UYG深瑞

PRS-702S超高壓線路成套保護(hù)裝置

技術(shù)說明書

Ver1.00

編寫：俞偉國張廣嘉

審核：侯林陳遠(yuǎn)生

批準(zhǔn)：徐成斌

廿園深瑞雅保自動化有限公司

（原深圳南瑞科技有限公司）

二。o九年二月

說明：PRS-702S裝置運(yùn)用于220kV及以上系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)版本軟件分類如下：

序號軟件版本備注

適用數(shù)字式通道方式（光纖通道），滿足Q/GDW161-2007線路保護(hù)及輔助

1PRS-702S裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范，適用于220kV及以上系統(tǒng)的國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化線路縱聯(lián)距離保

護(hù)

適用高頻通道方式，滿足Q/GDW161-2007線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)

2PRS-702S-J

范，適用于220kV及以上系統(tǒng)的國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化線路縱聯(lián)距離保護(hù)

目錄

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

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

1.2保護(hù)配置..........................................................1

1.3主要性能特點(diǎn)......................................................1

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

2.1機(jī)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..........................................................4

2.5縱聯(lián)保護(hù)通道說明..................................................4

3.保護(hù)原理...................................................6

3.1啟動元件..........................................................6

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

3.3縱聯(lián)距離方向保護(hù)..................................................7

3.4縱聯(lián)零序方向保護(hù)..................................................8

3.5距離繼電器........................................................9

3.6零序電流保護(hù).....................................................13

3.7振蕩閉鎖.........................................................14

3.8PT斷線檢測和緊急狀態(tài)保護(hù)........................................15

3.9合閘于故障保護(hù)...................................................15

3.10非全相運(yùn)行.......................................................16

3.11三相不一致.......................................................17

3.12重合閘...........................................................17

3.13跳閘邏輯和重合閘閉鎖.............................................19

3.14壓板邏輯.........................................................22

3.15弱饋保護(hù).........................................................22

3.16縱聯(lián)保護(hù)邏輯框圖.................................................23

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

5.1PRS-702S-J定值（非數(shù)字式通道）...................................33

5.2PRS-702s定值（數(shù)字式通道）......................................35

5.3定值整定說明....................................................38

6..............................................................................................................................硬

件說明............................................................42

6.1裝置整體結(jié)構(gòu)（硬件原理圖）.......................................42

6.2動作出口.......................................................43

6.3輸入開關(guān)量.......................................................44

6.4信號接點(diǎn).........................................................45

6.5裝置接線與安裝...................................................45

附錄A裝置使用........................................................................46

A.1面板使用說明

46

A.2菜單界面操作說明

49

A.3裝置運(yùn)行報(bào)告及事故報(bào)告范例

63

A.4裝置漢字定值整定說明............................................66

附錄B裝置調(diào)試與投運(yùn)............................................74

B.1調(diào)試費(fèi)料準(zhǔn)備.....................................................74

B.2通電前檢查

74

B.3±電檢查

74

B.4整機(jī)調(diào)試

74

B.5裝置投入運(yùn)行操作步驟............................................76

B.6注意事項(xiàng)........................................................76

附錄C光通信模塊說明............................................78

C.1光通信模塊.....................................................78

C.2通信可靠性

78

C.3通信時鐘方式

79

C.4自環(huán)方式說明

79

C.5遠(yuǎn)跳和遠(yuǎn)傳.....................................................79

【附圖1】裝置端子排布置圖（裝置背視圖）..............................80

【附圖2】裝置端子排接線圖............................................81

【附圖3】裝置外觀及安裝開孔尺寸圖....................................82

1.裝置概述

1.1應(yīng)用范圍

PRS-702s裝置為全數(shù)字式的超高壓線路成套保護(hù)，主要適用于220kV及以上電壓等級、需選相跳閘的

高壓輸電線路保護(hù)。

PRS-702s裝置包括以距離方向元件和零序方向元件為主體構(gòu)成的縱聯(lián)保護(hù)；以突變量距離繼電器構(gòu)成

的快速距離保護(hù)；以三段式相間距離、三段式接地距離保護(hù)、兩段零序電流保護(hù)、一段零序反時限保護(hù)、三

相不一致保護(hù)等組成的全套后備保護(hù)，并配有靈活的自動重合閘功能。

根據(jù)縱聯(lián)通道的不同，裝置可分別與光纖通道及高頻通道配合使用。與高頻通道配合時，裝置縱聯(lián)接

口采用單接點(diǎn)方式，與專用收發(fā)信機(jī)或復(fù)用載波機(jī)配合實(shí)現(xiàn)全線速動的縱聯(lián)保護(hù)；若縱聯(lián)保護(hù)采用光纖通道,

