(整理)CSC-103C(D)数字式超高压线路保护装置说明书(电气化铁路版本)(0SF.451.043)_V1.05.

1、精品文档精品文档厶Q A 33 右CSC-103( D)数字式超高压线路保护装置说明书北京四方继保自动比股分有B艮公司BEIJING SIFANG AUTOMATION CO.LTD,精品文档精品文档制：赵志宏 魏会利校 核：伍叶凯标准化审查：郑 蔚审 定：黄少锋CSC-103( D)数字式超高压线路保护装置说明书出 版 号： V1.05文 件 代 号： 0SF.451.043出 版日 期：2007年 8 月版权所有：北京四方继保自动化股份有限公司 注：本公司保留对此说明书修改的权利。产品与说明书不符之处，请以实际产品为准。欢 迎您与我公司联系，我们将为您提供相应的服务。技术支持 电话： 01

2、0-62986668 传真：要提示感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品。为了安全、正 确、高效地使用本装置，请您务必注意以下重要提示：1) 本说明书仅适用于CSC-103C CSC-103D数字式超高压线路保护装置 V1.0* 及以上版本的保护程序。2) 请仔细阅读本说明书，并按照说明书的规定整定、调试和操作。若有特殊定制，请以工程说明书、工程资料为准。精品文档精品文档3) 为防止装置损坏， 严禁带电插拔装置各插件、 触摸印制电路板上的芯片和器件。4) 请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。5) 装置如出现异常或需维修，请及时与本公司服务热线联系

3、。6) 本装置的出厂操作密码是： 8888。7) 此版说明书是在 V1.01 版说明书基础上作了如下改进：a) 附录中增加了装置地址识别码版本的说明；b) 增加了具有扩展插件的装置端子图及说明；c) 增加部分端子定义的说明；d) 附录中增加了 CSPC调试软件使用简介；e) 增加对时钟定值整定的部分说明。目录第一篇 装置的技术说明 . 11 概述 . 11.1 适用范围 . 11.2 产品主要特点 . 11.3 装置执行的标准 . 32 技术条件 . 42.1 环境条件 . 42.2 电气绝缘性能 . 42.3 机械性能 . 42.4 电磁兼容性 . 52.5 安全性能 . 52.6 热性能（

4、过载能力） . 52.7 功率消耗 . 52.8 输出触点容量 . 62.9 装置主要技术参数 . 63 装置硬件 . 83.1 装置结构 . 83.2 装置功能组件概述 . 93.3 交流插件 . 精品文档精品文档103.4CPU 插件 .103.5管理板 .103.6开入板 .1.1.3.7 开出插件 .1.1.3.8 电源插件 .1.1.3.9人机接口（ MMI） .1.1.4 装置软件 . 124.1 保护程序整体结构 .124.2 保护基本元件 .124.3 检测功能和一些判别 .184.4纵联电流差动保护功能说明 .214.5差动保护逻辑框图 .304.6三段式距离保护功能说明 .

5、334.7距离保护逻辑框图 .344.8零序保护功能说明 .374.9零序保护的逻辑框图 .394. 1 0综合重合闸 .424.11 综合重合闸逻辑框图 .44第二篇 用户安装使用 . 475 开箱检查 . 476 安装调试 . 476.1 安装 . 476.2 通电前的检查 . 476.3 装置通电检查 . 486.4 软件版本检查 . 516.5 打印功能检查 . 516.6 功能压板检查 . 516.7 开入量检查 . 526.8 开出传动 . 526.9 模拟量通道检查 . 556.10 光纤通道检查 . 566.11保护整组试验 . 577 整定值及整定计算说明 . 607.1 定

6、值清单 . 607.1.1 CSC-103C 保护定值 . 607.1.2 CSC-103D 保护定值 . 637.1.3定值说明 . 667.1.4控制字说明 . 707.1.5控制字的输入、显示及打印说明 . 737.2 通信参数 . 748 装置接线及端子说明 . 758.1 电流、电压回路接线图 . 758.2 差动保护用做旁路保护的接线 . 75精品文档精品文档8.3 CSC-103C/103D 装置端子说明 .769 人机接口及其操作 . 859.1 装置正面布置图 .859.2 正常运行与显示 .869.3 菜单结构 .8710 运行及维护 . 9110.1 装置投运前检查.91

7、10.2 运行情况下注意事项 .9110.3 设备更换软件或CPU 后的操作 .9210.4 设备更换软件或MASTER板后的操作 .921 0.5设备更换开入或开出插件后的操作 .9210.6 设备更换交流插件后的操作 .921 0 . 7更换电源插件后的操作 .9210.8几点说明.9211 保护报文汇总 . 9411.1 事件报告 . 9411.2 告警报告 . 9511.3 运行报文 . 9712 动作报告的格式和典型报告分析 . 9812.1 保护动作报告及分析 . 9812.2 故障录波报告调取及分析 . 9913 运输、储存 . 10314 订货须知 . 10315 附录 1：

8、字符和中文字符集 . 10415.1 使用说明 . 10415.2 ASCII 16 进制字符表 . 10415.3 中文字符表 . 10516附录2: CSPC调试软件使用简介 .10917 附录 3 ：具有纵联保护地址功能版本的说明 .1.1717.1 装置地址识别码 .1.1.717.2 数据通信的帧格式 .1.1. 717.3CSC-103C 保护定值 .1.1. 717.4CSC-103D 保护整定值 .12117.5 定值整定说明 .12418 附图 . 125附图 1 交流插件原理图 .125附图 2CPU 简化原理图 .126附图 3MASTER 板简化原理图 .127附图 4

