干擾。² 抗脈沖磁場干擾能力：能承受GB/T 17626.9-1998第5章規定的嚴酷等級為級的脈沖磁場干擾。² 抗阻尼振蕩磁場干擾能力： 按GB/T 17626.10-1998第5章規定的嚴酷等級為級的阻尼振蕩磁場干擾。² 抗浪涌騷擾能力：能承受IEC

24、60255-22-5:2002第4章規定的浪涌騷擾。² 抗射頻場感應的傳導騷擾能力：能承受IEC 60255-22-6:2001第4章規定的射頻場感應的傳導騷擾。² 抗工頻干擾能力：能承受IEC 60255-22-7:2003第4章規定的工頻干擾。2.3 環境條件² 工作環境溫度：10 55 ，24 h內平均溫度不超過35 ² 儲運環境溫度：25 70 ，在極限值下不加激勵量，裝置不出現不可逆變化，溫度恢復后裝置應能正常工作。² 相對濕度：最濕月的平均最大相對濕度為90%，同時該月的月平均最低溫度為25 且表面無凝露。最高溫度為40 時，平均最

25、大相對濕度不大于50%。² 大氣壓力：80 kPa110 kPa。2.4 通信接口² 通信接口可以采用兩種模式：模式1：4個以太網通信口 + 1個RS-485通訊接口；模式2：2個RS-485通訊接口；² 通信規約可選擇電力行業標準DL/T667-1999（IEC60870-5-103）規約或IEC61850規約。² 打印口，可選RS-485或RS-232。² 調試口，RS-232。2.5 光纖通道技術參數2.5.1 光纖接口² 光纖類型：單模，特性符合CCITT Ree.G652² 光波長：1310 nm (復用或50 k

26、m以內專用方式)² 光纖接收靈敏度： -34 dBm² 發送電平：5 dBm (0 km50km以內專用方式)² 光纖連接器類型：FC2.5.2 繼電保護復用接口² 2Mb/s接口速率：2.048Mb/s；阻抗：75不平衡或120平衡；編碼：HDB3；接口碼型：符合G703.6接口碼型要求；允許通道傳輸延時：單向不大于15ms。通道要求：保護裝置的收發路由相同。3 原理介紹本裝置的保護功能設計，基于許繼公司開發的可視化邏輯開發環境（VLD），同時采用分層、分模塊的設計思想，將保護功能實現按數據處理、元件計算、保護邏輯、出口邏輯等進行劃分； 差動保護、距離

27、保護的動作特性按故障特征采用多種特性自適應變化實現嚴重故障快速動作，弱故障可靠動作；3.1 啟動元件在保護裝置中，啟動元件主要用于系統故障檢測、開放故障處理邏輯及開放出口繼電器的正電源功能，啟動元件動作后，在滿足復歸條件后返回。保護啟動元件包含相電流突變量啟動、零序電流啟動、靜穩破壞啟動、差流啟動等啟動元件，任一啟動元件動作后開放故障處理邏輯。3.1.1 相電流突變量啟動元件通過實時檢測各相電流采樣的瞬時值的變化情況，來判斷被保護線路是否發生故障；該元件在大多數故障的情況下均能靈敏啟動，為保護的主要啟動元件。其判據為：其中：為電流突變量啟動定值。為浮動門檻，隨著變化量輸出增大而逐步自動提高，取

28、1.25倍可保證門檻電流始終略高于不平衡輸出。3.1.2 零序電流啟動元件 主要用于在高阻接地故障情況下保護可靠啟動，作為輔助啟動元件，元件本身帶30ms延時。其判據為：式中：為三倍零序電流，為零序電流啟動定值。3.1.3 靜穩破壞啟動元件當“振蕩閉鎖元件”控制字投入時增設靜穩破壞啟動元件，元件本身帶30ms延時。判據為，正序電流大于靜穩電流定值且突變量啟動元件未啟動。3.1.4 差流啟動元件差動保護設有分相差流啟動元件，用于一側為弱電源或高阻故障時的輔助啟動元件，由差流動作元件復合電壓啟動元件構成；差流動作元件其判據為： 式中，為相量差動電流定值；復合電壓啟動元件其判據為：任一側或或。3.2

