PSL 621U 系列线路保护装置

1、.PSL 621U 系列线路保护装置技术性能及指标额定电气参数名称 直流电源 交流电压 交流电流 额定频率 同期电压 额定电气参数 220V 或 110V(订货请注明)，允许工作范围： （80115）额定直流电压 100V 或者100 / 3 V (额定电压 Un) 5A 或 1A(额定电流 In，订货请注明) 50Hz（60Hz 时订货请注明） 100V 或100 / 3 V（有重合闸时使用，保护自适应） 2 倍额定电流，连续工作 交流电流回路 6 过载能力 交流电压回路 10 倍额定电流，允许 10s 40 倍额定电流，允许 1s 1.2 倍额定电压，连续工作 1.4 倍额定电压，允许 1

2、0s 正常时，不大于 50W 动作时，不大于 80W 不大于 0.5VA/相（额定电压时） 不大于 0.5VA/相（In5A 时） 不大于 0.3VA/相（In1A 时） 24V 24V 220V 或 110V直流回路 7 功率消耗 交流电压回路 交流电流回路 通信接口模件的输入状态量电平 8 状态量电平 GPS 对时脉冲输入电平 开入模件输入状态量电平主要技术性能及指标保护主要技术指标名称 交流输入回路精确工作范 围 模拟量测量精度 整组动作时间 相电压： 0.2 V120V 同期电压：0.2 V120V 电流： 0.04In40In 主要技术指标误差：不超过5% 差动保护：全线速动时间不大

3、于 25ms 距离段 (0.7 倍整定值)动作时间：小于 25ms 相间电流突变量启动元件：整定范围 0.04A5A 零序电流辅助启动元件：整定范围 0.04A200A 不大于 5% 暂态超越不大于 5%的最小整定二次侧阻抗值为 0.1(短路残压大于 0.5V) 金属性三相故障时，不大于2% 检同期元件角度误差：不大于3 度启动元件 暂态超越 最小整定阻抗(不包括因装 置外部原因造成的误差) 测距误差(不包括因装置外 部原因造成的误差) 自动重合闸PSL 621U 系列线路保护装置（智能站）说明书 222 测控主要技术指标序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 采样回路精确工作范围 电流电

4、压精度 功率精度 频率精度 SOE 分辨率 遥信传输延时 遥控响应时间 遥测传输延时 电压： 电流： 0.2 V不超过 0.2% 不超过 0.5% 0.01Hz 1ms 1s 1s 3s2.2.3 光纤接口 (1) 远方保护接口序号 1 2 3 4 名称 光纤种类 光发射管 光纤接口 发送功率 光接收器 5 6 7 接收灵敏功率 传输距离 光接收器饱和光功率 单模，波长 1310nm 激光二极管（LD） FC-PC -3-10dBm Pin Diode -36dBm 专用光纤50km -3dBm 光纤接口参数 单模，波长 1550nm 激光二极管（LD） FC-PC -1dBm Pin Dio

5、de -36dBm 工程需要可到 100km -3dBm注：当采用专用光纤通道传输时，在传输距离大于 50km，接收功率不够时（接收裕度小于 3 10dB） ，需在订货时注明，配用 1550nm 激光器件。 (2) 站控层通讯用接口参数(MMS)序号 1 2 3 4 5 6 名称 光纤种类 光纤接口 发送功率 接收灵敏功率 传输距离 光接收器饱和光功率 接口参数 多模，波长 850nm LC -23-14dbm -33dBm(3) 过程层通讯用接口参数序号 1 2 名称 光纤种类 光纤接口 接口参数 多模，波长 850nm LCPSL 621U 系列线路保护装置（智能站）说明书3 4 5 6

6、发送功率 接收灵敏功率 传输距离 光接收器饱和光功率 -23-14dbm -33dBm2.2.4 通信接口序号 1 2 3 打印机接口（不可更改） 三个可同时工作的以太网接口（或光纤以太网） 两个可以同时工作的串行通信口 名称 RS-232 RJ-45(或 LC 光纤接口) RS-485/RS422 接口类型绝缘和耐湿热性能绝缘试验项目 试 验 结 果 在正常试验大气条件下，装置的外引带电部分（通信接口回路除外）和外露非带电金属部绝缘电阻分及外壳之间，以及电气上无联系的各回路之间，用开路电压为直流 1000V 的兆欧表测量 其绝缘电阻值，不小于 50M；通信接口回路对地，用开路电压为直流 50

