长园深瑞PRS711DKNW微机线路保护技术说明书要点.docx

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长园深瑞PRS711DKNW微机线路保护技术说明书要点

PRS-711-DK-NW微机线路成套保护

技术使用说明书

Ver4.03

长园深瑞继保自动化有限公司

二〇一四年二月

PRS-711-DK-NW微机线路成套保护

技术使用说明书

Ver4.03

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

二〇一四年二月

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-DKV4.03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

1

PRS-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。

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免费客户服务电话：

400-678-8099

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。

Ø四段段相间距离

Ø三段接地距离

Ø四段零序方向过流

Ø弱馈线保护

Ø不对称故障相继速动保护

Ø双回线相继速动保护

Ø合闸于故障保护

Ø电压断线检测和紧急状态保护

Ø振荡闭锁

Ø三相一次自动重合闸

Ø过负荷保护

Ø控制回路断线告警

Ø角差异常告警

ØTWJ异常告警

Ø测控功能

Ø五防功能

Ø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。

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IEEE1588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。

●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。

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Ⅰ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

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/T17626.4-2

Ⅳ级

射频电磁场辐射抗扰度：

GB/T17626.4-3

Ⅲ级（网络Ⅳ级）

电快速瞬变脉冲群抗扰度：

GB/T17626.4-4

Ⅳ级

浪涌（冲击）抗扰度：

GB/T17626.4-5

Ⅳ级

射频场感应的传导骚扰抗扰度：

GB/T17626.4-6

Ⅲ级

工频磁场抗扰度：

GB/T17626.4-8

Ⅳ级

脉冲磁场抗扰度：

GB/T17626.4-9

V级

阻尼振荡磁场抗扰度：

GB/T17626.4-10

V级

振荡波抗扰度：

GB/T17626.4-12

Ⅱ级（信号端口）

2.3.4绝缘试验

绝缘试验符合：

GB/T14598.3-936.0

冲击电压试验符合：

GB/T14598.3-938.0

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IEEE1588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

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

（3-1）

式中：

为浮动门槛，

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

（3-2）

式中：

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）

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

且

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Ⅲ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

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。

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

（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。

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

（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，

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