长园深瑞PRS-711-DK-NW微机线路保护技术说明书.doc

PRS 711 DK NW 微机线路成套保护微机线路成套保护 技技 术术 使使 用用 说说 明明 书书 Ver 4 03 长园深瑞继保自动化有限公司 二 一四年二月 PRS 711 DK NW 微机线路成套保护微机线路成套保护 技技 术术 使使 用用 说说 明明 书书 Ver 4 03 编写 潘军军 审核 陈远生 批准 徐成斌 长园深瑞继保自动化有限公司 二 一四年二月 本说明书适用于 PRS 711 DK NW 系列 数字化变电站线路保护 适用于 PRS 711 DK V4 03 及以上版 本程序 本装置用户权限密码 800 说明 PRS 711 DK NW 装置运用于 110kV 系统的标准版本软件分类如下 序号软件版本备注 1PRS 711 DK NW 适用于南网地区 110kV 及以下电压等级 无需选相跳闸的输电线路 保护 具备测控功能 本说明书由长园深瑞继保自动化有限公司编写并发布 并具有对相关产品的最终解释权 相关产品的后续升级可能会和本说明书有少许出入 说明书的升级也可能无法及时告知阁下 对此 我们表示抱歉 请注意实际产品与本说明书描述的不符之处 更多产品信息 请访问互联网 技术支持电话 0755 3301 8615 8612 传真 0755 3301 8664 3301 8889 免免费费客客户户服服务电话务电话 400 678 8099 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 I 目目 录录 PRS 711 DK NW 微机线路成套保护微机线路成套保护 I PRS 711 DK NW 微机线路成套保护微机线路成套保护 II 1装置概述装置概述 1 1 1应用范围 1 1 2保护配置 1 1 3数字化应用 1 1 4主要性能特点 2 2技术参数技术参数 4 2 1机械及环境参数 4 2 2额定电气参数 4 2 3主要技术指标 4 2 4通讯接口 5 2 5光纤接口特性 5 3保护原理保护原理 6 3 1起动元件 6 3 2距离选相 6 3 3距离继电器 7 3 4零序电流保护 10 3 5弱馈线保护 11 3 6不对称相继速动保护 11 3 7双回线相继速动保护 12 3 8振荡闭锁 13 3 9PT 断线过电流保护 14 3 10后加速保护 14 3 11重合闸 15 3 12过负荷告警 18 3 13其它异常告警 18 3 14压板逻辑 19 3 15测控五防顺控功能 19 4定值及整定说明定值及整定说明 20 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 II 4 1 装置定值 20 4 2 定值整定说明 25 5辅助功能辅助功能 28 5 1信号系统 28 5 2事故分析与过程记录 28 6 硬件说明硬件说明 33 6 1 装置整体结构 硬件原理图 33 6 2 实端子定义 33 6 3 虚端子定义 34 附录附录 A装置使用说明装置使用说明 37 A 1面板布置与显示 37 A 2菜单界面操作说明 38 附录附录 B装置调试与投运装置调试与投运 54 B 1调试资料准备 54 B 2通电前检查 54 B 3上电检查 54 B 4整机调试 54 B 5装置投入运行操作步骤 55 B 6注意事项 55 附录附录 C信号及记录通用说明信号及记录通用说明 57 C 1信号系统 57 C 2事故分析与过程记录 57 附图附图 1 装置前视后视图装置前视后视图 62 附图附图 2 装置端子排接线图装置端子排接线图 63 附图附图 3 装置外形及机柜安装开孔尺寸图装置外形及机柜安装开孔尺寸图 64 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 1 页 1装置概述 1 1应用范围 PRS 711 DK NW 微机线路成套保护装置是基于数字化变电站 IEC61850 标准开发的 适用于 110kV 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 装 置具有全开放式数字接口 既可以与智能一次设备 光电互感器 一次智能开关 无缝接口 也 兼容传统的一次设备 支持 IEC61850 协议的站控层接入 间隔层的 GOOSE 闭锁互联和过程层的 电子式互感器数字信号接入 可灵活地用于部分或全部采用智能一次设备的变电站 PRS 711 DK NW 按照 IEC61850 协议提供接口 无须关注网络类型 实现灵活组网 可以适用于过程层各 种组网方式 1 2保护配置 PRS 711 DK NW 装置提供了丰富的保护元件 可根据用户需求进行配置 并配置测控五防 顺控功能 四段段相间距离 三段接地距离 四段零序方向过流 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 过负荷保护 控制回路断线告警 角差异常告警 TWJ 异常告警 测控功能 五防功能 顺控功能 1 3数字化应用 图 1 1 为 PRS 711 DK NW 在数字化变电站的应用 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 2 页 图 1 1PRS 711 DK NW 在数字化变电站的应用 