CSC-163系列数字式线路保护装置说明书(0SF.451.029)_V1.

1、csc-163 系列数字式线路保护装置 说 明 书 csc-163 系列数字式线路保护装置 说 明 书 编 制：殷咏华 校 核：曹 飞 标准化审查：郑 蔚 审 定：张忠理 出 版 号：v1.04 文 件 代 号：0sf.451.029 出 版 日 期：2006 年 2 月 版权所有：北京四方继保自动化股份有限公司 注：本公司保留对此说明书修改的权利。如果产品与说明书有不符之处，请您及时与我公 司联系，我们将为您提供相应的服务。 技术支持 电话传真重 要 提 示 感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品。为了安全、 正确、高效地使用本

2、装置，请您务必注意以下重要提示： 1) 本说明书仅适用于 csc-163 系列数字式线路保护装置。 2) 请仔细阅读本说明书，并按照说明书的规定整定、测试和操作。 若有特殊定制，请以工程说明书、工程资料为准。 3) 为防止装置损坏，严禁带电插拔装置各插件、触摸印制电路板上 的芯片和器件。 4) 请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。 5) 装置如出现异常或需维修，请及时与本公司服务热线联系。 6) 本装置的出厂权限密码是：8888。 目 录 第一篇 装置的技术说明.1 1 概述.1 1.1 csc-160 系列保护装置适用范围.1 1.2 csc-160 系列保护装置主要特点.3 1

3、.3 装置外形尺寸和安装尺寸 .4 1.4 装置外观 .5 1.5 装置执行的标准 .5 1.6 csc-163 系列装置的适用范围.5 1.7 本说明书适用范围 .5 2 技术条件.6 2.1 环境条件 .6 2.2 电气绝缘性能 .6 2.3 机械性能 .6 2.4 电磁兼容性 .7 2.5 安全性能 .7 2.6 热性能（过载能力） .7 2.7 功率消耗 .7 2.8 输出触点容量 .7 2.9 装置主要技术参数 .8 2.10 运输和贮存 .9 3 装置软件.10 3.1 保护程序整体结构 .10 3.2 启动元件 .10 3.3 电流差动全线速动保护 .11 3.3.1 csc-1

4、63 系列装置电流差动保护的功能特点.11 3.3.2 电流差动保护装置与通信系统的连接方式.11 3.3.3 电流差动保护的启动元件.12 3.3.4 电流差动保护的动作特性.13 3.3.5 电流差动保护的 ta 相关判别.14 3.3.6 电流差动保护的压板.14 3.3.7 电流差动保护的通信.14 3.3.8 电流差动保护的帧校验说明.16 3.3.9 电流差动保护的远传、远跳功能.17 3.3.10 电流差动保护的相关试验功能.17 3.4 距离保护 .18 3.5 tv 断线后的两段过流保护.21 3.6 零序电流保护 .21 3.7 过电流保护 .22 3.8 过负荷保护 .2

5、3 3.9 低周减载功能 .23 3.10 低压减载功能 .24 3.11 三相一次重合闸 .24 3.12 断路器失灵启动电流元件 .25 3.13 反时限保护 .25 3.14 慢速重合闸功能 .25 3.15 异常检测和判别 .25 3.16 保护逻辑框图 .28 第二篇 用户安装使用.34 4 开箱检查.34 5 整定值及整定计算说明.34 5.1 csc-163 系列保护整定说明.34 5.2 csc-163 系列“装置参数”定值 .38 5.3 csc-163 系列保护定值.39 5.3.1 csc-163a、csc-163t 保护定值.39 5.3.2 csc-163b 保护定值

6、.44 5.4 保护功能投退说明 .48 5.5 装置其它设置 .48 6 装置硬件及接线说明.50 6.1 装置插件布置图 .50 6.2 接线说明 .50 7 人机操作.58 7.1 装置面板布置图 .58 7.2 菜单相关说明 .59 7.2.1 装置设定子菜单说明.59 7.2.2 运行工况子菜单说明.59 7.3 装置告警说明 .59 8 附图.62 9 附录 功能投退按位显示的定值清单.67 9.1 csc-163 系列装置参数定值.67 9.2 csc-163a、csc-163t 定值清单.67 9.3 csc-163b 定值清单.71 9.4 装置其它设置 .73 10 说明书

7、改动说明.75 10.1 v1.01 版说明书改动说明.75 10.2 v1.02 版说明书改动说明.75 10.3 v1.03 版说明书改动说明.76 10.4 v1.04 版说明书改动说明.76 11 订货须知.77 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -1- 第一篇第一篇 装置的技术说明装置的技术说明 1 1 概述概述 1.11.1 csc-160csc-160 系列保护装置适用范围系列保护装置适用范围 csc-160 系列数字式线路保护装置可以适用于：110kv 及以下中性点直接接地 的大电流接地系统的输电线路，中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统 的输电线路。 cs

8、c-160 系列装置不同规格的功能配置见表 1、表 2。其中表 1、表 2 为装置的 典型配置情况，用户可以根据实际需要选择相应的规格。若系统需要配置表 1-1、 表 2-1 的保护功能，请在订货时注明需求情况。 表 1 大电流接地系统线路保护装置的功能配置 csc- 161a csc- 161b csc- 162a csc- 163a csc- 163b csc-163t (适用于适用于 t t 接线接线) 电流差动全线速动 纵联距离、纵联零序全线速动 三段相间距离 三段接地距离 tv 断线后两段过流 三段过流(带方向电压闭锁) 四段零序电流保护 过负荷保护 三相一次重合闸 断路器失灵启动元