9、 开入插件电原理图 .128附图 5 开出插件电原理图 .129附图 6 电源插件电原理图 .130精品文档精品文档附图7-1 CSC-103C型装置背板端子图 .131附图7-2具有扩展插件的CSC-103C型装置背板端子图 .132附图8 CSC-103D型装置背板端子图 .133第一篇装置的技术说明1概述1.1适用范围CSC-103C/103D系列超高压线路保护装置（以下简称装置或产品）是适用于220kV 及以上电压等级的数字式成套线路保护装置，其主要功能包括纵联电流差动保护、 三段式距离保护、四段式零序保护、综合重合闸等。装置侧重在应用于同杆并架双回线 路时，设计了针对同杆并架双回线发

10、生跨线故障时的选相元件，即使保护区内发生 跨线故障时，可以选相跳闸。装置也适用非同杆的各种接线方式，此时“同杆运行方 式”退出。装置型号及功能配置如下表1所示。表1主保护后备保护装置型号纵联 电流差动三段式相间 和接地距离四段式零序 零序反时限综合 重合闸备注CSC-103CVVV适用于双母线和一个半 断路器等各种接线方式 下的双回线CSC-103DVVVV适用于双母线接线方式 下的双回线1.2产品主要特点高性能硬件系统、强大灵活的通信功能和模块化软件设计是该新型保护装置的主 要特点。1.2.1高性能的硬件系统a）采用DSP和MCI合一的32位单片机，程序完全在片内运行，保持了总线不出 芯片的

11、优点。同时高性能、高速的芯片满足了并行实时计算要求；b）采用全新的前插拔组合结构，保持了前插拔维护方便的优点，兼有后插拔强 弱电分离、强电回路直接从插件上出线的优点；c）其内部总体结构为网络化设计，有利于提高硬件的可靠性、灵活性和可扩展 性，简化的硬件实现了“积木式”结构，例如增加开入、开出，只须增加插件而 不影响CPUS件；d）大容量的故障录波，储存容量达 4Mbyte,全过程记录故障，可以保存不少于 精品文档精品文档24次录波，打印时可以选择数据或图形方式。完整的事件记录，可保存动作报 告、告警报告、启动报告和操作记录均不少于 2000条，停电不丢失；e）双CPU和双A/D采集，并实现了

12、A/D的互检。1.2.2软件设计思想a) 软件设计模块化，保护功能配置灵活，可满足不同用户的要求。b) 各种保护原理的综合应用充分利用各种突变量、 稳态量保护原理的优点，完善振荡闭锁的算法，实现在 任何时候、任何故障情况都有全线快速保护。c) 各种选相原理的综合应用 充分利用电流突变量选相、 电压选相、 零负序稳态量选相原理的优点，实现在 振荡闭锁、弱电源、复杂故障等情况下都能正确选相跳闸。d) 振荡闭锁解决方案采用零序和负序电流比较、 R/ T等判据，综合判断振荡闭锁期间的各种故 障，并可根据不同系统情况、 不同振荡周期等运行工况， 自适应调整其动作门槛， 保证了系统振荡时不失去快速保护功能

13、。e) 采用按相补偿方法将“按相补偿” 方法应用于阻抗测量中， 使接地阻抗继电器具备较好的选相功 能。结合按相补偿和快速滤波、快速计算等方法，构成了快速距离 I 段。f)具有同杆并架双回线跨线故障选相功能在距离保护和零序保护中， 针对同杆双回线故障特点， 不需引入另一回线的电 量，仅依据本回线保护安装处的电流、电压，实现跨线故障选相跳闸。1.2.3强大、灵活的通信功能a) 装置可以提供两路高速的电以太网接口 ( 可选光纤以太网接口 ) 、两路 Lon Works网络接口和RS-485接口、串行打印接口，用户可以根据工程需要选订。可采用IEC60870-5-103规约或四方公司CSC-2000规

14、约，实现与变电站自动化系 统和保护信息管理系统的接口；在装置的前面板上还提供一个用于调试分析的 RS-232接口，便于外接PC机。b) 可满足网络对时、脉冲对时、 IRIG-B 码对时方式的要求。c) 装置配置两个光纤通信接口，可实现一主一备两个通道的通信方式，满足常 规接线双通道冗余的要求；专用光缆通信方式：2Mbps速率数据接口传输。复用通信方式：2Mbps速率数据(E1)接口传输和64kbps速率数据(PCM同向 接口传输两种方式可选。精品文档精品文档1.2.4人性化设计及友好界面a) 大屏幕液晶显示屏 , 实时显示时间、电流、电压、功率、压板、定值区、电容 电流、通道情况等信息；b)

15、汉化操作菜单简单易用， 对运行人员和继保人员赋予不同权限， 确保安全性。 装置提供四个快捷键，可以实现“一键化”操作，方便了现场运行人员的操作；c)人性化、多功能的操作和故障分析软件 , 安装本公司故障分析软件的外接 PC 机通过装置面板的标准 RS-232 串口可对装置进行各种操作，并可接收装置的各 种信息并进行分析，如故障录波信息，使用本公司PC机分析软件CSP(分析故障 和保护的动作行为，清晰显示保护动作全过程，使动作过程透明化。d) 具有遥信对点功能，可以对保护动作、告警、压板、开入、模拟上送录波等 量模拟对点，方便后台调试；e) 装置面板采用一体化设计、一次精密铸造成型的弧面结构。具

