PRS-711AB-212技术使用说明书

UYG深瑞

PRS-711A/B微机线路成套保护装置

技术说明书

Ver2.12

编写：俞伟国张广嘉

审核：侯林陈远生

批准：徐成斌

长园深瑞魅保自动化有限公司

（原深圳南瑞科技有限公司）

二。。八年八月

1装置概述.................................................1

1.1应用范围..........................................................1

1.2保护配置..........................................................1

1.3主要性能特点......................................................2

2技术参数...................................................3

2.1机械及环境参数....................................................3

2.2额定电气参数......................................................3

2.3主要技术指标......................................................3

2.4通讯接口..........................................................5

2.5纵联保护通道说明..................................................5

3保护原理...................................................6

3.1起动元件..........................................................6

3.2选相元件..........................................................6

3.3距离继电器........................................................7

3.4零序电流保护.....................................................12

3.5弱馈线保护.......................................................12

3.6不对称故障相继速动保护...........................................13

3.7双回线相继速动保护（横联保护）...................................14

3.8振汤闭锁.........................................................15

3.9TV断线检测和紧急状态保护.......................................15

3.10合闸于故障保护...................................................16

3.11纵联保护........................................................17

3.12重合闸...........................................................20

3.13低周减载.........................................................23

3.14低压减载.........................................................23

3.15过负荷保护.......................................................24

3.16其它异常告警.....................................................24

3.17保护功能与压板对应表.............................................25

4辅助功能...................................................26

4.1信号系统.........................................................26

4.2事故分析与过程记录...............................................26

5定值及整定说明...........................................33

匚二PRS-711微机线路成套保护装置口

5.1保护元件配置.....................................................33

5.2数值型定值.......................................................33

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

5.4软压板定值.......................................................35

5.5选配元件定值.....................................................36

5.6定值整定说明.....................................................37

6装置测控功能说明..........................................41

6.1遥测量...........................................................41

6.2遥信量...........................................................41

6.3遥控量...........................................................43

7硬件说明..................................................44

7.1装置整体结构（硬件原理图）.......................................44

7.2出口接点.........................................................45

7.3输入开关量.......................................................45

7.4信号接点.........................................................46

7.5装置接线与安装...................................................46

8订货须知..................................................49