7、0V 的兆欧表测 量其绝缘电阻值，不小于 100M。 在正常试验大气条件下，装置能承受频率为 50Hz，电压 2000V（通信回路输入端子为介质强度500V）历时 1min 的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中，任一被 试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。 在正常试验大气条件下， 装置的直流输入回路、 交流输入回路、 输出触点等各回路对地， 以及电气上无联系的各回路之间，能承受 1.2/50?s 的标准雷电波的短时冲击电压试验。 当额定绝缘电压大于 60V 时，开路试验电压为 5kV；当额定绝缘电压不大于 60V 时， 开路试验电压 1kV。 装置能承受 GB/T 2423

8、.92001 规定的恒定湿热试验。试验温度+402、相对湿度 （933）%，试验时间为 48h，在试验结束前 2h 内，用开路电压为直流 500V 的兆欧表， 测量各外引带电回路部分对外露非带电金属部分及外壳之间、 以及电气上无联系的各回 路之间的绝缘电阻不小于 1.5M。冲击电压耐湿热性能2.4序号 1 2 3 4 5 6 7电磁兼容性能电磁兼容试验项目 静电放电抗扰度 辐射电磁场抗扰度 快速瞬变脉冲群抗扰度 浪涌（冲击）抗扰度 射频场感应的传导骚扰抗扰度 工频磁场抗扰度 1MHz 脉冲群抗扰度 试验结果 能承受 GB/T 14598.141998 中规定的静电放电抗干扰 IV 级试验 能承

9、受 GB/T 14598.92002 中规定的辐射电磁场干扰度级试验 能承受 GB/T 14598.102007 中规定的快速瞬变抗扰度 A 级试验 能 承受 GB/T 17626.5 2008 中 规定 的浪涌 （冲击 ）抗 扰度 级 试验 17626.5-2008 中规定的浪涌（冲击）抗扰度级试验 能承受 GB/T 17626.62008 中规定的射频场感应的传导骚扰抗扰度级试 验 能承受 GB/T 17626.82006 中规定的工频磁场抗扰度 V 级试验 能承受 GB/T 14598.132008 中规定的 1MHz 和 100kHz 脉冲群抗扰度级 试验PSL 621U 系列线路保护

10、装置保护原理说明保护启动和整组复归保护启动元件用于启动故障处理功能和开放保护出口继电器的负电源，因此要求启动元件在任何运行工况下发生故障都能可靠启动。启动元件动作后，系统恢复正常运行后才返回。当采用电子 式互感器接入，合并器采用双采样方式时，两路采样数据一路用于启动，另一路用于保护。启动元件保护以相间电流突变量启动元件为主，同时有零序电流启动元件、静稳破坏检测启动元件。对 于电流差动保护元件，还增加有弱馈启动、TWJ 启动元件。 (1) 电流突变量启动元件 判据为：为 AB，BC，CA 三种相别，T 为 20ms；|i (t ) 2 i (t T ) i (t 2T ) | ，为相间电流瞬时值

11、的突变量；D 3i0 | 3i 0(t ) 2 3i 0(t T ) 3i 0(t 2T ) | ，为零序电流瞬时值的突变量； DIT分别为相间电流、零序电流突变量浮动门槛，能自适应于正常运行和振荡期间的不平衡分量，因此既有很高的灵敏度而又不会频繁误启动。 当任一电流突变量连续三次大于启动门槛时，保护启动。 (2) 零序电流和相电流启动元件 为了防止远距离故障或经大电阻故障时相间电流突变量启动元件灵敏度不够而设置。该元件在 零序电流有效值大于零序电流启动定值，或相电流有效值大于相电流最小定值并持续 30ms 后动作。 (3) 静稳破坏检测元件 为了检测系统正常运行状态下发生静态稳定破坏而引起的

12、系统振荡而设置。 该元件判据为： BC 相间阻抗在具有全阻抗特性的阻抗辅助元件内持续 30ms 或者 A 相电流大于静稳破坏电流（1.2In） 持续 30ms，并且 U1Cos 小于 0.5 倍的额定电压。当 PT 断线或者振荡闭锁功能退出时，该检测元 件自动退出。 (4) 弱馈启动元件 在电流差动保护元件中，用于弱馈侧和高阻故障的辅助启动元件，当满足以下条件时动作： 相差流或零序差流大于各自差流动作门槛； 相电压或相间电压小于 90额定电压， 或者负序电压突变量 D 3U 2 1V 或零序电压突PSL 621U 系列线路保护装置（智能站）说明书 变量 D 3U 0 1V 。 对侧保护装置启动