1 4主要性能特点 采用 32 位 PowerPC 处理器 运算与逻辑功能强大 可完全满足数字变电站快速发展及应用需求 既可以与智能一次设备无缝接口 同时也兼容 传统的一次设备 可灵活地用于部分或全部采用智能一次设备的变电站 站控层提供 3 个独立以太网接口 采用 IEC61850 通信协议 将保护动作事件 扰动数据等 信息上送站控层 实现数据传递和共享 间隔层可通过 GOOSE 实现信号闭锁互联 过程层完全按照 IEC61850 9 数据传输协议 实现互感器数字信号接入与共享 采用新型 LVDS 背板总线技术 保证 I O 数据快速交换外 也提高抗干扰能力和插件扩充能 力 装置对外校时可采用 IRIG B 码信号校时 或 IEEE 1588 同步时钟报文校时 同步误差小于 5us 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 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 3 页 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 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 具备完善的数字化容错功能 对于 MU 接入 GOOSE 通讯状态实时监测 数字化接入的电压量异常时 自动投入紧急状态保护 可避免由于电压量无效或 MU 失步情 况下装置的拒动或误动 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 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 4 页 2技术参数 2 1机械及环境参数 机箱结构尺寸 482 6mm 177mm 278mm 宽 高 深 正常工作温度 10 50 极限工作温度 20 60 贮存及运输 25 70 相对湿度 5 95 大气压力 86 106KPa 2 2额定电气参数 频率 50Hz 直流工作电源 220V 110V 允许偏差 20 15 数字系统工作电压 5V 允许偏差 0 15V 继电器回路工作电压 24V 允许偏差 2V 直流电源回路功耗 全装置不大于 30W 直流电源回路过载能力 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 5 2 电压定值误差 5 3 阻抗定值误差 5 4 整组动作时间 距离保护 段 30ms 5 延时段保护动作时间误差 30ms 6 各段保护返回时间误差 40ms 7 告警延时误差 60ms 8 三相一次重合闸 检同期元件角度误差 3 检同期有压元件 40V 5 V 检无压元件 30V 5 V 延时误差 40ms 9 遥测量计量等级 电流 电压 频率 0 2 级 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 5 页 其他 0 5 级 遥信量分辨率 小于 1ms 信号输入方式 GOOSE 网络 2 3 2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电池供电 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 25 时 实时时钟误差每月不超过 1 分 钟 2 3 3电磁兼容 静电放电抗扰度 GB T 17626 4 2 级 射频电磁场辐射抗扰度 GB T 17626 4 3 级 网络 级 电快速瞬变脉冲群抗扰度 GB T 17626 4 4 级 浪涌 冲击 抗扰度 GB T 17626 4 5 级 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB T 17626 4 6 级 工频磁场抗扰度 GB T 17626 4 8 级 脉冲磁场抗扰度 GB T 17626 4 9 V 级 阻尼振荡磁场抗扰度 GB T 17626 4 10 V 级 振荡波抗扰度 GB T 17626 4 12 级 信号端口 2 3 4绝缘试验 绝缘试验符合 GB T14598 3 93 6 0 冲击电压试验符合 GB T14598 3 93 8 0 2 4通讯接口 监控通讯 100Mbase TX 3 RJ45 RS485 4 通信规约采用 IEC61850 标准协议 过程层通讯 100Mbase FX 8 支持 IEC61850 过程层规约实现与 MU 和 GOOSE 接口 打印 COM 1 GPS 差分输入或空节点输入 对秒 分脉冲及 IRIG B 串行编码三种校时方式自适 应 支持 IEEE 1588 对时报文 调试 100MBase TX 1 RJ45 2 5光纤接口特性 光纤参数 多模光纤 ST 接口 光波长 850nm 串口 1310nm 网络 发送功率 大于等于 15dbm 接收灵敏度 小于等于 30dbm 与 ECT 间传送距离 小于 2km 与二次设备间传送距离 小于 2km PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 6 页 3保护原理 3 1起动元件 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 