1、精品文檔精品文檔厶Q A 33 右CSC-103( D)數字式超高壓線路保護裝置說明書北京四方繼保自動比股分有B艮公司BEIJING SIFANG AUTOMATION CO.LTD,精品文檔精品文檔制：趙志宏 魏會利校 核：伍葉凱標準化審查：鄭 蔚審 定：黃少鋒CSC-103( D)數字式超高壓線路保護裝置說明書出 版 號： V1.05文 件 代 號： 0SF.451.043出 版日 期：2007年 8 月版權所有：北京四方繼保自動化股份有限公司 注：本公司保留對此說明書修改的權利。產品與說明書不符之處，請以實際產品為準。歡 迎您與我公司聯系，我們將為您提供相應的服務。技術支持 電話： 01

2、0-62986668 傳真：要提示感謝您使用北京四方繼保自動化股份有限公司的產品。為了安全、正 確、高效地使用本裝置，請您務必注意以下重要提示：1) 本說明書僅適用于CSC-103C CSC-103D數字式超高壓線路保護裝置 V1.0* 及以上版本的保護程序。2) 請仔細閱讀本說明書，并按照說明書的規定整定、調試和操作。若有特殊定制，請以工程說明書、工程資料為準。精品文檔精品文檔3) 為防止裝置損壞， 嚴禁帶電插拔裝置各插件、 觸摸印制電路板上的芯片和器件。4) 請使用合格的測試儀器和設備對裝置進行試驗和檢測。5) 裝置如出現異常或需維修，請及時與本公司服務熱線聯系

3、。6) 本裝置的出廠操作密碼是： 8888。7) 此版說明書是在 V1.01 版說明書基礎上作了如下改進：a) 附錄中增加了裝置地址識別碼版本的說明；b) 增加了具有擴展插件的裝置端子圖及說明；c) 增加部分端子定義的說明；d) 附錄中增加了 CSPC調試軟件使用簡介；e) 增加對時鐘定值整定的部分說明。目錄第一篇 裝置的技術說明 . 11 概述 . 11.1 適用范圍 . 11.2 產品主要特點 . 11.3 裝置執行的標準 . 32 技術條件 . 42.1 環境條件 . 42.2 電氣絕緣性能 . 42.3 機械性能 . 42.4 電磁兼容性 . 52.5 安全性能 . 52.6 熱性能（

4、過載能力） . 52.7 功率消耗 . 52.8 輸出觸點容量 . 62.9 裝置主要技術參數 . 63 裝置硬件 . 83.1 裝置結構 . 83.2 裝置功能組件概述 . 93.3 交流插件 . 精品文檔精品文檔103.4CPU 插件 .103.5管理板 .103.6開入板 .1.1.3.7 開出插件 .1.1.3.8 電源插件 .1.1.3.9人機接口（ MMI） .1.1.4 裝置軟件 . 124.1 保護程序整體結構 .124.2 保護基本元件 .124.3 檢測功能和一些判別 .184.4 縱聯電流差動保護功能說明 .214.5差動保護邏輯框圖 .304.6三段式距離保護功能說明

5、.334.7距離保護邏輯框圖 .344.8零序保護功能說明 .374.9零序保護的邏輯框圖 .394.10 綜合重合閘 .424.11 綜合重合閘邏輯框圖 .44第二篇 用戶安裝使用 . 475 開箱檢查 . 476 安裝調試 . 476.1 安裝 . 476.2 通電前的檢查 . 476.3 裝置通電檢查 . 486.4 軟件版本檢查 . 516.5 打印功能檢查 . 516.6 功能壓板檢查 . 516.7 開入量檢查 . 526.8 開出傳動 . 526.9 模擬量通道檢查 . 556.10 光纖通道檢查 . 566.11保護整組試驗 . 577 整定值及整定計算說明 . 607.1 定

6、值清單 . 607.1.1 CSC-103C 保護定值 . 607.1.2 CSC-103D 保護定值 . 637.1.3定值說明 . 667.1.4控制字說明 . 707.1.5控制字的輸入、顯示及打印說明 . 737.2 通信參數 . 748 裝置接線及端子說明 . 758.1 電流、電壓回路接線圖 . 758.2 差動保護用做旁路保護的接線 . 75精品文檔精品文檔8.3 CSC-103C/103D 裝置端子說明 .769 人機接口及其操作 . 859.1 裝置正面布置圖 .859.2 正常運行與顯示 .869.3 菜單結構 .8710 運行及維護 . 9110.1 裝置投運前檢查 .9

7、110.2 運行情況下注意事項 .9110.3 設備更換軟件或 CPU 后的操作 .9210.4 設備更換軟件或 MASTER 板后的操作 .9210.5 設備更換開入或開出插件后的操作 .9210.6 設備更換交流插件后的操作 .921 0 . 7更換電源插件后的操作 .9210.8幾點說明 .9211 保護報文匯總 . 9411.1 事件報告 . 9411.2 告警報告 . 9511.3 運行報文 . 9712 動作報告的格式和典型報告分析 . 9812.1 保護動作報告及分析 . 9812.2 故障錄波報告調取及分析 . 9913 運輸、儲存 . 10314 訂貨須知 . 10315 附

8、錄 1： 字符和中文字符集 . 10415.1 使用說明 . 10415.2 ASCII 16進制字符表 . 10415.3 中文字符表 . 10516附錄2: CSPC調試軟件使用簡介 .10917 附錄 3 ：具有縱聯保護地址功能版本的說明 .1.1717.1 裝置地址識別碼 .1.1.717.2 數據通信的幀格式 .1.1. 717.3CSC-103C 保護定值 .11 717.4CSC-103D 保護整定值 .12117.5定值整定說明 .12418 附圖 . 125附圖 1 交流插件原理圖 .125附圖2 CPU簡化原理圖.126附圖 3MASTER 板簡化原理圖 .127附圖 4