9、件 表 1-1 大电流接地系统可选配的保护功能 csc- 161a csc- 161b csc- 162a csc- 163a csc- 163b csc-163t (适用于适用于 t t 接线接线) 低周减载 * 低压减载 * 相电流反时限 * 零序电流反时限 * 相电流后加速 * 零序电流后加速 * 慢速重合闸功能 * 装 置 型 号功 能 装 置 型 号功 能 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -2- 表 2 小电流接地系统线路保护装置的功能配置 csc-166acsc-167acsc-167b csc-167t (适用于适用于 t t 接线接线) 电流差动全线速动 三段相间

10、距离 三段过流(带方向电压闭锁) 过负荷保护 低周减载 低压减载 三相一次重合闸 表 2-1 小电流接地系统可选配的保护功能 csc-166acsc-167acsc-167b csc-167t (适用于适用于 t t 接线接线) tv 断线后两段过流 * 相电流反时限 * 相电流后加速 * 慢速重合闸 * 小电流接地选线 * 说明： 1) 根据用户的不同需要，装置可以实现操作、切换回路一体化。具体型号说 明见图 1。 csc- 16 17a（b、t） q z1(2) 带操作回路 (1 为单跳圈、2 为双跳圈) 带切换回路 功能配置见表 1、表 2 中低压线路保护系列 四方公司 csc 系列产品

11、代号 图 1 型号说明 其中标识 z1 适用于单跳圈，z2 适用于双跳圈。操作回路和切换回路是否需要 请订货时说明。 2) csc-163t 和 csc-167t 为光纤双通道，可以用于两端系统双通道冗余热备 用或三端系统。csc-163a、csc-163b、csc-167a、csc-167b 为光纤单通道。 装 置 型 号 功 能 装 置 型 号 功 能 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -3- 1.21.2 csc-160csc-160 系列保护装置主要特点系列保护装置主要特点 装置具有以下特点： 高性能、高可靠、大资源的硬件系统 采用 dsp 和 mcu 合一的 32 位单片

12、机，高性能的硬件体系保证了装置对所有继电 器进行并行实时计算，并保持了总线不出芯片的优点，有利于保护装置的高可靠性。 采用全新的前插拔组合结构，保持了前插拔维护方便的优点，兼有后插拔强弱 电分离、强电回路直接从插件上出线的优点。 大容量的故障录波，兼容 comtrade 格式，全过程记录故障数据，可以保存不少 于 24 次录波数据。完整的事件记录和动作报告，可保存不少于 2000 条动作报告和 2000 次操作记录，停电后数据不丢失。 硬件自检智能化 装置内部各模块智能化设计，实现了装置各模块全面实时自检。 模拟量采集回路采用双 a/d 冗余设计，实现了模拟量采集回路的实时自检。 继电器检测采

13、用新方法，可以检测继电器励磁回路线圈完好性和监视出口触点 的状态，实现了继电器状态的检测与异常告警。 开入回路检测采用新方法，开入状态经两路光隔同时采集后判断。 对微机保护的电源模块各级输出电压进行实时监测。 对机箱内温度进行实时监测。 功能设计全面化 可适用于要求全线速动的双端、三端(t 接)线路、弱电源或负荷端、负荷频繁 波动的线路、电压慢速恢复需较长时间开放重合闸的系统等。 同时，软件设计模块化，保护功能可配置灵活，以满足用户的不同要求,并简化 定值管理。 用户界面人性化 采用大液晶显示，可实时显示电流、电压、功率、频率、压板状态、定值区等 信息。装置提供四个快捷键，可以实现“一键化”操

14、作，方便了现场运行人员的操 作。 动作过程透明化 装置可以记录保护内部各元件的动作过程和各种计算值，可通过分析软件 cspc 分析保护动作全过程。 通信接口多样化 装置可以提供两个高速的电以太网接口(可选光纤以太网接口)、lonworks 网络 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -4- 接口和 rs-485 接口。可采用 iec60870-5-103 规约或四方公司 csc2000 规约，实现 与变电站自动化系统和保护信息管理系统的接口。 提供一个用于调试分析的 rs-232 接口（前面板） 。 光纤差动保护通信接口 电流差动型号可以配置两个光纤通信接口，可实现一主一备两个通道的通

15、信方 式，满足常规接线双通道切换的要求。也可实现三端差动保护以满足“t”接线路全 线速动保护要求。 专用光缆通信方式：2mbps 速率数据接口传输。 复用通信方式：2mbps 速率数据（e1）接口传输和 64kbps 速率数据（pcm）同 向接口传输，两种方式可选。 完善的振荡闭锁原理 更加完善的系统振荡时dr/dt 的计算公式，能够快速准确地区分振荡和振荡中 故障,保证了系统振荡时能够快速切除区内故障,而在区外故障时可靠闭锁。 1.31.3 装置外形尺寸和安装尺寸装置外形尺寸和安装尺寸 图 2 装置采用符合 iec60297-3 的 4u 高度的标准 19 英寸机箱。装置整体嵌入式安 装，后