裝置可內(nèi)置光通訊板，傳送允許信號及開關(guān)量。

L2保護(hù)配置

PRS-702s超高壓線路成套保護(hù)裝置具有如下保護(hù)和告警功能：

?縱聯(lián)距離方向保護(hù)

?縱聯(lián)零序方向保護(hù)

?快速距離保護(hù)

?三段式接地距離保護(hù)

?三段式相間距離保護(hù)

?兩段零序電流保護(hù)

?一段零序過流反時限保護(hù)

?PT斷線緊急狀態(tài)保護(hù)

?非全相運(yùn)行狀態(tài)保護(hù)

?合閘于故障保護(hù)

,一次重合閘功能

?三相不一致保護(hù)

?PT斷線告警

?CT異常告警

?TWJ異常告警

1.3主要性能特點(diǎn)

-硬件上，保護(hù)CPU采用先進(jìn)的32位浮點(diǎn)DSP處理器，主保護(hù)采樣速率48點(diǎn)/周，后備保護(hù)采樣速

率24點(diǎn)/周，全面保證計(jì)算速度及精度；管理CPU采用32位RISC芯片，運(yùn)行實(shí)時操作系統(tǒng)，技

術(shù)先進(jìn)可靠，便于維護(hù)和升級，具有很強(qiáng)的兼容性。

?主保護(hù)和后備保護(hù)各有獨(dú)立的啟動元件，兩個啟動元件均動作時整套保護(hù)裝置才能出口，保護(hù)裝置

安全性高。

?動作速度快，能高速切除全線路各種故障，線路近端故障跳閘時間小于10ms,末端故障跳閘時間小

于25mso

?主保護(hù)強(qiáng)調(diào)安全性及快速性，充分利用暫態(tài)過程的信息，采用積分算法，計(jì)算速度快；后備保護(hù)強(qiáng)

調(diào)準(zhǔn)確性，采用付氏算法，計(jì)算精度高。

?快速距離保護(hù)采用突變量距離繼電器，能快速切除保護(hù)范圍內(nèi)各類故障。

?暫態(tài)選相與穩(wěn)態(tài)選相有機(jī)結(jié)合的選相策略，保證了在各種復(fù)雜故障情況下選相的快速性、準(zhǔn)確性。

?不受系統(tǒng)振蕩影響。在振蕩（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(hù)的快速

性與選擇性。

?自動檢測非全相運(yùn)行狀態(tài)，配有非全相運(yùn)行狀態(tài)下的保護(hù)。

?在手動和自動合閘時有合閘于故障保護(hù)快速切除全線各種故障。

?不受弱饋側(cè)安裝影響，具備在弱電源側(cè)的正確保護(hù)功能，能適應(yīng)正、負(fù)序阻抗過大，或兩側(cè)零序阻

抗差別過大的各類情況。

?裝置的零序功率方向元件采用自產(chǎn)零序電壓，縱聯(lián)零序方向保護(hù)不受零序電壓大小的影響，在零序

電壓較低的情況下能可靠保證方向元件的正確性。

?在平行雙回或多回有零序互感關(guān)聯(lián)的線路發(fā)生接地故障時，能有效防止非故障線路零序方向保護(hù)的

誤動作。

?靈活的自動重合閘功能。

?完善的事故分析功能，包括保護(hù)事件記錄、故障啟動記錄、故障錄波記錄、保護(hù)投退記錄、裝置運(yùn)

行記錄、開入記錄以及自檢記錄和閉鎖記錄等?？稍佻F(xiàn)故障情況以及故障時保護(hù)裝置的動作行為。

?包括液晶顯示、運(yùn)行狀態(tài)光字牌及按鍵在內(nèi)的簡明的顯示界面和人機(jī)操作功能。

?裝置對外提供的通信接口有：三個TCP/IP以太網(wǎng)接口，三個RS485口，一個串行調(diào)試口，一個串

行打印口。一個GPS脈沖接入口（差分輸入或空接點(diǎn)輸入，自動適應(yīng)秒脈沖、分脈沖和IRIG-B直

流碼方式）。通信規(guī)約采用電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：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(jī)械及環(huán)境參數(shù)

