wxh803高压线路说明书.doc

WXH-803数字式线路保护装置前言感谢您使用许继电气股份有限公司研制生产的WXH-803数字式线路保护装置。WXH-803数字式线路保护装置完全符合ISO-9001产品质量标准。采用全汉化技术，调试、打印报告全汉化输出。提供友好的调试分析软件，非常便于事故分析。精心设计、生产的WXH-803数字式线路保护装置采用先进技术，适用于110500kV输电线路。该装置具有以下特点：l 采用6U高19英寸标准机箱，强、弱电回路分开设计，极大提高装置的抗干扰能力。l 保护采用32位机、6层印制板技术，保证装置的可靠性及运算速度。l 每块保护CPU具有自己独立的16位A/D数据采集系统，任一保护数据采集系统损坏不影响其他保护。l 提供方便灵活的通讯接口。具有一个连接PC机调试的RS-232，一个串口打印RS-232，一个GPS对时RS-232，两个以RS-232/485或Lonworks与后台管理及相连的通讯接口。l 提供IEC870-5-103、Q/XJS11.050-1999及其它与各种自动化系统相连的通信规约。注意：1 装置后台调试软件PC800。EXE，离散分析软件Visual800。EXE，本装置所有操作密码9999。2 插拔保护插件及接口板必须带防静电手套或防静电手表。许继保护产品部编制：王强 王尔寒 桑仲庆 胡叶宾 路光辉审核：李瑞生审定：朱景云目 录1 概述12 技术指标2 2.1 基本数据2 2.2 主要技术性能指标3 2.3 环境条件4 2.4 直流电压波动范围53 装置硬件5 3.1 硬件结构5 3.2 DSP-10 保护插件6 3.3 MMI-10 接口6 3.4 通信插件及光收发模块7 3.5 交流输入插件(AC)7 3.6 继电器插件7 3.7 电源插件8 4 保护原理及配置 8 4.1 装置主要元件8 4.2 线路保护方案 21 4.3 辅助保护功能 35 4.4 其他特性 35 4.5 时间纪录 36 4.6 实时监视及测量 36 4.7 告警 36 4.8 通信 36 4.9 自检功能 365 定值及整定计算说明 37 5.1 分相电流差动保护 37 5.2 距离保护 38 5.3 零序电流保护 40 5.4 重合闸 416 保护报文输出说明 42 6.1 事件报文 42 6.2 事故报文 447 报告打印及说明 46 7.1 事件报告 46 7.2 定值报告 46 7.3 保护动作报告 47 7.4 故障录波 478 人机接口操作说明 48 8.1 键盘与正常显示 48 8.2 菜单概况 49 8.3 一级菜单 50 8.4 系统设定 50 8.5 定值管理 53 8.6 报告管理 55 8.7 调试 56 8.8 信号复归 57 8.9 MMI复归579 投运说明及注意事项 57 9.1 投运前的设置、检查57 9.2 正常运行信号 58 9.3 中央信号 58 9.4 运行注意事项 58 9.5 装置异常告警及其处理 5810 装置安装及调试 59 10.1 调试资料准备59 10.2 试验仪器准备59 10.3 试验通电检查及注意事项 59 10.4 通道62 10.5 带断路器整组传动试验62 10.6 保护极性校验63 10.7 投运“三取二”检查 6311 装置端子及组屏说明6312 订货须知6613 附录6714 附图68 附图1装置背板端子图 附图2装置总原理图（4页）771概述WXH-803是适用于110kV 500kV输电线路的成套数字式保护装置。该装置由分相电流差动保护及零序电流差动保护构成全线速动主保护，由三段式相间距离和接地距离以及六段零序电流方向保护构成后备保护。并配有自动重合闸。功能特点：采用32位DSP作为保护CPU，具有强大的浮点数据处理能力，极大的提高了保护的计算精度和运算速度。 数据采集采用16位A/D，保护测量精度高。主后备保护有独立的A/D，A/D自动校准，不需要零漂及刻度调整。 采用每周波96点高速采样以及专门模拟和数字滤波器，使得保护具有极强的数据抗干扰和谐波抑制能力，有效的提高保护的测量精度。 采用自主开发的快速变数据窗相量算法，将计算的最小数据窗缩短到1/4工频周期，使得保护具有天然的抗TA饱和能力，动作速度有了明显的提高。 