16、接线方式。安装开孔尺寸见图 2。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -5- 1.41.4 装置外观装置外观 csc-160 系列装置外观见图 3。 图 3 1.51.5 装置执行的标准装置执行的标准 本产品执行的标准为：北京四方继保自动化股份有限公司企业标准 q/hdsfj0042003csc-160 数字式线路保护装置 。 1.61.6 csc-163csc-163 系列装置的适用范围系列装置的适用范围 csc-163 系列数字式线路保护装置（以下简称装置或产品） ，适用于 110kv 及以 下中性点直接接地或经小电阻接地的大电流接地系统输电线路保护。装置以分相电 流差动和零序电

17、流差动为主保护，以零序电流保护、相间和接地距离或过电流保护 为后备保护，构成全线速动的成套快速保护。 具体功能配置见表 1 中的 csc-163a、csc-163b 和 csc-163t。型号说明见图 1。 用户可以在订货时，根据需要选择配置表 1-1 的功能。 1.71.7 本说明书适用范围本说明书适用范围 本说明书按照 csc-163 系列装置可以提供的功能进行介绍。定值单为表 1 中 csc-163a、csc-163b 和 csc-163t 典型配置的定值单。端子图为典型配置的端子定 义。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -6- 若定制有表 1-1 的选配保护功能，具体定值

18、单、端子说明请以“工程说明书” 、 工程资料为准。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -7- 2 2 技术条件技术条件 2.12.1 环境条件环境条件 装置在以下环境条件下能正常工作： 1) 工作环境温度：-1055。运输中短暂的贮存环境温度-2570， 在此极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化，温度恢复后，装置应能正 常工作； 2) 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为 90，同时该月的月平均最低 温度为 25且表面无凝露； 3) 大气压力：80kpa110kpa； 4) 使用场所不得有火灾、爆炸、腐蚀等危及装置安全的危险和超出本说明书 规定的振动、冲击和碰撞。 2.2

19、2.2 电气绝缘性能电气绝缘性能 2.2.1 介质强度 装置能承受 gb/t14598.3-1993（eqv iec60255-5）规定的交流电压为 2kv（强 电回路）或 1kv（弱电回路） 、频率为 50hz、历时 1min 的介质强度试验，而无击穿 和闪络现象。 2.2.2 绝缘电阻 用开路电压为 500v 的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于 100m，符合 iec60255-5：2000 的规定。 2.2.3 冲击电压 装置能承受 gb/t14598.3-1993（eqv iec60255-5） 规定的峰值为 5kv（强电回 路）或 1kv（弱电回路）的标准雷电波的冲击电压试验。 2

20、.32.3 机械性能机械性能 2.3.1 振动 装置能承受 gb/t 11287（idt iec60255-21-1）规定的 i 级振动响应和振动耐 受试验。 2.3.2 冲击和碰撞 装置能承受 gb/t 14537（idt iec60255-21-2）规定的 i 级冲击响应和冲击耐 受试验，以及 i 级碰撞试验。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -8- 2.42.4 电磁兼容性电磁兼容性 2.4.1 脉冲群干扰 装置能承受 gb/t 14598.13（eqv iec60255-22-1）规定的 1mhz 和 100khz 脉冲 群干扰试验（第一半波电压幅值共模为 2.5kv，差

21、模为 1kv） 。 2.4.2 静电放电干扰 装置能承受 gb/t 14598.14（idt iec60255-22-2）规定的级（接触放电 8kv）静电放电干扰试验。 2.4.3 辐射电磁场干扰 装置能承受 gb/t 14598.9（idt iec60255-22-3）规定的级（10v/m）的辐射 电磁场干扰试验。 2.4.4 快速瞬变干扰 装置能承受 gb/t 14598.10（idt iec60255-22-4）规定的级（通信端口 2 kv，其它端口 4kv）的快速瞬变干扰试验。 2.52.5 安全性能安全性能 装置符合国标 gb 16836 规定的外壳防护等级不低于 ip20、安全类别

22、为 i 类。 2.62.6 热性能（过载能力）热性能（过载能力） 装置的热性能（过载能力）符合 dl/t 478-2001 的以下规定： 1) 电流回路：在 2 倍额定电流下连续工作，10 倍额定电流下允许 10s，40 倍 额定电流下允许 1s； 2) 电压回路：在 1.2 倍额定电压下连续工作，1.4 倍额定电压下允许 10s。 2.72.7 功率消耗功率消耗 装置的功率消耗符合 dl/t 478-2001 的以下规定： 1) 电源回路：正常工作时，不大于 40w； 2) 电流回路：当in=5a 时，不大于 1va/相；当in=1a 时，不大于 0.5va/相； 3) 电压回路：在额定电压

23、下不大于 0.5va/相。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -9- 2.82.8 输出触点容量输出触点容量 1) 跳闸触点容量：在电压不大于 250v、电流不大于 1a、时间常数 l/r 为 （50.75）ms 的直流有感负荷回路中，触点断开容量为 50w，长期允许通过电流 不大于 5a； 2) 其它触点容量：在电压不大于 250v、电流不大于 0.5a、时间常数 l/r 为 （50.75）ms 的直流有感负荷回路中，触点断开容量为 30w，长期允许通过电流 不大于 3a。 2.92.9 装置主要技术参数装置主要技术参数 2.9.1 额定参数 1) 直流电压：220v 或 110