CBAIII setT 25 1 3 1 式中 T I 为浮动门槛 set I 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 突变量起动元件动作 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 set II 00 3 3 2 式中 set I0为 零序电流起动定值 该式满足并持续 20ms 后 零序电流起动元件动作 3 相过流启动 3 3 IlsetI 为静稳破坏电流定值 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 Ilset 件可能都不起动 此时当满足式后延时 20ms 起动 4 重合闸起动 当重合闸投入 且重合闸起动条件满足 则重合闸起动元件动作 3 2距离选相 本装置距离保护选相采用多重判据 用电流选相与电压选相相结合 即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 稳态量选相逻辑如下 1 判断是否接地 若 set UU 00 3 且 set II 00 3 时 判为接地故障 反之为不接地故障 2 接地故障选相 利用 I0和 I2的相位关系 初步确定可能的故障类型 再根据距离 段六 个继电器的动作情况 确定是单相接地还是两相接地 3 不接地故障选相 利用 12 25 0 II 区分三相对称故障 并通过对线电压大小的排序确定 两相故障的故障相 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 7 页 3 3距离继电器 本装置分别设置了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 1四段相间距离 3 4 1 1 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 90arg270 1BCzdpBC A IZU Uj 3 4 式 3 4 在阻抗平面上的动作特性如图 3 1 所示 图中 Zsm Zsn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 III 象限 继电器肯 定不会动作 方向性十分明确 jX RZsm Zp1zd Zsn C1 C3 C2 图 3 1 相间距离元件 姆欧继电器 动作特性 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 1 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 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 8 页 90arg270 1 0 BCzdpBC BC IZU U 3 5 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 5 中的圆 C1 和 C2 但在记忆 作用消失后 0BC U 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 1 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 相间距离 III 段动作 闭锁重合闸 3 4 1 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 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 III 段距离继电器的灵敏度不足 同时 又由于 Y 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 141242 IZUIZU zdpzdp 3 6 式中 zdp Z 4 为相间距离 IV 段阻抗定值 TcLzdp ZkZZ 2 1 4 L Z和 T Z分别为线路和降压 变的阻抗 见图 3 2 c k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 转角影响 c 一个继电器反应各种相别的两相短路 d 对两相短路的灵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 90arg270 4 2 BCzdpBC BCzdpBC IZU IZU 3 7 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 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 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 9 页 综上所述 完整的四段相间距离继电器的动作特性如图 3 3 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 2 为被保护线路接线示意图 对应图 3 2 图 3 3 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 