保护中采用长、短线路及双、单电源系统以及振荡的自适应对策。 具有TA断线检测和TA饱和判别及自适应功能。 自适应主从定位技术，不需用户整定。 自适应于自愈环网或可变通道工作方式下的同步调整技术。 设有用户可选的反时限零序电流保护保护动作事件可连续记录16次，每次可记录保护各种动作情况故障前2周、故障后6周采样数据，报告全汉化输出，可体现保护动作的测量值与整定值，采样数据可波形输出也可采样值输出。采用80186芯片作为人机对话（MMI），LCD采用全汉化显示。 硬件存储容量大，可存储多达100次保护事件报告记录。装置任何操作，如装置上电、修改定值等均有记录。 保护采用64Kb/s高速数据通信接口，两侧通过专用光缆通信，也可以按G703-1.2.1规定通过64Kb/s数据同向接口与PCM设备复接，实现数据通信功能。 线路两侧数据同步采样，两侧电流互感器（TA）变比可以不一致。具有RS-422/485或Lonworks总线网络。可直接同微机监控或保护管理机相连。具有完善、灵活的调试软件及离线分析软件，便于事故分析。 机箱结构采用6U结构，CPU板采用先进的表面贴装技术；装置强弱电回路、开入开出回路布局合理，提高了装置的抗干扰能力。表1-1 WXH-803保护装置主要功能名 称型 号装置主要功能适用范围微机线路保护装 置WXH-8031. 装置采用分相电流差动保护作为全线速动主保护。2. 线路两侧保护可以通过专用光缆相连，也可以与64Kb/s数据同向接口相连，实现PCM复接功能。3. 具有三段式相间距离及接地距离保护。4. 具有六段式零序电流保护或反时限零序电流保护。5. 具有重合闸功能。6. 具有基于双端系统的高精度测距系统。110500kV线路单断路器接线方式WXH-803A除不带重合闸功能外，其余性能同WXH-803，满足双断路器跳、合闸等回路的配合。220500kV线路双断路器如3/2接线方式2技术指标2.1基本数据2.1.1额定交流数据a.交流电压Un：相电压U：100/V线路抽取电压UXL：100/V或100Vb. 交流电流In：5A或1Ac. 频率：50Hz2.1.2额定直流电压：220V或110V2.1.3打印机工作电压：交流220V、50Hz2.1.4交流回路过载能力a.交流电压：1.2Un持续工作b.交流电流：2In持续工作 40In1s2.1.5功率消耗a.交流电压回路每相不大于0.5VAb.交流电流回路：当In=5A时，每相不大于1VA当In=1A时，每相不大于0.5VAc.直流电压回路：正常运行时，不大于40W；动作时，不大于60W2.1.6输出触点a.出口跳合闸触点：在电压不大于250V，电流不大于1A，时间常数L/R为5ms0.75ms的直流有感负荷电路中，触点断开容量为50W，长期允许通过电流不大于5A。b.出口信号及其它触点：在电压不大于250V，电流不大于0.5A，时间常数L/R为5ms0.75ms的直流有感负荷电路中，触点断开容量为20W，长期允许通过电流不大于3A。2.2主要技术性能指标2.2.1成套保护a. 被保护线段范围内各种类型金属性故障整组动作时间（含继电器出口时间）不大于20ms。故障全过程均有快速保护。b. 被保护线段范围内各种类型故障有正确选择性，能正确选相跳闸。c. 适用于同杆并架双回线及串补线路等。d. 设有TA二次回路断线及TV二次回路断线闭锁，可靠不误动。e. 在系统发生振荡时不会误动作，振荡中发生故障能正确快速动作。f. 对500kV线路，接地电阻不大于300能可靠切除故障；对220kV线路，接地电阻不大于100能可靠切除故障。g. 具有自动一次重合闸。2.2.2差动保护a. 精确电流工作范围：0.04In 20In，b. 动作电流整定范围：0.1In 4In；整定误差不超过2.5%或0.01IN。c. 整组动作时间：区内故障各侧电流在4倍动作整定值时，动作时间不大于20ms（含继电器出口时间）d. 被保护线路两侧加幅值相等的电流时，装置的不动作区角度范围不小于502.2.3距离保护a.相间距离保护测量阻抗元件具有圆特性，接地距离保护测量元件具有多边形特性。