13、；(5) TWJ 启动元件 在电流差动保护元件中，作为手合于故障或空充线路时，一侧启动另一侧不启动时，未合侧保 护装置的启动元件。其动作条件为： 相差流或零序差流大于各自差流动作门槛； 本侧有 TWJ 开入； 对侧保护装置启动；整组复归当保护启动后，如果所有的故障测量元件都返回，并且延时 5s，就整组复归。此种情况一般为 区内或区外故障时保护启动后，故障被成功切除后保护迅速复归。 当区内故障保护跳闸后，若故障电流长期无法消失，则保护在永跳后延时 5s 报永跳失败事件， 并强制整组复归。 当保护启动后，如果故障测量元件一直不返回，则满足以下任一条件后保护强制整组复归： 1）零序电流大于零序电流启

14、动值超过 10s，报 CT 不平衡事件，并整组复归； 2）A 相电流大于静稳破坏电流值超过 10s，报过负荷告警事件，并整组复归； 3）任一回路的测量阻抗落在最末一段阻抗的全阻抗范围内超过 30s，报过负荷告警事件，若测 量阻抗元件长期不返回，保护在 1 分钟后强行整组复归。纵差保护 纵差保护连接方式PSL 621UD 的 CPU 插件提供一组光纤通道接口， 其均采用 2048kbit/s 的传输速率用来实现线路 光纤通信功能，具体的光纤连接PSL 621U 系列线路保护装置PSL 621UT 的 CPU 插件提供两组光纤通道接口，其均采用 2048kbit/s 的传输速率用来实现线路 三端的

15、通信功能，具体的三端光纤连接三端光纤通道连接图 通常将本侧的“通道 1”与对侧 1 的“通道 2”相连接，本侧的“通道 2”与对侧 2 的“通道 1” 相连接后，三端的连接方式具有唯一确定性，并且对每一侧来说连接方式都是一致的（即交叉连接 方式） ，这样便于进行管理和问题分析。同步原理PSL 621UD 和 PSL 621UT 线路保护装置采用软、硬件相结合同步采样方式，以 PSL 621UT 为 例介绍同步机制。三端的保护装置通道连接配置如图 3.3 所示。同步采用一个主从机方式，在装置 上电后，主、从机自动配置形成，不需要整定（可以通过“输入监视”“光纤通道”查看） 。其 中，主机采样间隔

16、固定，同步从机根据主机发来的信息与主机保持同步，同步后分别向两个对侧发 送本侧采样值。PSL 621U 系列线路保护装置（智能站）说明书 图 3.3 三端光纤通道采样同步示意图 请注意，装置采样同步的前提条件为： u 通道单向最大传输延时16ms； u 通道传输的收发延时必须保持一致；3.2.2.2 三端线路通道异常时的动作特点PSL 621UT 能够保证在 T 接线路上，在任意两个保护装置之间通道异常，同时线路发生各种故 障时差动保护能够正确动作。其具体的情况有如下几种： a) 从机 1 与从机 2 之间通道发生异常，三端差动仍可以正确动作； b) 主机与从机 1 或从机 2 之间通道发生异

17、常，三端差动仍可以正确动作； c) 在三端运行方式下，如果与任一侧连接的两个通道都发生异常情况时，三端差动将会闭锁； d) 在两端运行方式下，如果运行中的通道异常，将闭锁两端差动保护。PSL 621UT 保护装置既可以用于 T 接线的三端运行方式，又可以用于两端运行方式。在有关差 动保护压板和控制字均投入的情况下，装置利用各侧屏上的“两端运行压板”的状态，可以灵活地 适应于各种运行方式。其判别逻辑为： 1) 当三侧的“两端运行压板”均退出时或只有任意一侧的“两端运行压板”投入时，本侧为 三端运行方式，界面中的遥信量显示“三端运行方式”合； 2) 当本侧的“两端运行压板”投入时，如果对侧 1 的

18、“两端运行压板”也投入后，则本侧为 两端运行方式，如果本侧与对侧 1 通过通道 1 连接，则界面中的遥信量显示“通道 1 两端 运行方式”合； 3) 当本侧的“两端运行压板”投入时，如果对侧 2 的“两端运行压板”也投入后，则本侧为 两端运行方式，如果本侧与对侧 2 通过通道 2 连接，则界面中的遥信量显示“通道 2 两端 运行方式”合。 4) 当三侧的“两端运行压板”先后均投入后，则本侧按照先满足 2）或 3）的状态保持。在三侧保护均运行时，使用三端运行方式，三侧的差动保护控制压板都投入，两端运行压板均 退出。当一侧开关跳开，处于热备用状态时，这侧保护不需要退出，三侧保护可以正常运行。只有

