数字式电流差动微机保护运行规程.docx

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数字式电流差动微机保护运行规程

数字式电流差动微机保护运行规程

一、装置功能及原理

1、装置简介：

1.1概述

1.1.1适用范围

PSL620D系列数字式电流差动保护装置是PSL603数字式电流差动保护装置（适用于220kV及以上电压等级）与PSL621C系列数字式线路保护装置相结合后的改进型产品。

PSL620D系列数字式电流差动保护装置是以光纤分相电流差动保护为全线速动的主保护，距离保护、零序保护和三相一次重合闸为后备保护的成套线路保护装置，并集成了电压切换箱和三相操作箱，适用于110kV、66kV或35kV输配电线路。

1.2.2功能配置及型号

表1PSL620D系列各产品型号及功能配置

功能

PSL

621D

PSL

三段式相间距离

√

√

三段式接地距离

√

二段式接地距离

√

四段式零序保护

√

√

三相一次重合闸

√

√

√

光纤电流差动

√

√

√

三段式过流保护

√

√

二段式过流保护

√

双回线相继速动

√

√

不对称故障相继速动

√

√

断路器失灵启动

√

√

低压减载

√

低周减载

√

√

√

双母线电压切换回路

√

√

√

出口操作回路

√

√

√

故障录波

√

√

√

故障测距

√

√

GPS

对时

√

√

通道或通信用光纤接口

*

*

*

第二个断路器操作回路

*

*

*

通信接口配置方式

*

*

*

与变电站自动化配合

√

√

√

适用于110KV

√

√

适用于66KV、35KV

√

注：

√表示该型号装置中有此功能，*表示某功能可选，空白表示无此功能。

2、PSL621D保护装置功能及原理

PSL621D作为PSL620D系列电流差动保护装置的基本配置型，PSL621D数字式电流差动保护装置以光纤电流差动保护作为全线速动的主保护，还配备了距离保护、零序电流保护和三相一次重合闸等功能。

2.1光纤电流差动保护功能及原理

本站电流差动保护通过专用光缆作为通道，传送三相电流及其他数字信号，使用专用光纤作为通信媒质时采用了1Mbps的传送速率，极大地提高了保护的性能，

并采用内置式光端机，不需外接任何光电转换设备即可独立完成“光电”转换过程。

差动继电器动作逻辑简单、可靠、动作速度快，在故障电流超过额定电流时，确保跳闸时间小于25ms；即使在经大接地电阻故障，故障电流小于额定电流时，也能在30ms内正确动作，而零序电流差动大大提高了整个装置的灵敏度，增强了耐过渡电阻能力。

电流差动保护主要由差动CPU模件及通信接口组成。

差动CPU模件完成采样数据读取、滤波，数据发送、接收，数据同步，故障判断、跳闸出口逻辑；通信接口完成与光纤的光电物理接口功能。

专用光纤通道连接图

2.1.1启动元件

差动保护启动元件包括相电流突变量启动元件、零序电流辅助启动元件、低电压启动元件和TWJ辅助启动元件。

任一启动元件动作则保护启动。

2.1.2通信可靠性

光纤差动保护中通信可靠性是影响保护性能至关重要的因素，因此对通信进行了严密细致的监视，每帧数据进行CRC校验，错误舍弃，延时后进行数据重新同步；每一秒进行错误帧统计，错误帧数大于一给定值时，将上一秒认为通信异常，通信异常延续10s报通道失效；通信为恒速率，每秒钟收到的帧数为恒定，如果丢失帧数大于某给定值，报通道中断，以上两种情况任一发生后，闭锁保护，一旦通信恢复，自动恢复保护。

2.1.3跳闸逻辑

本保护三相出口，任一相故障，出口跳三相。

三跳令发出后250ms后三相仍有电流，补发永跳令，闭锁重合闸。

零序差动动作，而且A、B、C三相分相电流差动不动作，延时100ms跳三相。

两侧差动都动作才确定为本相区内故障。

有合闸加速，任一相故障，发永跳令，并闭锁重合闸。

2.1.4CT断线

PSL621D分相电流差动保护中采用零序差流来识别CT断线，并且可以识别出断线相。

由于PSL621D采用电流突变量作为启动元件，负荷电流情况下的一侧CT断线只引起断线侧保护启动，而不会引起非断线侧启动，又由于PSL621D采用两侧差动继电器同时动作时才出口跳闸，因此保护不会误动作。