8.1基本订货参数.....................................................49

8.2装置型号说明....................................................49

附录A装置使用...............................................50

A.1面板布置与显示

50

A.2菜单界面操作说明.................................................52

附录B装置调试与投运.........................................67

B.1调试资料准备......................................................67

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

通电前检查...............................................................67

B.3上电检查..........................................................67

B.4整机调试.........................................................67

B.5装置投入运行操作步骤..............................................68

B.6注意事项..........................................................68

附录C保护装置通讯说明（IEC60870-5-103规约）.................71

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

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

保护加乍手滓............................................................71

C.3自检信息..........................................................72

C.4保护开关量.......................................................74

C5软压板遥控、遥信点表.............................................74

C.6故障录波实际通道序号表（ACC）...................................75

附录D失灵起动功能说明.........................................76

【附图1】装置端子排接线图..........................................77

【附图2】装置操作板（WB741B）原理接线图............................78

【附图3】装置电压切换板（WB751B）原理接线图......................79

【附图4】装置前视后视图............................................80

【附图5】装置外形及机柜安装开孔尺寸图..............................81

1装置概述

1.1应用范围

PRS-711A/B微机线路成套保护装置为微机实现的数字式高压线路快速保护装置，适用于llOkV及

以下电压等级、中性点直接接地、故障时三相跳闸能够满足系统稳定性要求的线路。

PRS-711A/B线路保护装置的型号分类如下：

包括完整的距离和零序保护，用于无特殊要求的llOkV高压输电线

路。

PRS-7UAJ在PRS-711AA的基础上增加了纵联距离及纵联零序保护全蜀邈卒

UOkV高压输电线路，与专用收发信机配合，载波实现纵联裸解豉频

在PRS-711AA的基础上增加了纵联距离及纵联零序保护

PRS-711AP用于要求

全线速动的llOkV高压输电线路，装置内置光端机，通过光纤通道实

现纵联保护。

PRS-711B(A,-在GA型的基础上增加了测控功能。

以上装置均设有三相一次重合闸功能，自带跳合闸操作回路以及交流电压切换回路。

L2保护配置

PRS-711A/B装置提供了丰富的保护元件，可根据用户需求进行配置。

纵联距离保护纵联零序保护突变量距离继电器四段相间距离三段接地距离四段零序方向过

流零序反时限过流弱馈线保护不对称故障相继速动保护双回线相继速动保护合闸于故障保

护电压断线检测和紧急状态保护振荡闭锁三相一次自动重合闸检同期手合滑差/无滑差闭锁

低周减载低压减载过负荷保护控制回路断线告警

•TA异常告警

•角差异常告警

•TWJ异常告警

1.3主要性能特点

•采用32位浮点DSP和16位高精度A/D采样，运算与逻辑功能强大。

•单元化设计、模块化结构，可扩充性强。

•大屏幕汉字彩色液晶显示、直观友好的界面菜单、完备的过程记录，信息详细直观，操作调试方

便。

•以高可靠性工业级器件为主体，采用自动监测、补偿技术提高硬件电路稳定性、可靠性。

•封闭、加强型单元机箱，多层屏蔽等抗振动、抗强干扰设计。

•装置包含由超范围距离方向和零序方向元件构成的全线速动纵联保护，动作速度快，全线速断时间

小于30mso

装置的两个CPU板具有独立的起动元件，两个起动元件均动作时整套保护装置才能出口，保护安全

性高。

不受振荡影响，在系统振荡（无故障）时可靠不误动，在振荡中又发生故障时仍能保持保护动作的

快速性与选择性。

不受弱馈侧安装的影响，具备在弱电源侧的正确保护功能。

在手动和自动合闸时有合闸于故障保护快速切除全线各种故障。

在TV断线时可投入可靠的紧急状态保护，确保装置性能。

完善的事故分析功能，包括保护动作事件记录、故障起动记录、故障录波记录、装置运行记录、开

入变位记录，及装置自检记录和闭锁记录等，可再现故障情况及故障时保护装置的动作行为。

（装置可保存最新的128次动作事件记录和32次录波记录。）

灵活的后台通信方式：三个TCP/IP以太网接口，两个RS485接口，两个CANBUS接口，一个串行

打印口，一个GPS脉冲接入口（差分输入或空接点输入，对秒、分脉冲和IRIG-B串行编码三种校

时方式自适应）。支持电力行业标准IEC60870-5-103规约。以太网口还支持IEC61850规约。

2技术参数

2.1机械及环境参数

机箱结构尺寸：正常482.6mmx177mmx278mm（宽x高x深）

工作温度：极限工作-5~45°C

温度:贮存及运输：-10〜55c

相对湿度：大气压-25〜70c

力：耐震能力：5%-95%

86-IO6KPa

:由由c壬•占七n：出由nic

2.2额定电气参数

频率：50Hz

交流电流：交流电5A或1A（额定电流IN）

压：直流工作电源：100V或57.7V（额定电压UN）

数字系统工作电压：220V/110V,允许偏差:-20%-+15%

继电器回路工作电压:+5V,允许偏差:±0.15V

允许偏差:

功耗：+24V,±2V

交流电压回路:

每相不大于0.5VA

交流电流回路:

每相不大于0.5VA

直流电源回路：

正常工作时，不大于20W

保护动作时，不大于25W

保护回路过载能力:

交流电压回路:

交流电流回路：

1.2倍额定电压，连续工作2倍额定电流，连续工作

10倍额定电源，允许10s40倍额定电流，允许1s

直流电源回路:80-115%额定电压，连续工作

装置经受上述的过载电流/电压后，绝缘性能不下降。

2.3主要技术指标

2.3.1定值精度

1）电流定值误差：W±3%

2）电压定值误差：W±3%

3）阻抗定值误差:W±3%

4）整组动作时间

工频变化量距离元件：纵联保护5〜10ms（近处）；<20ms（末端）

全线动作时间：距离保护I段：〈30ms

5）时间定值的动作精度误差：<30ms

6）各段保护返回时间误差：W最大整定值的1%或±40ms

7）告警延时误差：W30ms

8）距离保护<60ms

精确工作电压：

精确工作电流：IV0.5V

9）低周保护0.”,（最小）；40。（最大）

低周保护低频定值误差：频率

滑差定值误差：W±0.01Hz

10）三相一次重合闸wO.lHz/s

检同期元件角度误差：

检同期有压元件：w+3。

检无压元件：一一

>40V±5%V或>70V±5%V

延rTr时rl联差：

遥测量计量等级<3W土5%V或<50V±5%V

11）

电流、电压、频率：<4°mS

其他：

遥信量分辨率：0,2级

信号输入方式：级

装置定值整定范围及步长见定值表。小于1ms

于循排占

2.3.2输出接点容量

装置出口和信号接点单接点最大允许接通功率为150W或1250VA,最大允许长期接通电流5A,多付

接点并联时接通功率和电流可以适当提高。接点断开容量不小于50W,

2.3.3时钟和校时

装置内部实时时钟在装置掉电时，可自动切换为内部锂甩池供电，在电池无短路及其它异常情况

下，后备电池工作时间不少于10年。环境温度为25r时，实时时钟误差每月不超过±1分钟。

2.3.4电磁兼容

静电放电性能符合：GB/T14598.14T998（IV级）

快速瞬变干扰性能符合：GB/T14598.10-2007（IV级）

浪涌（冲击）抗扰度性能符合：GB/T14598.18-2007（IV级）

高频电气干扰（1MHz脉冲群）性能符合：GB/T14598.13T998GH级）

辐射电磁场干扰性能符合：GB/T14598.9-2002（m级）

2.3.5绝缘试验

绝缘试验符合:GB/T14598.3-936.0

冲击电压试验符合:GB/T14598.3-938.0

2.4通讯接口

装置具有可选择的网络通讯方式：CAN网、485网或以太网，通信速率可整定。装置还提供一个串

行打印口和一个GPS脉冲接入口（差分输入或空接点输入，对秒、分脉冲和IRIG-B串行编码三种校时方

式自适应）。支持电力行业标准正C60870-5-103规约。以太网口还支持正C6185O规约。

2.5纵联保护通道说明

装置的纵联保护能同各种通道通信设备（继电保护专用收发信机及复用载波机等）接口。发、停信

控制采用一副接点，不发信即为停信。当用于专用闭锁式时，通道逻辑由保护装置实现，收发信机的停

信和发信完全由保护控制。对于闭锁式，为了防止通道上的干扰，保护中设置了两级延时确认，一是保

护必须在收到高频信号8ms后才允许停信；二是保护停信后要连续8ms收不到高频信号才能动作出口。

当用于允许式时，必须连续8ms收到对侧的允许信号才能动作出口。

装置的纵联保护的收发信还可以通过光纤通道实现，用于允许式保护。保护装置与光纤通道相连实

现方案有两种，一是采用接点方式，同时外配光纤接口装置，保护装置收发信节点与光纤接口装置相连

实现收发信功能；二是增加内置光纤接口板，直接与光纤通道相连。

3保护原理

3.1起动元件

装置的两个CPU板具有独立（相同）的起动元件，两个起动元件均动作时整套保护装置才能出口，

有效保证了整套保护装置的安全性。

装置的起动元件分为五部分：电流突变量起动、零序过流起动、相过流起动、低周起动及低压起动。