9、開入插件電原理圖 .128附圖 5 開出插件電原理圖 .129附圖 6 電源插件電原理圖 .130精品文檔精品文檔附圖7-1 CSC-103C型裝置背板端子圖 .131附圖7-2具有擴展插件的CSC-103C型裝置背板端子圖 .132附圖8 CSC-103D型裝置背板端子圖 .133第一篇裝置的技術說明1概述1.1適用范圍CSC-103C/103D系列超高壓線路保護裝置（以下簡稱裝置或產品）是適用于220kV 及以上電壓等級的數字式成套線路保護裝置，其主要功能包括縱聯電流差動保護、 三段式距離保護、四段式零序保護、綜合重合閘等。裝置側重在應用于同桿并架雙回線 路時，設計了針對同桿并架雙回線發生

10、跨線故障時的選相元件，即使保護區內發生 跨線故障時，可以選相跳閘。裝置也適用非同桿的各種接線方式，此時“同桿運行方 式”退出。裝置型號及功能配置如下表1所示。表1主保護后備保護裝置型號縱聯 電流差動三段式相間 和接地距離四段式零序 零序反時限綜合 重合閘備注CSC-103CVVV適用于雙母線和一個半 斷路器等各種接線方式 下的雙回線CSC-103DVVVV適用于雙母線接線方式 下的雙回線1.2產品主要特點高性能硬件系統、強大靈活的通信功能和模塊化軟件設計是該新型保護裝置的主 要特點。1.2.1高性能的硬件系統a）采用DSP和MCI合一的32位單片機，程序完全在片內運行，保持了總線不出 芯片的優

11、點。同時高性能、高速的芯片滿足了并行實時計算要求；b）采用全新的前插拔組合結構，保持了前插拔維護方便的優點，兼有后插拔強 弱電分離、強電回路直接從插件上出線的優點；c）其內部總體結構為網絡化設計，有利于提高硬件的可靠性、靈活性和可擴展 性，簡化的硬件實現了“積木式”結構，例如增加開入、開出，只須增加插件而 不影響CPUS件；d）大容量的故障錄波，儲存容量達 4Mbyte,全過程記錄故障，可以保存不少于 24次錄波，打印時可以選擇數據或圖形方式。完整的事件記錄，可保存動作報 精品文檔精品文檔告、告警報告、啟動報告和操作記錄均不少于 2000條，停電不丟失；e）雙CPU和雙A/D采集，并實現了 A

12、/D的互檢。1.2.2軟件設計思想a) 軟件設計模塊化，保護功能配置靈活，可滿足不同用戶的要求。b) 各種保護原理的綜合應用充分利用各種突變量、 穩態量保護原理的優點，完善振蕩閉鎖的算法，實現在 任何時候、任何故障情況都有全線快速保護。c) 各種選相原理的綜合應用 充分利用電流突變量選相、 電壓選相、 零負序穩態量選相原理的優點，實現在 振蕩閉鎖、弱電源、復雜故障等情況下都能正確選相跳閘。d) 振蕩閉鎖解決方案采用零序和負序電流比較、 R/ T等判據，綜合判斷振蕩閉鎖期間的各種故 障，并可根據不同系統情況、 不同振蕩周期等運行工況， 自適應調整其動作門檻， 保證了系統振蕩時不失去快速保護功能。

13、e) 采用按相補償方法將“按相補償” 方法應用于阻抗測量中， 使接地阻抗繼電器具備較好的選相功 能。結合按相補償和快速濾波、快速計算等方法，構成了快速距離 I 段。f)具有同桿并架雙回線跨線故障選相功能在距離保護和零序保護中， 針對同桿雙回線故障特點， 不需引入另一回線的電 量，僅依據本回線保護安裝處的電流、電壓，實現跨線故障選相跳閘。1.2.3強大、靈活的通信功能a) 裝置可以提供兩路高速的電以太網接口 (可選光纖以太網接口 ) 、兩路 Lon Works網絡接口和RS-485接口、串行打印接口，用戶可以根據工程需要選訂。可采用IEC60870-5-103規約或四方公司CSC-2000規約，

14、實現與變電站自動化系 統和保護信息管理系統的接口；在裝置的前面板上還提供一個用于調試分析的 RS-232接口，便于外接PC機。b) 可滿足網絡對時、脈沖對時、 IRIG-B 碼對時方式的要求。c) 裝置配置兩個光纖通信接口，可實現一主一備兩個通道的通信方式，滿足常 規接線雙通道冗余的要求；專用光纜通信方式：2Mbps速率數據接口傳輸。復用通信方式：2Mbps速率數據(E1)接口傳輸和64kbps速率數據(PCM同向 接口傳輸兩種方式可選。1.2.4人性化設計及友好界面精品文檔精品文檔a) 大屏幕液晶顯示屏 , 實時顯示時間、電流、電壓、功率、壓板、定值區、電容 電流、通道情況等信息；b) 漢化

15、操作菜單簡單易用， 對運行人員和繼保人員賦予不同權限， 確保安全性。 裝置提供四個快捷鍵，可以實現“一鍵化”操作，方便了現場運行人員的操作；c)人性化、多功能的操作和故障分析軟件 , 安裝本公司故障分析軟件的外接 PC 機通過裝置面板的標準 RS-232 串口可對裝置進行各種操作，并可接收裝置的各 種信息并進行分析，如故障錄波信息，使用本公司PC機分析軟件CSP(分析故障 和保護的動作行為，清晰顯示保護動作全過程，使動作過程透明化。d) 具有遙信對點功能，可以對保護動作、告警、壓板、開入、模擬上送錄波等 量模擬對點，方便后臺調試；e) 裝置面板采用一體化設計、一次精密鑄造成型的弧面結構。具有造

