PRS753S光纤分相纵差成套保护装置技术说明书V1.00090930

1、PRS-753S光纤分相纵差成套保护装置技 术 说 明 书V1.00二九年二月PRS-753S光纤分相纵差成套保护装置技 术 说 明 书V1.00编写： 俞伟国 宋晓亮审核： 侯 林 陈远生批准： 徐成斌二九年二月本说明书适用于PRS-753S系列国网标准化装置V1.00及以上版本程序本装置用户权限密码：700说明：PRS-753S装置运用于220kV及以上系统的标准版本软件分类如下：序号软件版本备注1PRS-753S满足QGDW 161-2007 线路保护及辅助装置标准化设计规范，适用于220kV及以上系统的国网标准化线路纵联差动保护本说明书由长园深瑞继保自动化有限公司编写并发布，并具有对相

2、关产品的最终解释权。相关产品的后续升级可能会和本说明书有少许出入，说明书的升级也可能无法及时告知阁下，对此我们表示抱歉！请注意实际产品与本说明书描述的不符之处。更多产品信息，请访问互联网：技术支持电话：(0755) 3301-8624/8663传真：(0755) 3301-8889，3301-8664欢迎拨打免费客户服务电话：400-678-8099PRS-753S光纤分相纵差成套保护装置目 录1装置概述11.1应用范围11.2保护配置11.3主要性能特点22技术参数32.1机械及环境参数32.2额定电气参数32.3主要技术指标32.4通讯接口42.5光纤接口53保护原理63.1启动元件63.

3、2差动元件73.3差动保护特性说明93.4选相元件133.5距离继电器133.6零序电流保护183.7振荡闭锁193.8PT断线检测和紧急状态保护203.9合闸于故障保护213.10非全相运行213.11三相不一致保护223.12重合闸223.13跳闸逻辑和重合闸闭锁253.14压板逻辑274辅助功能284.1信号系统284.2事故分析与过程记录285定值及整定说明365.1PRS-753S定值365.2定值整定说明396硬件说明426.1装置整体结构（硬件原理图）426.2动作出口436.3输入开关量436.4信号接点446.5装置接线与安装45附录A 装置使用46A.1面板使用说明46A.

4、2菜单界面操作说明49A.3装置运行报告及事故报告范例63A.4装置汉字定值整定说明66附录B 装置调试与投运74B.1 调试资料准备74B.2 通电前检查74B.3 上电检查74B.4 整机调试74B.5 装置投入运行操作步骤76B.6 注意事项76附录C 通道自环试验功能使用说明78附录D 串补电容线路保护79D.1距离保护的超越79D.2采用记忆电压极化81D.3防止反方向经电容短路距离保护失去方向性82D.4零序方向继电器82D.5串补整定说明83【附图1】 装置端子排布置图（装置背视图）84【附图2】 装置端子排接线图85【附图3】 装置正面布置及安装开孔图86【附图4】 装置内置光

5、通信板信号灯说明87I1 装置概述1.1 应用范围PRS-753S装置为全数字式的超高压线路保护，主要适用于220kV及以上电压等级、需选相跳闸的输电线路保护。PRS-753S装置以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并配有零序电流差动元件的后备差动段。装置还集成了全套的距离及零序保护作后备保护。后备保护包括三段式相间距离、三段式接地距离保护、两段零序电流保护、一段零序反时限保护、三相不一致保护等，并配有灵活的自动重合闸功能。PRS-753S装置内带有内置光通信板，以光接口的方式对外通信，传输保护用电流数据及开关量信息；同时，装置还可通过独立的外置光通信转换装置与电站PCM设备的复接，实现长距

6、离线路的纵差保护。1.2 保护配置PRS-753S光纤分相纵差成套保护装置具有如下保护和告警功能：l 相关电流差动保护l 突变量电流比率差动保护l 稳态量电流比率差动保护l 零序电流比率差动保护l 差流及零序差流越限告警l CT断线告警及闭锁差动保护l CT饱和检测和闭锁l 远传和远方跳闸功能l 电容电流和并联电抗器补偿l 快速距离保护l 三段式接地距离保护l 三段式相间距离保护l 两段定时限零序电流保护l 一段零序过流反时限保护l PT断线紧急状态保护l 非全相运行状态保护l 合闸于故障保护l 一次重合闸功能l 三相不一致保护l PT断线告警l TWJ异常告警1.3 主要性能特点l 硬件上，

7、保护CPU采用先进的32位浮点DSP处理器，管理CPU采用32位RISC芯片，运行实时操作系统，技术先进可靠，便于维护和升级，具有很强的兼容性。l 主保护和后备保护各有独立的启动元件，两个启动元件均动作时整套保护装置才能出口，保护装置安全性高。l 依分时分段原理构成的分相电流纵差主保护动作快速，功能完备。基于相关差动新原理的保护判据不受线路电容电流、负荷电流及CT饱和等的影响，具有反时限的动作特性，动作灵敏快速；故障分量比率差动不受负荷电流的影响，是差动的灵敏段；稳态量比率差动作为全线路差动保护的总后备；带延时的零序电流差动保护则用于对高阻接地故障提供保护。整套差动保护的配置能够很好地满足保护