b.整定范围：0.0150 (In=5A) 0.05250 (In=1A) 每段可分别整定，整定值误差不超过2.5%c.最大灵敏角为6085（线路阻抗角）d.精确工作电压：0.5V60Ve.精确工作电流范围：0.1 In 20Inf.段的暂态超越不大于5%g.、段延时时间元件：0.2s9.9s，整定值误差不超过1%20msh.段整组动作时间：在0.7倍整定阻抗内不大于25msi.测距误差不超过5%2.2.4零序电流(方向)保护a.整定范围：0.1 In 20In，整定值误差不超过5%b.零序功率方向元件的死区电压：不小于1V，不大于2Vc.零序功率方向元件动作范围：不大于180，不小于140d.延时段时间元件：0.2s9.9s，误差不超过1%20mse.段整组动作时间：在2倍整定值的条件下，不大于20ms；在1.2倍整定值的条件下，不大于30ms。2.2.5综合重合闸a.具有单重、三重、综重及停用四种功能b.无压检定元件整定范围为：0.2 Un0.7Unc.同期元件整定范围为：2060d.重合闸延时时间元件：0.3s9.9s，误差不超过1%e. 一次重合闸时间间隔为15s2.2.6 G703 64KB/s 接口（PCM接口箱，用于复用数字通道附件）a.同向64KB/sb.4线0.50.7mm双绞线式电缆c.阻抗：1205%d.速率：64KB/se. 频偏：100PPMf. 线编码：64KB/s同向线路编码2.2.7光纤接口a.光纤类型：单模，特性符合CCITT Ree.G652b.光波长：1310nm或1550nmc.光纤接收灵敏度：不小于-40dBmd.发送电平：-23dBme 允许通道衰耗：-16dBm（裕量为6dB）f 光纤连接器类型：FCg 光纤接插件损耗1.1dB/个，熔接点损耗0.5dB/个 2.2.8 绝缘2.2.8.1绝缘电阻各带电的导电电路分别对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，交流回路与直流回路之间，交流电流回路和交流电压回路之间，用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值应不小于100M。2.2.8.2介质强度各带电的导电电路分别对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，交流回路与直流回路之间，交流电流回路和交流电压回路之间，能承受50Hz、2kV(有效值)的交流电压，历时1min的检验无击穿或闪络现象。2.2.8.3冲击电压各带电的导电端子分别对地，交流回路与直流回路之间，交流电流回路和交流电压回路之间，能承受5kV(峰值)的标准雷电波冲击检验。 2.2.9抗电气干扰2.2.9.1能承受GB/T 14598.13-1998规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波(第一个半波电压幅值共模为2.5kV、差模为1kV)脉冲群干扰检验。2.2.9.2能承受GB/T 14598.14-1998规定的严酷等级为级的静电放电干扰检验。2.2.9.3能承受GB/T 14598.9-1995规定的严酷等级为级的辐射电磁场干扰检验。2.2.9.4能承受GB/T 14598.10-1996规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰检验。2.2.10机械性能2.2.10.1工作条件：能承受GB/T11287-2000规定的严酷等级为级的振动响应、GB/T14537-1993规定的严酷等级为级的冲击响应检验。2.2.10.2运输条件：能承受GB/T11287-2000规定的严酷等级为级振动耐久、GB/T14537-1993规定的严酷等级为级的冲击耐久及碰撞检验。2.3环境条件2.3.1环境温度： 0+45，24h内平均不超过35。2.3.2储运：-25+70，在极限值下不加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后装置应能正常工作。