機(jī)箱結(jié)構(gòu)尺寸：482.6mmx265.9mmx261.5mm（寬x高x深）

正常工作溫度：-5笛—45℃

極限工作溫度：-10C-55C

貯存及運(yùn)輸：-25C?70C

相對濕度：5%~95%

大氣壓力：86-106KPa

22額定電氣參數(shù)

頻率：50Hz

交流電流：5A或1A（額定電流IN）

交流電壓：100V或57.7V（額定電壓UN）

直流工作電源：220V/110V,允許偏差：-20加~+15%

數(shù)字系統(tǒng)工作電壓：+5V,允許偏差：土0.15V

繼電器回路工作電壓：功+24V,允許偏差：±2V

耗：

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，全裝置不大于35W跳閘動作時，全

裝置不大于50W

保護(hù)回路過載能力：

交流電壓回路：1.2倍額定電壓，連續(xù)工作

2倍額定電壓，允許Is

交流電流回路：2倍額定電流，連續(xù)工作10倍額定電源，允許

10s

40倍額定電流，允許Is

直流電源回路：80--115%額定電壓，連續(xù)工作

裝置經(jīng)受上述的過載電壓/電流后，絕緣性能不下降。

2.3主要技術(shù)指標(biāo)

2.3.1整組動作時間

典型動作時間：W25ms

突變量電抗距離元件：縱3?10ms（近端），W20ms（遠(yuǎn)端）

聯(lián)保護(hù)整組動作時間：距離

近端故障W20ms；遠(yuǎn)端故障W30ms（不包括通道傳輸時間）

保護(hù)段：

?<25ms（70%整定值）

232定值精度

電流定值誤差：電壓定值誤W3%

差：阻抗定值誤差：距離繼電W3%

器精工電壓：距離繼電器精工

W3%

電流：時間繼電器的動作精度

W0.25V

誤差：故障測距誤差：檢同期

元件角度誤差：快速保護(hù)暫態(tài)0.05In-301n

超越：W最大整定值的1%或40ms

〈線路全長的3%（金屬性故障）＜±3°

裝置定值整定范圍和步長見定值表。

2.3.3輸出接點(diǎn)容量

裝置出口和信號接點(diǎn)單接點(diǎn)時最大允許接通功率為150W或1250VA，單副節(jié)點(diǎn)最大允許長期接通電流

5A,多副接點(diǎn)并聯(lián)時接通功率和電流可以適當(dāng)提高。

2.3.4實(shí)時時鐘

掉電不停計(jì)時的實(shí)時時鐘。該實(shí)時時鐘具備萬年歷功能，能接收微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的校時。裝置內(nèi)部實(shí)時時

鐘在裝置掉電時自動切換由時鐘芯片內(nèi)部鋰電池供電，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。GPS校時方式下，BCPU（主保護(hù)CPU板）和PCPU（后備保護(hù)CPU板）時鐘嚴(yán)格與MCPU

（管理CPU板）同步，誤差不超過土1ms。

2.3.5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（W級）

高頻電氣干擾（1MHz脈沖群）性能符合：GB/T14598.13T998（III級）

輻射電磁場干擾性能符合：GB/T14598.9-2002（III級）

2.3.6絕緣試驗(yàn)

絕緣試驗(yàn)符合：GB/T14598.3-936.0

沖擊電壓試驗(yàn)符合：GB/T14598.3-938.0

2.4通訊接口

裝置對外提供的通信接口有：三個TCP/IP以太網(wǎng)接口，三個RS485口，一個串行調(diào)試口，一個串

行打印口，一路GPS接口（差分輸入或空接點(diǎn)輸入，對秒、分脈沖及IRIG-B編碼三種校時方式自適應(yīng)）。

通信規(guī)約采用電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEC60870-5-103規(guī)約。以太網(wǎng)口還支持1EC61850規(guī)約。

2.5縱聯(lián)保護(hù)通道說明

裝置的縱聯(lián)保護(hù)能同各種通道通信設(shè)備（繼電保護(hù)專用收發(fā)信機(jī)、復(fù)用載波機(jī)和光纖通訊設(shè)備等）接口。