16、有造型美观， 精度高，造价低，安装方便等特点。1.2.5实时自检硬件平台通过装置的硬件在线检测和自检， 可根本上杜绝因装置硬件损坏造成的不正确动 作，并可大大减轻装置定期检验的工作量。a) 装置内部各模块采用智能化设计，增加了开入量、开出量、模拟量和电源的 在线自检，实现了装置各模块的全面实时自检；b) 继电器检测采用新方法，可以检测到继电器励磁回路线圈完好性，实现了继 电器状态的检测与异常告警；c)开入状态经两路光隔同时采集后，才予确认和判断；d) 对机箱内温度进行实时监测。1.3 装置执行的标准装置执行的标准为北京四方继保自动化股份有限公司企业标准：Q/HDSFJ009-2003 CSC-

17、100系列数字式超高压线路保护装置。精品文档精品文档2 技术条件2.1 环境条件装置在以下环境条件下能正常工作：a) 工作环境温度：-10C+ 55C。运输中短暂的贮存环境温度-25C+ 70C, 在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化，温度恢复后，装置应 能正常工作；b) 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为 90,同时该月的月平均最低温 度为25 r且表面无凝露；c)大气压力： 80kPa 110kPa；d) 使用场所不得有火灾、爆炸、腐蚀等危及装置安全的危险和超出本说明书规 定的振动、冲击和碰撞。2.2 电气绝缘性能2.2.1介质强度装置能承受GB/T14598.3-1993(

18、eqv IEC60255-5)规定的交流电压为 2kV(强电 回路)或500V(弱电回路)、频率为50Hz、历时1min的介质强度试验，而无击穿和 闪络现象。2.2.2绝缘电阻用开路电压为 500V的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于100MQ，符合IEC60255-5： 2000的规定。2.2.3冲击电压装置能承受GB/T14598.3-1993 (eqv IEC60255-5 )规定的峰值为 5kV (强电回 路)或1kV (弱电回路)的标准雷电波的冲击电压试验。2.3机械性能2.3.1振动装置能承受 GB/T 11287( idt IEC60255-21-1 )规定的 I 级振动响应和振

19、动耐受 试验。2.3.2冲击和碰撞装置能承受 GB/T 14537(idt IEC60255-21-2 )规定的 I 级冲击响应和冲击耐受 试验，以及 I 级碰撞试验。精品文档精品文档2.4电磁兼容性2.4.1脉冲群干扰装置能承受 GB/T 14598.13 （eqv IEC60255-22-1 ）规定的川级 1MHz和 100kHz脉冲群干扰试验（第一半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）02.4.2静电放电干扰装置能承受 GB/T 14598.14 （idt IEC60255-22-2 ）规定的川级（接触放电 6kV） 静电放电干扰试验。2.4.3辐射电磁场干扰装置能承受 GB/T

20、14598.9 （idt IEC60255-22-3 ）规定的川级（10V/m）的辐射 电磁场干扰试验。2.4.4快速瞬变干扰装置能承受 GB/T 14598.10 （idt IEC60255-22-4 ）规定的 W级（通信端口 2 kV, 其他端口 4kV）的快速瞬变干扰试验。2.5安全性能装置符合GB 16836规定的外壳防护等级不低于IP20、安全类别为I类。2.6热性能（过载能力）装置的热性能（过载能力）满足 DL/T 478-2001的规定，达到以下水平：a）交流电流回路：在2倍额定电流下连续工作，20倍额定电流下允许10s, 40 倍额定电流下允许2s；b） 交流电压回路：Un为1

21、00/ 3V时，2倍额定电压下连续工作；线路抽取电压UX为100V时，在1.4倍额定电压下连续工作。2.7功率消耗装置的功率消耗满足 DL/T 478-2001的规定，达到以下水平：a）直流电源回路：正常工作时，不大于30 W当保护动作时，不大于40 Wob）交流电流回路：当In=5A时，不大于0.3VA/相；当I n=1A时，不大于0.1VA/ 相。c）交流电压回路：在额定电压下不大于 0.3VA/相。精品文档精品文档2.8输出触点容量2.8.1出口触点容量：a）工作容量：在电压不大于250V,允许长期工作电流5A,允许通过的瞬时冲击 容量为 1250VA/150V；b）断开容量：AC250

22、V（ DC30V /5A。2.8.2其他触点容量：a）工作容量：在电压不大于250V,允许长期工作电流3A,允许通过的瞬时冲击 容量为 62.5VA/30Wb）断开容量：AC250V（ DC30V /3A。2.9装置主要技术参数2.9.1额定参数a）交流电压Un： 100/ 3V；线路抽取电压 UX: 100V或100/,3 V；b）交流电流In： 5A，1A （由用户订货时选定）；c）交流频率：50Hz ；d）直流电压： 220V，110V （由用户订货时选定）；e）开入输入直流电压：24V（默认），也可以选择220V或110V。2.9.2交流回路精确工作范围a）相电压：0.25V 70V

23、；b）检同期电压：0.4V120V ；c）电流： 0.08In30I n。2.9.3差动兀件a）整定范围： 0.1丨门丨门创门创门：级差0.01A；b）整定值误差： 不大于土 2.5%或土 0.02 I n；c）动作时间：2倍整定值时，不大于20ms2.9.4距离元件a）整定范围：0.01 Q 40 Q （5A） ； 0.05 Q 200Q （1A）;级差 0.01 Q ；b）距离I段的暂态超越：不大于土 4%c）距离I段动作时间：近处故障不大于15ms0.7倍整定值以内时，不大于20msd）测距误差（不包括装置外部原因造成的误差）金属性短路故障电流大于 0.01 In时，不大于土 2%有较大