在此情况下可以进行CT断线识别。

2.1.5手合故障处理

手动合闸时，分相差动定值自动抬高至额定电流In，以防止正常合闸时线路充电电流造成差动保护误动。

2.1.6远传跳闸功能

本装置具备远传跳闸功能，可用于实现远传功能。

用于远跳的开入（6X4）连续8ms确认后，作为数字信息和采样数据一起打包，经过编码、CRC校验，再由光电转换后发送至对侧。

同样接收到对侧数据后经过CRC校验、解码提取远跳信号，而且只有连续三次收到对侧远跳信号才确认出口跳闸，保护发“远传跳闸出口”报文。

远跳用于直接跳闸时，可经就地启动闭锁，当保护控制字整定为远跳经本地启动闭锁时，收到对侧远跳信号500ms保护没有跳闸，保护发“远跳信号长期不复归”报文。

2.1.7双端测距功能

采用双端电气量完成测距计算，大大提高了测距结果的精度。

2.1.8差动保护定值项目与有关参数整定范围

2.1.8.1控制字说明

2.1.8.1.1控制字第6位，远跳是否经本地启动：

表示远方传来的跳闸命令是否经过本侧差动启动元件才能开放，如果不经本地启动（置1），只要收到对侧的远方跳闸命令，本侧差动保护就驱动跳闸接点完成跳闸；如果经本地启动（置0），收到对侧的远方跳闸命令，并且本侧差动保护的启动元件动作，才会驱动跳闸接点完成跳闸。