任一起动条件满足则确认保护起动。

1）电流突变量起动

电流突变量起动元件采用相电流的变化量作判断，其动作判据为

M>1.25叫+Msel,O=A,B,C（3-1）

式中：Mr为浮动门槛，Mm为“电流突变量起动定值”。当任一相电流突变量满足起动门槛时保护起动。

在恒定负荷状态下，M=0,因此M可以在三相短路电流较小（小于负荷电流）的情况下起动。

2）零序过流起动

为保证远距离故障或经大电阻故障时保护可靠起动，设置零序过流起动元件。其动作判据为

310>'0Set（3-2）

式中：、为“零序电流起动定值”。该式满足并持续30ms后，起动元件动作。

3）相过流起动

相过流起动元件的动作判据为

舄〉1.21”（3-3）

如果负荷缓慢增加，三相电流始终保持对称，则前面两个起动元件可能都不起动，此时当满足式（3-

3）后延时起动。

4）低周起动

当低周保护投入，系统频率低于整定值，且无低电压闭锁和滑差闭锁时，低周起动元件动作并展宽

7秒打开起动继电器。

5）低压起动

当低压保护投入，系统电压低于整定值，三个线电压均大于20V,且无电压滑差闭锁和电压不平衡

时，低压起动元件动作并展宽7秒打开起动继电器。

3.2选相元件

本装置保护的计算采用突变量选相与稳态量选相测量相结合的方式。突变量选相快速可靠，只在保

护起动后30ms内投入；稳态量选相采用多重判据，用电流选相与电压选相相结合，都是将故障相与健全

相相对比较，能自适应于系统运行方式的变化，提高了灵敏度；并且用稳态量选相可适应

故障转换，使延时段保护也可按选相结果进行测量。

3.2.1突变量选相

突变量选相比较电压电流复合突变量N/e=AUeZx-（其中Z为一设定的阻抗常数）

的幅值。

1）由于该补偿电压中没有零序分量，使选相变得明确；

2）由于AU/®=AU-中包含了电压突变量和电流突变量，提高了选相的灵敏度。

3.2.2稳态量选相

稳态量选相逻辑如下：

1）判断是否接地：若3Uo>UQS”且3A）>/施时，判为接地故障，反之为不接地故障。

2）接地故障选相：利用心和A的相位关系，初步确定可能的故障类型；再根据电压的关系，确定

是单相接地还是两相接地。

3）不接地故障选相：无振荡时利用，2<0.56区分三相对称故障，有振荡时利用力（0.125/］区分

三相对称故障，然后通过对线电压大小的排序确定两相故障的故障相。

3.3距离继电器

本装置分别设置了突变量距离继电器及四段相间距离继电器和三段接地距离继电器，各段保护均可

由用户整定独立投退。

3.3.1突变量距离继电器

突变量接地距离继电器的动作判据为

'AU,®|

'AU®=|AU®-Z〃（A/@+KAlo）®=A,B,C（3-4）

突变量相间距离继电器的动作判据为

A，e>如

'A（/"=|At/®e-ZqAIee\=AB,BC,CA（3-5）

式中：Ue、Ue®为相和相间补偿电压；AU®、AU®e为U®和U®e的突变量；％0|、U”|0【为U#和U初在

故障前的值，其二次值近似为图=57.7V.=100V；Zzd为突变量距离继电器的整定阻

抗。

分析表明，突变量距离继电器有：1）距离性；2）方向性。其保护范围由整定阻抗决定。在阻抗平

面上的动作特性如图3-1所示。图中MN=ZL（线路全长阻抗），MY-ZZd,圆Ci和C2分别为正、

反方向故障时的动作特性，图中Zs,.,>Zs”分别为正反方向故障时的系统阻抗。

图3-1突变量距离继电器动作特性

本保护在故障后40ms内依次用6个突变量相和相间距离继电器进行测量，充分发挥突变量保护原理

的优点，快速切除线路40%范围内的各种故障（包括在出口和背后母线上同时发生的复故障），在故障

40ms后则退出突变量距离保护。装置的设计实现了突变量保护与稳态量保护、选相测量与不选相测量的

完美结合。

3.3.2四段相间距离

3.321相间距离I、II、III段

1）两相故障

