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3.1 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)字信號進行處理，構

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，在重合閘檢同期或檢線無壓時使用。

3.2 裝置啟動元件

裝置為各保護元件設置了不同的啟動元件，相應的啟動元件啟動后才能進行各自的保護元件計

算。裝置具備雙重化采樣技術，主通道采樣數(shù)據(jù)供保護元件計算，備用通道采樣數(shù)據(jù)用于開放出口

正電源。只有雙通道采樣數(shù)據(jù)均滿足動作要求，才能跳閘出口，否則無法跳閘。

? 過流保護啟動元件：當三相電流最大值大于 0.95 倍整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的

過流保護。

? 零序過流保護啟動元件：當零序電流大于 0.95 倍零序電流整定值時動作。此啟動元件用來開放

相應的零序過流保護。

? 過流加速保護啟動元件：當三相電流最大值大于 0.95 倍過流加速整定值時動作。此啟動元件用

來開放相應的過流加速保護。

? 零序加速保護啟動元件：當零序電流大于 0.95 倍零序過流加速整定值時動作。此啟動元件用來

開放相應的零序加速保護。

? 低頻減載保護啟動元件：當?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：當開關位置不在分位，低壓減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，不一致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。

第 3章 工作原理 

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3.3 過流保護

本裝置設三段定時限過流保護，各段有獨立的電流定值和時間定值以及控制字。各段可獨立選

擇是否經(jīng)復壓閉鎖（低電壓和負序電壓）、是否經(jīng)方向閉鎖。

任一段定時限過流保護經(jīng)電壓或經(jīng)方向閉鎖投入，PT 斷線自檢投入，母線 PT 斷線時自動退出

該段過流保護，未經(jīng)電壓或方向閉鎖的定時限過流段不受母線 PT 斷線影響。

? 方向元件

正極性端應在母線側(cè)。當方向指向線路時，方向元件的靈敏角為 45°，采用 90°接線方式。方向

元件和電流元件接成按相啟動方式。方向元件帶有記憶功能，可消除近處三相短路時方向元件的死

區(qū)。方向元件特性如圖 3.3-1 所示。

裝置過流保護設有控制字[過流經(jīng)方向]來控制過流保護各段的方向指向。當控制字為“1”時，

表示經(jīng)方向閉鎖；當控制字為“0”時，表示不經(jīng)方向閉鎖。

圖 3.3-1 方向元件特性

注意：以上所指的方向均是 CT 的正極性端在母線側(cè)情況下，具體參見前面保護配置圖，

否則以上說明將與實際情況不符。

圖 3.3-2 方向元件邏輯圖

表 3.3-1 復合電壓元件與各相過流元件的關系

過流元件 低電壓 負序電壓 備注

A 相過流 Uab<Ulzd 或 Uca<Ulzd

或 U2>U2zd

Ulzd 為過流低電壓定值；

U2zd 為過流負序電壓定值

B 相過流 Ubc<Ulzd 或 Uab<Ulzd

C 相過流 Uca<Ulzd 或 Ubc<Ulzd

圖 3.3-3 復壓元件邏輯圖

圖 3.3-4 復壓閉鎖方向過流Ⅰ段保護邏輯圖

過流Ⅱ段、過流Ⅲ段保護邏輯和過流Ⅰ段保護類似。

3.4 PT 斷線相過流保護

裝置設一段 PT 斷線相過流保護，任一段定時限過流保護經(jīng)電壓或經(jīng)方向閉鎖投入或過流加速

經(jīng)電壓閉鎖投入，PT 斷線自檢投入，母線 PT 斷線時自動投入 PT 斷線相過流保護，若三段定時限

過流保護都未經(jīng)電壓或方向閉鎖，則 PT 斷線相過流保護固定退出。

[過流保護Ⅰ段]控制字

&

PT斷線相過流投入

[過流Ⅰ段經(jīng)方向]

>=1 [過流Ⅰ段經(jīng)電壓]

PT斷線告警

[過流保護Ⅱ段]控制字

& [過流Ⅱ段經(jīng)方向]

