NSP715-R-DLM线路光纤差动保护测控装置技术使用说明书.docx

NSP715-R_DLM线路光纤差动保护装置技术和使用说明书V1.00版权声明Copyright 2011国电南瑞南京控制系统有限公司我们对本说明书及其中的内容具有全部的知识产权。除非特别授权，禁止复制或向第三方分发。凡侵犯本公司版权等知识产权的，本公司必依法追究其法律责任。我们定期检查本说明书中的内容，在后续版本中会有必要的修正。但不可避免会有一些错误之处，欢迎提出改进的意见。我们保留在不事先通知的情况下进行技术改进的权利。版本说明说明书版本说明书发布日期内容概述适用软件版本V1.002015-5-18初始V1.00若有特殊定制，请以工程资料为准。服务联系方式公司名称：国电南瑞南京控制系统有限公司地址：南京市高新开发区高新路20号邮编：210061电话：86-25-83097198、83097199传真：86-25-83403996网址：/邮箱：安全信息使用产品前，请仔细阅读本章节本章叙述了使用产品前的安全预防建议。在安装和使用时，本章内容必须全部阅读且充分理解。忽略说明书中相关警示说明，因不当操作造成的任何损害，我公司不承担相应责任。警示标记定义本手册中将会用到以下警示标记和标准定义：危险! 意味着如果安全预防措施被忽视，则会导致人员死亡、严重的人身伤害，或严重的设备损坏。警告! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致人员死亡、严重的人身伤害，或严重的设备损坏。警示! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致轻微的人身或设备损坏。本条特别适用于对装置的损坏及可能对被保护设备的损坏。操作指导及警告危险!在一次系统带电运行时，绝对不允许将与装置连接的电流互感器二次开路。该回路开路会产生极端危险的高压。警告! 为增强或修改现有功能，装置的软硬件均可能升级，请确认此版本的使用手册和您手中的产品兼容。警告!电气设备在运行时，某些部件可能带有危险的高电压。不正确的操作可能导致严重的人身伤害或设备损坏。只有合格的工作人员才允许对装置进行操作或在装置附近工作。工作人员需熟知本手册中所提到的注意事项和工作流程，以及安全规定。特别注意，一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。如果不遵守可能导致严重的人身伤亡或设备损坏。警告!l 裸露端子在装置带电运行时不要触碰裸露的端子等，因为可能会产生危险的高电压。l 残余电压在装置电源关闭后，直流回路中仍然可能存在危险的电压。这些电压需在数秒钟后才会消失。l 接地装置的接地端子必须可靠接地。l 运行环境该装置只允许运行在技术参数所规定的环境条件下，而且运行环境不能存在异常震动。l 额定值在接入交流电压电流回路或直流电源回路时，请确认他们符合装置的额定参数。l 印刷电路板在装置带电时，不允许插入或拔出印刷电路板，这样可能导致装置不正确动作。l 外部回路当把装置的输出接点连接到外部回路时，须仔细核对所用的外部电源电压应符合装置技术要求，以保证装置的正常可靠工作。l 连接电缆仔细处理连接电缆避免施加过大的外力。本书中所用图例以下图例用于本书的图表中：本说明书所用缩略语缩写术语表述PT电压互感器 Phase voltage TransformerCT电流互感器 Current TransformerBI开关量输入 Binary InputBO开关量输出 Binary outputSOE事件记录 Sequence Of Event目录第 1 章 概述11.1 应用范围11.2 功能配置11.3 产品特点2第 2 章 技术参数32.1 电气参数32.2 保护功能参数7第 3 章 保护工作原理83.1 纵联差动保护83.2低电压闭锁方向过流133.3零序过流143.5低周减载153.7自动重合闸153.8 PT断线监视173.9 同期电压异常监视173.10 CT断线监视183.11 PT断线过流保护183.12控回断线告警18第 4 章 测控功能194.1 交流量采集194.2 开关量采集194.3 遥控输出20第 5 章 硬件原理215.1 概述215.2 硬件结构图235.3 插件描述24第 6 章 定值整定276.1 公共定值276.2 保护定值30第 7 章 装置信息357.1 遥信表357.2 遥测表357.3 遥控表367.4 保护测量量表36第 