8、快速性、灵敏性及选择性的要求。l 装置采用光纤传输方式对外进行通信，传送保护用的电流电压量和保护相关开关量信息。采用EOC-700与变电站PCM终端设备或SDH终端复接时，可采用2Mbps高速数据同步通信方式。l 具备通信误码检测、通道自动监测、通道故障自动闭锁和通道恢复延时开放差动保护的功能。l 由软件实现的实时电容电流及并联电抗器补偿功能，可根据具体情况选择投退。对基于电流相量做判断的保护设置电容电流补偿功能，进一步提高保护灵敏度；同时，装置还可根据线路两端并联电抗器的投切状态对补偿电流做进一步的修正。l 主差保护具有对CT断线和外部故障CT饱和的自动检测和闭锁功能，可由控制字选择闭锁差动

9、保护。整套装置的动作特性受线路两端不同CT特性和CT饱和的影响小，在穿越性故障下不会误动。l 1组远方跳闸及2组远传开入接点，可经由数字通信通道传送跳闸量开关信号，实现远方跳闸及信号的远传功能。l 保护不受振荡影响。在系统振荡（无故障）时可靠不误动，在振荡中又发生故障时仍能保持保护动作的快速性与选择性。l PT断线时，差动保护一直投入，后备投入紧急状态保护。紧急状态保护为一段式无方向性的相过电流保护和一段零序电流保护。l 自动检测非全相运行状态，并提供非全相运行状态下的保护。l 在手动和自动合闸时，差动保护一直投入，且后备保护配有合闸于故障保护功能，可快速切除全线各种故障。l 不受弱馈侧安装影

10、响，具备在弱电源侧的正确保护功能，能适应正、负序阻抗过大，或两侧零序阻抗差别过大的各类情况。l 适应串补线路，具有防止距离保护元件拒动和误动的完善措施。l 灵活的自动重合闸功能。l 完善的事故分析功能，包括保护事件记录、故障启动记录、故障录波记录（包括保护模块的流程数据记录）、保护投退记录、装置运行记录、开入记录、自检记录、闭锁记录和光纤记录等。可再现故障情况以及故障时保护装置的动作行为。l 包括液晶显示、运行状态光字牌及按键在内的简明的显示界面和人机操作功能。l 装置对外提供的通信接口有：三个TCP/IP以太网接口，三个RS485口，一个串行调试口，一个串行打印口。一个GPS脉冲接入口（差分

11、输入或空接点输入，对秒、分脉冲及IRIG-B串行编码三种校时方式自适应）。通信规约采用电力行业标准IEC60870-5-103规约。以太网口还支持IEC61850规约。2 技术参数2.1 机械及环境参数机箱结构尺寸：482.6mm ×265.9mm×261.5mm（宽×高×深）正常工作温度：-5 45极限工作温度：-10 55贮存及运输： -25 70相对湿度：5% 95%大气压力：86 106KPa2.2 额定电气参数频率： 50Hz交流电流： 5A或1A（额定电流IN）交流电压： 100V或57.7V（额定电压UN）直流工作电源： 220V/110V

12、，允许偏差： -20+15数字系统工作电压： +5V， 允许偏差： ±0.15V继电器回路工作电压：+24V， 允许偏差： ±2V功耗：交流电压回路： 每相不大于0.5VA交流电流回路： 每相不大于0.5VA直流电源回路：正常工作时，全装置不大于35W跳闸动作时，全装置不大于50W保护回路过载能力：交流电压回路：1.2倍额定电压，连续工作2倍额定电压，允许1s交流电流回路：2倍额定电流，连续工作10倍额定电源，允许10s40倍额定电流，允许1s直流电源回路：80115%额定电压，连续工作装置经受上述的过载电压/电流后，绝缘性能不下降。2.3 主要技术指标2.3.1 动作时间

13、差动保护全线跳闸时间：25ms（2倍定值）快速距离元件： 310ms（近端），20ms（远端）距离保护段：25ms（70%整定值）2.3.2 定值精度电流定值误差：3%电压定值误差：3%阻抗定值误差：3%距离继电器精工电压：0.25V距离继电器精工电流：0.05In30In时间继电器的动作精度误差：最大整定值的1%或40ms故障测距误差：线路全长的3%（金属性故障）检同期元件角度误差：±3°快速保护暂态超越：5装置定值整定范围和步长见定值表。2.3.3 输出接点容量装置出口和信号接点单接点最大允许接通功率为150W或1250VA，最大允许长期接通电流5A，多副接点并联时接通

14、功率和电流可以适当提高。2.3.4 实时时钟掉电不停计时的实时时钟。该实时时钟具备万年历功能，能接收微机监控系统的校时。装置内部实时时钟在装置掉电时自动切换由时钟芯片内部锂电池供电，在电池无短路及其它异常情况下，后备电池工作时间不少于10年。GPS校时方式下，BCPU（主保护CPU板）和PCPU（后备保护CPU板）时钟严格与MCPU（管理CPU板）同步，误差不超过±1ms。2.3.5 电磁兼容静电放电性能符合： GB/T14598.14-1998（级）快速瞬变干扰性能符合： GB/T14598.10-2007（级）浪涌（冲击）抗扰度性能符合： GB/T14598.18-2007（级）