假设选相结果为BC相间（接地或不接地）故障，姆欧继电器的动作判据为

270°>-~一“.>90°（3-6）

1/-7I

式（3-6）在阻抗平面上的动作特性如图3-2所示，图中Z"分别为保护安装侧母线至本侧及对

侧的系统阻抗。图中的圆C1和C2分别为继电器在正、反方向的动作特性。正方向短路时测量阻抗落于

圆C1内，继电器能灵敏的动作；反方向短路时测量阻抗落于第H1象限，继电器肯定不会动作，方向性

十分明确。

需要提及注意的是，正、反方向故障时的动作特性必须以正、反方向故障为前提导出，图3-2中C1

包含原点表明正向出口经或不经过渡电阻故障时都能正确动作，并不表示反方向故障时会误动。

2）三相故障

三相故障仍采用BC相参数进行测量，和两相故障不同的是极化电压用本相记忆电压，其动作判据

为

uisC0）

270°>am-------z1>90°（3-7）

BC~plziTBC

在记忆电压存在期间，其正、反方向的动作特性仍分别为图3-2中的圆C1和C2；但在记忆作

用消失后，UBC。就是故障后母线实际的残压，因而正反方向动作特性圆C1,C2均变成图中的圆C3,此圆

称为继电器的稳态特性，对正、反方向故障都适用。

由图3-2可见，在记忆作用消失后，继电器对出口和母线上故障的方向判别将变得不明确。本装置

采取给稳态特性设置电压死区的方式来解决这一问题：背后母线上故障时，残压不足以克服死区，继电

器始终不会动作；正向出口故障时在记忆电压作用下继电器立即动作；在继电器已动作的条件下，如果

残压未发生变化，说明故障仍然存在，就将继电器的动作一直保持下去。

图3-2相间距离元件（姆欧继电器）动作特性

33.2.2相间距离IV段（对侧Y/△变后备保护）

相间距离第IV段主要是作为对侧Y/A降压变压器低压侧故障的远后备保护。中、低压系统降压变

压器的阻抗往往大于线路阻抗，在变压器低压侧故障时由于对侧母线上电源的助增作用，使线路第HI段

距离继电器的灵敏度不足；同时，又由于Y/A变压器高、低压侧相位的差异（转角30。）使得对低压侧两

相短路故障，在高压侧应当用相阻抗而不是相间阻抗继电器测量才能正确反应距离，而此时又没有零序

电流出现，给选相测量带来一定困难。本装置采用一个负序距离继电器和一个抛球特性相间距离继电器

相结合的方式圆满地解决了此问题。

相间距离IV段动作，闭锁重合闸。

1）两相故障

负序距离继电器用来保护变压器低压侧不对称故障，动作判据为

\U2~Zp4zdh\>\U\~Zp4zdl\（3"8）

式中：%4zd为相间距离IV段阻抗定值，Zp4M=1.2（ZL+kcZr）,ZL和Zr分别为线路和降压变的阻

抗（见图3-3）,七为对侧电源的最大助增系数。

此继电器的优点有：

a）以负序分量为动作量，不反应负荷；

b）反应负序分量，不受Y/A转角影响；

C）一个继电器反应各种相别的两相短路；

d）对两相短路的炎敏度可以比装置起动元件更灵敏，但是不反应三相短路。

2）三相故障

抛球特性的相间距离继电器用来保护变压器低压侧三相短路故障，动作判据为

U-zI

270°>arg------------:―>90°（3-9）

U—ZI

BCLp4zdBC

降压变压器低压侧故障时常伴随变电站直流电源消失，因此线路保护的远后备作用十分重要。若由

于远后备灵敏度不足或错误测量，将导致变电站设备的严重烧损，损失惨重。采用本装置专设的相间距

离第IV段（对侧Y/△变后备保护）将有效的保护此类故障，所以本保护也可称为变电站故障的远后备保

护。

综上所述，完整的四段相间距离继电器的动作特性如图3-4所示（记忆电压存在期间，动作特性如

图中实线圆；记忆电压消失后，动作特性如图中虚线圆）。

图3-3为被保护线路接线示意图。对应图3-3,图3-4中的AB段代表本线路、BC段代表相邻线路，

BD段代表对侧降压变的分支。

图3-4中及以上各公式中：ZpXzd为“相间距离I段阻抗定值”，Zp2为“相间距离n段阻抗定