19、当一侧线路的开关、 保护需要检修时才需要通过投相应的两端运行压板， 使保护适应这种运行方式， 即两端运行方式，此时保护装置用两侧的电流进行差动计算，对另外一侧保护进行调试不会影响其 他两个正在运行的保护装置。 例如当开关检修需要退出对侧 2（B），使本侧（A）与对侧 1（C）变为两端运行时，可以按 照如下操作进行运行方式转换，电流差动继电器本装置的电流差动保护包括三种电流差动继电器：变化量相差动继电器、稳态相差动继电器和 零序差动继电器。 电流差动保护作为 PSL 621UD 和 PSL 621UT 的主保护，动作逻辑简单、可靠、动作速度快，在 故障电流超过额定电流时，确保跳闸时间小于 20m

20、s；即使在经大接地电阻故障，故障电流小于额定 电流时，也能在 30ms 内正确动作，而零序电流差动大大提高了整个装置的灵敏度，增强了耐过渡电 阻能力。3.2.4.1 变化量相差动继电器3.2.5.1 CT 断线及差流越限1、CT 断线 CT 断线瞬间，断线侧的启动元件和差动继电器可能动作，但对侧的启动元件不动作，不会向 本侧发差动保护动作允许信号，从而保证纵联差动不会误动作。 本保护装置在本、对侧 CT 断线时，仍然开放断线相电流差动保护，同时将差动最小动作电流 抬高到“CT 断线差动电流定值” 。如需在 CT 断线时闭锁断线相的差动保护，则需将“CT 断线差 动电流定值”整定到最大值。PSL

21、 621U 系列线路保护装置（智能站）说明书 CT 断线延时 1 秒发“CT 断线”事件，同时发出“运行异常”信号和运行异常接点，在条件不 满足 0.5 秒后“CT 断线”事件返回。 2、差流越限M 动作条件： 在保护没有启动情况下， 任一相差流大于 0.5 I dz 且本相无 CT 断线时， 持续 10 秒报 “差流越限” ，延时 1 秒返回报警； 请注意，在装置发出“差流越限”时，请检查是否通道收发延时不一致。距离保护距离保护按相计算，设有 Zbc、Zca、Zab 三个相间距离继电器和 Za、Zb、Zc 三个接地距离电器。每个回路除了三段式距离外，还设有辅助阻抗元件。 距离继电器主要由偏移

22、阻抗元件、全阻抗辅助元件、正序方向元件、零序电抗器构成。与接地 距离继电器相比，相间距离继电器无零序电抗器元件。距离继电器各主要元件3.3.1.1 偏移阻抗元件 ZPYf保护测量阻抗在 R-X 平面上进入闭合的黑实线内时，偏移阻抗元件动作。偏移阻抗 元件是一种多边形特性的阻抗继电器，由距离阻抗定值 Z ZD 、距离电阻定值 RZD 和线路正序阻抗角ZD 三个定值即可确定其动作范围。电阻偏移门槛和电抗偏移门槛由保护自动生成：零序电抗器 X0f在两相短路经过渡电阻接地、双端电源线路单相经过渡电阻接地时，接地距离阻抗继电器可能PSL 621U 系列线路保护装置会产生超越。由于零序电抗元件能够防止这种

23、超越，因此接地距离还设有零序电抗继电器 X0。X0 的动作方程为零序电抗器只用于接地距离、段。接地距离三段式的接地距离保护动作特性由偏移阻抗元件 ZPYf、零序电抗元件 X0f和正序方向元件 F1f组成(f=a,b,c)，接地全阻抗辅助元件只是用于接地距离选相等功能。 接地距离、 段动作特性如图 3.6 所示， 接地距离偏移阻抗、 段， 与正序方向元件 F1 （图 中 F1 虚线以上区域）和零序电抗继电器 X0（图中 X0 虚线以下区域）共同组成接地距离、段动 作区。接地距离段动作特性如图 3.8 的黑实线所示，接地距离偏移阻抗段，与正序方向元件 F1 （图中 F1 虚线以上区域）共同组成接地