16、型美觀， 精度高，造價低，安裝方便等特點。1.2.5實時自檢硬件平臺通過裝置的硬件在線檢測和自檢， 可根本上杜絕因裝置硬件損壞造成的不正確動 作，并可大大減輕裝置定期檢驗的工作量。a) 裝置內部各模塊采用智能化設計，增加了開入量、開出量、模擬量和電源的 在線自檢，實現了裝置各模塊的全面實時自檢；b) 繼電器檢測采用新方法，可以檢測到繼電器勵磁回路線圈完好性，實現了繼 電器狀態的檢測與異常告警；c)開入狀態經兩路光隔同時采集后，才予確認和判斷；d) 對機箱內溫度進行實時監測。1.3 裝置執行的標準裝置執行的標準為北京四方繼保自動化股份有限公司企業標準：Q/HDSFJ009-2003 CSC-10

17、0系列數字式超高壓線路保護裝置。精品文檔精品文檔2 技術條件2.1 環境條件裝置在以下環境條件下能正常工作：a) 工作環境溫度：-10C+ 55C。運輸中短暫的貯存環境溫度-25C+ 70C, 在極限值下不施加激勵量，裝置不出現不可逆的變化，溫度恢復后，裝置應 能正常工作；b) 相對濕度：最濕月的月平均最大相對濕度為 90,同時該月的月平均最低溫 度為25 r且表面無凝露；c)大氣壓力： 80kPa 110kPa；d) 使用場所不得有火災、爆炸、腐蝕等危及裝置安全的危險和超出本說明書規 定的振動、沖擊和碰撞。2.2 電氣絕緣性能2.2.1介質強度裝置能承受GB/T14598.3-1993(eq

18、v IEC60255-5)規定的交流電壓為 2kV(強電 回路)或500V(弱電回路)、頻率為50Hz、歷時1min的介質強度試驗，而無擊穿和 閃絡現象。2.2.2絕緣電阻用開路電壓為 500V的測試儀器測定裝置的絕緣電阻值不小于100MQ，符合IEC60255-5： 2000的規定。2.2.3沖擊電壓裝置能承受GB/T14598.3-1993 (eqv IEC60255-5 )規定的峰值為 5kV (強電回 路)或1kV (弱電回路)的標準雷電波的沖擊電壓試驗。2.3機械性能2.3.1振動裝置能承受 GB/T 11287(idt IEC60255-21-1 )規定的 I 級振動響應和振動耐受

19、 試驗。2.3.2沖擊和碰撞裝置能承受 GB/T 14537(idt IEC60255-21-2 )規定的 I 級沖擊響應和沖擊耐受 試驗，以及 I 級碰撞試驗。精品文檔精品文檔2.4電磁兼容性2.4.1脈沖群干擾裝置能承受 GB/T 14598.13 （eqv IEC60255-22-1 ）規定的川級 1MHz和 100kHz脈沖群干擾試驗（第一半波電壓幅值共模為2.5kV，差模為1kV）02.4.2靜電放電干擾裝置能承受 GB/T 14598.14 （idt IEC60255-22-2 ）規定的川級（接觸放電 6kV） 靜電放電干擾試驗。2.4.3輻射電磁場干擾裝置能承受 GB/T 145

20、98.9 （idt IEC60255-22-3 ）規定的川級（10V/m）的輻射 電磁場干擾試驗。2.4.4快速瞬變干擾裝置能承受 GB/T 14598.10 （idt IEC60255-22-4 ）規定的 W級（通信端口 2 kV, 其他端口 4kV）的快速瞬變干擾試驗。2.5安全性能裝置符合GB 16836規定的外殼防護等級不低于IP20、安全類別為I類。2.6熱性能（過載能力）裝置的熱性能（過載能力）滿足 DL/T 478-2001的規定，達到以下水平：a）交流電流回路：在2倍額定電流下連續工作，20倍額定電流下允許10s, 40 倍額定電流下允許2s；b） 交流電壓回路：Un為100/

21、 3V時，2倍額定電壓下連續工作；線路抽取電壓UX為100V時，在1.4倍額定電壓下連續工作。2.7功率消耗裝置的功率消耗滿足 DL/T 478-2001的規定，達到以下水平：a）直流電源回路：正常工作時，不大于30 W當保護動作時，不大于40 Wob）交流電流回路：當In=5A時，不大于0.3VA/相；當I n=1A時，不大于0.1VA/ 相。c）交流電壓回路：在額定電壓下不大于 0.3VA/相。精品文檔精品文檔2.8輸出觸點容量2.8.1出口觸點容量：a）工作容量：在電壓不大于250V,允許長期工作電流5A,允許通過的瞬時沖擊 容量為 1250VA/150V；b）斷開容量：AC250V（

22、DC30V /5A。2.8.2其他觸點容量：a）工作容量：在電壓不大于250V,允許長期工作電流3A,允許通過的瞬時沖擊 容量為 62.5VA/30Wb）斷開容量：AC250V（ DC30V /3A。2.9裝置主要技術參數2.9.1額定參數a）交流電壓Un： 100/ 3V；線路抽取電壓 UX: 100V或100/,3 V；b）交流電流In： 5A，1A （由用戶訂貨時選定）；c）交流頻率：50Hz ；d）直流電壓： 220V，110V （由用戶訂貨時選定）；e）開入輸入直流電壓：24V（默認），也可以選擇220V或110V。2.9.2交流回路精確工作范圍a）相電壓：0.25V 70V ；b）

23、檢同期電壓：0.4V120V ；c）電流： 0.08In30I n。2.9.3差動兀件a）整定范圍： 0.1丨門丨門創門創門：級差0.01A；b）整定值誤差： 不大于土 2.5%或土 0.02 I n；c）動作時間：2倍整定值時，不大于20ms2.9.4距離元件a）整定范圍：0.01 Q 40 Q （5A） ； 0.05 Q 200Q （1A）;級差 0.01 Q ；b）距離I段的暫態超越：不大于土 4%c）距離I段動作時間：近處故障不大于15ms0.7倍整定值以內時，不大于20msd）測距誤差（不包括裝置外部原因造成的誤差）金屬性短路故障電流大于 0.01 In時，不大于土 2%有較大過渡電