24、过渡电阻时测距 误差将增大。精品文档精品文档2.9.5零序方向过流元件精品文档180。精品文档a) 整定范围：0.1 I n201 n；级差0.01A;b) 零序 I 段的暂态超越 ：不大于 4%。c) 零序电流 I 段的动作时间： 1.2 倍整定值时，不大于 20ms；d) 零序功率方向元件的正方向动作区：18 -8dBm；传输距离4060km时： -4dBm;传输距离60km时： -3dBm；e) 光纤连接器类型：60km以下为FC型( 60km为SC型)。2.9.8通道延时 允许最大单向延时： 18ms。2.9.9时间元件a) 整定范围：0 s10 s，级差0.01 s ;b) 整定误差

25、：不大于 1.5%或 20ms。精品文档精品文档3装置硬件3.1装置结构装置采用符合IEC 60297-3标准的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，整体面板， 带有锁紧的插拔式功能组件。装置整体嵌入式安装，后接线方式。装置电流 /电压连 接器结构形式、尺寸相同，可扩展及可任意组合。装置安装开孔尺寸见下图 1- 1,装 置外形图如图1-2。图1- 1 CSC-103保护装置开孔尺寸图图1-2 CSC-103保护装置外形图3.2装置功能组件概述CSC- 103C型装置的插件配置见图2- 1,包括交流插件、保护 CPU插件、启动 CPU插件、管理板，开入插件，扩展插件（可选配），开出插件1,开出插件2

26、,开出 插件3,电源插件；D型装置配置了 10个插件，图2-2，包括交流插件、保护CPUS 精品文档精品文档件、启动CPU插件、管理板，开入插件1,开入插件2,开出插件1,开出插件2,开 出插件3,电源插件。X1X10为装置背后端子编号。CSC-103C数字式超高压线路保护装置插件布置图T1AC1交流X1J2CPU1T3 1CPU2 |11111114MASTER管理X3511开入X4扩展X56O1开出1X6 X77O2开出2X88O3开出3X9r9 1POWER 电源|1X10|1111丄-图2-1 CSC-103C装置插件布置图CSC-103D数字式超高压线路保护装置插件布置图n1交流X1

27、2CPU1n3CPU24管理X35开入1X46开入2X57开岀1X78开岀2X89开岀3X9n10电源X10L皿图2-2 CSC-103D装置插件布置图3.3交流插件交流插件的作用是将系统电压互感器 TV和电流互感器TA二次信号变换成保护装 置所需的弱电信号,同时起隔离和抗干扰作用。CSC-103C/103D保护装置交流插件完 全一样，背面接线端子为 XI,其电原理图如附图1。D型有9个（C型8个，无UX） 模拟量输入变压器（TV及TA），分别用于UA、UC、U、I A、I B、IC和31。的输入变换。 保护相电流变换器有两种类型：额定输入电流5A,线性范围500mAr 150A;额定输入 精

28、品文档精品文档电流1A,线性范围100mAr 30A;订货时请注明。请注意In为非极性端，In 为极性 端。电压变化器固定为相电压额定值为 100/ 3V03.4 CPU插件CPU插件简化原理图见附图2，由MCUf DSP合一的32位单片机组成，保持总线 不出芯片的优点，程序完全在片内运行，内存Flash为1M字节,RAM为64K字节；CPU 插件有两块，其软件相同、硬件不同，用地址设置来区别CPU1和CPU2在CPU勺把手侧有AD3 AD2 AD1 AD0四组跳线插针（设置方法见第二篇“用户安装使用”）， 跳线插针旁边标有“ H、“L”，分别表示高电平和低电平，用来设置地址。 CPU1是保护

29、CPUS件,并带光纤通信功能，它是装置的核心插件，主要完成采样、A/D变换计算、上送模拟量及开入量信息、保护动作原理判断、事故录波功能、软硬件自检等。 装置的光纤差动保护 CPU1自带64kbps、2Mbps兼容的数据接口，需要根据用户要 求配置1个数据接口或2个数据接口； CPU2是启动CPUjf件，该插件完成保护的启 动闭锁功能等。单通道CPU1板号与双通道CPU1板号有不同，双通道 CPU1板可以完全兼容单通道 CPU1板o在保护模拟量里面有Ia和laR Ib和IbR等模拟量，他们的区别是同一路模拟 量有两路A/D来采集以做备份和A/D自检，IaR、IbR等后缀带大写字母“ R”的模拟

30、量起备用和自检的作用。3.5管理板也叫做通信板（Master），其简化原理图见附图3,该插件是装置的管理和通信插 件，插件背版为X3,是承接保护装置与外界通信及交换信息的管理插件，如与面板、PC调试软件、监控后台、工程师站、远动、打印机等的联系，根据保护的配置组织 上送遥测、遥信、SOE事件报文和录波信息等。管理板可根据需要设置有LON网 口、双以太网口和RS485口满足不同监控和远动系统的要求。另外，管理板上设置有GPS对时功能。可满足网络对时、脉冲对时、IRIG-B码对时方式的要求。还配有串行打印口。3.6 开入板开入插件简化原理图见附图 4。C型开入板1的背板接线端子X4,用来接入跳闸位

31、置、各保护压板等开关量输入 精品文档精品文档信号和告警信号。D型开入板1、2的背板接线端子X4 X5,用来接入跳闸位置、有关重合闸方式 控制的各压板、各开入量及输入等开关量信号。两块开入插件硬件不同。每块开入板都有二组开入回路和相应的自检回路, 装置能对各路开入回路进行实 时自检。第一组开入板固定采用24V直接引入；第二组开入既可以接 24V,也可以接 入220V （或110V，但用户在订货时需要注明，以便使用正确的开入插件型号。一般 来说，屏上的开入（如：保护投退压板、重合闸方式等）采用24V;而由屏外经过较长电缆引进来的开入，宜采用 220V （或110。注：如需要接220V或110V开入