專用收發(fā)信機(jī)：發(fā)、停信控制采用一副接點(diǎn)，不發(fā)信即為停信。一般采用閉鎖式，通道邏輯由保護(hù)裝置

實(shí)現(xiàn)，收發(fā)信機(jī)的停信和發(fā)信完全由保護(hù)控制。

復(fù)用通道方式：一般用于允許式，為了防止通道上的干擾，必須連續(xù)8ms收到對側(cè)的允許信號才能動作

出口。允許式可以采用單命令和多命令方式，裝置預(yù)留有兩路備用的收發(fā)信接點(diǎn)，可以傳輸分相允許信號以

滿足同桿并架線路的需要。

光纖通道方式：裝置可以通過兩種方式連接光纖通道：一是裝置以接點(diǎn)方式與光電接口轉(zhuǎn)換裝置(如

EOC-70I/706)連接，可將節(jié)點(diǎn)信號轉(zhuǎn)換為光信號；二是裝置內(nèi)置光纖通訊板，對外接口為2M光口，可復(fù)接

PCM設(shè)備。

當(dāng)采用內(nèi)置光纖通訊板接口時，光纖接口位于裝置CPU板插件的背面。光接口使用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)9針

SIP接口的收發(fā)一體光模塊，接口特性如下：

a)線路碼速率：2MHz

b)線路碼型：CMI

c)光接頭：FC/PC

d)光模塊收發(fā)模式：

模式一一單模

波長—1310nm

e)發(fā)送功率：N-9dBm接收靈敏度：W.40dBm

f)

3.保護(hù)原理

3.1啟動元件

裝置啟動采用以下方案：對分立的主、后備保護(hù)板配置相同的啟動元件，其動作分別用于開放對方板出

口繼電器的正電源。對方板啟動元件和本板保護(hù)元件動作的出口組成“與”邏輯，它們共同動作決定本板保

護(hù)繼電器的出口跳閘。

裝置的啟動元件分為三部分：即突變量啟動、相過流啟動及零序過流啟動部分。任一啟動條件滿足則

確認(rèn)保護(hù)啟動。

3.1.1電流突變量啟動

該元件測量相電流突變量的幅值，具體判據(jù)為

M>1.25叫+Msel,O=A,B,C(3-1)

式中：為浮動門檻，為“變化量啟動電流定值”。當(dāng)任一相電流突變量滿足啟動門檻時保護(hù)啟動。

3.1.2相過流啟動

相過流啟動元件的動作判據(jù)為

/eMoad(3-2)

如果負(fù)荷緩慢增加，三相電流始終保持對稱，則位元件可能不啟動，此時當(dāng)滿足式(3-2)后延時

20ms啟動。/load為“振蕩閉鎖過流定值”。

3.1.3零序過流啟動

為保證遠(yuǎn)距離故障或經(jīng)大電阻故障時保護(hù)可靠啟動，設(shè)置零序過流啟動元件。其動作判據(jù)為

"o>‘Os'"(3-3)

式中：為“零序啟動電流定值”。該式滿足并持續(xù)30ms后，啟動元件動作。

3.2選相元件

本裝置保護(hù)的選相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(hù)啟

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(yùn)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(hù)也

可按選相結(jié)果進(jìn)行測量。

321突變量選相

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

的幅值。

1)由于該補(bǔ)償電壓中沒有零序分量，使選相變得明確；

2)由于AU僖-MZc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)AUAAZr相減產(chǎn)生了方向性，使得在正反方向同時故障時，可以正確選出正方向故障的故障相以

及在弱電源側(cè)時由于有電壓分量仍可正確選出故障相。

322穩(wěn)態(tài)量選相

穩(wěn)態(tài)量選相邏輯如下：

首先采用判據(jù)(1)判斷是否接地：當(dāng)判斷為接地故障時，采用(2)(3)選相；當(dāng)判斷為非接地故障時,

采用(4)選相。

(1)利用零序電壓和零序電流大小確定是不接地故障還是接地故障；

(2)在接地故障中，利用/。和/2的相位關(guān)系，把故障分為3個區(qū)，確定可能的故障類型：

―60°<Arg%(60°

-AG/BCG區(qū)

J2A

-60?<Arg-^<60。-BG/CAG區(qū)

,2B

―60°<Arg±V60°

-CG/ABG區(qū)