24、阻時測距 誤差將增大。精品文檔精品文檔2.9.5零序方向過流元件精品文檔180。精品文檔a) 整定范圍：0.1 I n201 n；級差0.01A;b) 零序 I 段的暫態超越 ：不大于 4%。c) 零序電流 I 段的動作時間： 1.2 倍整定值時，不大于 20ms；d) 零序功率方向元件的正方向動作區：18 -8dBm；傳輸距離4060km時： -4dBm;傳輸距離60km時： -3dBm；e) 光纖連接器類型：60km以下為FC型( 60km為SC型)。2.9.8通道延時 允許最大單向延時： 18ms。2.9.9時間元件a) 整定范圍：0 s10 s，級差0.01 s ;b) 整定誤差：不大

25、于 1.5%或 20ms。精品文檔精品文檔3裝置硬件3.1裝置結構裝置采用符合IEC 60297-3標準的高度為4U、寬度為19英寸的機箱，整體面板， 帶有鎖緊的插拔式功能組件。裝置整體嵌入式安裝，后接線方式。裝置電流 /電壓連 接器結構形式、尺寸相同，可擴展及可任意組合。裝置安裝開孔尺寸見下圖 1- 1,裝 置外形圖如圖1-2。圖1- 1 CSC-103保護裝置開孔尺寸圖圖1-2 CSC-103保護裝置外形圖3.2裝置功能組件概述CSC- 103C型裝置的插件配置見圖2- 1,包括交流插件、保護 CPU插件、啟動 CPU插件、管理板，開入插件，擴展插件（可選配），開出插件1,開出插件2,開出

26、 插件3,電源插件；D型裝置配置了 10個插件，圖2-2，包括交流插件、保護CPUS 精品文檔精品文檔件、啟動CPU插件、管理板，開入插件1,開入插件2,開出插件1,開出插件2,開 出插件3,電源插件。X1X10為裝置背后端子編號。CSC-103C數字式超高壓線路保護裝置插件布置圖T1AC1交流X1J2CPU1T3 1CPU2 |11111114MASTER管理X3511開入X4擴展X56O1開出1X6 X77O2開出2X88O3開出3X9r9 1POWER 電源|1X10|1111丄-圖2-1 CSC-103C裝置插件布置圖CSC-103D數字式超高壓線路保護裝置插件布置圖n1交流X12CP

27、U1n3CPU24管理X35開入1X46開入2X57開岀1X78開岀2X89開岀3X9n10電源X10L皿圖2-2 CSC-103D裝置插件布置圖3.3交流插件交流插件的作用是將系統電壓互感器 TV和電流互感器TA二次信號變換成保護裝 置所需的弱電信號,同時起隔離和抗干擾作用。CSC-103C/103D保護裝置交流插件完 全一樣，背面接線端子為 XI,其電原理圖如附圖1。D型有9個（C型8個，無UX） 模擬量輸入變壓器（TV及TA），分別用于UA、UC、U、I A、I B、IC和31。的輸入變換。 保護相電流變換器有兩種類型：額定輸入電流5A,線性范圍500mAr 150A;額定輸入 精品文檔

28、精品文檔電流1A,線性范圍100mAr 30A;訂貨時請注明。請注意In為非極性端，In 為極性 端。電壓變化器固定為相電壓額定值為 100/ 3V03.4 CPU插件CPU插件簡化原理圖見附圖2，由MCUf DSP合一的32位單片機組成，保持總線 不出芯片的優點，程序完全在片內運行，內存Flash為1M字節,RAM為64K字節；CPU 插件有兩塊，其軟件相同、硬件不同，用地址設置來區別CPU1和CPU2在CPU勺把手側有AD3 AD2 AD1 AD0四組跳線插針（設置方法見第二篇“用戶安裝使用”）， 跳線插針旁邊標有“ H、“L”，分別表示高電平和低電平，用來設置地址。 CPU1是保護CPU

29、S件,并帶光纖通信功能，它是裝置的核心插件，主要完成采樣、A/D變換計算、上送模擬量及開入量信息、保護動作原理判斷、事故錄波功能、軟硬件自檢等。 裝置的光纖差動保護 CPU1自帶64kbps、2Mbps兼容的數據接口，需要根據用戶要 求配置1個數據接口或2個數據接口； CPU2是啟動CPUjf件，該插件完成保護的啟 動閉鎖功能等。單通道CPU1板號與雙通道CPU1板號有不同，雙通道 CPU1板可以完全兼容單通道 CPU1板o在保護模擬量里面有Ia和laR Ib和IbR等模擬量，他們的區別是同一路模擬 量有兩路A/D來采集以做備份和A/D自檢，IaR、IbR等后綴帶大寫字母“ R”的模擬 量起備

30、用和自檢的作用。3.5管理板也叫做通信板（Master），其簡化原理圖見附圖3,該插件是裝置的管理和通信插 件，插件背版為X3,是承接保護裝置與外界通信及交換信息的管理插件，如與面板、PC調試軟件、監控后臺、工程師站、遠動、打印機等的聯系，根據保護的配置組織 上送遙測、遙信、SOE事件報文和錄波信息等。管理板可根據需要設置有LON網 口、雙以太網口和RS485口滿足不同監控和遠動系統的要求。另外，管理板上設置有GPS對時功能。可滿足網絡對時、脈沖對時、IRIG-B碼對時方式的要求。還配有串行打印口。3.6 開入板開入插件簡化原理圖見附圖 4。C型開入板1的背板接線端子X4,用來接入跳閘位置、各

31、保護壓板等開關量輸入 精品文檔精品文檔信號和告警信號。D型開入板1、2的背板接線端子X4 X5,用來接入跳閘位置、有關重合閘方式 控制的各壓板、各開入量及輸入等開關量信號。兩塊開入插件硬件不同。每塊開入板都有二組開入回路和相應的自檢回路, 裝置能對各路開入回路進行實 時自檢。第一組開入板固定采用24V直接引入；第二組開入既可以接 24V,也可以接 入220V （或110V，但用戶在訂貨時需要注明，以便使用正確的開入插件型號。一般 來說，屏上的開入（如：保護投退壓板、重合閘方式等）采用24V;而由屏外經過較長電纜引進來的開入，宜采用 220V （或110。注：如需要接220V或110V開入，需更