值"，4,3zd为“相间距离山段阻抗定值”，4MM为''相间距离IV段阻抗定值”。

图3-4四段相间距离继电器动作特性

3.3.3三段接地距离

为了提高接地距离继电器的动作特性，使其能覆盖较大的接地过渡电阻又不会发生超越，本装

置采用了零序电抗继电器。零序电抗继电器的动作判据为

360°>arg巴中~二■2*,（>isoO（3-10）

V

z_z

式中：斤为“零序阻抗补偿系数”，其计算公式为％=M—以，其中ZLO和Z/.1分别为“线路零

3Z“

序阻抗二次值”和“线路正序阻抗二次值”定值，在实际应用中建议采用实测值对立值进行整定。本装

置经过选相，保证在单相故障时，只有故障相才用零序电抗继电器测量，将两相短路接地故障划归相间

故障，由相间距离继电器测量。

式（3-10）在阻抗平面上的动作特性如图3-5所示，为经过整定阻抗矢量末端的直线。装置采用零序

功率方向继电器来保证接地距离继电器的方向性，同时在零序电抗继电器的动作判据中将/0相位后移0

度，适当限制其动作区，提高安全性。。

另外，装置还增设了姆欧继电器，以进一步解决接地距离继电器超范围误动作的问题。姆欧继电器

（假设为A相）的动作判据为

270°>arg--以@>90°（3-11）

2zj2d人+kX%）

极化电压的相位前移。度，其作用是在短线路应用时，将方向阻抗特性向第I象限偏移，以扩大允

许故障过渡电阻的能力。零序电抗继电器与姆欧继电器的配合使用，既扩大了继电器的动作特性对接地

过渡电阻的覆盖能力，又使继电器能可靠地避免了超越。（0取值范围为0°、15°、30°,被保护线

路越短。取值越大。）

综上所述，完整的三段接地距离继电器的动作特性如图3-5所示（图中实线圆为20°,虚线圆为

0=30°）。

以上图形及公式中：Z徐为“接地距离I段阻抗定值”，乙2招为“接地距离H段阻抗定值”，z滁

为“接地距离in段阻抗定值”。式（3-11）中角度。为“接地距离偏移角度定值”。

3.4零序电流保护

本装置配置有四段零序过流保护和零序反时限保护。每段保护及其方向元件的投退均可由用户设定,

并符合现场习惯。

保护装置在外部开入端子上设有“零序I段”、“零序n段”、“零序ni段”、“零序iv段”投退

压板，使用灵活。

3.4.1四段零序过流保护

零序过流保护各段方向元件可独立投退，其正方向判据为

3U&

180°<<340°（3-12）

30

当零序电压电流低于门槛值（3Uo<2V或3/o〈零序电流起动定值）时，零序正方向元件不动

作。

本装置的零序电流和零序电压均由保护内部计算产生，杜绝了因接线错误而导致的方向误判，

可根据整定确定是否在TV断线时投入零序保护，但此时方向元件自动退出。

3.4.2零序反时限过流保护

反时限特性方程为

80xTP

"（〃/P）2-1（3-13）

式中：。为“零序反时限起动电流”定值，刀,为“零序反时限时间常数”定值。

零序反时限过流保护受零序过流I段压板控制投退。

3.5弱馈线保护

弱馈线的电源容量很小，正常自线路吸收功率，线路故障时供出的短路电流小于负荷电流。由于电

源容量很小，对线路故障可假设无电源进行分析。

1）接地故障时由于变压器中性点接地，可以有相当大的零序电流流过，由于系统容量很小，等值电

源的正、负序阻抗远大于变压器的零序阻抗，因而正、负序电流很小，因而可近似认为

IA=IB=Ic=7o；由于电源容量很小，故障相电压显著下降，变压器的健全相以高压侧为原

边，低压侧为副边，而故障相以低压侧为原边，高压侧为副边，短路功率由健全相经低压侧流

□

向故障相，再由故障相高压侧流向故障点，因此，线路保护的故障相距离继电器能正确测量。

2）BC两相短路接地时，可能出现=Ic,UB=Uc,UBCUO,IBCUQ,相间距离继电

器变得不灵敏，此时采用B相或C相全阻抗继电器测量，其动作判据为