32、，需更换插件，C型换X4, D型换X5。3.7 开出插件开出插件简化原理图见附图 5。C型设置了 3块开出插件,开出插件1是组合插件，其背板接线端子为 X6、X7, 插件2、3背板接线端子为X8 X9; D型装置设置三块插件，背板接线端子为X7、X8 X9。插件主要输出跳闸等触点信号，直接从板子上引出，抗干扰性能好。各开出触点 定义参见装置背板端子说明。各开出板的硬件均不同。3.8 电源插件该插件适用于C型和D型装置，背板接线端子为X10，采用了直流逆变电源插件， 如附图6。插件输入直流220V或110V（订货时请注明），输出为保护装置所需5组电 源。（1）+ 24V两组：开入、开出板电源；（

33、2） 12V:模拟量用电源；（3）+ 5V:各CPU逻辑用电源。3.9 人机接口（ MMI）固定在装置前面板上，设计有液晶显示屏、各按键、复归按钮及和PC机通信的RS-2 32串口4装置软件4.1保护程序整体结构装置的软件采用模块化设计，不同型号中同样功能的设计完全相同，以下按软件 总体结构、各种保护功能元件及动作逻辑分别介绍。精品文档精品文档保护CPU软件包括主程序、采样中断服务程序和故障处理中断程序。正常时运行主程序，主程序完成装置的硬件自检、投切压板、固化定值、上送报 告等功能。每隔一个采样间隔时间执行一次采样中断程序， 进行电气量的采集、录波、 突变量启动判别等。故障处理中断也是每隔固

34、定时间执行一次， 完成保护功能的逻辑 和TV异常、TA异常判别等。如果有异常，则发出相应的告警信号和报文。对于一般性的异常告警（告警II），发出信号提示运行人员注意检查处理；对于 危及保护安全性和可靠性的严重告警（告警 I）,在发出告警信号的同时，立即闭锁 保护出口。当电力系统发生故障时，在故障处理中断中完成相应保护功能，直到整组复归， 返回正常运行的主程序。4.2保护基本元件4.2.1启动元件启动元件主要用于监视故障、启动保护及开放出口继电器的正电源。启动元件一旦动作后，要在保护整组复归时才返回。保护的启动元件包括电流突变量启动、 零序电流启动、静稳破坏的启动元件、弱馈低电压启动元件、以及重

35、合闸的启动元件（对于D型）。任一启动元件启动后，都将启动保护及开放出口继电器的正电源。4.2.1.1电流突变量启动元件DI1电流差突变量启动元件，在大部分故障情况下均能灵敏地启动，是保护的主要启 动元件。其判据为： I ; IQD或 3Io IQD其中： I qiq= | I眠I仲-T卜| I仲K-T - I睁-2丁|，%指AB BC CA三种相别，K指采样的当前时刻某一点，T= 24为一周采样点数，（K-T）即指K点在1 周前的采用值，（K-2T）即从K点数2周前采用值。 310为零序电流突变量，IQD为突变量起动定值。当任一相间突变量或零序电流突变量连续4次超过启动门槛值时，保护启动。4.

36、2.1.2零序辅助启动元件除突变量启动外，保护还设置了零序辅助启动，解决大过渡电阻(220kV考虑100Q, 500kV考虑300Q)接地短路突变量启动元件灵敏度不够的问题。作为辅助启 动元件，带30ms延时动作。判据为：31 0 0.9* I 0dz精品文档精品文档其中：31。三倍的零序电流；I 0dz -下列情况的最小值：零序W段定值；(2) 零序反时限电流定值；(3) 零序差动定值。4.2.1.3静稳失稳启动元件为保证静稳失稳情况下保护的正确动作，保护还设置了静稳失稳启动元件。判据为：(1) A、B、C三相电流均大于静稳电流IJW,且突变量启动元件未启动；(2) AB、BC CA三个相间

37、阻抗，三个测量阻抗均落入阻抗川范围内，且突变量启 动元件未启动。以上任一条件满足且持续30ms后，判断为静稳破坏，随即，保护启动，程序转 入振荡闭锁模块，此时，保护会报告“阻抗元件启动”、或“静稳失稳启动”及“保 护启动” O421.4弱馈启动元件当被保护线路的一侧为弱电源或无电源时，其他启动元件不动，为此，装置设有弱 馈启动，即由“低电压+差流”作为启动元件。4.2.1.5重合闸的启动元件详见重合闸部分。4.2.2选相元件选相元件可以判别故障的相别，禾U用各种选相原理判别不同故障情况以满足保护 选相跳闸的要求。保护装置针对不同的情况，综合利用各种选相原理，在突变量起动后故障初期时 采用突变量

38、选相元件。在故障后期，采用稳态序分量选相元件。电流突变量选相和稳 态序分量选相均不适用于弱电源、 终端变故障小电流或无电流的情况，此时采用低电压选相元件。本装置另设有跨线故障选相元件。4.2.2.1电流突变量选相元件电流突变量选相元件采用相间电流突变量 和AB、IBC和韶CA,通过对三个相间电流 的大小比较，得到故障相别。各种故障下相间电流的突变量IAB AIBC和厶ICA，的大小如下表2所示(表中“ + ” 表示较大，“+ + ”表示很大，“一”表示较小。精品文档精品文档以I oa+30区内，当BC两相短路接地电阻增大时，La越滞后于 oa的角度关系划分为六个相区，如图 3。I 2a位于-3

