南瑞繼保PCS-9613L 線路光纖縱差保護(hù)裝置

PCS-9613L 線路光纖縱差保護(hù)裝置適用于 110kV 以下電壓等級(jí)的非直接接地系統(tǒng)或小電阻接 地系統(tǒng)中的線路光纖縱差和電流保護(hù)及測(cè)控。裝置通過(guò)常規(guī)電磁式互感器采集模擬量，支持 IEC61850 規(guī)約。下圖為此型保護(hù)裝置的典型應(yīng)用配置。

性能特征

高性能的通用型硬件，實(shí)時(shí)計(jì)算：采用 32 位高性能的雙核處理器，核 1 完成保護(hù)運(yùn)算與 出口邏輯，核 2 實(shí)現(xiàn)事件記錄、故障錄波、人機(jī)接口、后臺(tái)通信及打印等功能。高性能的 硬件保證了裝置在每一個(gè)采樣間隔對(duì)所有繼電器進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算。

軟件模塊化設(shè)計(jì)：裝置提供完備的保護(hù)功能，各保護(hù)元件按模塊化設(shè)計(jì)，相互***，可靈 活配置。

通信功能齊全：具有靈活的通信方式，配置 2 個(gè) 100Mbps 以太網(wǎng)接口，2 個(gè) RS-485 串口， 1 個(gè) RS-232 打印串口。支持電力行業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn) DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和 DL/T860（IEC61850），還支持 Modbus RTU、Modbus TCP 規(guī)約。支持 100Mbps、超五 類(lèi)線或光纖通信接口。

調(diào)試維護(hù)方便：具有友好的人機(jī)接口和豐富的 PC 機(jī)輔助軟件，方便裝置設(shè)置和調(diào)試。

工作原理

主程序分為正常運(yùn)行程序和故障計(jì)算程序：正常運(yùn)行程序完成系統(tǒng)無(wú)故障情況下的狀態(tài)監(jiān)視、 數(shù)據(jù)預(yù)處理等輔助功能。整組啟動(dòng)后進(jìn)入故障計(jì)算程序，進(jìn)行各種保護(hù)的算法計(jì)算，跳閘邏輯判斷 等。

模擬量輸入

本裝置可以引入如下模擬量：三相保護(hù)電流（Ia、Ib、Ic）、三相測(cè)量電流（Iam、Ibm、Icm）、 三相母線電壓（Ua、Ub、Uc）、 同期電壓（Ux）、零序電流（I0）。外部電流輸入經(jīng)隔離互感器隔離 變換后，經(jīng)低通濾波器至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，再由 CPU 定時(shí)采樣。CPU 對(duì)獲得的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，構(gòu) 成各種保護(hù)繼電器。

Ia、Ib、Ic 為保護(hù)用三相電流輸入；I0 既可用作零序過(guò)流保護(hù)（跳閘或告警），也同時(shí)兼作小 電流接地選線用輸入；Iam、Ibm、Icm 為測(cè)量用三相電流輸入；Ua、Ub、Uc 為母線電壓，電壓可 以Ｙ型接入，也可以Ｖ型接入，在本裝置中作為保護(hù)和測(cè)量共用，其與 Iam、Ibm、Icm 一起計(jì)算形 成本間隔的 P、Q、COSф、kWh、kVarh；Ux 為同期電壓，在重合閘檢線路無(wú)壓時(shí)使用。

裝置啟動(dòng)元件

裝置為各保護(hù)元件設(shè)置了不同的啟動(dòng)元件，相應(yīng)的啟動(dòng)元件啟動(dòng)后才能進(jìn)行各自的保護(hù)元件計(jì)算。

差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)元件

差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)元件的主體由反應(yīng)相間工頻變化量的過(guò)流繼電器實(shí)現(xiàn)，同時(shí)又配以反應(yīng)全電流的 零序過(guò)流繼電器和相過(guò)流繼電器互相補(bǔ)充。啟動(dòng)元件動(dòng)作時(shí)開(kāi)放比率差動(dòng)保護(hù)和遠(yuǎn)跳保護(hù)，并展寬 500ms。

 電流變化量啟動(dòng)元件

工頻變化量啟動(dòng)元件設(shè)置了浮動(dòng)門(mén)坎和固定門(mén)檻。正常運(yùn)行及系統(tǒng)振蕩時(shí)變化量的不平衡輸出 均自動(dòng)調(diào)整浮動(dòng)門(mén)坎，使浮動(dòng)門(mén)坎始終略高于不平衡輸出，從而確保故障情況下，啟動(dòng)元件有 很高的靈敏度。