8 章 人机接口378.1 人机接口概述378.2 菜单结构39第 9 章 通信439.1 概述439.2 以太网通信接口439.3 以太网IEC60870-5-103规约439.4 IEC61850规约44第 10 章 安装与调试4710.1 概述4810.2 外观检查4810.3 安装4910.4 检查外部回路5010.5 装置上电5110.6 配置装置5110.7 通信测试5110.8 保护定值校验与功能测试5110.9 最终检查54第 11 章 维护5511.1 维护日程安排5511.2 常规检查5511.3 故障跟踪和修复5511.4 更换故障插件5511.5 清洁5611.6 存储57第 12 章 退役和处置5812.1 退役5812.2 处置58附录 产品订货信息59第 1 章 概述1.1 应用范围NSP715-R_DLM线路光纤差动保护测控装置适用于110kV以下电压等级的非直接接地或经小电阻接地系统的线路、馈线，并具备测控功能。既可分散安装到开关柜、又可采用集中组屏的方式安装在控制室。用于保护的纵联通道可以是专用光纤或复接通道。装置支持2048kbit/s E1接口。图 1.1 1.2 功能配置1.2.1 保护功能1) 光纤线路差动保护2) 三段相过流保护3) 相过流反时限保护4) 两段零序过流5) 零序反时限保护6) 低周减载7) 过负荷告警8) 三相一次重合闸9) 母线PT断线告警10) 线路PT断线告警11) CT断线告警12) PT断线过流13) 独立的操作回路14) 故障录波1.2.2 测控功能1) 遥测：Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、Ia、Ib、Ic、P、Q、F、COS等基本量。2) 遥信：当地遥信：23路； 3) 遥控：4路硬接点输出遥控，1组固定为断路器分/合闸，另3组可用于对刀闸的分合控制；1.2.3 辅助功能n 自检功能n 直流掉电告警n 硬件回路在线检测n 事件记录包括1024次开入变位报告, 1024次自检报告和256次操作报告n 扰动记录包括64次故障报告和64次故障录波（扰动记录格式同国际标准的COMTRADE文件兼容）n 支持多种对时方式：分脉冲（1PPM），秒脉冲（1PPS）， IRIG-B码对时1.2.4 通信功能n 3个以太网接口支持IEC 61850或 IEC 60870-5-103规约n 1个RS-232通信串口用于打印n 1个RS-485（EIA）差分总线接口用于对时信号输入n 1个以太网口可以同辅助软件NSRTools连接用于测试和配置装置1.3 产品特点n 采用高性能的硬件平台，32位DSP， 16位高精度AD采样，功能强大。n 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。n 封闭、加强型单元机箱抗振动，多层屏蔽抗强干扰设计，适应于特别恶劣环境。6U机箱可分散安装于开关柜上运行。n 模拟回路采用高精度、宽范围器件，无幅值、相位调整电路。由软件功能调幅、调相，回路简单可靠、无零漂，调试维护工作量低。n 大屏幕液晶显示、直观友好的界面菜单、信息详细直观，操作、调试方便。n 单元化设计、模块化结构，可扩充性强。n 装置配置完备的保护段和出口，充分发挥微机保护的优点，极大地方便用户使用。n 保护采用高速24点采样、实时并行计算。在每个采样点完成所有的保护逻辑测量和计算，以及故障报告和事件记录的实时整理。n 遥控操作断路器和软压板，并作遥控操作记录及统计。n 测控采用72点采样率，高达13次的谐波分析功能。n 完善的装置自检策略。第 2 章 技术参数2.1 电气参数2.1.1 交流输入1. 交流电流额定频率50Hz相序ABC额定电流 (In)1A5A线性范围20A100A连续过载能力10s过载能力1s过载能力动稳定电流 (半波值)2In10In40In100In2In 10In 40In 100In 额定电流下的功耗 0.5 VA/相 1 VA/相2. 交流电压额定电压 (Un)100V/3100V线性范围130V130V连续过载能力10s过载能力1s过载能力150V/1.5Un200V250V150V200V250V额定电压下的功耗 0.5 VA/相 0.5 VA/相3. 直流电源额定电压110V DC， 220V DC输入范围80%120%纹波按GB/T17626.17-2005（ IEC61000-4-17:2002），最大为直流电压值的15%电压跌落及直流中断按GB/T7261-2008中10.4的规定，直流电源中断50ms、电压缓升缓降符合标准验收准则。