15、高频电气干扰（1MHz脉冲群）性能符合： GB/T14598.13-1998（级）辐射电磁场干扰性能符合： GB/T14598.9-2002（级）2.3.6 绝缘试验绝缘试验符合：GB/T14598.3-93 6.0冲击电压试验符合：GB/T14598.3-93 8.02.4 通讯接口装置对外提供的通信接口有：三个TCP/IP以太网接口，三个RS485口，一个串行调试口、一个串行打印口，一路GPS接口（差分输入或空接点输入，对秒、分脉冲及IRIG-B编码三种校时方式自适应）。通信规约采用电力行业标准IEC 60870-5-103规约。以太网口还支持IEC61850规约。2.5 光纤接口光纤接口

16、位于装置CPU板插件的背面。光接口使用符合工业标准9针SIP接口的收发一体光模块，接口特性如下：a) 线路码速率：2MHzb) 线路码型：CMIc) 光接头：FC/PCd) 光模块收发模式：模式 单模波长 1310nme) 发送功率： -9dBmf) 接收灵敏度： -40dBmg) 允许最大时延：15msh) 推荐直连距离：60km（最大不超过100km）3 保护原理3.1 启动元件装置启动采用以下方案：对分立的主、后备保护板配置相同的启动元件，其动作分别用于开放对方板出口继电器的正电源。对方板启动元件和本板保护元件动作的出口组成“与”逻辑，它们共同动作决定本板保护继电器的出口跳闸。装置的启动

17、元件分为四部分：突变量启动、相过流启动、零序过流启动和电压启动。任一启动条件满足则确认保护启动。3.1.1 电流突变量启动该元件测量相电流突变量的幅值，具体判据为 (3-1)式中：为浮动门槛，为“变化量启动电流定值”。当任一相电流突变量满足启动门槛时保护启动。3.1.2 相过流启动相过流启动元件的动作判据为 (3-2)如果负荷缓慢增加，三相电流始终保持对称，则元件可能不启动，此时当满足式(3-2)后延时20ms启动。为“振荡闭锁过流定值”。3.1.3 零序过流启动为保证远距离故障或经大电阻故障时保护可靠启动，设置零序过流启动元件。其动作判据为 (3-3)式中：为“零序启动电流定值”。该式满足并

18、持续30ms后，启动元件动作。3.1.4 电压启动为保证在弱馈线路的弱馈侧和高阻接地故障的远故障侧，差动保护能可靠启动，设置电压启动元件。电压启动元件包括两个部分。第一部分是本侧低电压，且差流达到稳态量差动的门槛值置保护启动；第二部分是对侧存在一定的零负序电压，且差流达到稳态量差动的门槛值，置保护启动。3.2 差动元件本装置差动主保护设计的出发点，是利用两侧电流的大小及故障时间依分段分时的原则选择差动继电器的动作判据。各差动继电器对每种判据均分相设置，同时包含一个独立的零序差动继电器。3.2.1 相关电流差动保护3.2.1.1 基本原理本装置中所采用的相关差动新原理具体判据如下： (3-4)

19、(3-5)式中：j 为代表采样点数的变量，p为当前采样点序号（j、p均从由启动元件确定的故障发生时刻算起）；t为采样间隔；IN 为电流互感器二次侧的额定电流；Edz为动作门槛值（程序已取固定值）。以上判据中的式(3-4)为相关差动的基本启动判据，式(3-5)为相关差动保护判据。式(3-4)中的两式均成立且式(3-5)成立就判为区内故障。式(3-4)及式(3-5)两式都具有限时动作的特性，且在故障起始一个周波（20ms）之后该判据自动退出。3.2.1.2 特性分析本装置中采用相关电流差动新判据的作用是快速切除对系统稳定威胁较大的大电流内部故障。具体地说，它具有以下的突出优势：a) 具有反时限的动

20、作特性：由于其采用的是故障分量电流瞬时值的累加，因此内部故障愈严重，故障分量电流愈大，判为故障则愈快，从而有效弥补了相量差动由于要计算相量而无法对严重故障快速出口的不足。b) 内、外部故障的选择性好：对于内部故障，积分的最终结果为正；而对于外部故障，积分的最终结果则为负，时间越长，这一特点将越明显。c) 具有天然的抵抗电容电流能力，内部故障时无需进行电容电流补偿：对于超高压长线内部故障，虽然电容电流的影响可以使线路两端的故障电流出现较大相差，但两端的故障分量电流的基本相位关系不会改变，因此判据中的累积值不会改变符号，电容电流将只影响到判据的动作速度而不会引起保护拒动。另外，由于采用瞬时值做判断