當(dāng)相間電流變化量大于整定值，該啟動(dòng)元件動(dòng)作。

tht II I      25 .1 公式 3.2-1

其中：  I 是相間電流變化量。

tI是浮動(dòng)門(mén)坎，隨著變化量輸出增大而自動(dòng)提高，取 1.25 倍可保證門(mén)坎電壓始終略高于不 平衡輸出。 thI為固定門(mén)坎，電流變化量啟動(dòng)值。

零序過(guò)流啟動(dòng)元件

當(dāng)外接或者自產(chǎn)零序電流（通過(guò)控制字[零序電流采用自產(chǎn)零流]選擇）大于整定值，且無(wú) CT 斷 線報(bào)警時(shí)，零序啟動(dòng)元件動(dòng)作。

fdww II 00  fdzc I I 0 0 

公式 3.2-2

其中，所有零序電流數(shù)據(jù)均為 3I0。

wI0

為外接零序電流。

zcI0

為自產(chǎn)零序電流。

fdI 0 為零序電流啟動(dòng) 定值（按照自產(chǎn) 3I0 來(lái)整定）。fdwI0 為“零序電流啟動(dòng)定值”內(nèi)部折算到外接零序 CT 二次側(cè)的定值。

 相過(guò)流啟動(dòng)元件

當(dāng)相電流大于整定值時(shí)，相過(guò)流啟動(dòng)元件動(dòng)作。 fdI I    公式 I為相電流。fdI為相電流啟動(dòng)定值。

 輔助電壓?jiǎn)?dòng)元件

發(fā)生區(qū)內(nèi)三相故障，弱電源側(cè)電流啟動(dòng)元件可能不動(dòng)作，此時(shí)若收到對(duì)側(cè)的差動(dòng)保護(hù)允許信號(hào)， 且本側(cè)無(wú) PT 斷線報(bào)警，對(duì)應(yīng)相關(guān)相/相間電壓小于 70%額定電壓，則輔助電壓?jiǎn)?dòng)元件動(dòng)作。 當(dāng)對(duì)側(cè)電流大于本側(cè) 1.5 倍時(shí)，且對(duì)側(cè)發(fā)差動(dòng)允許信號(hào)時(shí)，本側(cè)啟動(dòng)。

 其他保護(hù)輔助啟動(dòng)方式

當(dāng)過(guò)流Ⅰ段、過(guò)流Ⅱ段、過(guò)流Ⅲ段和過(guò)流加速段中的任一個(gè)啟動(dòng)元件動(dòng)作，將開(kāi)放差動(dòng)保護(hù)。

其它保護(hù)啟動(dòng)元件

 過(guò)流保護(hù)啟動(dòng)元件：當(dāng)三相電流***大值大于 0.95 倍整定值時(shí)動(dòng)作。此啟動(dòng)元件用來(lái)開(kāi)放相應(yīng)的 過(guò)流保護(hù)。

零序過(guò)流保護(hù)啟動(dòng)元件：當(dāng)零序電流大于 0.95 倍零序電流整定值時(shí)動(dòng)作。此啟動(dòng)元件用來(lái)開(kāi)放 相應(yīng)的零序過(guò)流保護(hù)。

 過(guò)流加速保護(hù)啟動(dòng)元件：當(dāng)三相電流***大值大于 0.95 倍過(guò)流加速整定值時(shí)動(dòng)作。此啟動(dòng)元件用 來(lái)開(kāi)放相應(yīng)的過(guò)流加速保護(hù)。

零序加速保護(hù)啟動(dòng)元件：當(dāng)零序電流大于 0.95 倍零序過(guò)流加速整定值時(shí)動(dòng)作。此啟動(dòng)元件用來(lái) 開(kāi)放相應(yīng)的零序加速保護(hù)。

過(guò)負(fù)荷保護(hù)啟動(dòng)元件：當(dāng)三相電流***大值大于 0.95 倍過(guò)負(fù)荷電流整定值時(shí)動(dòng)作。此啟動(dòng)元件用 來(lái)開(kāi)放相應(yīng)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

低頻減載保護(hù)啟動(dòng)元件：當(dāng)?shù)皖l減載保護(hù)充電完成且系統(tǒng)頻率低于低頻保護(hù)低頻整定定值，同 時(shí)所有相間電壓均高于低頻保護(hù)低壓閉鎖定值時(shí)動(dòng)作，此啟動(dòng)元件用來(lái)開(kāi)放低頻減載保護(hù)。