2.3.3相对湿度：最湿月的平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度为25且表面无凝露。最高温度为+40时，平均最大相对湿度不超过50%。2.3.4大气压力：80kPa110kPa(海拔高度相对1km及以下)。2.4直流电压波动范围:直流电压波动范围：80%110%额定直流。3装置硬件3.1硬件结构WXH-803线路保护装置采用6U高度，19英寸标准机箱。机箱采用整体面板及大背板结构，面板背后还有一块MMI板，用于人机对话和与保护CPU通信。背板出线双层布置，一层为箱体内部出线的弱电回路，一层为模拟量输入、开关量输入、信号触点、出口跳闸触点、直流电源等强电回路。保护插件采用6层印制板，贴装工艺，集DSP系统、模数转换、开入开出等于一体。开关量的输入输出采用高可靠性的光电隔离器件。这些措施提高了装置的可靠性，增强了装置的抗干扰能力。装置的安装方式为嵌入式安装；结构型式为组合插件式结构；接线方式为后接线方式。装置总原理图可参见附图3。a. 装置的外形尺寸如图3-1所示。图3-1 外形尺寸b. 装置的安装开孔尺寸如图3-2所示。图3-2 安装开孔尺寸c装置的端子图如图3-3所示。详细端子定义参见附图2。U3N6 N5 N4 N3 N2 N1 T 图3-3 端子图N6-串口打印机 N1,N2,N3,N4,N5 -34线端子 -交流电流 U3-光收发模块.插件位置图如图3-所示。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11交 差 通 距 零 重 跳 逻 逻 M 电流 动 信 离 序 合 闸 辑 辑 M 源 1 2 I图3-4插件位置图e. 装置面板图参见附图1f. 重量装置的重量不大于10kg。3.2 DSP-10保护插件（插件2，4，5，6）DSP-10模块是在分析和借鉴了国内外同类产品基础上，从技术和开发手段的先进性，软硬件资源的通用性，系统的可靠性等方面出发，开发研制的DSP型保护模块。作为基本的软硬件平台，在单块PCB板上完成了数据采集、I/O、保护及控制功能等，具有独立的A/D，每种保护数据采集系统损坏不影响其他保护。适用于多种继电保护装置。WXH-803的差动、距离、零序、重合闸选用单独的DSP-10保护插件，其中CPU1为差动保护，CPU2为距离保护，CPU3为零序保护，CPU4为重合闸（可选）。l 采用32位浮点DSP技术，数据处理能力强。l 16位的A/D转换，数据采集精度高，测量范围大 。l 256K16的数据存储区。l 16通道、16位分辨率的片内DMA控制的模拟输入 (带扩展板可扩展至32路)。l 16通道数字量输入 (带扩展板可扩展至64路)。l 16通道数字量输出 (带扩展板可扩展至40路)。l 6层印制板，表面贴装工艺。3.3 MMI-10接口（插件10）MMI-10接口模块是通用的人机接口功能模块，采用AM186ES /40M嵌入式微处理器、EL背光、128128图形液晶显示器，作为基本的软硬件平台，设有连接PC机的RS-232，连接GPS对时RS-232，打印接口RS-232，两个RS-422（或RS-485、LonWork）网卡，适用于各种继电保护装置，其主要功能如下：l 完成继电保护装置的人机对话功能。l 管理各保护模块。l 处理、显示和发送各种保护报文。l 作为监控系统的智能终端。3.4通信插件及光收发模块本插件完成分相电流差动保护的数据发送、数据接收、同步计算、通道检测等功能。本插件接收光收发模块传来的64Kb/s的同步串行数据，先把它变为并行数据送至本插件的CPU，由CPU完成对数据的检错、同步计算后，将正确的带有同步信息的数据通过双口RAM送给差动CPU插件。发送数据时，本插件把差动CPU插件传来的采样数据变为64Kb/s同步串行数据送至光收发模块，由光收发模块将串行数据信号转化成光信号，通过光纤向通道传送。装置正常运行时，每5ms发送一帧采样数据。光收发模块背在WXH-803装置箱体背后。通过RS-422差分口与通信插件相连。光收发模块根据不同的通道形式采用不同的工作方式，当保护装置工作在专用光缆通道方式下时，则由本侧光端机提供发送时钟，接收时钟从数据流中提取；当装置工作在复用通道方式下时，则接收、发送时钟为同一时钟，从数据流中提取。