3 中及以上各公式中 zdp Z 1 为 相间距离 I 段阻抗定值 zdp Z 2 为 相间距离 II 段阻 抗定值 zdp Z 3 为 相间距离 III 段阻抗定值 zdp Z 4 为 相间距离 IV 段阻抗定值 ZT D CBA ZL Zs 图 3 2 被保护线路接线示意图 jX R A B C D I段 II段 III段 IV段 三相故障 IV段 两相故障 Zp1zd Zp2zd Zp3zd Zp4zd 图 3 3 四段相间距离继电器动作特性 3 3 2三段接地距离 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 180 3 arg360 0 01 I IkIZU zde 3 8 式中 k 为 零序阻抗补偿系数 其计算公式为 1 10 3 L LL Z ZZ k 其中 0L Z和 1L Z分别为 线路零 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 10 页 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 k 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 8 在阻抗平面上的动作特性如图 3 4 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 I 相位后移 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 90 3 arg270 01 IkIZU Uj AzdeA CB 3 9 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 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 4 所示 图中实线圆为 0 虚 线圆为 30 jX R Zs Ze1zd Ze2zd Ze3zd 30 0 图 3 4 三段接地距离继电器动作特性 以上图形及公式中 zde Z 1 为 接地距离 I 段阻抗定值 zde Z 2 为 接地距离 II 段阻抗定值 zde Z 3 为 接地距离 III 段阻抗定值 式 3 9 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 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 零序保护 投退压板 PT 断线时零序 段保护退出 零序 段 零序 段 零序 段退出方向元件 零序过流方向元件正方向判据为 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 11 页 340 3 3 arg180 0 0 I U 3 10 当零序电压电流低于门槛值 VU13 0 或 0 3I零序电流启动定值 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 即有 CBA CBA UUUU IIII 0 0 3 3 零序 段 零序 段动作闭锁重合闸 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 0 IIII CBA 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 CB II CB UU 0 BC U 0 BC I 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 BBzde UIkIZ 3 02 或 CCzde UIkIZ 3 02 3 11 式中 zde Z 2 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 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 如图 3 5 所示 线路末端不对称故障时 N 侧 段动作快速切除故障 由于三相跳闸 非故 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 12 页 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 而 段距离元件连续动作不 返回 将 M 侧开关不经 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 6 所示 MN A B C 图 3 5 被保护线路接线示意图 1 1 1 1 1 不对称相继速动投入 距离II段动作 起动前负荷1s有流 健全相无流 3I0变化 0 2 记忆值 3I0 0 4In 不对称相继速动动作 40ms 0 图 3 6 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 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 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 