24、v（按订货要求） ； 2) 交流电压： 相电压：100/v；3 线路抽取电压：100 v 或 100/v；3 3) 交流电流：5a 或 1a（按订货要求） ； 4) 频率：50hz。 2.9.2 交流回路精确工作范围(10%误差范围内) 1) 相电压：0.2v70v (小电流接地系统装置为 1v120v)； 2) 线路抽取电压：1v120v； 3) 电流：0.08 in 30 in ( in 表示 ta 二次额定值(1a 或 5a)，下同 )。 2.9.3 电流差动保护 1) 整定范围：0.1in 30 in； 2) 测量误差：不大于2.5% 或 0.02 in。 2.9.4 距离保护 1)

25、整定范围：0.0125 (5a 额定值)； 0.05125 (1a 额定值)； 2) 测量误差：不大于3%； 3) 距离 i 段的暂态超越：不大于5% 。 2.9.5 零序电流保护 1) 整定范围：0.1in 30 in； 2) 测量误差：不大于2.5% 或 0.02 in。 2.9.6 过电流保护 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -10- 1) 整定范围：0.1in 30 in； 2) 测量误差：不大于2.5% 或 0.02 in。 2.9.7 过负荷保护 1) 整定范围：0.1in 30 in； 2) 整定值误差：不大于2.5% 或 0.02 in。 2.9.8 低周减载 1

26、) 频率整定范围：45hz49.5hz，测量误差：0.02hz； 2) 频率滑差整定范围：0.520hz/s。 2.9.9 低压减载 1) 电压定值整定范围：30v100v (线电压) ； 2) 电压突变闭锁定值整定范围：10100v/s（线电压） 。 2.9.10 三相一次重合闸 检同期角度误差：2。 2.9.11 整组动作时间(包括继电器固有动作时间) 1) 差动保护的动作时间：2 倍整定值时，不大于 30ms； 2) 相间和接地距离 i 段的动作时间：0.7 倍整定值以内时，不大于 25ms； 3) 零序电流 i 段的动作时间：1.2 倍整定值时，不大于 25ms； 4) 过电流 i 段

27、的动作时间：1.2 倍整定值时，不大于 25ms。 2.9.12 测距误差(不包括装置外部原因造成的误差) 金属性短路时，不大于2%。有较大过渡电阻时，测距误差将增大。 2.9.13 光纤接口 传输距离 （km） 光纤类型光波长 (nm) 光接收灵敏 度（dbm） 发送电平 （dbm） 光纤连接 器类型 -8fc 4060单模1310-38-4fc 60单模1550-38-3sc 2.102.10 运输和贮存运输和贮存 装置应贮存在温度为-10+40、相对湿度不大于 80%，周围空气中不含有 腐蚀性、易燃、易爆等危险物品的室内。搬运过程应避免剧烈振动、冲击和碰撞。 csc-163系列数字式线路

28、保护装置 说明书 -11- 3 3 装置软件装置软件 csc-160 系列保护产品采用模块化的设计思想，型号不同仅是各保护功能模块 的逻辑配置不同，装置软件介绍根据功能模块介绍。下面介绍 csc-163 系列保护所 含功能模块。 3.13.1 保护程序整体结构保护程序整体结构 保护 cpu 软件包括主程序、采样中断程序和故障处理中断程序。 正常时运行主程序，每隔采样间隔时间执行一次采样中断程序，进行电气量的 采集、录波、突变量启动判别等。故障处理中断程序完成稳态量启动判别、保护逻 辑判别、 tv 异常判别、ta 异常判别、控制回路断线判别、ux相位判别等，如果 有异常发出相应的告警信号和报文。

29、对于严重的告警，发出信号的同时闭锁保护出 口，对于普通告警，发出信号提示运行人员注意检查处理。 3.23.2 启动元件启动元件 保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序。 3.2.1 相电流差、零序电流突变量启动元件相电流差、零序电流突变量启动元件 判据为：iiqd 或 3i0iqd(有零序电流保护的装置) 其中：i=| |ik-ik-t|-|ik-t-ik-2t| |， 指 ab、bc、ca 三种相别； 3i0 为零序电流突变量，iqd 为突变量启动定值。 当任一突变量连续 3 次超过启动门槛时，保护启动。采用此方式取得的突变量 电流可补偿电网频率变化引起的不平衡

30、电流。 3.2.2 零序电流辅助启动元件零序电流辅助启动元件(有零序电流保护的装置含此启动元件) 为了防止远距离故障或经大电阻故障时相电流差突变量启动元件灵敏度不够， 而设置该辅助启动元件。判据： 零序电流0.9*min(零序、段定值)，并持续 30ms 后该元件动作。 3.2.3 过电流辅助启动元件过电流辅助启动元件(有过电流保护的装置含此启动元件) 为了防止突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。判据： 任一相电流0.9*min(过流、段定值)，并持续 30ms 后该元件动作。 3.2.4 静稳破坏检测元件静稳破坏检测元件(有距离保护的装置含此元件) 为了检测系统正常运行状态下发生静

31、态稳定破坏而设置的元件。 判据：任一相电流静稳破坏电流定值并持续 30ms。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -12- 3.33.3 电流差动全线速动保护电流差动全线速动保护 3.3.13.3.1 csc-163csc-163 系列装置电流差动保护的功能特点系列装置电流差动保护的功能特点 1) 电流差动保护配有分相式电流差动保护和零序电流差动保护； 2) 具有 ta 断线闭锁功能，ta 断线后可以通过控制字设置解锁； 3) 具有 ta 饱和检测功能； 4) 保护中具有 ta 变比补偿功能，线路两侧(三侧)保护可以使用变比不同的 ta； 5) 具有 2mbps 高速通信口，可采用专