光收发模块的内部设有专用/复用切换开关。3.5交流输入插件(插件1)本插件将系统电压互感器、电流互感器二次侧信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。3.6继电器插件(插件7，8，9)3.6.1 继电器跳闸逻辑板(插件7)本插件提供了两组跳闸出口继电器，可用于同时跳开两个断路器QF1及QF2，每组跳闸出口都包括了三个分相出口继电器及分别用于驱动操作继电器箱中TJQ和TJR的三跳和永跳继电器，其中三跳继电器由三个分相出口继电器的触点接成三取二回路驱动，各分相出口及三跳永跳继电器均由CPU插件开出光耦直接驱动（各保护CPU对应端子接成或门逻辑）。所有跳闸出口继电器线圈都经过由三个起动继电器触点接成的三取二回路，三个起动继电器分别由差动、距离和零序三个CPU驱动。插件上装有三取二闭锁投退控制继电器，可以通过逻辑插件上的短路环控制三取二闭锁的投退。本插件还提供了两组断路器的起动失灵回路此外三个CPU驱动QDJ的回路还接有三个经二极管串接输出端，构成或门接至人机对话MMI插件。3.6.2 逻辑继电器板(LOG1保护逻辑) (插件8)3.6.2.1本插件设有三个分相出口继电器CKJA3、CKCB3、CKJC3和三跳继电器CKJQ2永跳继电器CKJR2。用三个分相出口触点接成三取二回路后驱动三跳重动继电器3TZDJ。而用三个二级管构成的或门逻辑驱动跳闸重动继电器TZDJ及两个保护动作继电器TZDJ2及TZDJ3。利用这些继电器触点分别构成联锁切机（分单跳、三跳及永跳切机三个触点输出回路）、起动重合闸及远动信号。TZDJ2-2及TZDJ3-2用于连接其他保护（考虑最多连本保护共三套保护），告知本保护动作。各保护驱动CKJR2的回路还接有二极管接至重合闸作为永跳闭锁重合开入。注意本装置考虑了两套起动重合闸回路，并且每套都分别提供了三跳起动重合闸（用3TZDJ）及单跳（用TZDJ，实际是单、三跳都动作，要求重合闸内部逻辑来判别）起动重合闸回路。注意这些触点都是保护的跳闸重动继电器，因而重合闸内部逻辑应在这些触点闭合时起动，而在返回时（表示故障已切除）开始计时。在单相重合闸过程中，如果三跳起动重合闸触点接通，应立即停止计时，并在此触点返回后再重新按三相重合闸要求计时。3.6.2.2 保护动作信号包括三个分相动作信号继电器CXJA、CXJB、CXJC及一个重合闸动作信号继电器ZHXJ。这四个继电器都是磁保持的，在失去直流电源时也不会返回，必须由保护屏面板上的信号复归按钮或通过操作MMI中信号复归菜单驱动复归继电器FJ，由其触点FJ-1使之反向磁化才能消磁复归。这四个继电器的一组触点连至装置面板上的本地信号灯，另一组CXJA、CXJB、CXJC触点经过二极管或门驱动保护动作中央信号继电器BDXJ，其触点引至中央信号回路。3.6.2.3 告警信号本装置设计了两种告警方式：一种是各保护CPU自检发现有严重异常情况，必须立即切断本保护跳闸电源，这种情况称告警，它包括了分别由四个CPU驱动的GJ1、GJ2、GJ3和GJ4四个继电器。它们起动后一方面经过各自的常开触点自保持，另一方面由其常闭触点切断本CPU插件的24伏跳闸正电源，此外还经过另一组常开触点构成或门驱动一个磁保持的告警信号继电器GJ，其触点GJ-1用以点亮面板上本地告警信号灯，GJ-2用于中央信号。另一种是不需要立即切断保护跳闸正24伏电源的异常情况，称告警，它由一个磁保持的继电器GJ5构成，其触点GJ5-1及GJ5-2分别用于发本地和中央信号，GJ5可以由各保护CPU驱动，也可以由MMI人机对话驱动。3.6.3 逻辑继电器板2（重合闸逻辑）(插件9)3.6.3.1本插件中包括重合闸出口继电器ZHJ、重合闸后加速继电器JSJ、沟通三跳继电器GTST。重合闸逻辑在重合闸充电未满状态、重合闸停用状态、三相重合闸方式、低气压、装置异常告警、装置失电状态时，都给出GTST开出触点，以配合保护动作。3.6.3.2 在用于WXH-803/A时，本插件用作跳闸重动。3.7 电源插件(插件11)本插件为直流逆变电源插件。