2.1.8.1.2控制字第5位，中性点接地方式：

在使用PSL621D或PSL623D时，需要选择“中性点直接接地”；在使用PSL626D时，需要选择“中性点不直接接地”。

2.1.8.4.控制字第4位，时钟方式：

用于指定发送数据的时钟源来自本装置内部还是对侧装置。

置1为从时钟方式，时钟来自对侧装置；置0为主时钟方式，时钟来自本侧装置。

当采用专用光纤通道时，要求两侧整定为主时钟；当采用PCM复用通道时，要求两侧整定为从时钟。

2.1.8.1.3控制字第3位，电流电压自检：

正常运行时建议投入。

2.1.8.1.4控制字第2位，通道方式：

当采用PCM复用通道时置1，当采用专用光纤通道时置0。

2.1.9差动保护装置面板显示信息说明

光纤通信通道√（正常）/×（异常）

Iam本侧A相电流Ian对侧A相电流

Ibm本侧B相电流Ibn对侧B相电流

Icm本侧C相电流Icn对侧C相电流

IcaA相差动电流IzaA相制动电流

IcbB相差动电流IzbB相制动电流

IccC相差动电流IzcC相制动电流

Ber误码率（正常时应该为零，通道中断时为1.00E0.00）

Tys通道延时（通道中断时为1000ms）

*电流相角以本侧A相电流相位为准。

2.2、距离保护

距离保护设有Zbc、Zca、Zab三个相间距离保护和Za、Zb、Zc三个接地距离保护。

2.3、双回线相继速动（本站不用）

2.4、不对称故障相继速动

带负荷的线路发生不对称故障，对侧跳闸后导致本侧非故障相负荷电流消失。

本装置利用该特征加速本侧的距离Ⅱ段，动作判据是：

1）定值中控制字“不对称故障相继速动”投入；

2）本侧线路保护测量出故障在距离Ⅱ段范围内（包括方向和选相）；

3）本侧线路保护测量出故障未发生转换；

4）任一相电流由故障时有负荷电流变为无负荷电流；

有负荷电流的判据：

a）最小的相电流大于0.2In，或者

b）最小的相电流小于0.2In、大于0.04In且不是电容电流。

无负荷电流的判据：

a）最小的相电流小于0.04In，或者

b）最小的相电流小于0.2In、大于0.04In且是电容电流（电流超前电压90±20度）。

5）满足上述四个条件后经短延时（100ms）仍不返回，则本侧线路距离Ⅱ段加速动作。

2.5、零序保护

本装置零序保护设有四段、不灵敏Ⅰ段及加速段，均可由控制字选择是否带方向元件。

设有零序Ⅰ段、零序II段和零序总投压板。

零序总投压板退出时，零序保护各段都退出。

零序Ⅲ段及加速段若需单独退出，可将该段的电流定值及时间定值整定到最大值。

零序Ⅳ段电流定值也作为零序辅助启动门坎，必须不大于其他各段。

若需退出零序Ⅳ段，可将零序Ⅳ段电流整定为其他各段的最小值，且时间定值整定为20秒。

不灵敏Ⅰ段仅用在断路器合闸或重合闸时瞬时切除严重故障。

其定值按躲过断路器不同时合闸产生的最大零序电流整定，且不小于加速断定值。

不灵敏Ⅰ段是否带方向由零序Ⅰ段方向投退控制位控制，其投退由零序Ⅰ段压板控制。

零序电压3U0由保护自动求和完成，即

3U0＝Ua+Ub+Uc

当3U0<2V时，零序方向元件闭锁。

2.6、重合闸继电器

本装置的重合闸为三相一次重合闸。

重合闸由本保护跳闸接点返回时启动、断路器位置启动或“其他保护动作”开入量启动。

2.6.1重合闸放电条件：

a）“重合闸方式”处于停用位置

b）有“闭锁重合闸”开入

c）控制回路断线10秒后跳位继电器动作

d）保护永跳动作或重合闸动作

e）有手合或手跳开入

f）有遥跳或遥合命令

g）“低气压闭锁重合闸”开入持续400毫秒后重合闸启动（重合闸启动后禁止“低气压闭锁重合闸”开入）

h）充电未满时保护启动、保护动作或跳位继电器动作

i）重合闸启动后重合闸计时条件不满足持续10秒

j）跳位继电器动作持续30秒

以上任一条件满足时重合闸放电。

2.6.2重合闸充电条件：

a）重合闸放电条件均不满足

b）保护未启动

c）保护未动作

d）跳位继电器返回

以上所有条件都满足时重合闸充电。

2.6.3由控制字选择在开关偷跳时是否启动重合闸，开关偷跳后，重合闸按整定的检同期方式动作。

重合闸有四种方式：

非同期、检无压、检同期、检无压方式在有压时自动转检同期。

2.6.4在线路抽取电压或母线电压小于0.75倍额定电压时检同期元件闭锁。

2.6.5本装置的检无压方式为检线路无压或母线无压，即当线路或母线无压时皆启动重合闸计时器。

母线无压门坎固定为30V。

2.6.6本装置可自适应线路抽取电压的额定电压、相别和极性，不再需要整定。

2.7、合闸加速保护

合闸加速分手合加速和重合闸后加速。

在距离保护和零序保护中皆有合闸加速功能。

2.7.1保护的重合判据为：

a）保护跳闸后重合闸开放时间内（不大于30秒）线路又有电流；

b）重合闸动作时触发后加速脉冲。

满足上述任意条件时，置重合闸加速标志。

2.7.2保护的手合判据：

a）TWJ动作或TWJ、HWJ皆不动作超过30秒钟后，TWJ返回或有流；

b）手合继电器动作。

满足上述任意条件时，置手合加速标志。