>=1 [過流Ⅱ段經(jīng)電壓]

[過流保護Ⅲ段]控制字

& [過流Ⅲ段經(jīng)方向]

>=1 [過流Ⅲ段經(jīng)電壓]

[過流加速保護]控制字

& [過流加速經(jīng)方向]

圖 3.4-1 PT 斷線相過流投入邏輯圖

如果裝置發(fā)出“PT 斷線”告警信號且最大相電流大于[PT 斷線相過流定值]，則經(jīng)[PT 斷線相過

流時間]后，保護動作。

PT斷線告警

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Uab<[過流低電壓定值]

Uca<[過流低電壓定值]

A相復壓開放信號

U2>[過流負序電壓定值]

&

Imax>[[過流Ⅰ段定值] [過流保護Ⅰ段]控制字 過流保護啟動元件

& 過流Ⅰ段保護動作 [過流Ⅰ段時間] 方向元件開放信號 [過流Ⅰ段經(jīng)方向] >=1 復壓元件開放信號 [過流Ⅰ段經(jīng)電壓] >=1

Imax>[PT斷線相過流定值]

PT斷線相過流啟動元件

&

PT斷線相過流保護動作 [PT斷線相過流時間]

PT斷線相過流投入

圖 3.4-2 PT 斷線相過流保護邏輯圖

3.5 接地保護（零序過流保護）

當裝置用于不接地或小電流接地系統(tǒng)，接地故障時的零序電流很小時，可以用接地試跳的功能

來隔離故障。這種情況要求零序電流由外部專用的零序 CT 引入，不能夠用軟件自產(chǎn)。

當裝置用于小電阻接地系統(tǒng)，接地零序電流相對較大時，可以用直接跳閘方法來隔離故障。相

應的，本裝置提供了兩段零序過流保護。

當零序電流作跳閘用時，其既可以由外部專用的零序 CT 引入，也可用軟件自產(chǎn)（控制字[零序

電流采用自產(chǎn)零流]投入）。

圖 3.5-1 零序過流Ⅰ段保護邏輯框圖

零序過流Ⅱ段保護邏輯與零序過流Ⅰ段保護邏輯類似。

3.6 過流/零序加速保護

當線路投運或恢復供電時，線路上可能存在故障。在此種情況下，通常希望保護裝置能在盡可

能短時間內(nèi)切除故障，而不是經(jīng)定時限過流保護來切除故障。本裝置設一段可經(jīng)復壓閉鎖的后加速

過流保護和一段后加速零序保護來實現(xiàn)加速切除故障。復壓元件的邏輯可以參考表 3.3-1。

Imax> [過流加速定值] [過流加速保護]控制字 &

重合閘動作 t 3s 手動合閘 t 3s >=1

&

& I0> [零序過流加速定值] [零序過流加速保護]控制字 &

[過流加速時間]

[零序加速時間]

過流加速保護動作

零序加速保護動作

過流加速保護起動元件

零序加速保護啟動元件

復壓元件動作信號 [過流加速經(jīng)電壓]控制字 >=1

圖 3.6-1 加速保護邏輯框圖

I0>[零序過流I段定值]

[零序過流Ⅰ段]控制字

零序過流Ⅰ段保護啟動元件

&

零序過流Ⅰ段保護跳閘 [零序過流Ⅰ段時間] &

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PT 斷線發(fā)生時，經(jīng)電壓閉鎖的過流加速段保護將自動退出，并自動投入 PT 斷線相過流保護。

重合閘加速固定為重合閘后加速，在重合閘動作或手合開關后固定投入 3s。

3.7 低頻減載保護

本裝置提供一段經(jīng)低電壓閉鎖及頻率滑差閉鎖的低頻保護。通過投入控制字[低頻減載經(jīng)滑差閉

鎖]可選擇在頻率下降超過滑差閉鎖定值時是否閉鎖低頻保護。低電壓閉鎖功能固定投入。

本裝置還提供“低頻減載硬壓板”來投退低頻減載保護。低頻減載保護動作后閉鎖重合閘。

圖 3.7-1 低頻減載邏輯框圖

3.8 低壓減載保護

裝置設一段經(jīng)電壓滑差閉鎖（固定投入）的低電壓減載保護。低壓減載動作后閉鎖重合閘。

低壓減載保護在母線電壓下降滑差小于定值且無母線 PT 斷線時經(jīng)整定延時動作。母線 PT 斷線

或者開關分位，裝置閉鎖低壓減載。

當系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，母線電壓突然降低（電壓下降變化率大于[電壓變化率閉鎖定值]），裝