段实现闭锁 即每回线的保护第 段向另一回线的保护发闭锁信号 将后 者的 段双回线相继速动保护元件闭锁 当对侧保护第 段动作 断路器跳开后 健全线保护第 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 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 7 所示 双回线 L1 的近 N 侧发生故障 M 侧的保护装置 M1 M2 的距离 段都动作 相互发信号闭锁对方的 段双回线相继速动保护元件 当故障被 N 侧保护 N1 的 段切除 保护 装置 M2 的距离 段返回 同时收回对保护 M1 的闭锁信号 而保护 M1 的距离 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 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 13 页 M N M1 M2 N1 N2 图 3 7 被保护线路接线示意图 2 收相邻线闭锁信号 双回线相继速动投入 保护跳闸 距离III段动作 双回线相继速动动作 20ms 0 1 1 1 1 双回线相继速动投入 距离II段动作 40ms 0 发闭锁相邻线信号 图 3 8 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 在电流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 120 ImII 3 12 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 cos 1 UUos 3 13 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 14 页 式中 1 U为正序电压 为线电压与线电流的补偿夹角 正序电压 1 U 与正序电流 1 I 的夹角加 上 90 减去 线路正序阻抗角度 定值 即有 线路正序阻抗角 90 11 IU 3 14 对称故障用 cosU判断两侧电势的相位差 在 180 时 cosU接近于 0 在三相短路 时不论故障点远近如何 cosU等于或小于电弧的压降 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 cosU下降到接近 5 时测量振荡的滑差 使得 cosU元件很准确 地躲过振荡中 cosU 0 05 的时间 不开放保护 在振荡中发生故障时 cosU 0 05 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 9PT 断线过电流保护 在母线 PT 断线情况下 差动保护一直投入 距离保护及零序方向元件退出 后备保护投入 两段无方向性的定时限过电流保护 同时 装置继续监视母线电压 当母线电压恢复后 延时自 动解除闭锁 当距离保护和零序过流保护压板均退出时 PT 断线过电流保护退出 3 10 后加速保护 本装置后备保护设有合闸于故障后加速保护 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 200ms 时间内投入 后加速保护分为两个部分 距离部分和零序过流部分 3 10 1 距离部分 距离加速部分受 距离保护投退 压板控制 若 距离 段加速投退 或 距离 段加速投退 控制字投入 则相应重合闸后加速段不经 振荡闭锁控制 若两控制字均退出 则加速受振荡闭锁控制的距离 段 手合时 固定加速距离 段 经过延时动作 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 15 页 保护开放 距离 段加速动作 1 1 1 1 加速 段时限 接地距离 段 相间距离 段 三相距离 段 投距离 段加速 重合 投距离 段加速 接地距离 段 相间距离 段 三相距离 段 手合 1 1 1 1 距离 段加速动作 加速 段时限 图 3 9 后加速保护 距离部分 逻辑图 3 10 2 零序部分 零序过流后加速部分受 零序过流保护 压板控制 零序过流加速段保护为不带方向的零序过流保护 其定值为零序 II 段整定定值 动作时间固 定为 100ms 3 11 重合闸 装置重合闸设计为三相一次重合闸方式 重合闸功能由 重合闸投退 控制字和 停用重合 闸 软压板决定投退 当 投重合闸 控制字置 0 或 停用重合闸 软压板投入时 本装置 重合闸功能退出 当 停用重合闸 软压板退出 且 投重合闸 控制字置 1 时 本装置重 合闸功能投入 在充电过程完成之后 重合闸可以由两种方式启动 保护跳闸启动或开关位置不对应启动 其中保护跳闸启动方式在重合闸功能投入后固定投入 不对应启动方式设有 不对应启动重合闸 投退 控制字 可选择投退 装置的重合闸逻辑如图 3 10 所示 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 16 页 重合闸充电满 三相均无流 投不对应启动 合后开入 跳位开入 跳闸固定 投不捡方式 投检线无压母有压 线无压母有压满足 投检母无压线有压 母无压线有压满足 投检同期方式 同期满足 线路有压 母线有压 1 1 