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

式中：Ze2zd为“接地距离II段阻抗定值”。

3）线路上发生两相短路不接地故障时，若无电源则流过保护的正、负序电流都将由故障点流向母

线，只要负荷的负序等值阻抗小于正序等值阻抗，相间距离继电器也能正确测量。

4）线路上发生三相短路时，只在短路后很短时间内负荷中的旋转电机能向线路供给短路电流，以

后便既无电压也无电流，这种情况下没有保护也无妨。如果有小电源不迅速解列，则频率急剧下

降，使微机保护的采样周期与下降后的频率之间产生明显差异，使计算混乱，所以当检测到频率下

降到46Hz时应迅速跳闸，根本出路在于小电源应迅速与系统解列。

3.6不对称故障相继速动保护

单回线末端发生不对称故障时，对侧断路器的三相跳闸可被检测出来，检测对侧断路器三相跳闸的

方法主要有以下两种：

1）如线路有一定的负荷电流，当对侧断路器三相跳闸时必有健全相的电流下降到线路的充电电流。

这种方法的局限性在于负荷电流必须显著大于电容电流。

2）线路末端发生接地短路故障时流经保护的零序电流与电源容量的大小和系统零序网络的结构有

关。当线路两侧变压器中性点都接地时相当数量的零序电流分流到对侧变压器中，在对侧断路器三

相跳闸后流经本侧的零序电流很少不发生变化的。利用零序电流幅值的变化一上升或下降超过原始

值的20%,就判定对侧三相跳闸。这种方法的局限性在于线路两侧变压器中性点都必需接地。

如图3-6所示，线路末端不对称故障时，N侧I段动作快速切除故障，由于三相跳闸，非故障相电流

同时被切除，当M侧保护测量到健全相负荷电流突然消失或零序电流幅值有较大变化，而11段距离元件

连续动作不返回，将M侧开关不经II段延时定值而经小延时确认即可跳闸（设小延时是为了提高安全

性），切除故障。

不对称故障相继速动保护的逻辑图如图3-7所示。

图3-6被保护线路接线示意图2

不对称故障相继速动投入

距离11,人r不对称故障相纬速动或作

起动前有负海：电施

旦持续1S健全相无140nls0.►

流

37o>0A1n

零序电流变化＞0.2倍记忆值

图3-7不对称故障相继速动保护逻辑图

3.7双回线相继速动保护（横联保护）

双回线相继速动保护又称为横联保护，它是在双回线上通过横向比较两回线阶段式保护中测量元件

的动作逻辑，可以在线路末端（第I段保护范围以外）发生故障时依靠纵续动作快速切除故障。

在线路末端故障时两回线的保护都能灵敏地起动，为了防止超越（避开双回线区外故障），由另一

回线的保护第HI段实现闭锁，即每回线的保护第HI段向另一回线的保护发闭锁信号，将后者的II段双

回线相继速动保护元件闭锁。当对侧保护第I段动作、断路器跳开后，健全线保护第HI段立即返回，解

除对故障线相继速动保护元件的闭锁，于是后者的距离II段相继速动保护元件经过短延时作用于跳闸（称

为纵续动作）。双回线区外故障时两回线的保护相互闭锁，区外故障切除时两回线保护各段都返回，闭锁

信号解除也不会误动。为了安全起见，必须曾经收到闭锁信号，然后闭锁信号消失才可能实现纵续动作。

另外，纵续动作带小延时也有利于提高安全性。

如图3-8所示，双回线L1的近N侧发生故障，M侧的保护装置Ml,M2的距离HI段都动作，相互

发信号闭锁对方的H段双回线相继速动保护元件。当故障被N侧保护N1的I段切除，保护装置M2的距

离HI段返回，同时收回对保护Ml的闭锁信号，而保护Ml的距离H段仍在动作，它收不到闭锁信号后

经过短延时动作跳闸。

本装置横联保护的优点是不论线路的工况如何，双回线两侧的横联保护都能有效地发挥作用。当线

路转为单回线运行时横联保护自动退出，保护无需整定，运行人员不必干预，也不利用断路器辅助接点,

所以简单、方便、可靠。

MN

Ml/N1

—CD------------------CZJ——

图3-8被保护线路接线示意图3

双回线相继速动投入