29、 選相元件本裝置的選相元件用于距離保護及零序保護動作的選相跳閘，在光纖通道良好兩端數據正確下，選相元件將優先選用基于雙端的差流選相；在無正確的兩側數據情況下采用單端量選相，單端量選相元件分為快速選相元件及延時選相元件，快速選相元件采用故障分量選相元件，延時選相元件采用穩態量選相元件。3.2.1 工作電壓突變量選相基于工作電壓突變量的選相元件不僅靈敏度高，且可以較好的解決跨線故障、短時轉換故障、弱饋故障、振蕩中故障等特殊情況的選相問題；具體方案為：² 求取其中：² 利用突變量值的關系，在六個變化量中選出最大者，并各種故障類型的特征進一步判別，從而確定故障相； 3.2.2 序電

30、流復合選相基于序電流相位關系的序分量選區元件，是根據單相接地故障及兩相接地故障等類型下零序、負序電流的相位關系進行判別，該元件選相靈敏度高、允許接地故障時過渡電阻較大、選相不受非全相運行的影響。圖 31 序分量選區當發生接地故障時，先利用零序電流與負序電流的進行選相分區，根據的角度關系劃分三個區；a) -60° < < 60°對應AN或BCN；b) 60° < < 180°對應BN或CAN；c) 180° < < 300°對應CN或ABN；落入選相區后，對相間阻抗進行判別，如相間阻抗大于整定阻抗，排

31、除相間接地故障的可能性，判為相應選相區的單相接地故障。3.3 非全相運行3.3.1 非全相狀態識別當跳閘固定動作或跳閘位置繼電器TWJ動作且無流時置非全相狀態。3.3.2 非全相運行狀態下，相關保護的投退非全相運行狀態，退出與斷開相相關的相、相間快速距離，同時將零序段退出，保留零序段。3.3.3 單相運行時切除三相當線路因任何原因切除兩相，由單相運行三跳元件切除三相，其判據為：當任一保護投入時，有兩相TWJ動作且另外一相有流，則延時200ms發單相運行三跳命令。3.4 數字通信接口及同步調整3.4.1 通信接口² 通道方式采用專用光纖通道，傳輸速率2Mb/s；采用復接PDH或SDH系

32、統的數字接口，傳輸速率2Mb/s；² 通道連接方式a) 復用方式圖3-2a 復用連接方式b) 專用方式圖3-2b 專用連接方式 3.4.2 通道信息和誤碼監測通道狀態信息在瀏覽菜單中，運行人員查看。保護提供通道顯示信息如下：u 通道延時通道的時延u TS兩側采樣時刻偏差u 秒誤碼率%當前1s內的誤碼率u 嚴重誤碼秒數通道累計出現嚴重誤碼的秒數u 秒誤碼數當前1s內的誤碼數u 丟幀數當前1s內通道的累計丟幀數u 誤碼秒數通道的累計產生誤碼的秒數通信模塊接收到的每一幀數據都需經過CRC檢驗，舍棄或修復錯誤數據。如果通道誤碼率>0.02%，將給出通道異常告警報文信息，表示通道不可靠。

33、通道誤碼嚴重或通道中斷時，將給出通道異常告警信號，差動保護將被閉鎖。通道恢復后，保護自動投入。提示：秒誤碼數與丟幀數是衡量通道當前狀況的重要指標。如果顯示秒誤碼數與丟幀數較大時，可以將通道直接使用尾纖自環然后觀察這兩個指標以判斷引起誤碼的原因。如果自環后誤碼與丟幀依然較大，則查看通道時鐘模式定值是否整定錯誤（應為內時鐘方式）或者光纖插件的法蘭盤是否有損壞處；如果自環后誤碼與丟幀數均降低至0，則可以確定引起通道誤碼或丟幀原因在外部通道，再逐級查找。3.4.3 同步調整高壓輸電線路兩端保護裝置上電時刻不同和采樣晶振偏差，再加上一端采樣數據傳送到另一端的時間延遲，因此，兩端電流量的采樣時刻通常不一致

34、，不能直接進行差動計算。為使進行計算的兩端電流量的采樣時刻一致，需設定一端的采樣時刻為參考基準（主端），另一端參照基準調整自己的采樣時刻（從端），這樣將兩側保護采樣時刻調整一致的過程稱為同步調整。本保護從端首先采用“梯形算法”，計算出兩側保護裝置的采樣偏差；再通過采樣序號調整，對齊兩端采樣序號；從端完成同步調整后，通知主端進入同步狀態，至此兩側完成同步調整過程。3.4.4 電流差動元件本裝置差動元件針對線路保護區內各種故障類型配置了分相穩態量差動、分相故障分量差動及零序電流差動。穩態量差動元件設置快速區元件及靈敏區元件，快速區元件采用短窗相量自適應算法實現快速動作，使保護典型金屬性故障小于18