21、，判据本身具有对谐波的不敏感性，这也有助于减小外部故障时暂态电容电流的影响。d) 由于采用故障分量，故不受负荷电流的影响；e) 基于相关差动保护原理，不受正常运行时系统振荡的影响；f) 在CT断线及CT饱和的情况下不会误动，不需闭锁。需要说明，相关差动判据由于采用的是电流瞬时值做判断，因此故障初始时刻对于判据开始的累加结果会产生一定的影响，但通过定值和时限（内部固定）可以正确反映特大故障电流的动作特性。另外，该判据从原理上不能反映空投故障、单端电源及弱馈线故障等情况；但是该装置的其他差动判据能够克服该弱点。3.2.2 突变量电流比率差动动作判据为 (3-6)式中：为“差动动作电流定值”，动作量

22、、为经电容电流补偿后的被保护线路两侧的突变量电流（以下未带脚注，含义相同）。式中相量值为当前计算值对其二周波前计算结果的差分。由算法决定，突变量比差判据只在故障起始后的2周波（即40ms）内投入。在对区外故障进行较准确的电容电流补偿之后，可以降低电流门槛定值，进一步提高保护对内部高阻接地故障的灵敏度；电容电流补偿同时还增加了内部故障时的动作量。3.2.3 稳态量电流差动稳态量电流比率差动判据如下 (3-7)式中：为“差动动作电流定值”；动作量、为经电容电流补偿后的被保护线路两侧的电流量。稳态量电流比率差动保护的动作特性如图3-1所示。IrId制动区IdzK=0.6动作区图3-1 稳态差动保护动

23、作特性图中坐标为差动电流，为制动电流；Idz为式(3-7)中的比差门槛定值，图中阴影区为保护动作区。3.2.4 零序电流比率差动零序电流比率差动判据如下 (3-8)式中：为“差动动作电流定值”，动作量、为线路两端的零序电流。采用零序比率差动判据主要是为了反映重负荷下的高阻接地故障。由于零序电流是故障分量，因此具有较高的灵敏度。本判据固定经100ms延时动作，以躲过三相合闸不同时及CT暂态过程等因素的影响。零序比率差动动作选相跳闸。零差选相的依据是零差动作后，选出差流最大相为故障相。本装置的零序差动只有在分相差动不动作的情况动作。3.3 差动保护特性说明3.3.1 电容电流和并联电抗器补偿3.3

24、.1.1 电容电流补偿本装置中所采取的电容电流补偿方式是，仅对本侧输入差动比较器的电流进行补偿，而经通道传送到对侧的电流则不进行补偿，或者说只是在进行差动计算时扣除由分布电容产生的电流。分别对应于两侧的保护装置，其差流的计算公式为： (3-9)式中：和分别为两侧计算的补偿电流量，其值由本侧计算的线路中点电压作用于线路全电容得到。式中负号是由于规定两侧电流的正方向都是由母线流向线路而产生的。在线路单端供电和空载合闸等情况下，这种补偿方式较单独的全补偿或半补偿方式具有更好的适应性，补偿消除了稳态电容电流的影响。3.3.1.2 并联电抗器补偿当线路一端或两端接有并联补偿电抗器时，还应对相应侧装置的补

25、偿电流进行修正。并联电抗器的投退由定值决定。考虑并联电抗器补偿之后补偿电流的计算公式为： (3-10)3.3.2 CT断线检查本装置CT断线判据不考虑单侧三相CT断线以及两侧CT同时断线，CT断线的判据为： (3-11)式中：为“CT断线零序电流门槛”值，正常运行时选择“零序启动电流定值”，若“零序启动电流定值”大于0.1In时则取0.1In。为“CT断线零序电压门槛”定值，固定取2V。式(3-11)判据满足即判为CT断线，延时4s发CT断线告警信号。CT断线瞬时闭锁突变量比率差动保护，并可由“CT断线闭锁差动”控制字决定是否瞬时闭锁稳态量电流比率差动和零序电流比率差动。对侧CT断线的信号将经

26、由数字通道传送至本侧，本侧装置经延时确认后报“对侧CT断线”，与本侧CT断线作同样的逻辑处理。3.3.3 CT饱和检测和闭锁瞬时动作的特性使差动保护更多地受到短路暂态过程的影响，采用较大的制动系数将会降低保护的灵敏度。考虑到CT饱和的随机性，为既不降低内部故障时保护的灵敏度，又能克服CT饱和的不利影响，在判据中增加对外部故障引起CT饱和的检测算法。由于CT线性传变区的存在，在短路刚发生的很短时间内，CT是未饱和的，因此对于区外严重故障，差流出现时刻和故障发生时刻之间存在较明显的时差，而对区内故障，二者是基本同时的，因此检验时差就可以判断CT饱和。装置在检测到CT饱和后对差动保护实施闭锁，同时，

27、也考虑到饱和后故障可能发展到区内的情况，采用波形识别技术，能快速开放保护，以便区外转区内的故障情况能够正确动作。CT饱和不闭锁相关电流差动保护。3.3.4 对侧CT变比调节系数KCT装置自适应两侧使用不同CT变比。对侧CT变比的一次值由通讯获得。软件自动将对侧的电流折算到本侧CT变比时的值。在装置界面中看到的值为对侧电流折算到本侧变比时的值。3.3.5 差流越限告警为防止装置交流输入和数据采集系统故障，当三相差流中的任一相差流大于“差动动作电流定值”的时间超过5秒，而突变量比差、相关差动和稳态量比差均没有动作时，发出“差流越限”告警信号。同样，对零差保护，也设有零序差流越限告警元件。当零序差流