32、換插件，C型換X4, D型換X5。3.7 開出插件開出插件簡化原理圖見附圖 5。C型設置了 3塊開出插件,開出插件1是組合插件，其背板接線端子為 X6、X7, 插件2、3背板接線端子為X8 X9; D型裝置設置三塊插件，背板接線端子為X7、X8 X9。插件主要輸出跳閘等觸點信號，直接從板子上引出，抗干擾性能好。各開出觸點 定義參見裝置背板端子說明。各開出板的硬件均不同。3.8 電源插件該插件適用于C型和D型裝置，背板接線端子為X10，采用了直流逆變電源插件， 如附圖6。插件輸入直流220V或110V（訂貨時請注明），輸出為保護裝置所需5組電 源。（1）+ 24V兩組：開入、開出板電源；（2）

33、12V:模擬量用電源；（3）+ 5V:各CPU邏輯用電源。3.9 人機接口（ MMI）固定在裝置前面板上，設計有液晶顯示屏、各按鍵、復歸按鈕及和PC機通信的RS-2 32串口4裝置軟件4.1保護程序整體結構裝置的軟件采用模塊化設計，不同型號中同樣功能的設計完全相同，以下按軟件 總體結構、各種保護功能元件及動作邏輯分別介紹。精品文檔精品文檔保護CPU軟件包括主程序、采樣中斷服務程序和故障處理中斷程序。正常時運行主程序，主程序完成裝置的硬件自檢、投切壓板、固化定值、上送報 告等功能。每隔一個采樣間隔時間執行一次采樣中斷程序， 進行電氣量的采集、錄波、 突變量啟動判別等。故障處理中斷也是每隔固定時間

34、執行一次， 完成保護功能的邏輯 和TV異常、TA異常判別等。如果有異常，則發出相應的告警信號和報文。對于一般性的異常告警（告警II），發出信號提示運行人員注意檢查處理；對于 危及保護安全性和可靠性的嚴重告警（告警 I）,在發出告警信號的同時，立即閉鎖 保護出口。當電力系統發生故障時，在故障處理中斷中完成相應保護功能，直到整組復歸， 返回正常運行的主程序。4.2保護基本元件4.2.1啟動元件啟動元件主要用于監視故障、啟動保護及開放出口繼電器的正電源。啟動元件一旦動作后，要在保護整組復歸時才返回。保護的啟動元件包括電流突變量啟動、 零序電流啟動、靜穩破壞的啟動元件、弱饋低電壓啟動元件、以及重合閘的

35、啟動元件（對于D型）。任一啟動元件啟動后，都將啟動保護及開放出口繼電器的正電源。4.2.1.1電流突變量啟動元件DI1電流差突變量啟動元件，在大部分故障情況下均能靈敏地啟動，是保護的主要啟 動元件。其判據為： I ; IQD或 3Io IQD其中： I qiq= | I眠I仲-T卜| I仲K-T - I睜-2丁|，%指AB BC CA三種相別，K指采樣的當前時刻某一點，T= 24為一周采樣點數，（K-T）即指K點在1 周前的采用值，（K-2T）即從K點數2周前采用值。 310為零序電流突變量，IQD為突變量起動定值。當任一相間突變量或零序電流突變量連續4次超過啟動門檻值時，保護啟動。4.2.1

36、.2零序輔助啟動元件除突變量啟動外，保護還設置了零序輔助啟動，解決大過渡電阻(220kV考慮100Q, 500kV考慮300Q)接地短路突變量啟動元件靈敏度不夠的問題。作為輔助啟 動元件，帶30ms延時動作。判據為：31 0 0.9* I 0dz精品文檔精品文檔其中：31。三倍的零序電流；I 0dz -下列情況的最小值：零序W段定值；(2) 零序反時限電流定值；(3) 零序差動定值。4.2.1.3靜穩失穩啟動元件為保證靜穩失穩情況下保護的正確動作，保護還設置了靜穩失穩啟動元件。判據為：(1) A、B、C三相電流均大于靜穩電流IJW,且突變量啟動元件未啟動；(2) AB、BC CA三個相間阻抗，

37、三個測量阻抗均落入阻抗川范圍內，且突變量啟 動元件未啟動。以上任一條件滿足且持續30ms后，判斷為靜穩破壞，隨即，保護啟動，程序轉 入振蕩閉鎖模塊，此時，保護會報告“阻抗元件啟動”、或“靜穩失穩啟動”及“保 護啟動” O421.4弱饋啟動元件當被保護線路的一側為弱電源或無電源時，其他啟動元件不動，為此，裝置設有弱 饋啟動，即由“低電壓+差流”作為啟動元件。4.2.1.5重合閘的啟動元件詳見重合閘部分。4.2.2選相元件選相元件可以判別故障的相別，禾U用各種選相原理判別不同故障情況以滿足保護 選相跳閘的要求。保護裝置針對不同的情況，綜合利用各種選相原理，在突變量起動后故障初期時 采用突變量選相元

38、件。在故障后期，采用穩態序分量選相元件。電流突變量選相和穩 態序分量選相均不適用于弱電源、 終端變故障小電流或無電流的情況，此時采用低電壓選相元件。本裝置另設有跨線故障選相元件。4.2.2.1電流突變量選相元件電流突變量選相元件采用相間電流突變量 和AB、IBC和韶CA,通過對三個相間電流 的大小比較，得到故障相別。各種故障下相間電流的突變量IAB AIBC和厶ICA，的大小如下表2所示(表中“ + ” 表示較大，“+ + ”表示很大，“一”表示較小。精品文檔精品文檔以I oa+30區內，當BC兩相短路接地電阻增大時，La越滯后于 oa的角度關系劃分為六個相區，如圖 3。I 2a位于-30。9