35、ms；靈敏區采用全周付氏向量算法作為快速區的補充；故障分量差動不受負荷影響，對于區內高阻故障及振蕩中故障性能優越，元件本身采用全周付氏向量算法并略帶延時保證其可靠性； 零序電流差動作為穩態量差動及故障分量的后備延時100ms動作，主要針對緩慢爬升高阻故障；3.4.5 分相穩態量差動元件 動作方程： 式中：動作電流，為兩側電流矢量和的幅值；制動電流，為兩側電流矢量差的幅值；為差動動作電流定值，由用戶整定；整定時應保證末端短路有足夠的靈敏度；整定值應大于1.5倍本線路穩態電容電流值。3.4.6 分相增量差動元件 動作方程： 式中：動作電流，為兩側電流變化量矢量和的幅值；制動電流，為兩側電流矢量差的

36、幅值；為差動動作電流定值。3.4.7 零序電流差動元件動作方程： 式中：動作電流，為兩側零序電流矢量和的幅值；制動電流，為兩側零序電流矢量差的幅值；為差動動作電流定值。該元件滿足條件后延時100ms動作。零序差動元件配合差流選相元件選擇差流最大相出口。圖3-3 差動保護動作特性圖3-3為差動保護動作特性圖，各差動元件動作特性區別僅在于差動電流定值及制動系數的不同，圖中為相應差動元件的動作定值門檻，Coef_K為相應差動元件的比率制動系數。3.5 階段式距離元件裝置設置了三段式相間距離及三段式接地距離保護；相間距離保護由圓特性阻抗復合躲負荷線構成，接地距離保護由多邊形特性阻抗元件構成。3.5.1

37、 三段式接地距離 由多邊形特性阻抗元件、零序電抗元件、零序功率方向元件復合構成接地距離、段保護； ² 、段動作特性： 圖3-4a 接地距離多邊形特性 圖3-4b零功方向元件特性 零序電抗線：零序功率方向：注：在非全相過程中動作元件的特性不變，方向由工頻變化量方向代替；² 段動作特性： 圖3-4c 接地距離多邊形特性 圖3-4d零功方向元件特性 ² 測量方程（X，R的測量） 其中：為零序電流補償系數；注：對手合加速及后加速投入反方向偏移阻抗繼電器。3.5.2 三段式相間距離 相間距離、段保護采用由正序電壓極化的圓特性。 ² 、段動作特性： 圖3-5a正方向

38、故障的動作特性（帶記憶） 圖3-5b 正方向故障的動作特性（穩態）² 段動作特性： 圖3-5c正方向不對稱故障時動作特性 圖3-5d 三相故障時動作特性（偏移阻抗）正序極化電壓較高時，由正序電壓極化的距離繼電器有很好的方向性；當正序電壓下降至20%以下時，由正序電壓記憶量極化。為保證正方向故障能動作，反方向故障不動作，設置了偏移特性。在、段距離繼電器暫態動作后，改用反偏阻抗繼電器，保證繼電器動作后能保持到故障切除。在、段距離繼電器暫態不動作時，改用上拋阻抗繼電器，保證母線及背后故障時不誤動；對后加速則一直使用反偏阻抗繼電器。動作方程、比相圓： 為偏移角；電抗線：段比相圓：式中：為極化

39、電壓。全相時采用正序極化，非全相過程中改為健全相相間電壓極化；為工作電壓。3.6 故障開放元件3.6.1 短時開放保護相電流突變量啟動元件，能靈敏反映各種不對稱和對稱故障，利用該元件動作后瞬時開放保護，如識別系統失穩后的期間再發生故障時則采用不對稱故障開放及對稱故障開放保護邏輯。3.6.2 不對稱故障開放元件不對稱故障判別元件的基本出發點就是檢測三相不對稱度。不對稱故障判別元件的動作判據為：I2+I0mI1 采用這種故障判別元件在振蕩過程中發生區外故障時不會誤開放保護，在區內故障只要兩側功角較小就能開放保護。若TS=0.1s，在=±36°的區間將歷時20ms，段距離繼電器可