跌落60%可保证500ms装置不会重启静态功耗15W动作时功耗1000Vac rms接通电流8A8A5A过载能力 (200ms)50A动作时间 (典型/最大)5ms/10ms10ms/15ms5ms/10ms返回时间 (典型/最大)8ms/10ms8ms/10ms8ms/10ms接点抖动时间1ms1ms1ms断弧能力 (at 250Vdc) 0.4A 纯阻性0.2A 阻抗性(L/R=40ms)0.4A 纯阻性0.2A 阻抗性(L/R=40ms)0.2A 纯阻性0.05A 阻抗性(L/R=40ms)带载机械寿命空载机械寿命100，000次10，000，000次100，000次10，000，000次100，000次10，000，000次2.1.2 机械结构机械尺寸 (宽高深)154mm267mm230mm (6U高机箱)安装方式嵌入式安装开孔尺寸 (宽高)154mm267mm， M6 螺丝颜色银灰机箱材料铝合金6接线端子位置装置背面重量大约5kg防护等级：按GB 4208-2008外壳防护等级（IP代码）（IEC60529：1989）前面板IP40装置侧面IP51后面板IP20 确保具有电击防护功能上下底板IP402.1.3 环境条件参数遵循标准GB/T 14047-1993（IEC 60255-6:1988）、GB/T 15145-2001工作温度范围-25C+55C 贮存运输温度范围-40C+70C 正常工作相对湿度5%95%， 设备内部既不凝露，也不结冰大气压力70kPa106kPa海拔3000米2.1.4 通信端口通信端口 (与RTU/SCADA)以太网电介质端口个数3接口形式RJ-45传输速率100Mbits/s传输标准100Base-TX传输距离100m通信规约IEC 60870-5-103: 1997 或 IEC 61850光介质(可选)端口个数3接口形式ST传输速率100Mbits传输标准100BASE-EFX传输距离2000m光纤类型多模光纤波长853/1310nm光纤尺寸62.5/125m (芯径/外径)通信规约IEC 60870-5-103: 1997 or IEC 61850调试端口 (通过辅助软件与PC)以太网电口端口个数1接口形式RJ-45传输速率100Mbits/s打印端口 (与打印机)RS-232 (EIA)端口个数1波特率4800bps 、 9600bps、19200bps 打印机型号EPSON 300K+II printer对时端口 (与GPS)RS-485 (EIA)端口个数1传输距离100M耐压GB/T14598.3-2006（IEC 60255-5:2000）：测试电压: 2kV， 50Hz， 持续1min 无击穿和闪络冲击电压GB/T14598.3-2006（IEC 60255-5:2000）： 短时单极冲击电压5kV， 前沿时间:1.2s， 半峰时间:50s， 无击穿和闪络4. 电磁兼容试验1MHz脉冲群干扰试验(包含1MHz和100kHz)按GB/T 14598.13-1998（IEC 60255-22-1 (idt IEC61000-4-12)）共模: III级2.5kV 差模: III级1.0kV施加端口：辅助电源、开入开出、交流端口静电放电试验按GB/T 14598.14-1998（IEC60255-22-2）IV级接触放电: 8kV空气放电: 15kV施加端口：外壳端口辐射电磁场干扰试验按GB/T 14598.9-2002（IEC 60255-22-3）III级扫频发射幅值10V/m (rms)， f=801000MHz施加端口：外壳端口点频发射幅值10V/m (rms)， f=80MHz/160MHz/450MHz/900MHz发射脉宽10V/m (rms)， f=900MHz快速瞬变干扰试验按GB/T 14598.10-2007（IEC 60255-22-4）电源， 开入开出， 交流: IV级， 4kV， 2.5 kHz， 5/50ns通信端子: IV级， 2kV， 5 kHz， 5/50ns浪涌试验按GB/T 17626.5-1999（IEC 60255-22-5）， III级， 1.2/50us 电源， 交流， 开入开出端子: 共模2kV， 差模1kV射频传导干扰试验按GB/T 17626.6-1998（IEC 60255-22-6）， III级电源， 交流， 