72C

(3)根據(jù)電壓的關(guān)系，確定是單相接地還是兩相接地；

(4)在不接地故障中，通過三個線電壓的大小關(guān)系確定是三相故障還是兩相故障，并確定兩相故障

的故障相。

3.3縱聯(lián)距離方向保護(hù)

按超范圍整定的距離方向繼電器，較之距離保護(hù)，極化電壓的選取更加靈活，可根據(jù)當(dāng)前電壓大小自適

應(yīng)的判斷是選取健全相電壓還是故障前的記憶電壓，但是動作特性兩者基本一致。因此，本節(jié)只做簡單介紹,

具體分析見距離保護(hù)的相關(guān)章節(jié)。

3.3.1接地和相間方向阻抗圓

1)接地阻抗動作方程

—900<Arg------0領(lǐng)------------<90°(3-4)

(1?+K-3/OZD-U

2)相間阻抗動作方程

-90°<Arg---也義----<90°(3-5)

Iee?zZ_D_.uee,?K

式中：UeK、UeeK為母線短路殘壓，Uej、Ue目為極化電壓。對于單相距離繼電器，當(dāng)健全線電壓>15%Ui

時，3為健全相的線電壓，否則為故障相電壓的記憶電壓；對于相間距離繼電器，

當(dāng)健全相電壓>15%Un時U0為健全相電壓，否則為兩故障相相間電壓的記憶電壓。

3.3.2方向元件

1)接地方向元件

-90°<Arg-―^——<90°(3-6)

2)相間方向元件

(/e+K?3/o)ZZD

-900〈AM3900(3.7)

①①七ZQ

3.3.3零序'相間電抗線

1)零序電抗線

~90°<Arg----正〈即-----------<90°L?ZZDQ

優(yōu)+K?31OZD-U"

2)相間電抗線

I?Z

-90°<Arg--------<90°(3-9)

id)?*ZZD_U??K

3.4縱聯(lián)零序方向保護(hù)

零序方向繼電器由常規(guī)零序方向元件和無死區(qū)零序方向元件組成。

3.4.1方向元件

零序方向元件設(shè)正、反兩個方向元件，反方向元件的靈敏度高于正方向元件。正方向元件的零序電流定

值/"與反方向元件的零序電流定值/-ZD的關(guān)系為：

I+zD>lO-ZD

其中：I+ZD為“縱聯(lián)零序電流定值"，IOZD取為“零序啟動電流定值”。

3.4.2常規(guī)零序方向元件

?正方向判據(jù)

(3-10)

?反方向判據(jù)

(3-11)

3.4.3無死區(qū)零序方向元件

在線路零序阻抗很大而背側(cè)零序阻抗很小情況，線路末端接地故障時，保護(hù)裝置感受的零序電壓可能低

于零序方向元件的電壓門檻值，導(dǎo)致零序方向元件拒動，為了克服零序方向元件的電壓死區(qū)，除了上述零序

方向元件外，還配置有無死區(qū)零序方向元件。其判別公式如下：

?正方向判別

E|3(7o-3LX[0.1(3K+1)zj|>13s(3-12)

?反方向判別

E昭。|>E|3UL3/°x[o.7(3K+1)Zj|(3-13)

其中：K為“零序補(bǔ)償系數(shù)Kz”定值。

3.5距離繼電器

本裝置分別設(shè)置了快速距離繼電器及三段式相間和接地距離繼電器，各段保護(hù)均可由用戶整定獨(dú)立投退。

351快速距離繼電器

快速距離繼電器采用突變量距離繼電器。突變量接地距離繼電器的動作判據(jù)為

[At/；>U細(xì)

、(3-14)

AU；=AUe-Zzd(A/+KA/。)①

突變量相間距離繼電器的動作判據(jù)為

AUee>Uee\0\(II

(3-15)

A%e=IAU狗WdA狗|①①=A8,BC,CA

式中：U;、t/ie為相和相間補(bǔ)償電壓；AUi、AUie為Ui和Uie的突變量；％01、Uiemi為Ui和U在故障

前的值，其二次值近似為％網(wǎng)=57.7V、U=lOOv；Zzd為“快速距離保護(hù)定值”。

分析表明，突變量距離繼電器有：1)距離性；2)方向性。其保護(hù)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=(線路全長阻抗)，MY=Zzd,圓。和G分別為正、反方向故障