28、大于“差动动作电流定值”的时间超过5秒，而零序比差没有动作时，发出“零序差流越限”告警信号。差流越限告警元件对差动保护无任何影响。3.3.6 远方跳闸和远传除交换两侧三相电流数据之外，装置也经由数字通道传送若干开关量，实现一些辅助功能，其中包括远方跳闸及远传。装置外端子上分别设有1组远方跳闸和2组远传开入信号接点及2组远传开出信号接点，其中远传开关信号的接入方式可由用户灵活使用。光纤差动保护的“远方跳闸、远传1、远传2”功能受纵联保护功能硬压板、控制字、软压板控制。3.3.6.1 远方跳闸根据具体情况，本侧装置远方跳闸信号的开入接点可由本侧“母差保护”、“电抗器保护”或“失灵保护”动作的开出接

29、点独立或并联接通；而由对侧以开关量方式传送过来的远方跳闸信号则是对侧要求本侧装置跳闸的信号，装置在收到并确认了此开关量信号之后，固定经本侧启动元件控制，本侧启动元件动作，跳三相开关，同时闭锁重合闸。本侧保护装置开入量“远跳”若长时间有开入，延时 4S 报“本侧远跳开入异常”，但仍将本侧的远跳开入信息传往对侧。对侧接收报文的“收远跳”延时4S报“对侧远跳开入异常”，同时闭锁本保护装置的远跳功能。3.3.6.2 远传同远方跳闸信号一样，装置也借助数字通道分别传送2组远传开入量信息，接点的接通方式也类似；它们与远方跳闸信号的区别之处只在于不同的接收处理上，即本侧装置在确认接收到的开关量信号为远传信号

30、之后，并不作用于本装置的跳闸出口，而只是如实地将所收到的这些（对侧装置的）开入接点状态反映到本侧装置对应的开出接点上。3.3.7 差动保护动作逻辑3.3.7.1 动作逻辑说明1) “主保护投/退”硬压板为差动保护总投入。2) 本保护板启动元件动作后开放另一保护板出口继电器的正电源，其输出信号在展宽7秒后依返回条件决定返回与否，将保护整组复归。3) 有CT断线直接闭锁突变量比差，并可经“CT断线闭锁差动”控制字的投退决定是否闭锁稳态量比差和零序比差保护。4) 在A、B、C三相差动继电器不动作的前提下，零序差动继电器动作，经100ms延时选相跳闸；5) 有CT饱和直接闭锁除相关电流差动外的各差动保

31、护。6) 主差保护在以下三种情况下不分相出口，任何故障跳三相：a) “三跳跳闸方式”投入；b) “三相重合闸”方式投入。c) “停用重合闸”方式。另外，在以下情况下，差动保护亦进入“三跳”逻辑，并闭锁重合闸：a) 有“闭锁重合闸”开入；b) 非全相运行再故障，跳三相，并闭锁重合闸；c) 多相故障及转换性故障，跳三相，并（经“多相故障闭锁重合闸”控制字决定）闭锁重合闸；d) 手合故障时，跳三相，并闭锁重合闸；e) 收到“远方跳闸”信号，且有启动元件动作时，跳三相，并闭锁重合闸。7) 差动动作标记差动动作标记是为提高差动保护动作的安全性和可靠性而设置。各相差动继电器动作向对侧发送差动继电器动作标记

32、；另外，本侧跳闸固定动作及断路器断开（TWJ常开接点闭合且该相无流）都向对侧发送差动动作标记，以确保对侧能正确跳闸。本侧差动保护继电器的出口则需以收到“对侧差动继电器动作标志”为必要条件，即保护装置在判断两侧差动元件都动作的情况下才确定为本相区内故障，输出出口跳闸信号。3.3.7.2 差动保护动作逻辑图图3-2 差动保护动作逻辑图3.3.8 光通信部分3.3.8.1 光通信模块光通信模块分为内置板和外置通信设备两种，两者的光接口特性相同。其使用方式如图3-3和图3-4所示。内置光通讯板完成由保护板至通道的电/光及光/电信号的转换；外置通讯设备EOC-700可以将2M/s的光信号转换为2M/s的

33、电信号，完成装置与光纤设备的接口功能（外置通讯设备EOC-700详见EOC-700技术说明书）。保护CPU板内置光通信板同左光纤通道图3-3 专用光纤方式保护CPU板内置光通信板同左光纤通道数字通信设备外置通信设备EOC-700图3-4 数字复接方式3.3.8.2 采样同步两侧装置一侧作为同步端（从），另一侧作为参考端（主），以同步方式交换信息。参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息，同步端随时调整采样间隔。如果满足同步条件，就向对侧传输数据；否则瞬时闭锁差动保护，同时启动同步过程，直到满足同步条件为止。3.3.8.3 通信可靠性为保证通信可靠性，对通信状态的监视和处理主