置閉鎖低壓減載出口，并清除低壓減載計數(shù)器。而當保護動作切除故障元件后，以下三個解鎖判據(jù)

任意一條得到滿足，則解除閉鎖：

? 裝置安裝處的電壓曾經(jīng)降低到低壓減載電壓定值以下，之后迅速回升，恢復至大于（[低壓減載

電壓定值]+8V）時，低壓減載再次投入；

? 如果恢復不到正常的數(shù)值，而同時三個線電壓上升 DU/DT 最大值大于[電壓變化率解鎖定值]，

系統(tǒng)電壓恢復至大于 50%Un 時，則裝置立即解除閉鎖，允許裝置快速切除相應數(shù)量的負荷，

使電壓恢復。

? 低壓減載動作元件在閉鎖后超過 3s 時解除閉鎖。

電壓滑差整定需區(qū)別故障、PT 斷線和系統(tǒng)電壓緩慢下降。時間整定需考慮與高電壓等級的減負

荷裝置配合。

低壓減載功能往往和低頻減載功能一同使用。在頻率降低的時候，主要依賴低頻減載功能動作；

在電壓下降的情況，依賴低壓減載動作。

& Uab>[低頻減載低壓閉鎖定值] Ubc>[低頻減載低壓閉鎖定值] Uca>[低頻減載低壓閉鎖定值] f<[低頻減載頻率] & 低頻減載保護動作 [低頻減載時間] [低頻減載]控制字 [低頻減載]硬壓板 [低頻減載軟壓板] df/dt<[低頻頻率滑差閉鎖定值] [低頻減載經(jīng)滑差閉鎖]控制字 >=1

&

第 3章 工作原理 

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解鎖

&

>=1

&

U2<8V

Uppmax>15V

-du/dt<[電壓變化率閉鎖定值]

Tbs>3s

du/dtmax>[電壓變化率解除閉鎖定值]

Uppmin≥50V

Uppmin≥[低壓減載電壓定值]+8V

Uppmax曾經(jīng)低于[低壓減載電壓定值]

&

&

TWJ

圖 3.8-1 低壓減載解鎖邏輯框圖

圖 3.8-2 低壓減載保護邏輯框圖

3.9 重合閘

裝置提供三相一次重合閘功能，其啟動方式有不對應啟動（可由控制字[TWJ 啟動重合閘]投入）

和保護啟動（固定）兩種。

重合閘提供了[重合閘檢線無壓母有壓]、[重合閘檢線有壓母無壓]、[重合閘檢線無壓母無壓]和[重

合閘檢同期]四種方式，四種方式可組合使用。

表 3.9-1 重合閘方式配置表

序號 重合閘方式 整定

方式 備注

1 重合閘檢線無壓母有壓 0，1

第 1、2、3、4 項多項置“1”時，為投入對應的多種重

合閘方式；

僅當 1、3 項同時置“1”時，為“檢線路無壓”方式；

僅當 2、3 項同時置“1”時，為“檢母線無壓”方式。

2 重合閘檢線有壓母無壓 0，1

3 重合閘檢線無壓母無壓 0，1

4 重合閘檢同期 0，1

[低壓減載]控制字

Uppmax<[低壓減載電壓定值]

低壓減載解鎖

&

&

低壓減載動作 [低壓減載時間]

 第 3 章 工作原理

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圖 3.9-1 重合閘保護邏輯框圖

同期滿足需母線頻率與同期頻率頻差，母線電壓與同期電壓壓差，母線電壓與同期電壓角差三

個條件同時滿足，其中角差定值為“保護定值”中[同期合閘角]，頻差定值、壓差定值與“同期參數(shù)”