32、用通道(2mbps)。可复接 g.703 标准 64kbps 同向接口，也可复用 2mbps (e1)接口； 6) 具有双通道冗余功能，两个通道可分别采用专用或复用、64kbps 或 2mbps 任意组合； 7) 经由保护的通信通道可传送“远跳”命令和“远传”命令； 8) 具有通道监视和误码检测功能； 9) 保护间的数据通信采用 32 位 crc 校验，具有超强抗误码能力； 10) 方便试验调试：具有通道环回功能； 11) 可应用于双端电源系统、弱电源系统和 t 接线。 3.3.23.3.2 电流差动保护装置与通信系统的连接方式电流差动保护装置与通信系统的连接方式 连接有专用方式和复用方式两种

33、。 1) 专用方式：连接方式见图 4、图 5。 csc系列 电流差 动保护 csc系列 电流差 动保护 txa rxa txb rxb rxb txb rxa txa m侧n侧 m 侧保护装置 n 侧保护装置 专用光缆2m速率 ima、b、c ima、b、c ina、b、c ina、b、c 图 4 双通道冗余方式 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -13- csc系列 电流差 动保护 csc系列 电流差 动保护 csc系列 电流差动 保护 txa rxa txb rxb rxb txb rxa txa rxb txb rxa txa m侧 t侧 n侧 m侧保护装置 t侧保护装置 n

34、侧保护装置 图 5 三端系统接线方式 2) 复用方式：连接方式见图 6（以 a 通道为例） csc系列 电流差 动保护 csc系列 电流差 动保护 光信号或微波信号 64kbps接口或 2mbps(e1)接口 光信号 csc-186a 或 csc-186b 通信接口 m侧保护装置 数字传输装置 数字传输装置 通信接口 m侧保护装置 光信号 txa rxa rxa txa 64kbps接口或 2mbps(e1)接口 csc-186a 或 csc-186b 图 6 复用连接方式示意图 3.3.33.3.3 电流差动保护的启动元件电流差动保护的启动元件 1) 公共启动元件同 3.2。 2) 弱电源启

35、动功能 该启动元件用于弱电源侧保护启动。判据如下： a) 收到对侧启动信号； b) 某一相差流大于分相差动定值； c) 对应相或相间电压低于 0.6 倍相应电压额定值。 如果弱电源侧无 tv，不能提供电压量时，强电源侧保护可通过控制字选择“启 动相互闭锁退出”功能，则强电源侧保护可不受对侧启动元件闭锁，而能快速跳闸。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -14- 3) 远方召唤启动 该启动元件用于保证高阻接地时，远故障侧保护的可靠启动，判据如下： a) 收到对侧启动信号； b) 零序差动电流大于动作值：id0 i0z； c) 本侧及对侧均有电压突变（u8v 或 3u0 1.5v） 。

36、 3.3.43.3.4 电流差动保护的动作特性电流差动保护的动作特性 1) 两端系统电流差动保护两端系统电流差动保护 a) 分相电流差动保护分相电流差动保护 分相差动的动作曲线见图 7。 动作方程： idih id0.6ib 0id0.8ib-ih id3ih i差差动动 i制制动动 5ih ih 3ih k=0.6 k=0.8 动作区 图 7 差动保护的制动特性 说明： id=m + n， ib=m - n，ih=max (idz，2.5icap)， idz 为“分相差动定值” ，按大于 2.5 倍电容电流整定，icap 为正常运行时实测电容电流。 b) 零序电流差动保护零序电流差动保护 式

37、中：i d0=(ma+ mb +mc) + (na+ nb + nc),为零序差动电流。 ib0 =(ma+ mb +mc) (na+ nb + nc),为零序制动电流。 零序差动的动作曲线见图 8。 动作方程： id0i0z i d00.75ib0 id0 ib0 0.75 i0z 动作区 图 8 零序差动保护的制动特性 其中 i0z为“零序差动定值” ，按内部高阻接地故障有灵敏度整定； 线路上的接地故障通常可由分相电流差动保护正确反映，而零序电流差动保护 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -15- 仅作为经大电阻接地故障的后备保护，故带时限跳闸，该时限可以整定(最短 100ms

38、)， 零序电流差动元件动作可由控制字设为永跳或三跳。 2) 三端系统电流差动保护三端系统电流差动保护 三端系统电流差动保护的配置与两端系统完全相同，只是差动电流和制动电流 的计算方法不同： a) 分相电流差动保护分相电流差动保护 id=mnt，为差动电流。 ib=m(nt)，为制动电流。 式中假设 m 侧的电流模值为最大。 b) 零序电流差动保护零序电流差动保护 i d0=(ma+ mb +mc) + (na+ nb + nc) + (ta+ tb + tc),为零序差动电流。 ib0 =(ma+ mb +mc) (na+ nb + nc) + (ta+ tb + tc) ,为零序制动电流。