39、0。90，据 I 2 a/ I表2相结果电流突变量APBCPABBCCAABCAI AB+ + +Al BC一+ + +AI CA+一+ + +将=1 AB =1 BC和=I CA按大、中、小排序，按表2的关系得出选相结果4.222 稳态序分量选相元件稳态序分量选相元件主要根据零序电流和负序电流的角度关系，再加以相间故障 排除法进行选相。根据理论分析，当发生A相接地或BC相间短路并经较小弧光电阻接地时， 为基准，I oa趋于(1)+30 -30 对应AN 或BCN(2) +90 -+30 对应ABN(3) +150+90 对应CN 或ABN(4)-150 +150 对应CAN(5)-90。-1

40、50 对应BN或CAN(6)-30。-90 对应BCN在以上、单一故障类型的相区，直接确认为相应的相间故障，在(1)、 、 有单相及相间两种故障类型的相区，由于两种故障类型的相别总是不相关的， 通过计算相间阻抗，若相间阻抗大于相间阻抗整定值，则排除了相间故障的可能性， 判为相应的单相接地故障，否则判为相应的相间故障。0-90图3稳态序分量选相区精品文档精品文档4.2.2.3低电压选相元件低电压选相元件主要是为了满足弱电源侧保护选相的要求，在电流突变量选相和精品文档精品文档图4-2零负序稳态序分量选相失败的情况下，且未出现 TV断线时，投入低电压选相元件。 低电压选相的判据为：a） 任一相电压小

41、于0.5 5，且其他两相电压都大于0.8 5，则判为第三相单相故 障；b） 相间电压低于0.5 5，判为相间故障。4.224跨线故障选相元件跨线故障选相元件采用基于比较故障电压、故障相电流相位判别的电压电流综 合选相元件。该元件首先判别跨线相别，以相间电压最小或相电流最大的两相假定为 跨线故障相，然后，根据故障相电流相位的区别，再判别是跨线故障还是同一点发生 了相间故障。4.2.3距离元件距离元件分为距离测量元件和距离方向元件。4.2.3.1距离元件的动作特性各段距离元件动作特性均为多边形特性， 如图4-1所示。对于三段式相间距离保 护：RDZ取值为RX I、U、川段的XDZ取值分别为XXI、

42、XX2和XX3对于三段式 接地距离保护：RDZ取值为RD I、U、川段的 XDZ取值分别为XD1 XD2和XD3其中，XDZ按保护范围整定；RDZ按躲事故过负荷情况下的负荷阻抗整定，可满 足长、短线路的不同要求，提高了短线路允许过渡电阻的能力，以及长线路避越负荷阻抗的能力；选择的多边形上边下倾角（如图中的7下倾角），可提高躲区外故障情况下的防超越能力。在重合或手合时，阻抗动作特性在图 4-1的基础上，再叠加上一个包括座标原 点的小矩形特性，如图4-2,称为阻抗偏移特性动作区，以保证 TV在线路侧时也能 可靠切除出口故障。在三相短路时，距离川段也米用偏移特性。图4距离元件动作特性精品文档精品文档

43、小矩形动作区的X、R取值见表3。表3X取值2 5取XD才2与 25 Q ( I n=1A 5A)两者中的最小值 I nR取值8倍上述X取值与FDz/4两者中小者的最小值其中，XDZ是相应元件的电抗定值，RDZ是相应元件的电阻定值。4.232 距离测量元件保护中，距离测量元件以实时电压、电流计算对应回路阻抗值，采用解微分方程 算法。对单相接地阻抗有：U = 一+R ( I +Kr31 0) , = A; B; C ;对相间阻抗有：出尸L轴吐+ R轴I轴，轉二AB; BC； CA;dt其中：Kx=(X)-Xi)/ (3 X) , Kr=(RrR)/ ( 3 R)。通过求解以上微分方程，可得保护安装

44、处的测量故障电阻R和测量故障电抗X= 3 L=2 n fL。4.2.3.3距离方向元件为了解决距离保护出口故障的死区问题，在距离保护中设置了专门的方向元件。 对于对称故障，采用记忆电压，即以故障前电压前移两周波后，同故障后电流比相来 判别故障方向。对于不对称出口故障，采用负序方向来作为距离元件的方向。距离元件的动作条件为：方向元件判为正方向，且计算阻抗在整定的四边形范围内。4.2.4零序方向元件零序方向也设有正、反两个方向的方向元件，动作区见图5。正向元件的整定值可以整定，反向元件不需整定，灵敏度自动比正向元件高，电流门槛取为正方向的 0.625 倍。零序正方向动作区为18 arg (3lo/

45、3U)w 180零序反方向动作区为-162 arg (3 I 0/3 U 0) 3I0DZ其中：3I0DZ指零序反时限电流定值Iset、零序IW段电流定值I 01、I 02、I 03和I 04值。b)零序反方向元件的动作判据为：位于零序反方向动作区，且 3 10 0.625*310 DZ保护采用自产3U0,即由软件将三个相电压相加而获得 3U0，供零序方向元件方向判别用。用于判零序方向的3U0固定门槛为1V有效值。4.2.5负序方向元件动作区见图6。负序正方向动作区为18 arg (3|2/3U2)W 180负序反方向动作区为-162 arg (31 2/3 U 2) 3I 0DZ。在保护装置

46、中，负序 方向元件不设专门定值，采用零序定值 3l ODZ作为负序方向元件的定值。426振荡闭锁开放元件在电流突变量启动后的150ms之内，系统不会出现振荡情况，因此本保护装置不 考虑振荡闭锁，固定投入所有距离元件；在电流突变量启动后150ms之后，或经静稳 失稳及零序辅助启动后，距离元件需要经开放元件开放，以防止振荡过程中距离保护 元件误动作。精品文档精品文档对于不对称故障和三相短路，振荡闭锁开放元件是不同的。4.2.6.1不对称故障开放元件：利用零序和负序电流特征可区分是发生了故障还是振 荡。其开放判据为：| I o| m| I i| 或 I 2 m| I i|系统振荡时I 0、I 2接近