34、要包括以下几方面：1) 每帧数据进行CRC校验（由硬件实现）及代码和校验，错误则舍弃；2) 每秒进行错误帧统计，错误帧数大于一给定值时，认为通信异常，通信异常之后闭锁差动保护，一旦通信恢复，自动恢复保护；装置自动统计数据传输的误码率，当其达到一给定值时，报自检信息“光纤通道异常”；3) 通信为恒速率，每秒钟收到的帧数为恒定，如果连续丢失帧数大于给定值，认为通道中断；通道中断时闭锁差动保护，一旦通信恢复，自动恢复保护；通道中断持续100ms报自检信息“光纤通道中断”；4) 对装置内同样经由数字通信通道传送的开关量信息，采用专门的互补校验处理以进一步提高其传送的可靠性。3.3.8.4 通信时钟方式

35、装置通信时钟可通过通过光纤通信板（WB680）上的拨码开关或者定值来设置光纤通信时钟方式：“内时钟（即主时钟）”或“外时钟（即从时钟）”。3.4 选相元件PRS-753S装置的主保护采用差动选相。PRS-753S装置后备保护的选相动作采用先选相再测量的方式实现，并采取用突变量距离的全面测量与稳态量选相测量相结合的方式：在故障开始后的第一周波投入各突变量距离继电器进行全面的选相测量，其后转入稳态量选相。用稳态量选相可以适应故障转换，使延时段保护也可按选相结果进行测量。稳态量选相采用多重判据，用电流选相与电压选相相结合，又都是将故障相与健全相相对比较，能自适应于用户整定，使用方便。稳态量选相逻辑如

36、下：1) 判断是否接地：若且时，判为接地故障，反之为不接地故障。2) 接地故障选相：利用I0和I2的相位关系，初步确定可能的故障类型；再根据电压的关系，确定是单相接地还是两相接地。3) 不接地故障选相：利用区分三相对称故障，并通过对线电压大小的排序确定两相故障的故障相。3.5 距离继电器本装置分别设置了快速距离继电器及三段式相间和接地距离继电器，各段保护均可由用户整定独立投退。3.5.1 快速距离继电器快速距离继电器采用突变量距离继电器。突变量接地距离继电器的动作判据为 (3-12)突变量相间距离继电器的动作判据为 (3-13)式中：、为相和相间补偿电压；、为和的突变量；、为和在故障前的值，其

37、二次值近似为V、V；为“快速距离保护定值”。分析表明，突变量距离继电器有：1) 距离性；2) 方向性。其保护范围由整定阻抗决定。在阻抗平面上的动作特性如图3-5所示。图中（线路全长阻抗），圆和分别为正、反方向故障时的动作特性。ZzdZsmC1C2Rj XZsnMYN图3-5 突变量距离继电器动作特性本保护在故障后40ms内依次用6个突变量相和相间距离继电器进行测量，充分发挥突变量距离保护原理的优点，快速切除整定阻抗范围内的各种故障（包括在出口和背后母线上同时发生的复故障），在故障40ms后则用稳态量实现保护。3.5.2 相间距离继电器3.5.2.1 带记忆特性的姆欧继电器动作特性相间故障采用带

38、记忆特性的姆欧继电器。带记忆特性的姆欧继电器的动作判据为 (3-14)为故障前电压，对于相间故障是健全相电压，对于三相故障是记忆电压。式(3-14)在阻抗平面上的动作特性如图3-6所示，图中Zsm、Zsn分别为保护安装侧母线至本侧及对侧的系统阻抗。图中的圆C1和C2分别为继电器在正、反方向的动作特性。正方向短路时测量阻抗落于圆C1内，继电器能灵敏的动作；反方向短路时测量阻抗落于第III象限，不会落入反方向动作圆C2内，继电器肯定不会动作。因而健全相电压极化的姆欧继电器方向性十分明确。需要提及注意的是，正、反方向故障时的动作特性必须以正、反方向故障为前提导出，图3-6中C1包含原点表明正向出口经

39、或不经过渡电阻故障时都能正确动作，并不表示反方向故障时会误动。图3-6 相间距离元件动作特性3.5.2.2 两相故障相间距离继电器两相故障相间距离继电器采用健全相电压极化的姆欧继电器。相间距离继电器在有些情况下，可能躲不开负荷阻抗。装置配置了“负荷限制电阻定值”，通过负荷线限制距离。参照图(3-7)，负荷线为与整定阻抗平行的一条直线，其与实轴的交点值为“负荷限制电阻定值”。 (3-15)两相故障三段相间距离继电器在阻抗平面上的动作特性如图3-7所示。图3-7 两相故障三段相间距离元件动作特性3.5.2.3 三相故障相间距离继电器三相故障采用BC相参数进行测量，和两相故障不同的是极化电压用本相记

40、忆电压，其动作判据为 (3-16)式(3-16)在阻抗平面上的动作特性如前节图3-6。在记忆电压存在期间，其正、反方向的动作特性仍分别为图3-6中的圆C1和C2；但在记忆作用消失后，就是故障后母线实际的残压，因而动作特性变成图中的圆C3，此圆称为继电器的稳态特性，对正、反方向故障都适用。由图3-6可见，在记忆作用消失后，继电器对出口和母线上故障的方向判别将变得不明确。本装置采取给稳态特性设置电压死区的方式来解决这一问题：背后母线上故障时，残压不足以克服死区，继电器始终不会动作；正向出口故障时在记忆电压作用下继电器立即动作；在继电器已动作的条件下，如果残压未发生变化，说明故障仍然存在，就将继电器