2.7.3距离保护在重合后，瞬时加速带偏移特性的阻抗Ⅱ段或Ⅲ段，可以根据需要由控制字分别投退。

在重合后，距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段仍然能按各段的时间定值动作。

距离保护在手合时瞬时加速带偏移特性的阻抗Ⅲ段。

零序保护中后加速设有独立的加速段，加速段电流定值及延时可独立整定。

零序保护的加速段对于手合加速及重合后加速同样适用。

在重合后，重合加速脉冲延长3秒。

手合加速脉冲延长3秒。

注：

如果断路器处于跳开位置时，，若做故障模拟试验，保护装置会手合加速出口。

此时只要将断路器合上或者断开控制电源即可正常试验。

2.8交流电压电流异常判断

2.8.1交流电压断线

PT断线检查分为不对称断线识别和三相失压识别两种。

在保护未启动时进行，保护启动后只保持启动前的标志。

不对称断线判据为：

上述两个判据的任意一个满足，持续1.25秒后发PT断线信号，并报PT断线事件。

三相失压采用以下判据：

三相电压绝对值之和小于0.5Un，开关在合位或者某相电流大于0.04In，认为是PT三相失压。

满足上述条件时，置PT三相失压标志，持续1.25s发PT断线信号和PT三相失压事件。

无论是PT不对称断线还是PT三相失压均视为PT断线。

PT断线时，距离保护退出，并退出静稳破坏启动元件。

零序电流保护的方向元件是否退出由控制字决定，不带方向元件的各段零序电流保护可以动作。

距离保护设有两段相电流保护元件及其延时元件，根据过流保护控制字投退。

在PT断线期间，“过流保护”和“PT断线过流保护”两个控制字中任意一个投入，两段相过流保护都将投入。

PT断线后若电压恢复正常，所有的保护也随之恢复正常。

2.8.2线路抽取电压异常

当重合闸投入且装置整定为重合闸检同期或检无压方式，则要用到线路抽取电压。

当线路抽取电压小于30V，且任一相有流或者开关在合位时，满足条件持续10秒报“线路PT断线”并驱动PT断线信号灯，此时重合闸放电，闭锁重合闸逻辑。

如果重合闸不投入或者不检同期也不检无压，线路抽取电压可以不接入装置，也不进行线路抽取电压断线的判断。

线路PT断线后若线路抽取电压恢复正常，装置PT断线信号灯自动复归，并报“线路PT断线消失”事件，重合闸开始充电并开放重合闸逻辑。

2.8.3交流电流异常

装置上电2小时之内，检查交流电流相序的正确性，判据：

1）3I2>0.25In；

2）3I2>4*3I1；

3）持续时间一分钟；

上述判据都满足时，报“CT反序”事件，发呼唤，不闭锁保护。

在最大相间电流差大于最大相电流的50%且最大电流相大于额定电流的25%时，延时10分钟报“负载不对称”。

发呼唤，不闭锁保护。

零序电流3I0大于零序电流启动定值，持续10秒后报“CT不平衡”，并且闭锁零序电流启动元件。

当零序电流返回1秒后，保护也立即恢复正常。

2.9过流保护

距离保护模件中增设有两段相电流保护和延时元件，正常时由控制字中“电流保护”位投退。

在PT断线时，若控制字中“电流保护”位或“PT断线电流保护”位任意一个投入，电流保护都将投入。

2.10低周减载、低压减载

2.10.1低周减载

装置设有针对本线路的低周减载功能。

低周减载使用正序电压来计算频率，动作精度能达到0.02Hz。

在下列任一情况下闭锁：

1）三相电流均小于0.1倍额定电流；

2）线路正序电压小于低周减载闭锁电压定值；

3）频率滑差（df/dt）大于低周减载滑差闭锁定值。

滑差元件动作后保持，直到频率恢复到低周减载频率定值以上后复归；

4）负序电压U2>5V或PT断线。

2.10.2低压减载

低压减载在下列任一情况下闭锁：

1）三相电流均小于0.1倍额定电流；

2）任一相电压小于12V；

3）电压变化率（dU/dt）大于闭锁电压变化率定值。

电压变化率元件动作后保持，直到电压恢复到低压减载电压定值以上后复归；

4）负序电压U2>5V或PT断线。

二、装置使用说明

1、装置硬件介绍

2、信号灯、指示灯介绍：

“运行”：

正常运行时亮，表示装置运行正常。

“重合允许”：

在投入重合闸时亮，表示开关跳闸后允许重合。

“保护动作”：

在保护跳闸后点亮。

“重合动作”：

在重合闸动作后点亮。

“PT断线”：

表示PT断线。

“告警灯”：

表示装置异常。

“跳位”指示灯：

：

断路器在断开位置时点亮。

“合位”指示灯：

：

断路器在合上位置时点亮。

“I母”表示本线路运行在I母。

“II母”表示本线路运行在II母。

3、液晶屏幕显示的信息介绍：

当装置正常运行时，显示如下运行信息：

正常显示画面示意图1

正常显示画面示意图2

上图显示的是PSL621系列微机保护正常显示画面，图1显示三相电压和三相电流的有效值和角度，图2显示保护压板状态（●表示投入○表示退出）。

装置正常上电运行5分钟无键盘操作或从主菜单返回，都将进入正常显示画面装置轮流显示画面1和画面2的内容，此时按Q键使装置停止显示自动切换，而信留在画面1或画面2（画面内容本身仍然继续刷新），继续按Q键则切换画面1和画面2，如需要对装置进行操作按“”键即可进入主菜单。