开入开出， 通信端子:， 10Vrms， 150 kHz80MHz工频磁场抗扰度试验按GB/T 17626.8-1998（IEC 61000-4-8:1993）， V级100A/m持续1min， 1000A/m持续3s脉冲磁场试验按GB/T 17626.9-1998（IEC 61000-4-9:1993）， V级6.4/16s， 1000A/m持续3s阻尼振荡磁场试验按GB/T 17626.10-1998（IEC 61000-4-10:1993）， V级100kHz & 1MHz100A/m2.2 保护功能参数2.2.1 主要保护技术指标电流定值误差：2.5% 或 0.02In 中较大者电压定值误差：3% 或 0.01Un中较大者方向误差精度：3时间误差精度35 ms （整定延时在01s时）2.5% （整定延时 1s时）2.2.2 主要测控技术指标电流测量范围0.026A电压测量范围0.5120V电流和电压精度 0.2级有功和无功精度 0.5级功率因数精度0.5级频率测量误差0.01Hz遥测刷新时间1S温度影响误差0.5事件顺序记录（SOE）分辨率1ms第 3 章 保护工作原理3.1 纵联差动保护3.1.1概述NSP715-R_DLM的纵联差动保护包含以下三种元件：工频变化量电流差动元件、相电流差动元件、零序电流差动元件。这三种元件都可以实现分相差动逻辑。3.1.2光纤通道在纤芯数量及传输距离允许范围内，优先采用专用光纤通道。当功率不满足条件，可采用复用光纤通道。从图 .1到图.2显示了NSP715-R_DLM采用光纤通道时可以实现的通信接口方式。1) 专用光纤通道 专用光纤通道，采用2048kbit /s的通信速率。图 3.1.1 专用光纤通道2) 2048kbit /s 复用光纤通道 NSP715-R_DLM装置的2048kbit /s复用光纤通道的通信接口方式如下图所示，图中仅示出单侧设备，另一侧设备与之相同，连接对称。这种接口方式每一通道需要使用一对专用光纤通信接口装置，图中已示出，订货时须另外注明。图3.1.2 2048kbit/s复用光纤通道3.1.3光纤通信接口时钟保护装置的数字通道发送数据和接收数据采用各自的时钟，分别称为发送时钟和接收时钟。其中接收时钟固定从接收码流中提取，以保证接收过程中没有误码和滑码产生。发送时钟可以有两种方式：1：采用内部晶振时钟作为发送时钟，称为内时钟（主时钟）方式；2：采用接收时钟作为发送时钟，称为外时钟（从时钟）方式。根据发送时钟的不同设置，两侧装置通信时钟有以下三种配合方式：1. 主主方式两侧保护装置都采用内时钟。2. 从从方式两侧保护装置都采用外时钟。3. 主从方式（一侧保护装置采用内时钟，另一侧保护装置采用从时钟，这种方式会使整定定值更复杂，不推荐使用）NSP715-R_DLM保护装置通过整定控制字 通信内时钟 来决定通信时钟方式。控制字 通信内时钟 整定为 “1”，保护装置自动采用内时钟方式；反之，保护装置自动采用外时钟方式。1) 采用专用光纤通道两侧保护装置控制字 通信内时钟 都设为 “1”2) 采用2048 kbit/s 复用光纤通道n 当保护信息直接通过同轴电缆接入SDH设备的2048kbit/s板卡，同时SDH设备中2048kbit/s通道的 “重定时” 功能关闭时，两侧保护装置的控制字 通信内时钟 都设为 “1” (推荐采用此方式) n 当保护信息直接通过同轴电缆接入SDH 设备的2048kbit/s 板卡，同时SDH设备中2048kbit/s通道的 “重定时” 功能打开时，两侧保护装置的控制字 通信内时钟 都设为 “0” n 当保护信息通过通道切换等装置接入SDH 设备的2048kbit/s 板卡，两侧保护装置的控制字 通信内时钟 的整定需要与其它厂家的设备相匹配目前版本通信内时钟控制固定整定为1,如不满足需求,可联系厂家修改。3.1.4光纤通信接口型式NSP715-R_DLM保护装置可通过专用光纤或经通信设备复接，与对侧交换数据。光纤接口位于机箱背部CPU板上，光纤接头采用FC型式。采用专用光纤通道传输时，最大传输距离为40km，超过40km订货请说明，最长传输距离可达120km。装置采用通信设备复接时，接口标准为2048kbit/s E1接口。关于复接设备的说明详见NSR-327M继电保护光纤通信接口装置技术和使用说明书。3.1.5通道识别码为提高数字式通道保护的可靠性，NSP715-R_DLM系列保护装置设置了可整定的定值 本侧识别码 和 对侧识别码。