1 1 重合闸动作 三重时限 0 重合闸整组复归 10min 0 重合闸起动 投检线无压母有压 投检母无压线有压 1 1 线路有压 母线有压 同期满足 图 3 10 重合闸逻辑图 3 11 1 重合闸充放电 重合闸逻辑中由一软件计数器模拟重合闸的充 放电过程 表 3 1 重合闸充 放电及启动条件 不对应启动 投入 不对应启动 退出 1 闭锁重合闸 有开入1 闭锁重合闸 有开入 2 断路器 合后 状态消失 HH 0 2 保护未动作时断路器跳开 TWJ 1 3 同期 PT 断线3 同期 PT 断线 4 母线 PT 断线 可整定 4 母线 PT 断线 可整定 5 控制回路断线5 控制回路断线 放电条件 或 逻辑 6 重合闸启动前 低气压闭锁重合闸 有开入 6 重合闸启动前 低气压闭锁重合闸 有开 入 1 不满足重合闸放电条件1 不满足重合闸放电条件 2 断路器在 合后 状态 HH 1 2 与断路器合后状态无关 充电条件 与 逻辑 3 断路器合位 TWJ 0 3 断路器合位 TWJ 0 1 重合闸已 充电 1 重合闸已 充电 2 断路器出现不对应状态 TWJ 1 HH 1 2 保护发出跳闸命令启动条件 3 三相无流3 三相无流 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 17 页 重合闸充电满 投不对应起动重合闸 合后开入 跳位开入 1 1 合位开入 15s 0 闭锁重合闸开入 控制回路断线 重合闸动作 重合闸整组复归 重合闸功能投入 重合闸起动 低气压闭锁重合闸 1 1 投母线TV断线闭重 母线TV断线 同期TV断线 图 3 11 重合闸充放电逻辑图 3 11 2 重合闸检定方式 装置重合闸可以设定为 检线路无压母线有压 检母线无压线路有压 或 检同期方式 重合闸 也可采用 不检 方式 1 检线路无压母线有压 投入 线路电压小于 30V 三相母线电压均大于 40V 若母线电压及线路电压均大于 40V 自动转检同期方式 2 检母线无压线路有压 投入 线路电压大于 40V 三相母线电压小于 30V 若母线电压及线路电压均大于 40V 自动转检同期方式 3 检同期方式 投入 线路电压大于 40V 三相母线电压均大于 40V 同期条件满足 4 不捡方式 投入装置不检测任何重合闸条件 重合闸充电时间为 15s 整组时间为 10 分钟 充电完成后 装置面板的允许重合信号灯点亮 放电以后该信号灯熄灭 3 11 3 闭锁重合闸 表 3 2 装置重合闸闭锁情况表 直接闭锁重合闸可整定闭锁重合闸 1 控制回路断线 2 同期 PT 断线 3 后加速保护动作 4 距离 段 段动作 5 零序 段 段动作 6 有 闭锁重合闸 开入 7 重合闸启动前 有 低气压闭锁重 1 母线 PT 断线闭锁重合闸 定值为 1 2 零序 段闭锁重合闸 定值为 1 3 距离 段闭锁重合闸 定值为 1 4 多相故障闭锁重合闸 定值为 1 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 18 页 合闸 开入 3 12 过负荷告警 过负荷保护发告警信号 过负荷电流定值和时限可整定 3 13 其它异常告警 3 13 1 母线 PT 断线 装置设有两种检测 PT 断线的判据 两种判据都带有延时 且仅在线路正常运行 启动元件 不启动的条件下投入 若启动元件已启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 PT 断线信号只在三相电压恢复正常并持续 500ms 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 VU83 0 延时 1 3s 报 PT 断线 b n UU5 0 2 且 n II2 0 2 延时 1 3s 报 PT 断线 2 三相失压检查 a VU6 1 且任一相有流 n II06 0 延时 1 3s 报 PT 断线 b VU6 1 且 TWJ 不动作 延时 1 3s 报 PT 断线 3 13 2 同期 PT 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 则报同期 PT 断线 保护 在检测到同期 PT 断线后闭锁重合闸 同期 PT 断线检测逻辑如图 3 13 所示 投不检方式 投检母无压线有压 投检线无压母有压 投检同期方式 线路无压 母线有压 跳位开入 任一相有流 重合闸功能投入 1 1 1 1 同期TV断线 10S 0 图 3 13 同期 PT 断线检测逻辑图 3 13 3 控制回路断线告警 断路器控制回路正常时 跳位置 TWJ 与合位置 HWJ 开入量状态一个为 1 另一个为 0 二 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 19 页 者均为 1 或均为 0 时 表明控制回路或装置开入量回路发生了异常情况 由于重合闸使用 跳位 置 合位置 作为断路器位置判断 故此时应闭锁重合闸 此时如 控制回路断线告警投退 定值 整定为 1 时 则装置报 控制回路断线告警 事件 并发告警信号 点亮装置告警灯 为躲过断路器辅助接点与主触头的不同期转换时间 控制回线断线检查延时 10s 注 只有在控制字回路断线控制字投入时才能实现控制回路断线功能 并闭锁重合闸 注 