39、0，據 I 2 a/ I表2相結果電流突變量APBCPABBCCAABCAI AB+ + +Al BC一+ + +AI CA+一+ + +將=1 AB =1 BC和=I CA按大、中、小排序，按表2的關系得出選相結果4.222 穩態序分量選相元件穩態序分量選相元件主要根據零序電流和負序電流的角度關系，再加以相間故障 排除法進行選相。根據理論分析，當發生A相接地或BC相間短路并經較小弧光電阻接地時， 為基準，I oa趨于(1)+30 -30 對應AN 或BCN(2) +90 -+30 對應ABN(3) +150+90 對應CN 或ABN(4)-150 +150 對應CAN(5)-90。-150

40、對應BN或CAN(6)-30。-90 對應BCN在以上、單一故障類型的相區，直接確認為相應的相間故障，在(1)、 、 有單相及相間兩種故障類型的相區，由于兩種故障類型的相別總是不相關的， 通過計算相間阻抗，若相間阻抗大于相間阻抗整定值，則排除了相間故障的可能性， 判為相應的單相接地故障，否則判為相應的相間故障。0-90圖3穩態序分量選相區精品文檔精品文檔4.2.2.3 低電壓選相元件低電壓選相元件主要是為了滿足弱電源側保護選相的要求，在電流突變量選相和精品文檔精品文檔圖4-2零負序穩態序分量選相失敗的情況下，且未出現 TV斷線時，投入低電壓選相元件。 低電壓選相的判據為：a） 任一相電壓小于0

41、.5 5，且其他兩相電壓都大于0.8 5，則判為第三相單相故 障；b） 相間電壓低于0.5 5，判為相間故障。4.224跨線故障選相元件跨線故障選相元件采用基于比較故障電壓、故障相電流相位判別的電壓電流綜 合選相元件。該元件首先判別跨線相別，以相間電壓最小或相電流最大的兩相假定為 跨線故障相，然后，根據故障相電流相位的區別，再判別是跨線故障還是同一點發生 了相間故障。4.2.3距離元件距離元件分為距離測量元件和距離方向元件。4.2.3.1距離元件的動作特性各段距離元件動作特性均為多邊形特性， 如圖4-1所示。對于三段式相間距離保 護：RDZ取值為RX I、U、川段的XDZ取值分別為XXI、XX

42、2和XX3對于三段式 接地距離保護：RDZ取值為RD I、U、川段的 XDZ取值分別為XD1 XD2和XD3其中，XDZ按保護范圍整定；RDZ按躲事故過負荷情況下的負荷阻抗整定，可滿 足長、短線路的不同要求，提高了短線路允許過渡電阻的能力，以及長線路避越負荷阻抗的能力；選擇的多邊形上邊下傾角（如圖中的7下傾角），可提高躲區外故障情況下的防超越能力。在重合或手合時，阻抗動作特性在圖 4-1的基礎上，再疊加上一個包括座標原 點的小矩形特性，如圖4-2,稱為阻抗偏移特性動作區，以保證 TV在線路側時也能 可靠切除出口故障。在三相短路時，距離川段也米用偏移特性。圖4距離元件動作特性精品文檔精品文檔小矩

43、形動作區的X、R取值見表3。表3X取值2 5取XD才2與 25 Q ( I n=1A 5A)兩者中的最小值 I nR取值8倍上述X取值與FDz/4兩者中小者的最小值其中，XDZ是相應元件的電抗定值，RDZ是相應元件的電阻定值。4.232 距離測量元件保護中，距離測量元件以實時電壓、電流計算對應回路阻抗值，采用解微分方程 算法。對單相接地阻抗有：U = 一+R ( I +Kr31 0) , = A; B; C ;對相間阻抗有：出尸L軸吐+ R軸I軸，轉二AB; BC； CA;dt其中：Kx=(X)-Xi)/ (3 X) , Kr=(RrR)/ ( 3 R)。通過求解以上微分方程，可得保護安裝處的

44、測量故障電阻R和測量故障電抗X= 3 L=2 n fL。4.2.3.3 距離方向元件為了解決距離保護出口故障的死區問題，在距離保護中設置了專門的方向元件。 對于對稱故障，采用記憶電壓，即以故障前電壓前移兩周波后，同故障后電流比相來 判別故障方向。對于不對稱出口故障，采用負序方向來作為距離元件的方向。距離元件的動作條件為：方向元件判為正方向，且計算阻抗在整定的四邊形范圍內。4.2.4零序方向元件零序方向也設有正、反兩個方向的方向元件，動作區見圖5。正向元件的整定值可以整定，反向元件不需整定，靈敏度自動比正向元件高，電流門檻取為正方向的 0.625 倍。零序正方向動作區為18 arg (3lo/3

45、U)w 180零序反方向動作區為-162 arg (3 I 0/3 U 0) 3I0DZ其中：3I0DZ指零序反時限電流定值Iset、零序IW段電流定值I 01、I 02、I 03和I 04值。b)零序反方向元件的動作判據為：位于零序反方向動作區，且 3 10 0.625*310 DZ保護采用自產3U0,即由軟件將三個相電壓相加而獲得 3U0，供零序方向元件方向判別用。用于判零序方向的3U0固定門檻為1V有效值。4.2.5負序方向元件動作區見圖6。負序正方向動作區為18 arg (3|2/3U2)W 180負序反方向動作區為-162 arg (31 2/3 U 2) 3I 0DZ。在保護裝置中