47、零上式不能满足；振荡又发生区外故障时，通过装 置的电流较小，上式仍不能满足；振荡又发生区内故障时丨0、I 2将有较大数值， 上式能满足。其中m、m的数值保证了在最不利系统条件下能有效的防止振荡情 况下发生区外故障时距离保护不误动，而对于区内的不对称故障能够开放。为了 防止区外故障切除时零序和负序电流不平衡输出引起保护的误动，保护经短延时 后动作。4.2.6.2三相故障开放元件：阻抗变化率（dR/dt ）检测元件,保护利用三相故障发生、 发展过程中所显现出来的一系列特征，如故障以后阻抗不变，而振荡时阻抗总在渐变 等，快速识别振荡闭锁中的三相对称故障。4.3检测功能和一些判别4.3.1自检功能4.

48、3.1.1 TV断线检测装置设有两种检测TV断线的判据，两种判据都带延时，且仅在线路正常运行， 起动元件不启动的情况下投入，一旦起动元件起动，TV断线检测立即停止，等整组复归后才恢复。判据a）为：三相电压之和不为零：Ua + Ub+Uc 7V （有效值）该判据可以用于检测一相或二相断线。判据b）为：TV在母线时，若Ua、Ub及UC任一相电压小于8V,判为TV 断线。TV在线路时，在任一相电流大于0.04倍额定电流或断路器在合位 （检跳闸位置开入）时，若U、Ub及U任一相电压小于8V, 判为TV断线。该判据b）附加电流条件是防止TV在线路侧时，断路器合闸前误告警。设置断路器在合位的条件是为了防止

49、电流过小（例如对侧未合闸）时三相失压不能告警。TV断线后报“ TV断线告警”，在TV断线条件下所有距离元件、负序方向元件、 带方向的零序保护也退出工作，纵联电流差动保护不受TV断线的影响，可以继续工作。装置将继续监视TV电压，一旦电压恢复正常，各元件将自动重新投入运行。4.3.1.2 TA 断线检测a）装置的零序电流连续12s大于104定值，报“TA断线告警”，并闭锁零序各 精品文档精品文档段保护；b） 差动保护TA断线检测：断线侧的自产31 o值连续12s大于max0.9*min （I 04定值、零序反时限电流定值、零差定值），一次240A，而断线相电流小于0.06I n（l n为二次侧额定

50、电流）；计算出正常两侧的差电流连续12s大于0.151 n 而断线相电流小于0.06I n报“TA断线告警”。判出TA断线后，可通过控制字选 择闭锁或不闭锁差动保护。4.3.1.3 TA 饱和检测采用模糊识别法对TA饱和进行检测,当判别出TA饱和后,自动抬高差动保护的 制动系数。4.3.1.4双A/D冗余检测为了有效地防止硬件损坏情况下保护的误动作，装置采用了双 A/D 冗余设计， 通过对双 A/D 对比监视，实时监视模拟量采集回路的好坏，及时发现硬件损坏并闭 锁保护。4.3.1.5电压电流相序自检在系统无异常时通过比较三相电流、 电压的相位， 判别相序是否接错， 如果不是 正常相序，则报“三

51、相相序不对应” 。4.3.1.6 3 I0极性自检通过比较自产3I0（ IA + IB + IC ） 与外接3I0的幅值和相位，判别外接3I0的极性有无接反，若接反报“外接 3I0 接反”。4.3.1.7电压 3次谐波自检当电压回路串入3次谐波时，用以上TV断线检测判据不能判断电压异常。如果 电压三次谐波过量，延时报“ 3 次谐波过量告警”，但不闭锁保护。4.3.1.8线路抽取电压断线检测此功能仅 D 型保护中有。在重合闸投入三重或综重方式的情况下，如果无跳位 开入或线路有电流， 表明开关处于合闸状态， 那么，采用下列条件检测线路抽取电压 的完好性：a）装置整定为重合闸检同期方式时， 若开关两

52、侧电压不满足整定的同期条件， 则经14s延时确认后，报告“检同期电压异常”；b) 装置整定为重合闸检无压方式时，若即不满足检无压的条件，且又不满足 整定的检同期条件，则 14s 延时确认后报告“检同期电压异常”。4.3.1.9跳闸位置自检若有跳位开入，且对应相有电流，延时2s确认后，报“跳位A(B,C)开入异常”。精品文档精品文档4.3.1.10过负荷告警保护装置实时监测线路潮流情况。 如果三相电流大于静稳失稳电流定值， 持续 30s 后，报“过负荷告警”。4.3.1.11控制字设置不合理自检在 CSC-103D 型装置综合重合闸控制字中，如果非同期方式、检无压方式、检同 期三种方式中，任意两

53、种方式同时投入，则装置告警“重合闸控制字错”。4.3.1.12保护装置自检a) CPU插件的自检。CPUS件在上电过程中对本身的存储器、模拟通道、程序区 等进行自检。 在装置的运行过程中也对上述部分实时自检， 当确认某一部分有问 题时，给出告警信息， 同时闭锁保护；(硬件损坏， 装置告警， 复归后仍能告警。 有严重告警时， 差动保护对侧保护会报 “对侧保护退出” 保护恢复正常后对侧报“对侧保护恢复” )；b)由于模拟通道的冗余配置，还对采样数据进行实时互校，当差别越过设定的 限度时，等同模拟通道故障；c)各I/O插件进行上电和实时自检，自检的内容包括开入通道和开出通道， 同时 还包括存储器和程