24、距离段动作区。其中，阻抗定值 ZZD 按段分别整定，而电 阻分量定值 RZD 和灵敏角 ZD 三段公用一个定值。偏移门槛根据 RZD 和 ZZD 自动调整。PSL621U系列线路保护装置301）230.25nII；2）21343II；3）持续时间一分钟上述判据都满足时，报“CT反序”事件，发运行异常，不闭锁保护。在最大相间电流差大于最大相电流的50%且最大电流相大于额定电流的25%时，延时10min报“CT负载不对称”，发运行异常，不闭锁保护。零序电流3I0大于零序电流启动定值，持续10s后报“CT不平衡”，并且闭锁零序电流启动元件。当零序电流返回1s后，保护也立即恢复正常。3.14.4过负荷

25、告警、跳闸当控制字“过负荷保护”投入，控制字“过负荷方式”选择为告警模式，任一相电流大于“过负荷电流定值”定值，持续时间大于“过负荷时间”定值，装置过负荷告警。当控制字“过负荷保护”投入，控制字“过负荷方式”选择为跳闸模式，任一相电流大于“过负荷电流定值”定值，持续时间大于“过负荷时间”定值，装置过负荷跳闸，闭锁重合闸。3.14.5开关位置异常检查TWJ动作并且线路有流持续30s后报“跳位继电器异常”，不满足判断条件延时1s后返回。3.15光纤通道及通信接口说明PSL621UD和PSL621UT保护配有光电转换模块，可直接输出光纤接口，通过专用光纤或者复用光纤通道完成保护功能。本保护装置支持专

26、用光纤通道、以2048kbit/s速率复接PDH或SDH系统的2048kbit/s（E1）接口两种通道方式。当被保护的线路长度小于100k100kmm时可使用专用光纤通道方式，大于100k100kmm需使用复接通道方式。不论采用专用光纤或复接设备，本装置通信出入口都是采用光纤传输方式。3.15.1通道异常监视在保护装置的界面“输入监视”“光纤通道”中有详细的通道状态监视信息（诸如：通道稳定标志、同步状态、报文通信时间、丢帧次数等），并可以根据界面左下方的“光纤1”和“光纤2”的颜色状态（绿色表示接收正常，红色表示接收异常）知道通道的物理连接是否正常。在通道由于各种原因发生故障时，保护装置会报相

27、关通道告警事件信息，并点亮面板上的“通道告警”灯，并输出“通道告警1”和“通道告警2”接点。当通道恢复正常后，则延时5s后相关告警事件返回，“通道告警”灯熄灭并收回所有的通道告警继电器接点。PSL621UT装置三端运行方式时，只要有任何一个通道故障，通道告警灯亮，通道告警接点动作；PSL621UT装置两端运行方式时，只有对应的通道有故障时通道告警灯才亮，通道告警接点才动作。PSL621UD装置只存在两端运行方式，只有第一个通道运行。PSL621U系列线路保护装置光纤纵联保护中通信可靠性是影响保护性能至关重要的因素，因此对通信进行了严密细致的监视。每帧数据进行CRC校验，错误舍弃，错误帧数大于一

28、给定值1时，报通道异常；通信为恒速率，每秒钟收到的帧数为恒定，如果丢失帧数大于某给定值2，报通道中断。正常时显示上述指标方便通道监视。对通道的误码要求参照电力规划设计院颁发的DL/T5062-1996微波电路传输继电保护信息设计技术规定中有关条款。3.15.2通信时钟光纤纵联保护的一项关键内容是线路两侧装置之间的数据交换。装置采用同步通信方式，发送和接收数据采用各自的时钟，可以分为发送时钟和接收时钟。保护装置的接收时钟固定从接收码流中提取，保证接收过程中没有误码和滑码产生。纵联差动保护发送时钟可以有两种形式：(1)采用内部晶振时钟作为发送时钟，简称为内时钟方式，也可以叫“主时钟”；(2)采用接

29、收时钟作为发送时钟，简称为外时钟方式，也可以叫“从时钟”。PSL621UD和PSL621UT保护装置通过整定“光纵通道时钟方式”控制字来决定通信时钟方式。此控制字整定为“内时钟”（值为1），装置自动采用内时钟方式；此控制字整定为“外时钟”（值为0），装置自动采用外时钟方式。(1)采用专用光纤方式时，两侧装置通信时钟应采用内时钟方式，数据发送时采用本机的内部时钟，接收时钟从接收数据码流中提取。即两侧的装置发送时钟工作在“主主”方式。两侧差动保护控制字“光纵通道时钟方式”整定为内时钟（值为1）；(2)采用以2048kbit/s速率复接SDH系统的2048kbit/s（E1）接口通道方式时,有以下几种方式：1SDH设备中的2048kbit/s通道的“时间重定向”功能关闭(异步