41、的动作一直保持下去，这样在断路器拒动时可有效地启动断路器失灵保护。三相故障三段相间距离继电器的动作特性如图3-8所示（记忆电压存在期间，动作特性如图中实线圆；记忆电压消失后，动作特性如图中虚线圆）。装置检测到系统发生振荡时，自动将三相距离继电器III段反偏，包含原点，以对振荡中反方向出口发生三相故障起后备作用。图3-8 三相故障三段相间距离继电器动作特性以上图形及公式中：为“相间距离I段阻抗定值”，为“相间距离II段阻抗定值”，为“相间距离III段阻抗定值”。3.5.3 接地距离继电器为了提高接地距离继电器的动作特性，使其能覆盖较大的接地过渡电阻又不会发生超越，本装置采用了零序电抗继电器。零序

42、电抗继电器的动作判据为 (3-17)式中：k为“零序补偿系数KZ”，其计算公式为 ，其中和分别为“线路零序阻抗值”和“线路正序阻抗值”定值，在实际应用中建议采用实测值对k值进行整定。本装置经过选相，保证在单相故障时，只有故障相才用零序电抗继电器测量，将两相短路接地故障划归相间故障，由相间距离继电器测量。式(3-17)在阻抗平面上的动作特性如图3-9所示，为经过整定阻抗矢量末端的直线。装置采用零序功率方向继电器来保证接地距离继电器的方向性，同时在零序电抗继电器的动作判据中将相位后移度，适当限制其动作区，提高安全性。另外，装置还增设了姆欧继电器，以进一步解决接地距离继电器超范围误动作的问题。姆欧继

43、电器（假设为A相）的动作判据为 (3-18)极化电压的相位前移度，既扩大了继电器的动作特性对接地过渡电阻的覆盖能力，又使继电器能可靠地避免了超越。Ze1zdZe2zdZe3zdZsj XR = 0º = 30º综上所述，完整的三段接地距离继电器的动作特性如图3-9所示（图中实线圆为=0°，虚线圆为=30°）。图3-9 三段接地距离继电器动作特性以上图形及公式中：为“接地距离I段阻抗定值”，为“接地距离II段阻抗定值”，为“接地距离III段阻抗定值”。式(3-18)中角度为“接地距离偏移角度定值”。3.6 零序电流保护PRS-753S装置配置了如下的零序电

44、流保护：l 两段定时限零序过流保护（零序过流II段、零序过流III段），其中零序过流II段保护固定带方向，零序过流III段保护的方向元件可由控制字“零序过流III段经方向”投退；l 一段零序反时限过流保护，固定经方向元件；l 单相/三相重合闸或手合时投入经100ms延时的零序过流加速段保护；l PT断线时自动投入可整定的零序过流保护，取消方向元件；l 线路非全相运行时的零序电流保护不考虑健全相再发生高阻接地故障的情况，当线路非全相运行时自动将零序过流III段动作时间缩短0.5s并取消方向元件，作为线路非全相运行时不对称故障的总后备保护，取消零序电流保护的其他段。3.6.1 零序过流方向元件零序

45、过流保护其正方向判据为 (3-19)装置的零序电流和零序电压均由保护内部计算产生，即有。零序方向元件判别设有零序电压门槛，当才进行方向判断。3.6.2 零序过流反时限保护零序过流反时限保护采用国际电工委员会IEC标准规定的一般反时限。反时限特性的动作方程为 (3-20)式中：为电流基准值，对应“零序反时限电流定值”，为时间常数，对应“零序反时限时间”定值。为“零序反时限最小时间”定值。3.7 振荡闭锁本装置的振荡闭锁分为三个部分，任意一个动作即开放保护。3.7.1 瞬时开放保护在启动元件动作后起始的160ms 以内无条件开放保护，保证正常运行情况下突然发生事故能快速开放。如果在 160ms延时

46、段内的距离元件已经动作，则说明确有故障，则允许该测量元件一直动作下去，直到故障被切除。3.7.2 不对称故障开放元件不对称故障时，振荡闭锁回路可由对称分量元件开放，该元件的动作判据为 (3-21)其中：m的取值根据最不利的系统条件下振荡又区外故障时，振荡闭锁不开放为条件验算，并留有相当的裕度。3.7.3 对称故障开放元件在启动元件开放160ms以后或系统振荡过程中，如发生三相故障，上述二项开放措施均不能开放保护。因此对对称故障设置专门的振荡判别元件，测量振荡中心电压，其测量方法如下 (3-22)式中：为BC线电压，为线电压与线电流的补偿夹角线电压与线电流的夹角加上90°减去“线路正序

