南瑞繼保PCS-9613L 線路光纖縱差保護裝置

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

性能特征

高性能的通用型硬件，實時計算：采用 32 位高性能的雙核處理器，核 1 完成保護運算與 出口邏輯，核 2 實現(xiàn)事件記錄、故障錄波、人機接口、后臺通信及打印等功能。高性能的 硬件保證了裝置在每一個采樣間隔對所有繼電器進(jìn)行實時計算。

軟件模塊化設(shè)計：裝置提供完備的保護功能，各保護元件按模塊化設(shè)計，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 100Mbps 以太網(wǎng)接口，2 個 RS-485 串口， 1 個 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 類線或光纖通信接口。

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

工作原理

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

模擬量輸入

本裝置可以引入如下模擬量：三相保護電流（Ia、Ib、Ic）、三相測量電流（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 定時采樣。CPU 對獲得的數(shù)字信號進(jìn)行處理，構(gòu) 成各種保護繼電器。

Ia、Ib、Ic 為保護用三相電流輸入；I0 既可用作零序過流保護（跳閘或告警），也同時兼作小 電流接地選線用輸入；Iam、Ibm、Icm 為測量用三相電流輸入；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和測量共用，其與 Iam、Ibm、Icm 一起計算形 成本間隔的 P、Q、COSф、kWh、kVarh；Ux 為同期電壓，在重合閘檢線路無壓時使用。

裝置啟動元件

裝置為各保護元件設(shè)置了不同的啟動元件，相應(yīng)的啟動元件啟動后才能進(jìn)行各自的保護元件計算。

差動保護啟動元件

差動保護啟動元件的主體由反應(yīng)相間工頻變化量的過流繼電器實現(xiàn)，同時又配以反應(yīng)全電流的 零序過流繼電器和相過流繼電器互相補充。啟動元件動作時開放比率差動保護和遠(yuǎn)跳保護，并展寬 500ms。

 電流變化量啟動元件

工頻變化量啟動元件設(shè)置了浮動門坎和固定門檻。正常運行及系統(tǒng)振蕩時變化量的不平衡輸出 均自動調(diào)整浮動門坎，使浮動門坎始終略高于不平衡輸出，從而確保故障情況下，啟動元件有 很高的靈敏度。

當(dāng)相間電流變化量大于整定值，該啟動元件動作。

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

其中：  I 是相間電流變化量。

tI是浮動門坎，隨著變化量輸出增大而自動提高，取 1.25 倍可保證門坎電壓始終略高于不 平衡輸出。 thI為固定門坎，電流變化量啟動值。

零序過流啟動元件

當(dāng)外接或者自產(chǎn)零序電流（通過控制字[零序電流采用自產(chǎn)零流]選擇）大于整定值，且無 CT 斷 線報警時，零序啟動元件動作。

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

 相過流啟動元件

當(dāng)相電流大于整定值時，相過流啟動元件動作。 fdI I    公式 I為相電流。fdI為相電流啟動定值。

 輔助電壓啟動元件

發(fā)生區(qū)內(nèi)三相故障，弱電源側(cè)電流啟動元件可能不動作，此時若收到對側(cè)的差動保護允許信號， 且本側(cè)無 PT 斷線報警，對應(yīng)相關(guān)相/相間電壓小于 70%額定電壓，則輔助電壓啟動元件動作。 當(dāng)對側(cè)電流大于本側(cè) 1.5 倍時，且對側(cè)發(fā)差動允許信號時，本側(cè)啟動。

 其他保護輔助啟動方式

當(dāng)過流Ⅰ段、過流Ⅱ段、過流Ⅲ段和過流加速段中的任一個啟動元件動作，將開放差動保護。

其它保護啟動元件

 過流保護啟動元件：當(dāng)三相電流***大值大于 0.95 倍整定值時動作。此啟動元件用來開放相應(yīng)的 過流保護。

零序過流保護啟動元件：當(dāng)零序電流大于 0.95 倍零序電流整定值時動作。此啟動元件用來開放 相應(yīng)的零序過流保護。

 過流加速保護啟動元件：當(dāng)三相電流***大值大于 0.95 倍過流加速整定值時動作。此啟動元件用 來開放相應(yīng)的過流加速保護。

零序加速保護啟動元件：當(dāng)零序電流大于 0.95 倍零序過流加速整定值時動作。此啟動元件用來 開放相應(yīng)的零序加速保護。

過負(fù)荷保護啟動元件：當(dāng)三相電流***大值大于 0.95 倍過負(fù)荷電流整定值時動作。此啟動元件用 來開放相應(yīng)的過負(fù)荷保護。

低頻減載保護啟動元件：當(dāng)?shù)皖l減載保護充電完成且系統(tǒng)頻率低于低頻保護低頻整定定值，同 時所有相間電壓均高于低頻保護低壓閉鎖定值時動作，此啟動元件用來開放低頻減載保護。

低壓減載保護啟動元件：當(dāng)?shù)蛪簻p載保護充電完成且母線電壓低于低壓減載整定定值時動作， 此啟動元件用來開放低壓減載保護。

重合閘啟動元件：重合閘功能投入情況下，啟動重合閘條件滿足時動作，此啟動元件用來開放 重合閘功能。

差動保護

電流差動繼電器由兩部分組成：比率差動繼電器和差動聯(lián)跳繼電器。差動保護經(jīng) [差動保護總 控制字]投退。

差動聯(lián)跳繼電器

為了防止長距離輸電線路出口經(jīng)高過渡電阻接地時，雖然近故障側(cè)保護可以立即啟動，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，差動保護不能快速動作。針對這種情況PCS-9613L 設(shè)有差動聯(lián)跳繼電器：本側(cè)其它保護動作（過流保護，零序保護、后加速保護）后立即 向?qū)?cè)發(fā)對應(yīng)相聯(lián)跳信號；對側(cè)收到聯(lián)跳信號后，開放整組，并結(jié)合差動允許信號和比例差動繼電器動作信號，聯(lián)跳對應(yīng)相。

CT 飽和的識別方法

當(dāng)發(fā)生區(qū)外故障時，CT 可能會暫態(tài)飽和，為防止比率差動保護誤動作，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)飽和情況下不會誤動。

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。

長期有差流告警

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

CT 斷線

CT 斷線瞬間，斷線側(cè)的啟動元件和差動繼電器可能動作，但對側(cè)的啟動元件不動作，不會向本 側(cè)發(fā)差動保護動作信號，從而保證縱聯(lián)差動不會誤動。非斷線側(cè)經(jīng)***后報“差流告警”，與 CT 斷線 同樣處理。

CT 斷線或差流告警時發(fā)生故障或系統(tǒng)擾動導(dǎo)致啟動元件動作，若控制字[CT 斷線閉鎖差動]整 定為“1”，則閉鎖電流差動保護；若控制字[CT 斷線閉鎖差動]整定為“0”，仍開放電流差動保護。

裝置包括兩種 CT 斷線邏輯：瞬時 CT 斷線和*** CT 斷線。

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

A. 無母線 PT 斷線告警發(fā)生，無低電壓或負(fù)序電壓；

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

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。

注意： 不論是差動回路的異常是否引起差動保護啟動，均說明差動回路或定值存在問題。