46、，負序 方向元件不設專門定值，采用零序定值 3l ODZ作為負序方向元件的定值。426振蕩閉鎖開放元件在電流突變量啟動后的150ms之內，系統不會出現振蕩情況，因此本保護裝置不 考慮振蕩閉鎖，固定投入所有距離元件；在電流突變量啟動后150ms之后，或經靜穩 失穩及零序輔助啟動后，距離元件需要經開放元件開放，以防止振蕩過程中距離保護 元件誤動作。精品文檔精品文檔對于不對稱故障和三相短路，振蕩閉鎖開放元件是不同的。4.2.6.1不對稱故障開放元件：利用零序和負序電流特征可區分是發生了故障還是振 蕩。其開放判據為：| I o| m| I i| 或 I 2 m| I i|系統振蕩時I 0、I 2接近零

47、上式不能滿足；振蕩又發生區外故障時，通過裝 置的電流較小，上式仍不能滿足；振蕩又發生區內故障時丨0、I 2將有較大數值， 上式能滿足。其中m、m的數值保證了在最不利系統條件下能有效的防止振蕩情 況下發生區外故障時距離保護不誤動，而對于區內的不對稱故障能夠開放。為了 防止區外故障切除時零序和負序電流不平衡輸出引起保護的誤動，保護經短延時 后動作。4.2.6.2三相故障開放元件：阻抗變化率（dR/dt ）檢測元件,保護利用三相故障發生、 發展過程中所顯現出來的一系列特征，如故障以后阻抗不變，而振蕩時阻抗總在漸變 等，快速識別振蕩閉鎖中的三相對稱故障。4.3檢測功能和一些判別4.3.1自檢功能4.3

48、.1.1 TV斷線檢測裝置設有兩種檢測TV斷線的判據，兩種判據都帶延時，且僅在線路正常運行， 起動元件不啟動的情況下投入，一旦起動元件起動，TV斷線檢測立即停止，等整組復歸后才恢復。判據a）為：三相電壓之和不為零：Ua + Ub+Uc 7V （有效值）該判據可以用于檢測一相或二相斷線。判據b）為：TV在母線時，若Ua、Ub及UC任一相電壓小于8V,判為TV 斷線。TV在線路時，在任一相電流大于0.04倍額定電流或斷路器在合位 （檢跳閘位置開入）時，若U、Ub及U任一相電壓小于8V, 判為TV斷線。該判據b）附加電流條件是防止TV在線路側時，斷路器合閘前誤告警。設置斷路器在合位的條件是為了防止電

49、流過小（例如對側未合閘）時三相失壓不能告警。TV斷線后報“ TV斷線告警”，在TV斷線條件下所有距離元件、負序方向元件、 帶方向的零序保護也退出工作，縱聯電流差動保護不受TV斷線的影響，可以繼續工作。裝置將繼續監視TV電壓，一旦電壓恢復正常，各元件將自動重新投入運行。4.3.1.2 TA 斷線檢測a）裝置的零序電流連續12s大于104定值，報“TA斷線告警”，并閉鎖零序各 精品文檔精品文檔段保護；b） 差動保護TA斷線檢測：斷線側的自產31 o值連續12s大于max0.9*min （I 04定值、零序反時限電流定值、零差定值），一次240A，而斷線相電流小于0.06I n（l n為二次側額定電

50、流）；計算出正常兩側的差電流連續12s大于0.151 n 而斷線相電流小于0.06I n報“TA斷線告警”。判出TA斷線后，可通過控制字選 擇閉鎖或不閉鎖差動保護。4.3.1.3 TA 飽和檢測采用模糊識別法對TA飽和進行檢測,當判別出TA飽和后,自動抬高差動保護的 制動系數。4.3.1.4雙A/D冗余檢測為了有效地防止硬件損壞情況下保護的誤動作，裝置采用了雙 A/D 冗余設計， 通過對雙 A/D 對比監視，實時監視模擬量采集回路的好壞，及時發現硬件損壞并閉 鎖保護。4.3.1.5電壓電流相序自檢在系統無異常時通過比較三相電流、 電壓的相位， 判別相序是否接錯， 如果不是 正常相序，則報“三相

51、相序不對應” 。4.3.1.6 3 I0極性自檢通過比較自產3I0（ IA + IB + IC ） 與外接3I0的幅值和相位，判別外接3I0的極性有無接反，若接反報“外接 3I0 接反”。4.3.1.7電壓 3次諧波自檢當電壓回路串入3次諧波時，用以上TV斷線檢測判據不能判斷電壓異常。如果 電壓三次諧波過量，延時報“ 3 次諧波過量告警”，但不閉鎖保護。4.3.1.8線路抽取電壓斷線檢測此功能僅 D 型保護中有。在重合閘投入三重或綜重方式的情況下，如果無跳位 開入或線路有電流， 表明開關處于合閘狀態， 那么，采用下列條件檢測線路抽取電壓 的完好性：a）裝置整定為重合閘檢同期方式時， 若開關兩側

52、電壓不滿足整定的同期條件， 則經14s延時確認后，報告“檢同期電壓異常”；b) 裝置整定為重合閘檢無壓方式時，若即不滿足檢無壓的條件，且又不滿足 整定的檢同期條件，則 14s 延時確認后報告“檢同期電壓異常”。4.3.1.9跳閘位置自檢若有跳位開入，且對應相有電流，延時2s確認后，報“跳位A(B,C)開入異常”。精品文檔精品文檔4.3.1.10過負荷告警保護裝置實時監測線路潮流情況。 如果三相電流大于靜穩失穩電流定值， 持續 30s 后，報“過負荷告警”。4.3.1.11控制字設置不合理自檢在 CSC-103D 型裝置綜合重合閘控制字中，如果非同期方式、檢無壓方式、檢同 期三種方式中，任意兩種

53、方式同時投入，則裝置告警“重合閘控制字錯”。4.3.1.12保護裝置自檢a) CPU插件的自檢。CPUS件在上電過程中對本身的存儲器、模擬通道、程序區 等進行自檢。 在裝置的運行過程中也對上述部分實時自檢， 當確認某一部分有問 題時，給出告警信息， 同時閉鎖保護；(硬件損壞， 裝置告警， 復歸后仍能告警。 有嚴重告警時， 差動保護對側保護會報 “對側保護退出” 保護恢復正常后對側報“對側保護恢復” )；b)由于模擬通道的冗余配置，還對采樣數據進行實時互校，當差別越過設定的 限度時，等同模擬通道故障；c)各I/O插件進行上電和實時自檢，自檢的內容包括開入通道和開出通道， 同時 還包括存儲器和程序