40、以動作。由于m1，一般線路兩側保護同時開放，在不利的情況下才是一側保護段跳閘后另一側縱續動作。3.6.3 對稱故障開放元件在啟動元件開放150ms以后或系統振蕩過程中，如發生三相故障，則上述開放措施均不能開放保護，本裝置中另設置了專門的振蕩判別元件，即判別測量振蕩中心的電壓： 其中：為線路阻抗角， ， 為正序電壓。 圖3-6 系統電壓相量圖在系統正常運行或系統振蕩時，恰好反應振蕩中心的電壓。本裝置采用的動作判據分二部分： 延時150ms開放 延時500ms開放。 3.6.4 非全相運行時的故障開放判據 非全相運行系統振蕩時，距離繼電器可能動作，但選相區為跳開相。非全相再單相故障時，距離繼電器動

41、作的同時選相區進入故障相，因此，可以以選相區不在跳開相作為開放條件。 另外，非全相運行系統未振蕩時，測量非故障二相電流之差的工頻變化量，當該電流突然增大達一定幅值時開放非全相運行振蕩閉鎖。因而非全相運行發生故障時能快速開放。 以上二種情況均不能開放時，測量兩健全相相間電壓的，判據同全相時的對稱開放元件。3.7 輔助元件3.7.1 PT斷線檢查PT斷線僅在線路正常運行時投入，保護啟動后不進行PT斷線檢測。² PT斷線判據為：a三相電壓相量和大于7V，即自產零序電壓大于7V，保護不啟動，延時1秒發PT斷線異常信號。b三相電壓相量和小于8V，但正序電壓小于30V時，若采用母線PT則延時1秒

42、發PT斷線異常信號；若采用線路PT，且沒有三相跳位（經電流確認）時，延時1秒發PT斷線異常信號。裝置通過整定控制字來確定是采用母線PT還是線路PT。² 判別PT斷線后退出距離保護，同時自動投入PT斷線相過流和PT斷線零序過流保護，零序過流段退出，零序過流段退出方向元件，滿足電流門檻后直接出口。² PT斷線恢復后保護延時2秒恢復正常，PT斷線異常信號返回。3.7.2 PT反序檢查PT反序判據為：負序電壓（U2）大于四倍正序電壓（U1）且負序電壓（U2）大于12V。此判據帶1秒延時，報PT反序，驅動告警繼電器。3.7.3 CT反序檢查CT反序判據為：負序電流（I2）大于四倍正序

43、電流（I1）且負序電流（3I2）大于0.1In。此判據帶1秒延時, 報CT反序，驅動告警繼電器。3.7.4 電容電流補償電容電流補償用于精確評估當前系統差流量。² 電容電流的計算公式如下：式中為線路零序容抗定值、為線路正序容抗定值、為線路全長零序阻抗、為線路全長正序阻抗、為本側相電壓相量、為本側零序電壓相量、為本側相電流相量、為本側零序電流相量² 根據上式計算出每一相的電容電流值，若需要補償，則采用本端全補償。補償公式如下：式中為本側補償后相電流相量，為對應相電容電流相量，k為電容電流補償系數，根據線路并聯電抗器和線路容抗定值計算得出。 3.7.5 CT斷線由于差動保護的靈

44、敏性，對CT二次回路的監視應更加嚴格，其中CT斷線可能引起誤動。當一側CT斷線時，本側可能會電流突變量啟動，但對側不會電流突變量啟動，且系統電壓不會發生變化。由于差動保護經過以下把關邏輯：兩側電流突變量同時啟動或一側電流突變量啟動時需有電壓變化量，因此差動保護不會開放而誤動作。基于雙端量的CT斷線判據只考慮系統不發生故障情況下單側CT斷線。CT斷線判據的邏輯圖如下： 圖3-7 CT斷線邏輯框圖圖中電流門檻0.04In，CT斷線邏輯中差流門檻為0.8倍相差定值和0.15In之間的小值，當裝置檢測到有差流存在且該相一側無流時，延時10秒報該側CT斷線；差流長期存在邏輯的差流門檻0.8倍相差定值，若