识别码由用户整定，定值范围均为065535，识别码的整定应保证全网运行的保护设备具有唯一性，即正常运行时，本侧识别码与对侧识别码应不同，且与本线的另一套保护装置的识别码不同，也应该和其它线路保护装置的识别码不同（保护校验时可以整定相同，表示自环方式）。保护装置将本侧的识别码定值包含在向对侧发送的数据帧中传送给对侧保护装置。当接收到的识别码与定值整定的对侧识别码不一致时，退出差动保护，报 通道一识别码接收错、通道一异常告警。通道一识别码错 延时100ms展宽1s报警，通道一异常 延时400ms展宽3s报警。在通道状态中增加对侧识别码的显示，显示本装置接收到的识别码，若本装置没有接收到正确的对侧数据，对侧识别码显示 “-” 符号。注意!当定值本侧识别码和对侧识别码整定一样时，装置通道设置默认为自环方式，此时保护装置有“通道自环设置告警”报文，装置告警灯亮。可以通过以下任一方式消除报警：A：投检修压板； B：退差动保护软压板、硬压板或控制字。3.1.6采样同步NSP715-R保护装置采用采样时刻调整法实现两侧同步采样。两侧装置一侧作为参考端（识别码大的一侧），另一侧作为同步端（识别码小的一侧）。以同步方式交换两侧信息，参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息。同步端随时调整采样间隔，直到满足同步条件为止。两侧保护装置实现采样同步的前提条件为：（1）通道单向最大传输时延不大于20ms。（2）通道的收发路由一致，以保证两个方向的传输延时相等。3.1.7差动元件工频变化量电流差动元件动作方程：其中：可以代表A相，B相或C相Id： 工频变化量差动电流，Ir： 工频变化量制动电流，：差动动作电流定值 的1.5倍和4ICap中的大者ICap ： 实测电容电流（实测电容电流由正常运行时的差流获得）相电流差动元件稳态段动作方程： 其中：Id：相差动电流，Ir：相制动电流，的含义同上。稳态段动作方程：其中：差动动作电流定值和1.5ICap中的大者。Id, Ir和ICap 的含义同上。当满足动作方程时，稳态段相电流差动元件经25ms延时动作。零序电流差动元件对于经高阻接地故障，采用零序电流差动元件具有较高的灵敏度。动作方程：其中：Id0： 零序差动电流（）Ir0： 零序制动电流（）： 差动动作电流定值和1.25 ICap中的大者。Id,Ir和ICap的含义与上述相同。零序电流差动元件通过低比率制动系数的稳态相电流差动元件选相，当满足动作方程后，零序电流差动元件经80ms延时动作。3.1.8 CT断线监视本侧CT 断线告警：如果断线侧有自产零序电流而无零序电压，断线相无流且该相差流大于0.1IN，则延时10s展宽10s报 本侧CT 断线告警信息。对侧CT 断线告警：对侧CT断线后，本侧报对侧CT 断线告警 信息。长期有差流告警：任一相差流大于0.9倍差动动作电流定值，延时10s展宽10s报长期有差流告警 信息。本侧CT 断线告警、对侧CT 断线告警和长期有差流告警，差动保护均作CT断线处理。CT 断线瞬间，断线侧保护装置的启动元件和电流差动保护可能动作，但对侧保护装置的启动元件不动作，所以不会向本侧保护装置发差动保护动作允许信号，从而保证电流差动保护不误动。CT 断线时发生故障或系统扰动导致启动元件动作，若控制字 CT 断线闭锁差动 整定为 “1”，则闭锁断线相电流差动保护；若控制字 CT 断线闭锁差动 整定为 “0”，且断线相差流大于 CT 断线差流定值，则仍然开放断线相电流差动保护。CT断线时，非断线相电流差动保护始终投入。CT断线固定闭锁零序差动保护。CT断线后，发生区内故障，断线侧和非断线侧均将三跳并闭锁重合闸。3.1.9 CT饱和装置采用基于异步法的抗CT饱和判据，确保差动保护在区外故障CT较严重的暂态饱和、稳态饱和情况下均不会误动，区内故障不会误闭锁。对于单相故障由于相间电流互串引起非故障相CT 饱和的情况，采用故障相电气特征量作为非故障相动作方程中的制动因子，并结合非故障相的谐波和电压特性，确保区内单相故障保护能正确选相动作，区外故障可靠不误动。3.1.10 CT变比补偿装置可自适应线路两侧CT变比不一致的情况。在“设备参数定值”中将CT一次额定值和CT二次额定值正确整定即可，无需额外整定CT变比调整系数。当保护状态切换到一次值显示状态时，两侧的模拟量显示为一次值，两侧差流应该相同；当保护状态切换到二次值显示状态时，两侧的模拟量显示为二次值，两侧差流分别换算到本侧二次值显示。