输出5V，15V、内部24V及开入24V电源，供装置使用。4保护原理及配置4.1装置主要元件4.1.1起动元件a.相电流突变量起动元件DI1装置的差动、距离、零序三种保护插件均设有该起动元件，起动元件动作后，一方面驱动相应插件的起动继电器(QDJ)，开放跳闸回路；另一方面控制程序执行相应的故障处理程序。其判据为：Imax1.25IT+0.2In其中：0.2In为固定门槛。 IT为浮动门槛，随着变化量输出增大而逐步自动提高，取1.25倍可保证门槛电压始终略高于不平衡输出。 Imax是取三相中最大一相电流的积分值。b.分相差流起动元件和零序差流起动元件差动保护设有分相差流起动元件，起动门槛取差动定值，用作差动保护稳态量辅助起动元件。差动保护还设有零序差流起动元件，起动门槛取零序差流定值，用于高阻接地时的稳态量辅助起动元件。c.转换性及非全相运行二次突变起动元件DI2距离保护在发单跳令后及非全相运行时设置了二次突变起动元件DI2 DI2k1IT+k2I+k3In （1） DI2k1IT+k2Imax+k3In （2）IT为健全相相间记忆电流不平衡输出，I是健全相相间电流。Imax是最大故障相电流。公式（1）在瞬时开放150ms以后投入，引入k2I是避免重合于振荡电流时，不平衡分量引起DI2动作。公式（2）在瞬时开放150ms以内投入，引入k2Imax是避免大电源门口故障时，健全相电流变化引起DI2动作。d.零序电流辅助起动元件I04为保证在单相经特大电阻接地时，距离、零序二种保护的起动继电器（QDJ）都应能动作，为此，本装置距离、零序在各保护的自检循环程序块中，设置了一个零序电流辅助起动元件，可以整定得很灵敏，动作后经60ms延时同样驱动相应插件的起动继电器（QDJ）。e.静稳破坏检测元件距离保护还设有静稳破坏BC相阻抗辅助起动及A相电流辅助起动。动作后同样驱动相应插件的起动继电器（QDJ）。4.1.2选相元件分相电流差动保护本身具有选相功能，因此不考虑选相元件；后备保护（距离、零序）选相采用相电流差突变量选相、稳态量选相、弱电源选相相结合的方法。再辅助以综合选相判据，区分单相故障、两相接地故障、两相短路故障、三相短路故障。a. 相电流差突变量选相在保护起动后50ms之内采用相电流差突变量选相。Imax 7V(有效值)b.三相失压检测三相电压有效值均低于8V，且A相电流大于0.04In或在合位，附加电流条件是防止TV在线路侧时，断路器合闸前误告警。检测到TV断线后，驱动告警发出本地及中央告警信号，但不切断保护出口回路的+24V电源。在TV断线时，差动保护退出电容电流补偿并自动按2IC抬高动作门槛；距离保护将被闭锁；零序保护带方向段退出或选择无方向。装置继续监视TV电压，一旦电压恢复正常，各保护恢复正常。重合闸同时对抽取电压Ux进行检查，在开关处于合位，且有电流流过，并检查到抽取电压低于无压定值时，报抽取电压TV断线。4.1.3.2 电流求和自检对每个采样点都检查三个电流之和是否同零序电流回路3I0的采样值相符，即IA+IB+IC=3I0，如果持续60ms电流差值（有效值）大于1.4In，则驱动告警发出本地及中央告警信号，并发出TA回路异常报告，切断保护出口回路的+24V电源。门槛值取得较高，是为了防止短路电流很大时由于测量误差而误闭锁保护。4.1.3.3 TA断线检查差动保护采用零序差流来识别TA断线。当一侧TA断线时，由于负荷电流的存在，会使零序差流达到一个固定门坎，甚至会达到差动动作门坎。此时断线侧可能会突变量起动，但对侧不会突变量起动。而零序差动起动元件须经电压突变量或零序电压突变量元件开放，故对侧不会起动，此时将闭锁保护，在保护未起动或起动返回后经1秒延时后发出TA断线信号，并指出是线路哪一侧TA断线。断线侧装置发出告警II信号，呼唤值班员进行事故处理。当TA断线消失10秒后，差动保护重新投入。后备保护在判断出零序电流持续12秒大于I04定值时报TA回路异常并闭锁保护。4.1.4 比例制动分相电流差动元件4.1.4.1 动作特性本装置差动保护由故障分量差动、稳态量差动及零序差动保护。差动保护采用每周波96点采样，由于高采样率，差动保护可以进行短窗相量算法实现快速动作，使典型动作时间小于20ms。