保护跳闸

距离III段动作

双同线相继速动投入

距离H段动作

MiU颂续胡剑"主总

图3-9双回线相继速动保护逻辑图

3.8振荡闭锁

本装置的振荡闭锁分为三个部分，任意一个动作即开放保护。

3.8.1瞬时开放保护

在起动元件动作后起始的160ms以内无条件开放保护，保证正常运行情况下突然发生故障能快速开

放。如果在160ms延时段内的距离元件已经动作，则说明确有故障，则允许该测量元件一直动作下去，

直到故障被切除。

3.8.2不对称故障开放元件

不对称故障时，振荡闭锁回路可由对称分量元件开放，该元件的动作判据为

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

其中：m的取值根据最不利的系统条件下振荡又区外故障时，振荡闭锁不开放为条件验算，并留有相当

的裕度。

3.8.3对称故障开放元件

在起动元件开放160ms以后或系统振荡过程中，如发生三相故障，上述二项开放措施均不能开放保

护。因此对对称故障设置专门的振荡判别元件，测量振荡中心电压，其测量方法如下

Uos=Ucoso(3-16)

式中：U为正序电压，9为正序电压与电流的补偿夹角一一正序电压Ui与正序电流/的夹角加上

90o减去“线路正序阻抗角度”(定值)，即有

(p=Z.G、3)+90。一Z(线路正序阻抗角)(3-17)

对称故障用Ucos。判断两侧电势的相位差5；在母180。时，Ucoso接近于0。在三相短路时不

论故障点远近如何，Ucos。等于或小于电孤的压降，约为额定电压的5%。装置在判断系统进入振荡时

置振荡标志，在t/coso下降到接近5%时测量振荡的滑差，使得Ucos。元件很准确地躲过振荡中

UcosoV0.05U”的时间，不开放保护。在振荡中发生故障时Ucos。V0.05U〃保持不变，于是经小延

时开放保护。由于躲过振荡所需的延时是根据对滑差实时测量的结果确定的，因此既能有效地闭锁保护,

又使振荡中发生三相短路时最大限度地降低了保护的延时。

3.9TV断线检测和紧急状态保护

3.9.1(母线)TV断线

装置设有两种检测TV断线的判据，两种判据都带有延时，且仅在线路正常运行、起动元件不起动

的条件下投入；若起动元件已起动就不进行电压断线的检测，直到保护整组复归后重新投入。同时，TV

断线信号只在三相电压恢复正常并持续10s之后才可复归，此后恢复正常保护程序。

1)单相或两相断线检查：

a)3Uo>8V,延时1.3s报TV断线;

b）lh>0.51/'且0.17/",延时1.3s报TV断线。

2）三相失压检查：

a）U\<6y且任一相有流（I®>0.06In），延时1.3s报TV断线。

b）Ui<6V且TWJ不动作，延时1.3s报TV断线。

3.9.2线路TV断线

装置在重合闸投入的情况下，根据所投入的不同的重合闸检定方式，由重合闸对抽取电压进行检测:

当开关不在跳位或者有电流流过，母线有电压，线路无电压，则报线路电压TV断线。保护在检测到抽取

电压TV断线后闭锁重合闸。线路TV断线检测逻辑如图3-10所示。

投不检

投检线无压母无压

投检母无压线有压

投检线无压母有压

投检同期

投雨合闸

线无压母

有压

任一相有流

无跳位

图3-10线路TV断线检测逻辑图

3.9.3紧急状态保护

当检测到电压断线后立即发出断线信号，保护转为“紧急状态保护”。在TV断线情况下，将距离

保护、纵联保护及零序方向元件退出，同时继续监视TV电压，当电压恢复后，延时自动解除闭锁。紧急

状态保护包括：

1）无方向性的二段定时限过电流保护，受“距离保护投退”压板控制；

2）无方向性的零序过流保护（II、山、IV段），它实际上是原有零序过流保护将零序方向元件取

消，定值不变。

3.10合闸于故障保护

本装置后备保护设有合闸于故障保护，在手合或重合闸动作后、断路器由跳位变为合位（或电流从

无到有）的开始20