54、序区等。 开入通道的自检通过模拟变位进行； 开出通道自检线 圈。自检范围广，彻底。确认有故障后，给出告警。d)通信通道进行实时自检：CPUS件和MASTE插件对其所联系的各种职能插件进 行实时通信自检，当发现通信中断后，进行告警处理。e)MASTES件进行上电和实时自检，自检范围包括存储器、程序区和相关内外 通信等。发现异常后，将给出告警。f)装置还对其使用的电源进行实时监测。g)定值、配置、程序等均做CR校验。4.3.2其他判别4.3.2.1手合加速判别在有三相开关跳闸位置情况下， 又有电流突变量启动， 则判为手动合闸， 投入手 合加速功能，开放 1s 后整组复归。距离保护采用阻抗加速判别是

55、否手合于故障， 零序保护采用延时100ms判别是否 手合于故障。4.3.2.2重合加速判别 装置要求三个分相跳位分别作为开关量输入装置中开入；对于一个半接线方式， 要求两个断路器分相跳位先串联后，再接入装置。保护检测到开关跳开后，在检测到故障相电流大于无电流门槛0.1 In （单重）或任一相电流大于无电流门槛 0.1 In （三重）时，或跳位消失判为重合闸动作，各保护 精品文档精品文档将根据整定控制字决定是否投入重合闸后加速功能。4.3.2.3重合加速延时 重合闸后加速均只投入 500ms。4.3.2.4整组复归判别 当装置满足以下条件持续 5s 后，装置整组复归。a）零序差动元件不动作；b）

56、六种阻抗均在阻抗川段以外；c）零序电流小于零序辅助启动元件；d）三相电流均小于静稳失稳电流定值 IJW。4.3.2.5跳闸后逻辑 在发出跳闸命令后，保护装置不断监视跳闸相电流，当跳闸相无电流后，保护 装置则判断开关已经跳开。如果跳闸相一直有电流，经250ms延时后，保护发补跳命 令：即如果保护发单跳命令后，故障相持续 250ms仍有电流，则表明开关未断开，于 是，保护再发三跳命令；若保护发三跳命令后，任一相持续 250ms有电流，保护再发 永跳命令；若开关持续 5s 还未断开，则发跳闸失败告警，并整组复归。驱动跳闸令应在故障切除后收回，本装置在发出跳闸命令后的40ms内不考虑撤销命令，以保证可

57、靠跳闸。保护发三跳令后12s三相无电流，程序转至整组复归，12s是考虑三相重合闸最 长整定时间不会大于10s。如果单跳后5s故障相仍无电流，程序转至整组复归，5s 是由于单相重合闸延时不可能大于 5s。4.4 纵联电流差动保护功能说明4.4.1电流差动保护主要功能a） 电流差动保护配有分相式电流差动保护和零序电流差动保护，用于快速切除 各种类型故障；b） 具有电容电流补偿功能。利用线路两侧电压对电容电流进行精确补偿，以提 高差动保护的灵敏度；c）具有TA断线闭锁、TA饱和检测及TA变比补偿功能；d）经保护的通信通道可传送“远跳” 、“远传”命令；e）有通道监视、误码检测、32位CR（校验；f）

58、 弱馈启动功能：如果被保护线路的一侧为弱电源或无电源，弱电源侧保护正精品文档精品文档方向发生线路故障时，流过弱电源侧保护的电流可能很小，装置无法启动，为此,装置设有弱馈启动(差流+低电压启动)功能：弱馈侧收到对侧启动信号后，满足以下所有条件时，弱馈侧保护被拉入故障处理 程序，允许强电源侧保护出口，本侧也能跳闸。(1) 收到对侧启动信号；(2) 至少有一相差动电流大于动作值：ID I DZ；(3) 对应的相电压低于36V或相间电压低于60V。g)远方召唤启动功能(差流+电压突变量启动)如果被保护线路发生高阻接地时，近故障侧保护能够可靠启动，远故障侧保护 的电流可能很小，装置无法启动，为此，装置设

59、有远方召唤启动(差流+电压突 变量启动)功能：(1)收到对侧启动信号；(2) 零序差动电流大于动作值：IDO IOZ； 或者分相差动电流大于动作值：I D IDZ；(3)本侧 a 8V 或厶 3U0 IV。h)带通道远方环回试验功能为方便进行带通道整组试验，装置提供带通道远方环回试验功能。正常运行时， 必须退出该功能。将两端装置的差动定值按照实际运行情况整定好后，将M侧装置“通道环回实验”控制位置1, M侧投入检修状态压板，就可在M侧进行模拟区内短路试验。 此时N侧装置收到M侧的采样报文后再回传给 M侧。442电流差动保护主要原理442.1数字电流差动保护系统的构成，见图7。MN图7电流差动保

60、护构成示意图上图中M N为两端均装设CSC-103高压线路保护装置，保护与通信终端设备间 采用光缆连接。保护侧光端机装在保护装置的背板上。通信终端设备侧由本公司CSC-103CB精品文档精品文档配套提供光接口盒 CSC-186A/CSC-186B4.4.2.2各种差动保护及其动作方程见表4精品文档精品文档保护动作方程备注突变量差动I D I HI D 0.6 IB 0 I D 0.8 IB-IH ID =3I H式中： 1 D= | M+A 1N | I B= | M-A 11 |I D:经电容电流补偿后的突变量差动电流I B:经电容电流补偿后的突变量制动电流I H=MAX(IDZH,2IC)