低壓減載保護(hù)啟動(dòng)元件：當(dāng)?shù)蛪簻p載保護(hù)充電完成且母線電壓低于低壓減載整定定值時(shí)動(dòng)作， 此啟動(dòng)元件用來(lái)開(kāi)放低壓減載保護(hù)。

重合閘啟動(dòng)元件：重合閘功能投入情況下，啟動(dòng)重合閘條件滿足時(shí)動(dòng)作，此啟動(dòng)元件用來(lái)開(kāi)放 重合閘功能。

差動(dòng)保護(hù)

電流差動(dòng)繼電器由兩部分組成：比率差動(dòng)繼電器和差動(dòng)聯(lián)跳繼電器。差動(dòng)保護(hù)經(jīng) [差動(dòng)保護(hù)總 控制字]投退。

差動(dòng)聯(lián)跳繼電器

為了防止長(zhǎng)距離輸電線路出口經(jīng)高過(guò)渡電阻接地時(shí)，雖然近故障側(cè)保護(hù)可以立即啟動(dòng)，但由于 助增的影響，遠(yuǎn)故障側(cè)可能故障量不明顯而不能啟動(dòng)，差動(dòng)保護(hù)不能快速動(dòng)作。針對(duì)這種情況PCS-9613L 設(shè)有差動(dòng)聯(lián)跳繼電器：本側(cè)其它保護(hù)動(dòng)作（過(guò)流保護(hù)，零序保護(hù)、后加速保護(hù)）后立即 向?qū)?cè)發(fā)對(duì)應(yīng)相聯(lián)跳信號(hào)；對(duì)側(cè)收到聯(lián)跳信號(hào)后，開(kāi)放整組，并結(jié)合差動(dòng)允許信號(hào)和比例差動(dòng)繼電器動(dòng)作信號(hào)，聯(lián)跳對(duì)應(yīng)相。

CT 飽和的識(shí)別方法

當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，CT 可能會(huì)暫態(tài)飽和，為防止比率差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，裝置采用異步法思想的 抗 CT 飽和判據(jù)，從而保證了在較嚴(yán)重的暫態(tài)飽和情況下不會(huì)誤動(dòng)。

差回路的異常情況判別

裝置將差回路的異常情況分為兩種：差流異常和 CT 斷線。

長(zhǎng)期有差流告警

當(dāng)滿足任一相差流大于[分相差動(dòng)定值]時(shí)，裝置*** 10s 發(fā)出差流異常告警信號(hào)，與 CT 斷線做 同樣處理。

CT 斷線

CT 斷線瞬間，斷線側(cè)的啟動(dòng)元件和差動(dòng)繼電器可能動(dòng)作，但對(duì)側(cè)的啟動(dòng)元件不動(dòng)作，不會(huì)向本 側(cè)發(fā)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，從而保證縱聯(lián)差動(dòng)不會(huì)誤動(dòng)。非斷線側(cè)經(jīng)***后報(bào)“差流告警”，與 CT 斷線 同樣處理。

CT 斷線或差流告警時(shí)發(fā)生故障或系統(tǒng)擾動(dòng)導(dǎo)致啟動(dòng)元件動(dòng)作，若控制字[CT 斷線閉鎖差動(dòng)]整 定為“1”，則閉鎖電流差動(dòng)保護(hù)；若控制字[CT 斷線閉鎖差動(dòng)]整定為“0”，仍開(kāi)放電流差動(dòng)保護(hù)。

裝置包括兩種 CT 斷線邏輯：瞬時(shí) CT 斷線和*** CT 斷線。

1） 瞬時(shí) CT 斷線判據(jù)。當(dāng)差動(dòng)保護(hù)投入時(shí)，若同時(shí)滿足以下條件，*** 200ms 置瞬時(shí)斷線標(biāo) 記：

A. 無(wú)母線 PT 斷線告警發(fā)生，無(wú)低電壓或負(fù)序電壓；

B. ***大相電流大于 0.2In 且任一相電流無(wú)流（輔助參數(shù)中控制字[兩相式保護(hù) CT]投入時(shí)只判 A、C 兩相無(wú)流）。

2） *** CT 斷線告警。當(dāng)相電流***大值大于 4 倍的***小相電流，且相電流***大值大于 0.2In，*** 10s 發(fā)告警信號(hào)。

注意： 不論是差動(dòng)回路的異常是否引起差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)，均說(shuō)明差動(dòng)回路或定值存在問(wèn)題。