54、區等。 開入通道的自檢通過模擬變位進行； 開出通道自檢線 圈。自檢范圍廣，徹底。確認有故障后，給出告警。d)通信通道進行實時自檢：CPUS件和MASTE插件對其所聯系的各種職能插件進 行實時通信自檢，當發現通信中斷后，進行告警處理。e)MASTES件進行上電和實時自檢，自檢范圍包括存儲器、程序區和相關內外 通信等。發現異常后，將給出告警。f)裝置還對其使用的電源進行實時監測。g)定值、配置、程序等均做CR校驗。4.3.2其他判別4.3.2.1手合加速判別在有三相開關跳閘位置情況下， 又有電流突變量啟動， 則判為手動合閘， 投入手 合加速功能，開放 1s 后整組復歸。距離保護采用阻抗加速判別是否

55、手合于故障， 零序保護采用延時100ms判別是否 手合于故障。4.3.2.2重合加速判別 裝置要求三個分相跳位分別作為開關量輸入裝置中開入；對于一個半接線方式， 要求兩個斷路器分相跳位先串聯后，再接入裝置。保護檢測到開關跳開后，在檢測到故障相電流大于無電流門檻0.1 In （單重）或任一相電流大于無電流門檻 0.1 In （三重）時，或跳位消失判為重合閘動作，各保護 精品文檔精品文檔將根據整定控制字決定是否投入重合閘后加速功能。4.3.2.3重合加速延時 重合閘后加速均只投入 500ms。4.3.2.4整組復歸判別 當裝置滿足以下條件持續 5s 后，裝置整組復歸。a）零序差動元件不動作；b）六

56、種阻抗均在阻抗川段以外；c）零序電流小于零序輔助啟動元件；d）三相電流均小于靜穩失穩電流定值 IJW。4.3.2.5跳閘后邏輯 在發出跳閘命令后，保護裝置不斷監視跳閘相電流，當跳閘相無電流后，保護 裝置則判斷開關已經跳開。如果跳閘相一直有電流，經250ms延時后，保護發補跳命 令：即如果保護發單跳命令后，故障相持續 250ms仍有電流，則表明開關未斷開，于 是，保護再發三跳命令；若保護發三跳命令后，任一相持續 250ms有電流，保護再發 永跳命令；若開關持續 5s 還未斷開，則發跳閘失敗告警，并整組復歸。驅動跳閘令應在故障切除后收回，本裝置在發出跳閘命令后的40ms內不考慮撤銷命令，以保證可靠

57、跳閘。保護發三跳令后12s三相無電流，程序轉至整組復歸，12s是考慮三相重合閘最 長整定時間不會大于10s。如果單跳后5s故障相仍無電流，程序轉至整組復歸，5s 是由于單相重合閘延時不可能大于 5s。4.4 縱聯電流差動保護功能說明4.4.1電流差動保護主要功能a） 電流差動保護配有分相式電流差動保護和零序電流差動保護，用于快速切除 各種類型故障；b） 具有電容電流補償功能。利用線路兩側電壓對電容電流進行精確補償，以提 高差動保護的靈敏度；c）具有TA斷線閉鎖、TA飽和檢測及TA變比補償功能；d）經保護的通信通道可傳送“遠跳” 、“遠傳”命令；e）有通道監視、誤碼檢測、32位CR（校驗；f）

58、弱饋啟動功能：如果被保護線路的一側為弱電源或無電源，弱電源側保護正精品文檔精品文檔方向發生線路故障時，流過弱電源側保護的電流可能很小，裝置無法啟動，為此,裝置設有弱饋啟動(差流+低電壓啟動)功能：弱饋側收到對側啟動信號后，滿足以下所有條件時，弱饋側保護被拉入故障處理 程序，允許強電源側保護出口，本側也能跳閘。(1) 收到對側啟動信號；(2) 至少有一相差動電流大于動作值：ID I DZ；(3) 對應的相電壓低于36V或相間電壓低于60V。g)遠方召喚啟動功能(差流+電壓突變量啟動)如果被保護線路發生高阻接地時，近故障側保護能夠可靠啟動，遠故障側保護 的電流可能很小，裝置無法啟動，為此，裝置設有

59、遠方召喚啟動(差流+電壓突 變量啟動)功能：(1)收到對側啟動信號；(2) 零序差動電流大于動作值：IDO IOZ； 或者分相差動電流大于動作值：I D IDZ；(3)本側 a 8V 或厶 3U0 IV。h)帶通道遠方環回試驗功能為方便進行帶通道整組試驗，裝置提供帶通道遠方環回試驗功能。正常運行時， 必須退出該功能。將兩端裝置的差動定值按照實際運行情況整定好后，將M側裝置“通道環回實驗”控制位置1, M側投入檢修狀態壓板，就可在M側進行模擬區內短路試驗。 此時N側裝置收到M側的采樣報文后再回傳給 M側。442電流差動保護主要原理442.1數字電流差動保護系統的構成，見圖7。MN圖7電流差動保護

60、構成示意圖上圖中M N為兩端均裝設CSC-103高壓線路保護裝置，保護與通信終端設備間 采用光纜連接。保護側光端機裝在保護裝置的背板上。通信終端設備側由本公司CSC-103CB精品文檔精品文檔配套提供光接口盒 CSC-186A/CSC-186B4.4.2.2各種差動保護及其動作方程見表4精品文檔精品文檔保護動作方程備注突變量差動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:經電容電流補償后的突變量差動電流I B:經電容電流補償后的突變量制動電流I H=MAX(IDZH,2IC),