時的動作特性。

本保護(hù)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(jìn)行測量，充分發(fā)揮突變量距第9頁

離保護(hù)原理的優(yōu)點(diǎn)，快速切除整定阻抗范圍內(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后則用穩(wěn)態(tài)量實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

圖3-1突變量距離繼電器動作特性

3.5.2相間距離繼電器

352.1帶記憶特性的姆歐繼電器動作特性

相間故障采用帶記憶特性的姆歐繼電器。帶記憶特性的姆歐繼電器的動作判據(jù)為

270o>arg■孑>90。

伊伊gd濟(jì)

為故障前電壓，對于相間故障是健全相電壓，對于三相故障是記憶電壓。式(3-16)在阻抗平面上的

動作特性如圖3-2(a)所示，圖中Zg4“分別為保護(hù)安裝側(cè)母線至本側(cè)及對側(cè)的系統(tǒng)阻抗。圖中的圓G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G內(nèi)，繼電器能靈敏的動作；反方向短

路時測量阻抗落于第III象限，不會落入反方向動作圓C2內(nèi)，繼電器肯定不會動作。因而健全相電壓極化的

姆歐繼電器方向性十分明確。

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(a)中C1包

含原點(diǎn)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。

3.5.2.2兩相故障相間距離繼電器

兩相故障相間距離繼電器采用健全相電壓極化的姆歐繼電器。

相間距離繼電器在有些情況下，可能躲不開負(fù)荷阻抗。裝置配置了“負(fù)荷限制電阻定值”，通過

負(fù)荷線限制距離。參照圖3-2(b),負(fù)荷線為與整定阻抗平行的一條直線，其與實(shí)軸的交點(diǎn)值為“負(fù)荷限

制電阻定值

-jlJ

270°>a=——J1.>90°(3-17)

H-7/

BC乙p:d'BC

兩相故障三段相間距離繼電器在阻抗平面上的動作特性如圖3-2(b)所示。

3.5.2.3三相故障相間距離繼電器

三相故障采用BC相參數(shù)進(jìn)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

270°>arg>90°

Uz1(3-18)

BC—plzdBC'

式(3-18)在阻抗平面上的動作特性如前節(jié)圖3-2(a)。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(a沖的圓Ci和C2；但在記憶作用消失后，1%。就是故障后母線實(shí)際的殘壓，因而動作特

性變成圖中的圓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(a)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，這樣在斷路器拒動時可有效

地啟動斷路器失靈保護(hù)。三相故障三段相間距離繼電器的動作特性如圖3-3所示(記憶電壓存在期間，動

作特性如圖中實(shí)線圓；記憶電壓消失后，動作特性如圖中虛線圓)。

裝置檢測到系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，自動將三相距離繼電器U1段反偏，包含原點(diǎn)，以對振蕩中反方向

□

出口發(fā)生三相故障起后備作用。

jx

圖3-3三相故障三段相間距離繼電器動作特性

以上圖形及公式中：%/R為“相間距離I段阻抗定值”，4,2zd為“相間距離n段阻抗定值‘‘，

Zp3m為“相間距離ni段阻抗定值”。

3.5.3接地距離繼電器

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%447—>180°(3-19)

7-Z

式中：發(fā)為“零序補(bǔ)償系數(shù)Kz”，其計(jì)算公式為k=M—4,其中Zw和7”分別為“線路零序37LI

阻抗定值”和“線路正序阻抗定值”定值，在實(shí)際應(yīng)用中建議采用實(shí)測值對左值進(jìn)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(3-19)在阻抗平面上的動作特性如圖3-4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。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(jìn)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

-jU匕p

270°>a*'?、>90°(3-20)

UA-Ze3zd(A+K1O)

極化電壓的相位前移e度，既擴(kuò)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。

綜上所述，完整的三段接地距離繼電器的動作特性如圖3-4所示(圖中實(shí)線圓為e=0°,虛線圓為

e=30°)。

圖3-4三段接地距離繼電器動作特性

以上圖形及公式中：Zelzd為“接地距離I段定值”,Ze2zd為“接地距離II段定值"，Ze34為“接

地距離HI段定值”o式(3-20)中角度e為定值”接地距離偏移角”。

3.6零序電流保護(hù)