39、式中假设 m 侧的零序电流模值为最大。 3.3.53.3.5 电流差动保护的电流差动保护的 tata 相关判别相关判别 1) 线路两端 ta 变比补偿 当线路两端 ta 变比不一样时，可根据整定的“ta 变比补偿系数” ，使两侧的 电流一致。ta 一次额定电流的大的装置，补偿系数整定为 1；其它装置的补偿系数 整定为本侧 ta 一次额定电流除以一次额定电流的最大值。 2) ta 断线检测 ta 断线检测见后面说明：3.153.15 “异常检测和判别”“ta 异常检测”部分。 3) ta 饱和检测 采用模糊识别法对 ta 饱和进行检测，当判别出 ta 饱和后，根据饱和的严重 程度自适应抬高制动系

40、数。 3.3.63.3.6 电流差动保护的压板电流差动保护的压板 电流差动保护只有在两侧（三侧）差动压板均处于投入状态时才能动作，两侧 压板互为闭锁。若两侧（三侧）压板投入状态不一致，装置会报告“差动压板不一 致” 。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -16- 3.3.73.3.7 电流差动保护的通信电流差动保护的通信 电流差动保护要正常工作，两侧(三侧)装置通信的同步很关键。装置通信的同 步包括两个方面：采样同步和时钟同步。 3.3.7.1 电流差动的时钟同步 1) csc-163 系列电流差动保护可以采用以下通信方式： a) 以 2mbps 速率采用专用光纤通道。 b) 以

41、64kbps 速率复接基群设备的 g.703 同向接口。 c) 以 2mbps 速率复接二次群设备的 2mbps(e1)接口。 2) 通信时钟设置说明 a) 通信时钟方式和速率的设置 装置可以由差动控制位设置时钟速率“2mbps”或“64kbps” 。 装置可以由差动控制位设置时钟方式：“内时钟”或“外时钟” 。 csc-163a 和 csc-163b 系列为单通道，设定通道 a 的时钟方式和时钟速率。 csc-163t 为双通道，分别整定通道 a、通道 b 的时钟方式和时钟速率。 b) 通信相关说明 采用专用光纤通道时，两侧装置定值均应设为“内时钟” 。即数据发送采用 装置的内部时钟，接收时

42、钟从接收数据码流中提取。为提高差动保护的性能， 建议采用建议采用 2mbps2mbps 速率速率。 在保护复用 pdh 数字通信系统 2mbps (e1)接口时，两侧装置定值均应设为 “内 时钟” 。 在保护复用 sdh 数字通信系统 2mbps (e1)接口时，保护装置的时钟方式设 置与 2mbps (e1)信号到 vc12 的映射方式有关：当 vc12 采用异步映射方式时， 两侧装置定值均应设为“内时钟” ；当 vc12 采用同步映射方式时，两侧装置定 值均应设为“外时钟” 。如表 5 所示。 表 5 复用 2mbps(e1)接口时的时钟设置方法 pdhsdh vc12 映射方式异步映射方

43、式同步映射方式 保护的时钟方式“主主” “主主” “从从” 在保护复用数字通信系统 64kbpspcm 同向接口时，两侧装置定值均应设为 “外时钟” ，均取系统同步时钟，均取系统同步时钟，即数据发送时钟和接收时钟均从接收数据码流 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -17- 中提取。要求两侧基群设备的时钟必须按照表要求两侧基群设备的时钟必须按照表 6 6 所示的要求整定，否则会产生所示的要求整定，否则会产生 定期的滑码。定期的滑码。复用 64kbps 同向接口时保护的时钟应设置为“从从”方式。 表 6 复用 64kbps 同向接口时的时钟设置方法 pdhsdh vc12 映射方式异步

44、映射方式同步映射方式 保护的时钟方式“从从” “从从”“从从” pcm 的时钟方式“主从” “主从”“从从” 3.3.7.2 电流差动保护的采样同步 电流差动保护可以由控制位设置“主机” （置 1）或“从机” （置 0） ，用于保护 采样的同步。 两侧的电流差动保护必须一侧设为主机，另一侧设为从机；对于三端系统， 必 须一侧设为主机，另两侧设从机。该设置与通道方式无关。 r re el la ay yr re el la ay y m mn n从从机机端端主主机机端端 tp1 tm1 tm2 tm3 tm4 tn3 tn4 tn5 tm5 tm* tn3* tn1 tn2 tn* tp2 m端

45、发数据 n端发数据 td 图 9 采样同步原理 采样同步示意见图 9。 每个装置均可预先设置成主机或从机。 为保证两侧保护采样同步，设定为从机的一侧发一帧同步请求命令，其中 包括采样标号，主机在收到从机发来的命令后返回一帧数据，其中包括主 机的采样标号及该采样相应的时间等信息，从机收到主机的相应数据报文 后，可计算出通信传输延时和两侧采样时间差，从机根据这个采样时刻t 的偏差，确定调整次数，经过保护对采样时间的数次微调，直到，0t 两侧装置的采样完全同步。 这种同步方法的优点是两侧装置采样同步后，完成差动保护算法时，仅需 对齐两侧装置的采样标号即可保证算法的正确性，无需为通信的延时进行 csc

46、-163系列数字式线路保护装置 说明书 -18- 额外的补偿计算。这不仅简单，更为可贵的是，在完成差动保护算法的计 算过程中，与通信传输延时无关。这就意味着用这种方法实现采样同步的 差动保护装置可适应通信路由发生变化的通信系统。本保护装置可适应于 由于通信路由发生变化而造成传输延迟达 20ms，其同步误差不超过 1。 3.3.83.3.8 电流差动保护的帧校验说明电流差动保护的帧校验说明 数据通信的帧格式见表 3。 表 3 控制字采样标号ia相量ib相量ic相量开关量crc 1 字节1 字节4 字节4 字节4 字节2 字节4 字节 保护正常运行时，两侧（三侧）保护进行数据通信。收信侧保护接收到