只有在控制字回路断线控制字投入时才能实现控制回路断线功能 并闭锁重合闸 3 13 4 角差异常告警 当满足以下条件 与 逻辑 1 母线 PT 及线路 PT 均正常 线路电压大于 40V 且母线电压均大于 40V 2 TWJ 不动作或线路有流 3 重合闸未启动 装置在判断线路电压与母线任一相电压或线电压的角度差均不在 15 范围内 延时 500ms 报 角差异常告警 事件 并发告警信号 点亮装置告警灯 角差恢复正常后 再延时 500ms 事 件和信号返回 3 13 5 TWJ 异常告警 线路有流但 TWJ 动作 装置经 10s 后报 TWJ 异常告警 事件 并发告警信号 点亮装置 告警灯 3 14 压板逻辑 本保护装置所有的保护均受硬压板控制 当所有的硬压板退出时 不会有保护逻辑出口 PT 断线检测除外 各种保护逻辑受硬压板控制关系参照表 3 3 表 3 3 装置硬压板控制保护逻辑 保护元件控制硬压板 1 分相电流差动保护 包括突变量电流比率差动 稳态量电流差动 差动保护投入 2距离保护 段 段 段 IV 段距离保护投入 5零序过流 段 段 段 段零序保护投入 8距离加速保护距离保护投入 9零序过流加速保护零序保护投入 10双回线相继速动保护距离保护投入以及双回线相继速动投入 11不对称相继速动保护距离保护投入 12重合闸停用重合闸投入 3 15 测控五防顺控功能 详见具体工程配置 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 20 页 4定值及整定说明 4 1 装置定值 注意 在整定时 装置仍沿用传统的概念 电流按 1 5A 制整定 即 1 5A 对应为一次的额定值 电 压按二次 100V 整定 定值仍按折算的二次值整定 4 1 1设备参数定值 表 4 1 设备参数定值表 保护元件序号定值名称整定范围单位 1定值区号1 8无 基本参数 2被保护设备满足 8 个汉字长度无 3保护 CT 一次额定值0 9999A 保护 CT 4保护 CT 二次额定值1 或 5 A PT5PT 一次额定值1 1200kV 6测量 CT 一次额定值0 9999A 测量 CT 7测量 CT 二次额定值1 或 5 A 4 1 2数值型定值 表 4 2 数值型定值表 保护元件定值名称整定范围单位 线路总长度0 1 200km 线路正序阻抗二次值0 05 160 In 线路正序阻抗角度50 90 线路零序阻抗二次值0 05 240 In 系统参数 线路零序阻抗角度50 85 变化量启动电流定值0 05 0 5InA 起动元件 零序启动电流定值0 05 0 5InA 相间距离 段定值0 05 160 In 相间距离 段时间0 10s 相间距离 段定值0 05 160 In 相间距离 段时间0 02 10s 相间距离 段定值0 05 160 In 相间距离 段时间0 02 10s 相间距离 Y 变压器后备段定值 0 05 200 In PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 21 页 Y 变压器后备段时间 0 02 10s 负荷限制电阻定值0 05 100 In 零序阻抗补偿系数0 3 5无 接地距离 段定值0 05 160 In 接地距离 段时间0 10s 接地距离 段定值0 05 160 In 接地距离 段时间0 02 10s 接地距离 段定值0 05 160 In 接地距离 段时间0 02 10ss 接地距离 接地距离偏移角度0 30 零序过流 段定值0 01 30InA 零序过流 段时间0 10s 零序过流 段定值0 01 30InA 零序过流 段时间0 1 10s 零序过流 段定值0 01 30InA 零序过流 段时间0 1 10s 零序过流 段定值0 01 30InA 零序过流 零序过流 段时间0 1 10s PT 断线过流 段定值0 1 30InA PT 断线过流 段时间0 1 10s PT 断线过流 段定值0 1 30InA PT 断线过流保护 PT 断线过流 段时间0 1 10s 重合闸时间0 1 10s 重合闸 重合闸同期角度0 90 过负荷告警定值0 2 2InA 过负荷告警 过负荷告警时间0 1 99 99s 测控同期元件定值名称整定范围单位 同期检无压定值10 99 99 V 同期检频差定值0 2 00 Hz 同期检角差定值1 180 00 同期检压差定值0 99 99 V 同期检频率滑差定值0 2 00 Hz s 断路器合闸时限0 2 00 S 同期元件 同期整组复归时限0 01 120 00 S 注 表中整数定值的步长均为 1 小数定值的步长均为 0 01 4 1 3投退型定值 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 22 页 表 4 3 投退型定值表 保护元件序号定值名称整定范围 1投相间距离 段0 1 2投相间距离 段0 1 3投相间距离 段0 1 4投 Y 变压器后备段0 1 相间距离 5投负荷限制距离0 1 6投接地距离 段0 1 7投接地距离 段0 1接地距离 8投接地距离 段0 1 9投零序过流 段0 1 10投零序过流 段方向0 1 11投零序过流 段0 1 12投零序过流 段方向0 1 13投零序过流 段0 1 14投零序过流 段方向0 1 15投零序过流 段0 1 零序过流 