47、阻抗角度”（定值），即有 (3-23)对称故障用判断两侧电势的相位差d，在d180º时，接近于0。在三相短路时不论故障点远近如何，等于或小于电弧的压降，约为额定电压的5%。装置在判断系统进入振荡时置振荡标志，在下降到接近5%时测量振荡的滑差，使得元件很准确地躲过振荡中0.05的时间，不开放保护。在振荡中发生故障时0.05保持不变，于是经小延时开放保护。由于躲过振荡所需的延时是根据对滑差实时测量的结果确定的，因此既能有效地闭锁保护，又使振荡中发生三相短路时最大限度地降低了保护的延时。3.8 PT断线检测和紧急状态保护3.8.1 PT断线PT断线检测仅在线路正常运行、启动元件不启动的条件

48、下投入判断，若启动元件已启动就不进行电压断线的检测，直到保护整组复归后重新投入。装置设有两种检测PT断线的判据，每种判据都带有延时。1) 单相或两相断线检查：保护不启动，延时1.3s报PT断线。2) 三相失压检查：三相失压区分PT是接在线路侧还是母线侧（对应“电压取线路PT电压”定值）。当PT接母线侧时（即“电压取线路PT电压”为0），只要，延时1.3s报PT断线。当PT接线路侧时（即“电压取线路PT电压”为1），只有开关在合位或任一相有流（）时且，延时1.3s报PT断线。当PT断线信号发出后，无论PT接母线侧还是线路侧，PT断线信号在三相电压恢复正常并持续10s之后才可复归，此后恢复正常保护

49、程序。当PT接线路侧时，PT断线信号可在线路开关断开后复归。3.8.2 紧急状态保护当检测到电压断线后立即发出断线信号，差动保护一直投入，后备保护转为“紧急状态保护”。在PT断线情况下，将距离保护、零序保护退出，可选择投入紧急状态保护，同时继续监视PT电压，当电压恢复后，延时自动解除闭锁。紧急状态保护包括：1) PT断线相过流保护：无方向性的一段相过电流保护；2) PT断线零序过流保护：无方向性的一段零序过流保护。两保护共用同一时限定值（对应“PT断线过流时间”），其各自的电流定值可独立整定，分别对应“PT断线相过流定值”、“PT断线零序过流定值”。3.8.3 抽取电压断线当重合闸投入，如果有

50、检同期或检无压方式投入，则由重合闸对抽取电压进行检测：当线路有流或者无三相跳位，母线（或线路）有电压，并检测到同期电压低于无压定值（40V），则报抽取电压PT断线；当检无压和检同期均不投入时，不进行抽取电压断线状态的检测。保护在检测到抽取电压PT断线后闭锁重合闸。3.9 合闸于故障保护本装置设有合闸于故障保护，在手合或重合闸动作后、断路器由跳位变为合位的开始200ms时间内投入。合闸于故障保护包括“距离II段、III段加速”以及“零序过流后加速段”。l 手合时，距离段（不受振荡闭锁控制）经25ms延时三相跳闸，零序过流后加速保护经100ms延时动作三跳；l 单相重合闸时，距离段（受振荡闭锁控制

51、）经25ms延时三相跳闸，零序过流后加速保护经100ms延时动作三跳；l 三相重合闸时，距离段（受振荡闭锁控制）经25ms延时三相跳闸，零序过流后加速保护经100ms延时动作三跳。3.10 非全相运行3.10.1 非全相运行状态的确定l 某相跳闸动作，且其对应相有流元件不动作，判该相已跳开；l 某相TWJ动作，且其对应相有流元件不动作，判该相已跳开。当判出任一相跳开后，经延时置非全相状态。3.10.2 非全相运行状态下的保护配置非全相状态包括单相非全相、两相非全相及三相非全相状态。1) 当装置判断当前状态为单相非全相（即只有一相正常运行）时，由三相不一致保护装置延时跳三相；2) 两相非全相状态

52、下（即有两相正常运行，一相断开），保护投退情况如下：n 退出零序电流比率差动保护n 退出快速距离继电器n 保留健全相的相关电流差动保护n 保留健全相的突变量电流比率差动保护n 保留健全相的稳态量电流比率差动保护n 保留健全相的接地和相间距离继电器（/段）n 自动将零序过流段动作时间缩短0.5s并取消方向元件，作为线路非全相运行时不对称故障的总后备保护3) 三相非全相状态（即三相断开）下走正常流程，有流或三相TWJ返回后开放合闸于故障保护200ms。3.10.3 非全相运行再故障下保护的测量和振荡闭锁3.10.2.1 非全相运行单相故障测量以BC两相运行为例说明两相非全相运行状态单相故障测量。当

53、检测到非全相运行，测量。当落于B区时，选为B相故障；当落于C区时，选为C相故障，否则认为无故障。当选出故障相时，使用接地距离II段定值进行测量，延时150ms动作跳三相。根据和相位关系选相，可保证选相的正确性，又可以保证非全相振荡时，单相距离继电器不动作，振荡中再单相接地故障时能快速开放保护测量。因此，在非全相振荡时若发生单相故障则以选相区为非跳开相且距离继电器同时动作作为开放条件。3.10.2.2 非全相运行相间故障测量两相非全相运行时，若健全两相又发生相间故障，采用相间方向阻抗继电器（使用相间距离II段定值）进行测量。对非全相振荡相间故障的闭锁开放，采用测量振荡中心电压的方法躲开振荡。3.11 三相不一致保护装置具