4、保护屏上压板介绍（压板接通为投入）

4.1、保护压板功能：

1LP1--保护跳闸：

保护动作后经该压板作用于开关跳闸。

1LP2—重合闸出口：

重合闸动作后经该压板作用于开关重合闸。

1LP3--启动失灵：

用于启动失灵保护（无失灵保护装置时，此压板在正常运行时

应退出）。

1LP4--允许邻线加速阻抗II段：

用双回线时由邻线保护启动特性加速本线路阻抗II段保护（由于本线路无双回线，故此压板在正常运行时退出）。

1LP5--投入分相差动：

用于投入分相差动保护，必须在投入“差动总投入”后才起作用

1LP6--投入零序差动：

用于投入零序差动保护，必须在投入“差动总投入”后才起作用

1LP7—差动总投入：

用于投入差动保护，此压板投入后同时必须投入零“分相差动”、“零序差动”压板才能实现差动保护功能。

。

1LP8--投入相间距离：

用于投入相间距离保护

1LP9—投入接地距离：

用于投入接地距离保护。

1LP10—投入零序I段：

用于投入零序I段保护，同时必须投入零序总投压板。

1LP11—投入零序II段：

用于投入零序II段保护，同时必须投入零序总投压板。

1LP12--零序总投压板，此压板投入后零序Ⅲ、Ⅳ段功能投入，实现零序I段、零序II段功能还需相应压板投入，此压板打开即可退出全部零序段保护。

1LP13--投入低周减载，投入本装置低周跳闸时投入本压板。

（正常运行不投）

1LP14--投入低压减载，投入本装置低压跳闸时投入本压板。

（正常运行不投）

1LP15—置检修状态，用于本保护装置检修维护时屏蔽掉发后台信号。

其余压板—备用

4.2、保护压板连接片投切情况表

编号

连接片名称

运行及热备用

冷备用

装置检修

1LP1

保护跳闸

●

●

○

1LP2

重合闸出口

●

●

○

1LP3

启动失灵

○

○

○

1LP4

允许邻线加速阻抗II段

○

○

○

1LP5

投分相差动

●

●

○

1LP6

投零序差动

●

●

○

1LP7

差动总投入

●

●

○

1LP8

投相间距离保护

●

●

○

1LP9

投接地距离保护

●

●

○

1LP10

投零序Ⅰ段

●

●

○

1LP11

投零序Ⅱ段

●

●

○

1LP12

零序总投入

●

●

○

1LP13

投低周减载

○

○

○

1LP14

投低压减载

○

○

○

1LP15

投检修状态

○

○

●

5、保护屏的小开关及按钮

1DK1屏后直流电源快速开关：

保护装置电源。

1DK2屏后直流电源快速开关：

开关控制电源。

6DK屏后直流电源快速开关：

测控装置电源。

1ZKK屏后交流电压快速开关：

用于控制输入保护装置的交流电压。

6ZKK屏后交流电压快速开关：

用于控制输入测控装置的交流电压。

5.1复归按钮：

用于复归保护装置信号。

6、保护装置的投退

6.1投运

6.1.1检查盘后直流电源快速开关及交流电压快速开关在合位。

6.1.2检查装置电源开关（装置背后）在“ON”位，电源指示灯“DC”亮，运行信号灯“运行”亮，跳闸指示灯“跳位”亮，合闸指示灯“合位”灯及其余信号灯均不亮。

6.1.3液晶屏幕显示正常的运行信息。

6.1.4按调度要求投入各保护压板。

6.1.5当开关合闸后，检查合闸位置“合位”灯应亮，“跳位”应不亮，如重合闸方式切换把手在投入位置，在合闸约30秒后“重合允许”信号灯应亮。

同时检查屏幕显示的电流、电压、相位、日期、时间是否与实际相符。

6.2退出