3.1.11差动联跳对某些类型故障，NSP715-R_DLM可能会出现后备保护先于差动保护动作的情况。为此，NSP715-R_DLM设置了差动联跳功能，当本侧任何保护动作元件（如距离保护、零序保护等）动作后立即发对应相联跳信号给对侧，对侧收到联跳信号后，启动保护装置，并结合差动允许信号联跳对应相。3.1.12 差动加速三跳对侧保护装置重合于永久性故障时，本侧保护三跳。为避免对侧保护再次重合于故障，造成对系统的二次冲击，当本侧重合于故障，差动保护动作时，给对侧发加速三跳命令，对侧收到该跳闸令后，报收加速三跳信息，并结合差动允许信号三跳并闭锁重合闸。逻辑框图图 3.1.3 电流差动保护逻辑图跳闸位置： 通过断路器常闭辅助接点指示断路器状态。“1”表示断路器在分位; “0”表示断路器在合位。线路有流：线路任一相电流大于0.06IN则保护装置判为有流。保护启动：保护装置通用启动元件动作。对侧差动允许信号：对侧差动保护开放本侧差动的信号。投纵联差动保护：差动保护投入必须同时投入两侧 “投纵联差动保护硬压板”、“纵联差动保护软压板”和“纵联差动保护控制字”均投入时，差动保护才投入。“A 相差动元件”、“B 相差动元件” 和 “C 相差动元件” 包括变化量电流差动、稳态量相电流差动段或段、零序电流差动，只是各自的定值有差异。三相开关在分位或经启动元件控制的差动保护元件动作，则向对侧保护装置发差动动作允许信号。CT断线差动元件：断线相差动电流是否大于CT断线差流定值。CT断线闭锁差动：控制字，用于用户选择是否在CT断线情况下闭锁断线相电流差动保护。CT 断线瞬间，断线侧保护装置的启动元件和电流差动保护可能动作，但对侧保护装置的启动元件不动作，所以不会向本侧保护装置发差动保护动作允许信号，从而保证电流差动保护不误动。CT 断线时发生故障或系统扰动导致启动元件动作，若控制字 CT 断线闭锁差动 整定为 “1”，则闭锁断线相电流差动保护；若控制字 CT 断线闭锁差动 整定为 “0”，且断线相差流大于 CT 断线差流定值，则仍然开放断线相电流差动保护。CT断线时，非断线相电流差动保护始终投入。CT断线后，发生区内故障，两侧将三跳并闭锁重合闸。本侧任何保护动作元件动作后立即发对应相联跳信号给对侧，对侧收到联跳信号后，启动保护装置，结合差动允许信号联跳对应相。保护装置重合于永久性故障时，本侧保护三跳，给对侧发加速三跳命令，对侧收到该跳闸令后，报收加速三跳信息，并结合差动允许信号三跳并闭锁重合闸。3.2低电压闭锁方向过流三段低电压闭锁方向过流保护可分别通过控制字来实现对本段的投退、低电压闭锁和方向闭锁。过流保护的主判据是：Imax Inzd。其中Imax为最大相电流，Inzd为各段过流定值。低电压闭锁的条件是：Upp ULBS。其中：Upp为相关线电压，ULBS为低电压闭锁电压定值。比如A相电流过流动作对应需要Uab或Uca ULBS。方向继电器由正序电压极化，方向元件和电流元件按相起动。为消除近处三相短路时方向元件的死区，当正序电压下降至10%Un以下时，进入三相低压方向程序，由正序电压记忆量极化。低压方向继电器在动作前设置正的门坎，保证母线三相故障时继电器不可能失去方向性；继电器动作后则改为反门坎，保证正方向出口三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。 工作电压： ,极化电压： 为模拟阻抗，阻抗角为48。 比相方程为： 其动作特性如图3.2.1所示。图3.2.1 过流方向继电器特性过流1段和过流2段、过流3段为定时限保护;此外装置还提供一段反时限过流保护。反时限特性沿用国际电工委员会的规定，采用下列三个标准特性方程以供选择： (1) 一般反时限：(2) 非常反时限：(3) 极端反时限：式中：Ip为反时限过流定值；tp为反时限过流时限；I为故障电流；t为计算出的反时限时间。PT断线时，投低压或者方向的段被闭锁，未投入低压和方向的段可正常工作。CT断线时不影响相过流保护，正常工作。当过流I、II、III段保护任一投入一段时，过流加速功能投入。相过流加速固定延时200ms。3.3零序过流在接地系统、经小电阻接地系统或在电缆出线较多的不接地系统中，接地零序电流相对较大，可以采用零序过流保护作为接地保护。各段保护经控制字独立投退。当零序电流大于过零序过流定值，并达到其时限时动作。NSP715-R_DLM装置设置了两个带延时段的零序过流保护，零序过流、段是定时限过流保护。零序方向过流、段可以通过整定控制字 零序过流段经方向 、零序过流段经方向，由用户选择是否经零序正方向元件闭锁。