47、一帧数 据后利用 crc 冗余循环检验码对收信数据检验，当 crc 检出一帧收信数据有错， 舍弃该帧数据，舍弃一帧数据相当于保护延时动作 3ms，收信数据 crc 检验无误时， 该帧数据有效，在保护计算中可以使用。 3.3.93.3.9 电流差动保护电流差动保护的远传、远跳功能的远传、远跳功能 1) 远传命令 保护装置设有 1 个经光电隔离的“远传命令”开入端子，装置籍助数字通道， 利用每帧数据中的控制字向对侧传送，对侧保护收到远传命令后不是直接跳闸，而 是输出 2 付空触点，供用户灵活选择使用。 2) 远方跳闸 为使母线故障及断路器与电流互感器之间故障时对侧保护快速跳闸，装置设有 一个“远方

48、跳闸”开入端子，用于传送母差、失灵等保护的动作信号。 保护启动时，有“远方跳闸”开入，会向对侧传送信号。对侧收到“远方跳闸” 信号后，判别满足定值中的条件 (启动或经距离段正向) 后驱动永跳。 3.3.103.3.10 电流差动保护的相关试验功能电流差动保护的相关试验功能 1) 装置自环试验 将装置 “通道环回”控制位置 1，定值设为“主机” 、 “内时钟” ，将装置的 rx 和 tx 用尾纤对接，投入检修状态压板，即可单装置自环，模拟 a、b、c 相区 内故障。 正常运行时，必须退出该功能。 2) 通道远方环回试验功能 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -19- 为方便用户进行带

49、通道整组试验，装置提供带通道远方环回试验功能。 正常运行时，必须退出该功能。 将两端装置的差动定值按照实际运行情况整定好后，将 m 侧装置“通道环回” 控制位置 1，m 侧投入检修状态压板，就可在 m 侧进行模拟区内短路试验。此时 n 装置收到 m 侧的采样报文后再回传给 m 侧。 3） 若未投入检修状态压板，则“通道环回”控制位投入 10 分钟后，装置告警 “通道环回长期投入” ，提示用户装置在“通道环回”状态，此时仍然可以作装置自 环和远方环回试验。 3.43.4 距离保护距离保护 3.4.1 选相元件 110kv 及以下输电线路为三相跳闸，本装置的选相元件用以判别实际系统的故 障情况，以

50、投入不同的距离元件，实现保护的正确跳闸和故障距离测量。 不同的系统发生不同类型的故障时，电流电压特征不同。装置针对不同的故障 特征，综合利用各种选相原理以满足不同系统的需要。在突变量起动后的故障初期 采用突变量选相元件。在非突变量启动或者突变量起动 20ms 后，采用稳态序分量 选相元件。在故障时电流特征不明显时，结合低电压和阻抗选相元件。 3.4.2 距离元件距离元件 1) 距离保护配置 大电流接地系统距离保护包括三段式相间距离和三段式接地距离，小电流接地 系统距离保护包括三段式相间距离。距离保护各段的投退均受距离压板控制。 2) 距离方向元件 对于出口短路或三相短路，距离保护采用记忆电压判

51、方向（故障前电压顺移两 周波后，同故障后电流比相） 。对于不对称故障，距离保护采用负序方向元件把关。 负序方向元件见图 10。 负序方向元件正向区为： 18arg（3i2/3u2）180 负序方向元件反向区为： 162arg（3i2/3u2）0 3i2 3u218 18 正方向 反方向 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -20- 图 10 3) 距离测量元件 距离测量元件以实时电压，实时电流计算对应回路阻抗值。阻抗计算采用解微 分方程法与傅氏滤波相结合的方法同时计算 za、zb、zc、zab、zbc、zca六种阻 抗。 计算相间阻抗的算法为：ul+ ri，=ab；bc； ca dt

52、 di 计算接地阻抗的算法为：ul +r (i+kr3i0)，= a；b； c )3( 0 dt ikid x 其中： kx=(x0-x1)/ (3x1)，kr=(r0-r1)/ ( 3r1)。故障电抗 x=2fl 。 4) 距离保护的动作特性 距离保护的动作特性均为多边形特性（如图 11） ，其中 r 独立整定可满足长、 短线路的不同要求，以灵活调整对短线路允许过渡电阻的能力，以及对长线路避越 负荷阻抗的能力，多边形上边下倾角的适当选择可提高躲区外故障超越能力。 图 11 设置小矩形动作区是为了保证出口故障时距离保护动作的可靠性。 小矩形动作区的 x、r 取值见表 4： 表 4 x 取值 当

53、 xdz 时，取 xdz/2 n 5 i 当 xdz 时，取 (in=1a、5a) n 5 in 5 . 2 i csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -21- r 取值 8 倍上述 x 取值与 rdz/4 两者中小者 5) 距离保护的出口选择 根据系统的需求情况，可以选择“相间故障永跳”和“段及以上故障永跳” ， 此时若发生相间故障、段范围内故障，距离保护出口永跳，避免扩大故障影响范 围。 3.4.33.4.3 振荡中不对称故障开放元件、振荡中对称故障开放元件振荡中不对称故障开放元件、振荡中对称故障开放元件 装置的距离保护、段可以由控制字选择经或不经振荡闭锁。选择“经振荡 闭锁”时，