6.2.1一般情况下，整套保护退出运行只需将装置“跳闸出口”压板断开即可。

部分保护退出运行时，根据调度命令断开相应的保护压板：

退出距离保护打开“相间距离”、“接地距离”压板即可；退出零序保护打开“零序I段”、“零序II段”、“零序总投”即可。

6.2.2重合闸退出时退出“重合闸出口”压板，同时应将重合闸切换把手置于“退出”位置。

并检查“重合允许”信号灯应灭。

6.3保护动作后处理

当线路发生故障保护动作后，必须有两人同时在场详细记录信号灯指示以及液晶屏幕显示的故障信息，并且打印出保护动作报告，然后再复归信号，使其显示正常运行信息，并将屏上动作信息及打印出的保护动作信息汇报当值调度员。

7．装置异常的处理

当装置出现异常，后台管理机会发出装置故障信息，保护装置上“运行”灯灭，“告警”灯亮，液晶屏幕将会显示出相应的装置故障信息，值班员应详细记录异常信息后，然后按屏上“复归”按钮，将异常信息和复归结果汇报当值调度员，根据调度命令作出相应处理。

8．保护动作报告的打印

当保护装置动作后，运行人员可按下列步骤打印保护动作报告：

1）、在正常显示画面下按键进入主菜单；在事件显示画面下按“Q”键进入主菜单。

2）、进入主菜单后，在主菜单中选择“事件”命令控件。

3）、按键进入事件报告操作对话框，并选择“总报告”命令控件。

4）、按键进入事件显示—选择对话框，用“”键或“”键选择某次故障的事件记录，状态栏会提示相应的故障报告类型（故障报告、告警报告、开关量变位报告等）。

列表中的事件记录是按事件发生时间的先后顺序排列的，以方便运行人员查找

5）、按键进入事件显示对话框，事件显示对话框中每个事件记录的条目的前面带有以毫秒为单位的相对时间，标题栏下的时间为此相对时间的参考时间。

上述事件表示：

2002年1月10日10时23分26秒790毫秒时刻零序保护启动

启动后零序保护I段动作出口零序电流二次值为36安培，启动后5069毫秒零序保护整组复归后面的CPU1是指动作信息是由CPU1采集

6）、若需打印则按按键，否则按“Q”键退回到第3）步。

按键后打印事件，如果是故障事件则进入询问是否打印

波形对话框，若选择“是”后按键则开始打印录波图形。

7）、按“Q”键逐级退回到主菜单。

注意，在需要打印事件报告之前，打印机必须处于联机状态，否则，在第5）步操作“”键后则出现消息窗口，提示打印失败。

7、信息记录和分析

本系列装置具备故障录波功能。

可记录的模拟量为Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、3U0、Ux，可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。

本系列装置不接入3U0，3U0由三相电压相加产生，为方便分析，自产的3U0也记录。

为避免因系统扰动使保护频繁启动，导致存储不需要的数据，本系列装置录波数据仅当线路阻抗进入阻抗辅助段内或零序Ⅳ段内时，才存入FLASHRAM中（掉电保持）。

否则，本次数据只保存在RAM中（掉电不保持），可被PC机读取。

可记录的录波报告为12至48个（根据各次故障的复杂程度而不同，最少可记录12次故障的录波报告，最多可达48次），记录的事件不少于1000条。

数据存入FLASHRAM中。

本系列装置除记录系统扰动数据外，还记录装置的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

在本系列装置动作跳闸时，由距离保护给出故障类型和测距结果。

装置中记录了动作时的录波、事件、定值和保护详细的动作过程，可通过装置配备的Psview调