零序灵敏角为78度。所有零序电流保护都受零序启动过流元件控制，因此各零序电流保护定值应大于零序启动电流定值。零序过流保护还包括零序反时限过流保护，逻辑和计算公式与相过流反时限一致。PT断线时投方向闭锁的段被闭锁，未投方向的段正常工作。CT断线时，零序过流保护被闭锁。3.5低周减载3.5.1 低周减载的闭锁：为防止当系统发生故障，频率变化异常而引起的低周减载误动，本保护设置频率滑差闭锁功能，当频率下降过快超过频率滑差闭锁定值时，闭锁低周减载。当系统发生故障电压下降剧烈，为防止低周减载误动，本保护还设置低电压闭锁功能，当最小线电压小于低周低电压闭锁定值时，闭锁低周减载。电压和滑差闭锁固定投入。3.5.2 低周减载的开放：当上述闭锁条件都不满足，且频率恢复到正常范围（大于低周减载频率定值），并保持0.2秒以上，则再次开放低周减载。3.5.3 低周减载的动作条件：在低周减载开放的情况下，当频率低于低周减载频率定值，并达到低周减载时限时，则低周减载动作，并自动闭锁重合闸。PT断线闭锁低周保护。 图 3.5.1 低周减载 3.7自动重合闸3.7.1概述输电系统故障可能是由风，闪电，树枝等引起的暂时性故障，在线路跳闸后故障即可能消失。自动重合闸用于在输电系统发生暂时性故障时，重新恢复故障段的供电。对于某些输电系统，自动重合闸还可以提高系统的稳定性。NSP715-R_DLM保护装置提供一次自动三相重合闸。重合闸方式和实现过程由相关控制字和保护跳闸类型综合决定。3.7.2重合闸充放电逻辑为避免多次重合，重合闸功能模块进行“充放电”逻辑判断，重合必须在“充电”准备完成后才可能进行。重合闸满足下列条件之一即放电：1. 控制字 投重合闸 整定为”0” ，或者 停用重合闸软压板 整定为”1”。2. 有外部闭锁重合闸开入动作或保护内部闭锁重合闸。3. 控制回路断线。4. 手动分闸，合后位置返回。5. 控制字 重合闸检同期、重合闸检线无压母有压、重合闸检线有压母无压 或 重合闸检线无压母无压 整定为”1”时，有PT断线或同期电压异常。6. 控制字 PT断线闭锁重合闸 整定为”1”时，有PT断线。7. 重合闸出口脉冲开出。重合闸同时满足下列条件，进行充电计时：1. 无上述重合闸放电条件。2. 断路器在合位。3. 无保护启动元件动作。计时满15s后重合充电完成。充电状态可在装置状态保护状态开出信息开出状态中查看。3.7.3重合闸动作逻辑重合闸由独立的重合闸启动元件来启动。当保护跳闸后或开关偷跳均可启动重合闸。重合方式可选用检线路无压母线有压重合闸、检母线无压线路有压重合闸、检线路无压母线无压重合闸、检同期重合闸，也可选用不检而直接重合闸方式。检线路无压母线有压时，检查线路电压小于30V且无同期电压异常，同时三相母线电压均大于40V时，检线路无压母线有压条件满足，而不管线路电压用的是相电压还是相间电压。检线路有压母线无压时，检查三相母线电压均小于30V且无母线TV断线，同时线路电压大于40V时，检母线无压线路有压条件满足。检线路无压母线无压时，检查三相母线电压均小于30V且无母线TV断线，同时线路电压小于30V且无同期电压异常时，检线路无压母线无压条件满足。检同期时，检查线路电压和三相母线电压均大于40V且线路电压和母线电压间的相位在整定范围内时，检同期条件满足。重合闸条件满足后，经整定的重合闸延时，发重合闸脉冲120ms。重合闸启动后一直不满足重合条件，延时10分钟后，重合闸返回。自动重合闸逻辑见图3.7.1。图 3.7.1自动重合闸动作逻辑框图3.8 PT断线监视该功能的作用是为了检测PT二次回路的完好性，保证保护装置测量到的电压反映的是真实的一次系统电压。PT断线监视功能只在没有启动元件启动情况下投入。正常运行条件下，保护装置持续监视母线负序电压，如果大于4V且没有启动元件动作，1.25s后保护装置会发出 “PT断线” 的告警信息。当母线负序电压小于4V，正序电压小于10V经1.25s、大于10V小于33.3V经3s后保护装置会发出 “PT断线”的告警信息。PT断线时，将影响到以下保护元件:1. 当投入过流保护时， PT断线过流保护投入。2. PT断线时，若零序过流保护、段经方向闭锁，则退出；不经方向的段正常工作。3. PT断线时，过电流保护、段经方向或者低压闭锁，则退出；不经方向和低压的段正常工作。当母线三相电压恢复到正常条件后，延时10s“PT断线”告警信息复归，“PT断线”指示灯灭。