45、檢測到有差流而該相兩側都有流，延時10秒報差流長期存在。CT斷線時，發生故障或系統擾動導致啟動元件動作，若“CT斷線閉鎖差動”整定為“1”，則閉鎖該相電流差動保護；若整定為“0”，則仍開放電流差動保護。對于后備保護仍需單獨設置CT斷線判據，即3I0啟動12S不返回且無零序電壓，則發CT斷線告警信號，且閉鎖3I0啟動保護功能，CT斷線后僅保留距離、段保護。零序反時限保護不受CT斷線控制；3.7.6 CT飽和當發生區外故障時，CT可能會飽和，如不采取措施，差動保護可能會誤動，本裝置采用快速區內外識別元件及CT飽和開放元件相結合，判出系統未發生飽和時開放差動保護。用于3/2接線方式時，如果采用相鄰2

46、個CT和電流接入時，采用本側和電流及對側電流判斷CT飽和；如果采用相鄰2個CT電流分別接入時，采用本側分電流及對側電流判別CT飽和，提高了裝置抗CT飽和能力。3.7.7 遠跳、遠傳信號保護裝置設計了兩路遠傳信號回路，經一側裝置的兩個強電開入端子，通過本側裝置的數字通道交換的雙端信息，利用應用數據幀，并采用正反碼校驗的機制向對側傳送；對側保護裝置接收處理后各輸出兩付空接點，供用戶靈活選擇使用。保護裝置還設計了可代替遠跳裝置的遠跳命令功能，可實現遠方跳閘功能；裝置設遠跳開入信號，可傳輸遠跳信號到對側，對側收到經正反碼校驗的遠跳后，進行跳閘命令的處理。本側永跳后無流則閉鎖遠跳功能。3.8 保護邏輯框

47、圖3.8.1 差動保護邏輯 圖3-8 差動保護邏輯框圖 上圖以A相為例。保護投入包含軟壓板和硬壓板，兩個均投入時認為保護投入；通道數據異常包含誤碼高、連接錯誤（裝置混聯）、通道中斷、自環狀態與整定不一致及兩側失步等情況；CT斷線時，若CT斷線閉鎖控制字投入，則分相閉鎖差動保護，否則若滿足差動判據則出口； 3.8.2 距離保護邏輯 圖3-9 距離保護邏輯框圖 ² 全相及非全相時配置三段式相間距離及接地距離保護。² 在手合故障時設置了按阻抗段加速切除故障的功能，考慮到手合故障PT可能在線路側，手合加速阻抗帶偏移特性。² 距離保護在系統未振蕩時一直投入突變量啟動元件瞬時

48、開放距離保護，當保護識別出系統振蕩時則閉鎖突變量啟動元件，并由不對稱開放元件、對稱開放元件、非全相開放元件開放距離保護。² 線路重合閘時一直投入距離段加速保護，當振蕩閉鎖元件投入時，加速時投入經振蕩開放元件開放的距離段保護，當振蕩閉鎖元件未投入時，則投入不經振蕩開放元件開放的加速距離段保護。² 距離加速保護當距離任一段投入時，該保護投入。3.8.3 零序保護邏輯 圖3-10 零序保護邏輯框圖 ² 全相時投入零序各段均投入，零序段固定受零序方向控制，零序段是否經方向控制可整定；² 非全相時退出段，投入零序反時限，零序段延時時間為max零序段延時 - 500

49、ms, 500ms；² 合閘后投入零序加速段，不經方向，單重加速零序加速段延時60ms，手合及三重加速零序加速段延時100ms；² 距離控制字投入時，PT斷線過流保護投入，PT斷線時自動投入零序過流及相過流，經同一延時動作；² PT斷線時退出零序過流段；零序過流段退出方向元件，滿足電流門檻后直接出口；² 本裝置采用其標準反時限特性方程中的正常反時限特性方程：其中：為電流基準值，對應“零序反時限電流定值”； 為時間常數，對應“零序反時限時間”定值； 為固定延時時間，對應“零序反時限最小時間”定值；² 零序反時限保護最長動作時間50s；²