故障分量差动保护灵敏度高，不受负荷电流的影响，具有很强的耐过渡电阻能力，对于大多数故障都能快速出口；稳态量差动及零序差动则作为故障分量差动保护的补充。比例制动特性动作方程如下：（3）（4）式中、为两侧电流，为制动系数，为动作门坎，对于各差动保护有其各自的取值。1）对故障分量差动，式中、分别对应于两侧相电流的故障分量、，K取0.75, 取，式中为分相差动整定值，取，为额定电流。2）对稳态量差动，式中、分别对应于两侧相电流稳态量，K取0.6, 取。3）对零序电流差动，式中、分别对应于两侧零序电流、，K取0.75, 取，为零序差动整定值。各保护动作特性如图4-2所示，图中为故障分量差动，为稳态量差动，为零序差动。，。 图4-2 差动保护稳态动作特性4.1.4.2 反时限特性以上动作方程中及是针对整周波（20ms）模拟量而言，即采用全周傅氏算法时用。因为差动保护采用短窗（5ms）相量算法以提高动作速度，故障暂态过程中必须要采用与算法对应的高动作门槛及制动系数以保证高可靠性。故障分量差动及稳态量差动的暂态动作特性如图4-3所示。图4-3 差动保护暂态动作特性4.1.4.3 弱馈线路方案及TA饱和自适应对于公式（4），取，动作方程可转化为：（5）图4-4示出K取不同值时动作特性。阴影区为动作区。图 4-4 差动保护比例制动特性由图可知大于1时，即使两侧电流同向，仍有拒动区，此时对于弱馈系统保护将拒动。因此取小于1（对故障分量及零序差动为，对稳态量为）以保证可靠动作。但在短线路情况下，区外大电流故障引起TA饱和时就可能误动。因此装置根据定值识别可能引起TA饱和的短线路，并采取特殊处理方案：从TA饱和特性（图4-5）分析，在故障初始5ms内不会发生严重TA饱和，本装置差动保护最快时段取故障后5ms数据，故对短线路取值可以小于1，任何情况下不会拒动。当5ms数据窗不动作时，自动抬高值，并投入TA饱和判别逻辑，通过波形畸变识别法判断出TA不饱和后，投入低值，否则一直投高值；当装置判断出TA饱和时，退出零序电流差动，值取1.2。图 4-5 饱和时电流波形4.1.4.4 弱馈线路起动逻辑对于单电源供电或一侧大电源一侧小电源系统，当发生故障时，无电源或弱电源侧相电流突变量起动元件灵敏度可能不够，不能满足差动保护双端同时起动才能出口的必要条件，因此可能拒动。对此，本保护投入起动回授逻辑，在收到对侧起动信号后，本侧判任一侧电压突变量条件满足时，回授信号使双端能够跳闸出口，同时本侧还有相应报文输出。4.1.4.5 电容电流补偿方案对于高压长线路，电容电流不可忽略，若整定值按躲电容电流整定，这样经大过渡电阻接地故障时将失去灵敏度，因此需进行补偿，定值整定可不考虑电容电流的影响。本装置采用两端各补偿一半的方法，向对侧传送的电流值是经过补偿后的电流值，不增加额外的工作量，以实时数据进行差动。以侧为例，其补偿公式如下：（6）式中、对应于侧测得的相电压及零序电压，、是对应于线路全长的正序、零序容抗。如果现场不投电容电流补偿（装置设有控制字），定值整定应按大于整定，为线路全长电容电流。4.1.4.6 远方跳闸方案本保护设有远跳开入回路，当本侧远跳端有开入时，装置将远跳命令传给对侧差动保护。对侧差动保护在收到远跳命令后，控制字中投“远跳投入”且不投“远跳经本地闭锁”时，对侧三相永跳，并给出远跳报文；若对侧只投“远跳投入”控制字，则需经本地相电流突变量起动元件开放后三相永跳。4.1.5数字通信接口及同步调整4.1.5.1 通信接口本装置差动保护两侧交换的是数字信号,通道采用专用光纤或复接PCM(微波或光纤通道)数据接口。考虑到复接通信设备一般是在通信机房，离保护间隔有一定距离，本装置在通信机房设有一个64kb/s同向数据接口与通用PCM设备相连，采用同步通讯方式，通信规约符合CCITT标准中关于G.703码型协议。保护间隔内的差动保护将数据通过光纤传送给64kb/s同向数据接口。专用、复用通信接口示意图如图4-6-1、4-6-2所示。图4-6-1 专用方式连接示意图图4-6-2 复用方式连接示意图 专用方式下，发送数据采用内部时钟，即两侧装置发送时钟工作在“主主”方式下。