16投零序过流 段方向0 1 17投距离 段加速保护0 1 18投距离 段加速保护0 1 后加速 19投零序过流加速段0 1 PT 断线过流20投 PT 断线过流保护0 1 21投振荡闭锁0 1 22投双回线相继速动0 1 23投不对称相继速动0 1 其他保护 24投弱馈保护0 1 25投重合闸0 1 26投不对应启动重合闸0 1 27投检线无压母有压0 1 28投检母无压线有压0 1 29投检同期方式0 1 30投不检方式0 1 31投母线 PT 断线闭锁重合闸0 1 32投零序 段闭锁重合闸0 1 33投距离 段闭锁重合闸0 1 重合闸 34投多相故障闭锁重合闸0 1 过负荷告警35投过负荷告警0 1 其他告警36投控制回路断线告警0 1 测控同期元件定值名称整定范围 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 23 页 同期检无压投退0 1 同期检同期投退0 1 频差闭锁投退0 1 角差闭锁投退0 1 压差闭锁投退0 1 同期 频率滑差闭锁投退0 1 4 1 4软压板定值 本保护装置设置了软压板功能 当软压板功能允许时 可以通过装置菜单就地修改 也可以通过 后台遥控的方式进行修改 序号保护软压板名称整定范围备注 1 远方修改定值 投入 退出 辅助 2 远方切换定值区 投入 退出 辅助 3 远方控制压板 投入 退出 辅助 4 距离保护 投入 退出保护 5 零序过流保护 投入 退出保护 6 重合闸退出 投入 退出保护 7 双回线相继速动投入 退出保护 8 同期功能投入 投入 退出测控 9 同期检无压投入 投入 退出测控 10 同期检同期投入 投入 退出测控 出口及采样软压板 GOOSE 出口软压板类似传统出口硬压板 序号软压板名称整定范围备注 1 跳闸软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 2 失灵软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 本 失灵为跳 闸扩展 不带电流 判据 5 合闸软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 24 页 出口 6 闭锁相邻线软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 7 遥控 1 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 8 遥控 2 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 9 遥控 3 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 10 遥控 4 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 11 遥控 5 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 12 遥控 6 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 13 遥控 7 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 14 遥控 8 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 15 遥控 9 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 16 遥控 10 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 17 遥控 11 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 18 遥控 12 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 19 遥控 13 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 PRS 711 DK 微机线路成套保护装置 第 25 页 出口 20 遥控 14 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 21 遥控 15 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 22 遥控 16 软压板 投入 退出 退出 GOOSE 无 出口 23 保护电流 SV 接收软压 板 投入 退出 退出 SV 无采样 24 保护电压 SV 接收软压 板 投入 退出 退出 SV 无采样 25 抽取电压 SV 接收软压 板 投入 退出 退出 SV 无采样 26 测量电流 SV 接收软压 板 投入 退出 退出 SV 无采样 4 2 定值整定说明 4 2 1系统参数 1 线路总长度 按实际线路长度整定 单位为公里 km 用于测距计算 2 线路全长正序 零序阻抗及角度定值 按实际线路全长阻抗整定 注意 本装置各阻 抗参数的整定值均为二次值 4 2 2