中相關定值共用。

重合閘必須在充電完成后投入，線路在正常運行狀態(tài)（KKJ=1，TWJ=0），無外部閉鎖重合信號，

經(jīng) 15s 充電完成。選用重合閘，必須將[停用重合閘]控制字置“0”。

下列條件均可給重合閘放電：（1）手跳或者遙跳；（2）閉鎖重合閘開入；（3）控制回路斷線；

（4）低頻減載動作；（5）低壓減載動作；（6）彈簧未儲能開入；（7）合閘壓力低開入；（8）[停

用重合閘]軟壓板投入；（9）同期電壓異常（檢線路無壓投入時）；（10）PT 斷線（檢母線無壓投

入時）；（11）當大電流閉重功能投入時，保護跳閘時故障電流超過[大電流閉重定值]。

三相均無流

重合閘

TWJ

裝置未起動 & [停用重合閘]控制字

控制回路斷線

低頻減載動作

>=1

保護跳閘 &

>=1

& Tcd 0

&

線路PT斷線 Ux<30V Um>0.7Un & 母線PT斷線 Um<0.3Un Ux>40V & Ux<30V 線路PT斷線 Um<0.3Un & 母線PT斷線

[檢線無壓母有壓]控制字 & [檢線有壓母無壓]控制字 & [檢線無壓母無壓]控制字 &

[檢同期方式] Ux>40V Um>0.7Un 同期滿足 & & [檢線路無壓母線有壓] [檢母線無壓線路有壓] [檢線路無壓母線無壓] [檢同期方式] &

>=1 & [重合閘時間] 0 120ms >=1

永跳輸入 >=1 低壓減載動作 >=1 TWJ

合后位置

彈簧未儲能 400ms 0 & 大電流閉鎖重合閘 PT斷線閉鎖重合閘 >=1 合后位置

[TWJ啟動重合閘] &

[停用重合閘]軟壓板 停用/閉鎖重合閘硬壓板

第 3章 工作原理 

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3.10 異常告警

3.10.1 TWJ 異常告警

開關位置在分位，保護采樣有流，經(jīng) 10s 延時報“TWJ 異常”告警。

3.10.2 控制回路斷線

開關跳閘位置與合閘位置均指示為“0”，經(jīng) 3s 延時報“控制回路斷線”，跳閘位置或合閘位置

置“1”后，“控制回路斷線”告警返回。

3.10.3 彈簧未儲能告警

當收到彈簧未儲能開入或操作回路板上的合閘壓力低信號時，經(jīng)輔助參數(shù)中的[彈簧未儲能告警

延時]（默認為 15s）報“彈簧未儲能告警”信號。

3.10.4 CT 斷線

CT 斷線判據(jù)如下：

1、 最大相電流大于 0.2In；

2、 最大相電流大于任一相電流的 4 倍。

滿足上述兩個條件，延時 10s 報“CT 斷線”告警。當電流恢復正常后，延時 10s“CT 斷線”

告警返回。

3.10.5 PT 斷線

PT 斷線判據(jù)如下：

1、 正序電壓小于 30V 且線路有流；

2、 負序電壓大于 8V。

[PT 斷線自檢]控制字為“1”，保護未啟動，滿足上述兩個條件任一條件，延時 10s 報“PT 斷

線”告警。當電壓恢復正常后，延時 1.25s“PT 斷線”告警返回。

3.10.6 頻率異常

當母線頻率低于 49.5Hz 或高于 50.5Hz 時，經(jīng) 10s 延時發(fā)“頻率異常”信號。

3.10.7 同期電壓異常

同期電壓異常判據(jù)如下：

1、 重合閘投檢同期或檢無壓或者投遙合檢同期或檢無壓；

2、 同期電壓小于 40V。

保護未啟動，滿足上述兩個條件，延時 10s 報“同期電壓異常”告警，發(fā)出裝置告警信號。當

同期電壓恢復正常后，延時 1.25s“同期電壓異常”告警返回。