54、、段仅在突变量启动元件启动后的 150ms 内开放（段固定） ，以后 由不对称、对称故障检测元件开放距离、段。 1) 不对称故障开放元件: 利用零序和负序电流特征可区分是发生了故障还是振 荡。其开放判据为： |i0|m1|i 1|或|i 2|m2|i 1| 为了防止振荡系统切除时零序和负序电流不平衡输出引起保护的误动，保护延 时 50ms 动作。 2) 对称故障开放元件:阻抗变化率（dr/dt）检测元件。本保护利用三相故障 发生、发展过程中所显现出来的一系列特征，如故障以后阻抗基本不变，而振荡时 阻抗总在渐变等，快速识别振荡闭锁中的三相对称故障，保护的三相故障动作时间 与振荡特征的明显程度成反

55、时限特性。 3.4.43.4.4 转换性故障转换性故障 如果故障开始时为单相接地，但不在段保护范围内，在振荡闭锁开放的时间 (装置为 0.15s)后发展成相间故障，此时一般的相间距离保护只能靠由段切除故 障或靠振荡闭锁中不对称故障开放元件、对称故障开放距离元件，势必造成一定延 时。装置在故障开始时计算并记忆单相接地的故障距离，以后如果转成相间故障， 立即计算三种相间阻抗。如果任一相别在段内，并且故障距离同开始时单相接地 故障距离相近，立即固定段，从而保证了由段延时切除上述故障。 3.4.53.4.5 双回线相继速动功能双回线相继速动功能( (仅在启动后仅在启动后 300ms300ms 内投入内

56、投入) ) 3.4.5.1 双侧电源的双回线相继速动功能 利用相邻线路距离段的动作行为而实现，见图 12。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -22- dl1 dl3 dl2 dl4 acac l1 l2 k1mn 图 12 故障开始 dl3的 z动作，当 dl2由其速动段保护跳开后，dl3的 z马上返回， 同时向 dl1的 z输送一个“加速信号” 。dl1的 z在收到“加速信号”而且满足以 下相继速动的条件后加速 z动作出口，跳开 dl1： 1) 双回线相继速动压板投入； 2) 本线距离段 z区内； 3) 故障开始时没有收到加速信号，其后又收到同一侧另一回线来的加速信号； 4)

57、本线 z在满足 2)条件后经一个短延时(20ms)仍不返回。 3.4.5.2 单侧电源双回线路的负荷端保护的相继速动功能 当 m 侧无电源，即为负荷端时，因为在 k1 点故障时，dl3的 z不可能动作，故 上述相继速动的条件不能满足,而可以利用负荷端保护在对侧 dl2跳闸前和跳闸后感 受的电流变化来实现加速功能。故障开始，dl3的电流方向从线路流向母线，故 dl3 的 z不可能动作；当 dl2跳开后，dl1和 dl3的保护感受的电流相对故障初期会突然 增大，根据以下判据： 1) 双回线相继速动压板投入；同时控制位“双回线负荷端”投入； 2) 本侧（dl1）距离段 z区内； 3) 收不到同侧另一

58、回线（dl3）来的加速信号； 4) 300ms 内 dl1的相电流相对故障开始时增大 4 倍以上； 5) 同侧另一回线（dl3）有电流（门槛 0.1in） ； 6) 本侧 z在满足上述条件后经小延时(40ms)不返回。 此时本侧的距离段加速出口，跳开 dl1。 3.4.63.4.6 不对称故障相继速动功能不对称故障相继速动功能 不对称故障时，利用近故障侧三相跳闸后，非故障相电流的消失，可以实现不 对称故障相继速动，见图 13。 csc-163系列数字式线路保护装置 说明书 -23- acb dl1 dl2 acb k2 ih acac 图 13 当线路末端 k2点不对称故障时，非故障相仍有负荷

59、电流 ih，在 n 侧速动保护跳 开 dl2后，由于 dl2为三相跳闸，非故障相电流 ih 同时被切除。因此 m 侧保护可以 利用本侧非故障相电流消失而确认为对侧断路器已跳闸，来加速本侧距离段动作 出口，跳开 dl1。 不对称故障相继速动的条件是： 1) 定值中“不对称相继速动”功能投入； 2) 本侧距离段区内； 3) 有一相电流由故障时有电流（大于 0.16in）突然变为无电流（小于 0.08in） ； 4) 本侧距离段在满足 2)条件后经短延时(40ms)不返回。 此时，本侧距离段加速出口，跳开 dl1。 注：若距离段和下一级线路的距离段配合，应退出不对称故障相继速动功 能。 3.53.5

60、 tvtv 断线后的两段过流保护断线后的两段过流保护 tv 断线后距离保护退出，用于大电流接地系统的装置，配有距离保护的型号， 还配有两段 tv 断线后过流保护。该保护不带方向和电压闭锁，在 tv 断线后随距离 压板的投入而自动投入。 3.63.6 零序电流保护零序电流保护 零序电流保护包括四段零序电流保护和一段零序加速段(可选配)。四段零序电 流保护的投退受零序压板控制。 零序正方向元件的动作判据： 18arg(3i0/3u0) 180(图 14)，且 3i0零序、段定值 其中零序方向元件的方向判别采用自产 3i0(由三个相电流相加)和自产 3u0(三 csc-163系列数字式线路保护装置