PRS-702S裝置配置了如下的零序甩流保護(hù)：

?兩段定時限零序過流保護(hù)(零序過流n段、零序過流IH段)，其中零序過流n段保護(hù)固定帶方

向，零序過流ni段保護(hù)的方向元件可由控制字“零序過流HI段經(jīng)方向”投退；

?一段零序反時限過流保護(hù)，固定經(jīng)方向元件；

?單相/三相重合閘或手合時投入經(jīng)100ms延時的零序過流加速段保護(hù)；

?PT斷線時自動投入可整定的零序過流保護(hù)，取消方向元件；

?線路非全相運(yùn)行時的零序電流保護(hù)不考慮健全相再發(fā)生高阻接地故障的情況，當(dāng)線路非全相運(yùn)

行時自動將零序過流III段動作時間縮短0.5s并取消方向元件，作為線路非全相運(yùn)行時不對稱

故障的總后備保護(hù)，取消零序電流保護(hù)的其他段。

3.6.1零序過流方向元件

零序過流保護(hù)其正方向判據(jù)為

37

(90。一零序阻抗角)Varg當(dāng)<(270°一零序阻抗角)(3-21)

3Uo

裝置的零序電流和零序電壓均由保護(hù)內(nèi)部計(jì)算產(chǎn)生，即有V

362零序過流反時限保護(hù)

零序過流反時限保護(hù)采用國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一般反時限。一般反時限特性的標(biāo)準(zhǔn)方程

為

t=OnxT+T（3-22）

min

式中：，，為電流基準(zhǔn)值，對應(yīng)“零序反時限電流定值”，魯為時間常數(shù)，對應(yīng)“零序反時限時間”定

值。九為“零序反時限最小時間”定值。

3.7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(hù)。

3.7.1瞬時開放保護(hù)

在啟動元件動作后起始的160ms以內(nèi)無條件開放保護(hù)，保證正常運(yùn)行情況下突然發(fā)生事故能快速開放。

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。

3.7.2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|+幗橙m\lj（3-23）

其中：0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(yàn)算，并留有相當(dāng)?shù)脑６取?/p>

3.7.3對稱故障開放元件

在啟動元件開放160ms以后或系統(tǒng)振蕩過程中，如發(fā)生三相故障，上述二項(xiàng)開放措施均不能開放保護(hù)。

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=UHCCOSo（3-24）

式中：UBC為BC線電壓，9為線電壓與線電流的補(bǔ)償夾角一一線電壓UBC與線電流0c的夾角加上90。

減去“線路正序阻抗角度”（定值），即有

（P二頁BCJBC）+90。-4線路正序阻抗角）（3-25）

對稱故障用t/coso判斷兩側(cè)電勢的相位差a在豹i80o時，t/coso接近于o。在三相短路

時不論故障點(diǎn)遠(yuǎn)近如何，t/COSO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(jìn)入

□

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

UCOS%0.05的時間，不開放保護(hù)。在振蕩中發(fā)生故障時Ucos7O.O5保持不變，于是經(jīng)小延時開放保護(hù)。由

于躲過振蕩所需的延時是根據(jù)對滑差實(shí)時測量的結(jié)果確定的，因此既能有效地閉鎖保護(hù)，又使振蕩中發(fā)生三相

短路時最大限度地降低了保護(hù)的延時。

3.8PT斷線檢測和緊急狀態(tài)保護(hù)

3.8.1PT斷線

PT斷線檢測僅在線路正常運(yùn)行、啟動元件不啟動的條件下投入判斷，若啟動元件已啟動就不進(jìn)行電

壓斷線的檢測，直到保護(hù)整組復(fù)歸后重新投入。裝置設(shè)有兩種檢測PT斷線的判據(jù)，每種判據(jù)都帶有延

時。

1）單相或兩相斷線檢查：保護(hù)不啟動，3Uo>8V,延時1.3s報(bào)PT斷線。

2）三相失壓檢查：三相失壓區(qū)分PT是接在線路側(cè)還是母線側(cè)（對應(yīng)“電壓取線路PT電壓”定

值）。當(dāng)PT接母線側(cè)時（即“電壓取線路PT電壓”為0），只要3U1V18V,延時1.3s報(bào)PT

斷線。當(dāng)PT接線路側(cè)時（即“電壓取線路PT電壓”為1），只有開關(guān)在合位或任一相有流

（舄>0.05/”）時且3Uiv18V,延時1.3s報(bào)PT斷線。

當(dāng)PT斷線信號發(fā)出后，無論P(yáng)T接母線側(cè)還是線路側(cè)，PT斷線信號在三相電壓恢復(fù)正常并持續(xù)10s

之后才可復(fù)歸，此后恢復(fù)正常保護(hù)程序。當(dāng)PT接線路側(cè)時，PT斷線信號可在線路開關(guān)斷開后瞬時復(fù)歸。

3.8.2緊急狀態(tài)保護(hù)