3.9 同期电压异常监视当自动重合闸功能投入，如果控制字 重合闸检线无压母有压、重合闸检线无压母无压、重合闸检线有压母无压 或 重合闸检同期 整定为“1”，则要用到同期电压，断路器在合位时检查输入的同期电压小于30V经1.25s延时报 同期电压异常。如自动重合闸功能不投入、以上控制字均整定为“0”时，同期电压可以不接入本保护装置，也不进行同期电压异常判别。当保护装置判定同期电压断线后，重合闸逻辑中不进行检同期和检无压的逻辑判别，不满足检无压和同期的判别条件。当同期电压恢复到正常条件后，延时10s告警信息将自动复归。3.10 CT断线监视该功能的作用是为了检测CT二次回路的完好性，保证保护装置测量到的电流反映的是真实的一次系统电流。无论是否有启动元件启动，CT断线监视功能均始终投入。如果有自产负序电流而无负序电压，且至少有一相无流，则延时10s发 CT断线告警信息。CT断线时，将影响到以下保护元件：1. 退出零序电流启动元件。2. 零序过流保护段、段退出。对于差动保护，还设置有本侧CT断线告警、对侧CT断线告警功能，具备识别分相断线功能，用于CT断线时分相闭锁差动保护。装置报CT断线告警、本侧CT断线告警或对侧CT断线告警时，装置放电，闭锁重合闸功能。3.11 PT断线过流保护当PT断线，且“PT断线过流保护投入”控制字投入时，PT断线过流保护投入。3.12控回断线告警根据操作电源、合闸出口、跳闸出口与外部断路器的合闸线圈、跳闸线圈的连接，自动判断当前断路器所处的实际位置，当断路器处于跳闸位置或合闸位置时，装置面板上相应的位置指示灯点亮；为躲过断路器辅联接点与主触头的不同期，控制回路断线检查延时1s后自动告警。第 4 章 测控功能4.1 交流量采集装置可以采集Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic。电压、电流等电气量采用的是交流采样方法，每周波采样72点，电气量的计算采用傅立叶算法。经采样计算，装置输出各路电压、电流以及三个线电压的有效值，并计算出有功功率、无功功率、功率因数、频率等参数。其中电压、电流的精度为0.2%，功率精度为0.5%，频率精度优于为0.003Hz。各电气量的测量原理如下：周期的电流、电压信号可表示为： 式中周期函数的角频率,；k为谐波次数；c0为直流分量，N为每周波采样点数由此可以计算出信号第k次谐波有效值、相角、有效值: 相角 或 有效值 利用上式将交流信号进行分解，可以计算电压、电流信号各次谐波及总的有效值和有功功率、无功功率、功率因素。4.2 开关量采集变电站测控装置采集的开关量信号，即远动所称的遥信量，反应的是变电站一次设备的运行状态、控制设备的动作信号以及报警信号等信息，调度员以此为依据确定设备工况并决定是否进行操作。其信息的正确与否直接影响系统的运行方式、自动化设备的正确动作和调度人员的决策，对电网的正常运行具有重要意义。测控装置对遥信量采集的原理是硬件上先对信号输入进行光电隔离变换，将强电的通断信号转换为数字量的“0”、“1”电平，然后进行定时采样处理。遥信量发生改变时，测控装置进行记录并打上时标，形成事件顺序记录 (Sequence of Events，SOE)。由于现场结点信号抖动或电磁干扰影响，开关量信号发生抖动。为防止遥信误报或漏报，装置一方面对遥信信号进行硬件滤波，另一方面对信号进行软件滤波。软件滤波方案如图4.1所示。本装置为每一个遥信专门设计了一个遥信去抖时间定值Td，其物理意义是继电器接点最长抖动时间。当信号抖动时间t小于参数Td，信号抖动后有恢复为以前的稳定状态，确定为电磁干扰影响，抖动被滤除，如图4.1a所示。当信号发生抖动时记录此刻时间，如果信号经过t时间的抖动，然后达到一个稳定状态，稳定时间大于Td，可以确认发生信号变位，如图4.1b所示。 a.误遥信被滤除b.遥信变位时接点抖动滤波图4.1 遥信变位去抖逻辑图4.3 遥控输出装置具有多路遥控输出，每路遥控可以分别进行合闸或分闸。每一路遥控操作必须经过遥控选择、返校、执行几个步骤，确保遥控操作的正确。装置需要“远方/就地”的开入输入，当装置进行后台或调度遥控时，必须使把手处于“远方”位置；当装置进行当地面板操作时，必须使把手处于“当地”位置。第 5 章 硬件原理5.1 概述装置使用154mm宽、267mm（6U）高、230mm深的机箱。机箱前面板有一块12864的液晶显示器、9个用户按键、8个信号指示灯及1个厂家调试用的以太网接口。前面板使用独立的处理器来完成显示、通讯、按键、指示灯等人机接口相关的