接收时钟采用从接收数据流提取的时钟。复用方式下，发送数据采用从接收数据流中提取的时钟，即两侧装置发送时钟工作在“从从”方式下。接收时钟仍采用从接收数据流提取的时钟。4.1.5.2 误码监测差动保护接收到的每一帧数据都需经过长达16位的CRC检验，错误数据舍弃，并认为本帧数据误码。如果误码帧数达到一定值时，将给出通道异常告警报文信息，表示通道不可靠。通道误码严重或通道中断时，将给出通道异常告警中央信号，保护将被闭锁。通道恢复后，保护自动投入。4.1.5.3 同步方式本保护采用采样同步方式，即同步后两侧同一序号模拟量同时采样。线路两端一侧设定为参考端（主端），一侧设定为同步调准端（从端）。主、从端的设定由软件自适应实现，不需用户整定。同步信息随同模拟量成帧传给对侧。初次同步时，通过三次同步计算结果稳定确定同步完成，同步后仍然在每帧数据中交换同步信息，实时进行同步微调。考虑到适应自愈环网或可变通道的工作方式，两侧数据的传输延时可能不一致，带来同步角差，本保护采用自适应算法进行在线分析，发现收、发通道传输延时不一致时进行同步修正。严重至不能可靠工作时将会给出告警信息。主端（参考端）按自己的固定频率采样发送，从端（同步端）先按自己的固定频率采样发送，然后经过计算调整本侧的采样序号，使两侧达到同时同序号。整个调整过程中，主端保持自己的步点不变，从端调整完成后通知主端进入同步状态。调整过程如图4-7示：图4-7 采样同步原理图图中所示间隔为发送间隔。同步端在N1发送数据时带同步请求命令。主端收到该命令后反送含T1及序号N1信息的数据帧；当从端收到该帧数据时可计算出主端M1时刻对应于从端的时刻N：式中T除采样周期（ms）所得整数部分即为NJS。得到计算结果后找一个切入点N3，该点应与参考端发送时刻M2同时。因为已经算出两侧的同一时刻的序号差（NJS-M1），调整同步端的序号N3为M2，在下一次计算中可以得到NJS=M1，此时可认为两侧同步，并通知参考端同步完成。保护可以进行差动判据。之后每两周期（40ms）计算一次，发现NJS与M1有偏差后即进行调整，保证一直同步。4.1.6 距离保护4.1.6.1接地综合阻抗元件接地距离保护采用多边形特性的综合阻抗元件。接地综合阻抗元件由ZA、ZB、ZC三个阻抗元件，偏移阻抗元件、零序方向元件、电抗线和电阻线组成。a.阻抗元件根据电流电压方程U=X*j (I+KX*3I0)+K1(I+KR*3I0)+I0*R求解Z=jX+R=A、B、C 零序电抗分量补偿系数 零序电阻分量补偿系数 线路正序电阻与正序电抗之比b.偏移阻抗元件偏移阻抗元件是在原多边形特性基础上加一个包括坐标原点的小矩形特性，以保证出口短路可靠切除故障。矩形的X、R取值，按500kV一次系统、每公里0.3、10公里线路长度考虑，220kV一次系统、每公里0.4、7公里线路长度考虑。X=R=min3TA/TV,0.9XD1TA为TA变比TV为TV变比XD为接地距离段电抗分量定值 c.零序方向元件零序方向元件属故障分量方向元件，其方向特性与阻抗元件方向特性相反，按线路阻抗角考虑，零序方向元件最大灵敏度角-110，保证接地距离的方向性。动作方程：d.电抗线电抗线是为了防止接地距离超越，计算X后下倾，接地距离的多边形特性如图4-8所示。 图4-8接地综合阻抗元件的多边形特性e.电阻线电阻线倾斜，与R轴夹角为60。4.1.6.2相间综合阻抗元件相间距离保护采用圆特性的阻抗元件。相间阻抗元件由ZAB、ZBC、ZCA三个阻抗元件和全阻抗元件组成，相间阻抗元件是为保护二相、三相故障而设置。在故障发生40ms之内采用带记忆的正序电压作极化量的姆欧继电器，记忆电压采用故障前三周电压。动作方程：式中：U1m|0|为故障前的正序电压；=AB、BC、CA1为方向特性向第一象限偏移角。ms之后取消记忆，采用正序电压作极化量，动作方程为 若正序电压较低（15%Un），为三相短路，为保证正方向故障能动作，反方向故障不动作，设置了偏移特性。在、段距离继电器暂态动作后，增加一个全阻抗继电器，保证继电器动作后能保持到故障切除。在、段距离继电器暂态不动作时，去掉一个全阻抗继电器，保证母线及背后故障时不误动。对段及后加速则一直投入全