當(dāng)檢測到電壓斷線后立即發(fā)出斷線信號，保護(hù)轉(zhuǎn)為“緊急狀態(tài)保護(hù)”。在PT斷線情況下，將縱聯(lián)保護(hù)、

突變量距離保護(hù)、后備距離、零序過流n段/in段保護(hù)、零序過流反時限保護(hù)退出，同時繼續(xù)監(jiān)視PT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(hù)包括：

1）PT斷線相過流保護(hù)：無方向性的一段相過電流保護(hù)；

2）PT斷線零序過流保護(hù)：無方向性的一段零序過流保護(hù)。

兩保護(hù)共用同一時限定值（對應(yīng)“PT斷線過流時間”），其各自的電流定值可獨(dú)立整定，分別對應(yīng)“PT

斷線相過流定值”、“PT斷線零序過流定值”。

3.8.3抽取電壓斷線

當(dāng)重合閘投入，如果有檢同期或檢無壓方式投入，則由重合閘對抽取電壓進(jìn)行檢測：當(dāng)線路有流或者三

相均無跳位，母線（或線路）有電壓，并檢測到同期電壓低于無壓定值（40V）,則報(bào)抽取電壓PT斷線；當(dāng)檢

無壓和檢同期均不投入時，不進(jìn)行抽取電壓斷線狀態(tài)的檢測。保護(hù)在檢測到抽取電壓PT斷線后閉鎖重合閘。

3.9合閘于故障保護(hù)

本裝置設(shè)有合閘于故障保護(hù)，在手合或重合閘動作后、斷路器由跳位變?yōu)楹衔坏拈_始200ms時間內(nèi)投入。

合閘于故障保護(hù)包括“距離II段、1H段加速”以及“零序過流后加速段”。

□

?手合時，距離川段（不受振蕩閉鎖控制）經(jīng)25ms延時三相跳閘，零序過流后加速保護(hù)經(jīng)100ms

延時動作三跳；

?單相重合閘時，距離n段（受振蕩閉鎖控制）經(jīng)25ms延時三相跳閘，零序過流后加速保護(hù)經(jīng)

100ms延時動作三跳；

三相重合閘時，距離H段（受振蕩閉鎖控制）經(jīng)25ms延時三相跳閘，零序過流后加速保護(hù)經(jīng)

100ms延時動作三跳。

3.10非全相運(yùn)行

3.10.1非全相運(yùn)行狀態(tài)的確定

?某相跳閘動作，且其對應(yīng)相有流元件不動作，判該相已跳開。

?某相TWJ動作，且其對應(yīng)相有流元件不動作，判該相已跳開。

當(dāng)判出任一相跳開后，經(jīng)延時置非全相狀態(tài)。

3.10.2非全相運(yùn)行狀態(tài)下的保護(hù)配置

非全相狀態(tài)包括單相非全相、兩相非全相及三相非全相狀態(tài)。

1）當(dāng)裝置判斷當(dāng)前狀態(tài)為單相非全相（即只有一相正常運(yùn)行）時，由三相不一致保護(hù)裝置延時跳三相；

2）兩相非全相狀態(tài)下（即有兩相正常運(yùn)行，一相斷開），保護(hù)投退情況如下：

■退出縱聯(lián)零序方向保護(hù)

■退出快速距離繼電器

■保留健全相的縱聯(lián)距離方向保護(hù)

■保留健全相的接地和相間距離繼電器（I川段）

■自動將零序過流川段動作時間縮短0.5s并取消方向元件，作為線路非全相運(yùn)行時不對稱故

障的總后備保護(hù)

3）三相非全相狀態(tài)（即三相斷開）下走正常流程，有流或三相TWJ返回后開放合閘于故障保護(hù)200ms。

3.10.3非全相運(yùn)行再故障下保護(hù)的測量和振蕩閉鎖

3.10.3.1非全相運(yùn)行單相故障