50、 零序反時限保護設置“零序反時限經方向”控制字：投入時全相保護經零序方向元件開放；當PT斷線時退出方向元件，滿足電流條件后直接出口；3.8.4 單相運行切除運行相邏輯 圖 311 單相運行切除運行相邏輯 當線路因任何原因僅有一相在運行時，由單相運行三相跳閘保護切除運行相，判據為僅有兩相跳位且對應相無流（<0.04In），而運行相電流大于0.08In時延時200ms發三相跳閘命令。3.8.5 跳閘邏輯 圖3-12 跳閘邏輯框圖 ² 快速距離保護、距離段和II段、零序段動作時經選相跳閘；距離段在選相無效而動作元件不返回時則延時100ms三跳。距離II段、零序II段選相無效而動作元件

51、不返回時直接三跳；² 保護跳閘經有流保持，最短發40ms。² 相間故障、發展性故障、距離段、零序段直接跳三相。² 零序反時限動作時跳三相，同時永跳。² 距離段以及零序段、多相故障可經用戶選擇永跳；加速段動作、PT斷線過流動作時永跳，閉鎖重合閘。² 單相跳閘延時250ms后報“跳閘失敗”并永跳閉重。3.8.6 重合閘邏輯 圖 313 重合閘邏輯框圖 圖 314 重合閘充電邏輯框圖 ² 本裝置重合閘為一次重合閘方式, 可實現單相重合閘、三相重合閘；重合閘的啟動方式可以由保護動作啟動或開關位置不對應啟動方式；當與其它公司帶有重合閘的保護裝置

52、配合時，可以投入禁止重合方式，此時重合閘不溝三；當投入停用方式時重合閘溝三；投入單重時，未充滿電過程中重合閘溝三。² 三相重合時，可采用檢線路無壓重合閘或檢同期重合閘。檢無壓時，檢查抽取電壓小于0.3倍UXN或母線電壓小于30V；檢同期時，檢查抽取電壓大于0.7倍Uxn和母線電壓大于40V，且線路和母線電壓間相位差在整定范圍內；若“重合閘檢同期方式”和“重合閘檢無壓方式”均不投入時，走無檢定方式。² 閉鎖重合條件是為了線路兩套重合閘同時使用時不會出現多次重合。重合閘啟動過程中若對應相有流則閉鎖重合出口。² 充電條件：為避免多次重合閘，重合閘必須在“充電” 15s完

53、成后，才可能啟動。當斷路器在合位，跳閘位置繼電器不動作，無閉鎖重合條件開始充電。² 放電條件：永跳、單重方式時三跳、跳閘位置繼電器動作持續24s、充電未滿時啟動重合閘、外部閉鎖重合開入、停用方式、禁止重合方式、重合出口時均可放電。當合閘壓力不足時，若重合閘未啟動，延時200ms后放電，閉鎖重合閘；當合閘壓力不足時，在200ms內若重合閘啟動，則閉鎖重合閘的放電回路。重合閘置單重方式，則三相跳閘后，重合閘放電不重合。² 單相跳閘或任一跳位動作啟動重合閘，在單相重合閘計時過程中，查詢有無三跳位置開入，若有則按三相跳閘啟動重合處理。² 三相跳閘啟動重合計時開始：檢無壓方

54、式投入時無壓開始重合計時，檢同期方式投入時同期開始重合計時； ² 重合閘方式由控制字決定。² 在線路正常運行時重合閘自適應判別抽取電壓的幅值、相位。4 裝置硬件介紹4.1 裝置整體結構保護裝置采用新一代32位基于DSP的通用硬件平臺。整體大面板，全封閉機箱，硬件電路采用后插拔的插件式結構，CPU電路板采用6層板，并采用表面貼裝技術，提高了裝置可靠性。裝置有兩個完全獨立的、相同的CPU板，并具有獨立的采樣、A/D變換、邏輯計算及啟動功能。兩塊CPU板啟動經二取二邏輯開放出口電源。另有一塊人機對話板，由一片DSP專門處理人機對話功能。人機對話擔負鍵盤操作和液晶顯示功能。正常時，液晶顯示當前時間、各側電流、電壓、差電流。人機對話中所有的菜單均為簡體漢字。通過本公司為保護提供的軟件，可對保護進行更為方便、詳盡的監視與控制。模擬量變換由交流變換插件完成，功能是將CT、PT二次電氣量轉換成小電壓信號。保護開入、信號、出口各由1塊對應插件完成，接點不足時有預留的擴展位置。² 裝置的整體結構圖 4.2 結構與安裝² 裝置的外形尺寸如圖所示。 圖4-2 裝置機箱外形尺寸² 裝置的安裝