PRS-747S-100技术使用说明书

UYG深瑞

PRS-747S微机电抗器成套保护装置

技术说明书

Ver1.00

编写：陈锐石磊

审核：侯林陈远生

批准：徐成斌

长园深瑞魅保自动化有跟公司

（原深圳南瑞科技有限公司）

二。。九年四月

目录

1装置概述.....................................................1

1.1应用范围..........................................................1

1.2保护配置..........................................................1

1.3典型应用配置......................................................2

1.4主要性能特点......................................................3

2技术参数....................................................5

2.1机械及环境参数....................................................5

2.2额定电气参数......................................................5

2.3主要技术指标......................................................5

3保护原理....................................................7

3.1启动元件..........................................................7

3.2分相差动速断......................................................8

3.3分相比率差动保护..................................................9

3.4分相采样值差动保护...............................................10

3.5零序比率差动保护.................................................11

3.6差动保护的其他相关元件...........................................13

3.7匝间保护.........................................................13

3.8电抗器过流保护...................................................17

3.9主电抗器零序过流保护.............................................18

3.10小电抗器过流保护................................................18

3.11主电抗器过负荷....................................................19

3.12小电抗器过负荷....................................................19

3.13TV异常判别原理..................................................19

4辅助功能...................................................20

4.1信号系统.........................................................20

4.2事故分析与过程记录...............................................20

5定值清单及整定说明...........................................27

5.1装置基本参数.....................................................27

5.2设备参数.........................................................27

5.3保护控制字.......................................................28

5.4保护定值........................................................28

5.5厂家定值.........................................................30

5.6软压板定值.......................................................30

6硬件说明....................................................31

6.1装置整体结构（硬件原理图）.....................................31

6.2出口接点........................................................32

6.3输入开关量.......................................................33

6.4信号接点.........................................................34

6.5装置接线与安装...................................................35

6.6GPS校时跳线说明.................................................35

附录A装置使用..............................................36

A.1面板布置与显示

36

A.2菜单界面操作说明.................................................38

附录B装置调试与投运..........................................52

B.1调试资料准备.....................................................52

B..............................................................................................................................................2

通电前检查..............................................................52

B..............................................................................................................................................3

上电检查................................................................52

B.4整机调试.........................................................52

B.5装置投入运行操作步骤.............................................53

B.6注意事项.........................................................54

附录C保护装置通讯说明（IEC60870-5-103规约）.................56

C.1定值和交流量.....................................................56

C2

保护加乍董祥…二…二［….二:..…二二二二二二二二二二二1.二.•…56

C..............................................................................................................................................3

自检信息................................................................57

C.4保护开关量.......................................................58

C.5故障录波实际通道序号表（ACC）..................................................................58

附录D差动保护整定计算........................................59

D.1比率差动.........................................................59

D..............................................................................................................................................2

零序比率差动............................................................61

D.3差动速断定值.....................................................61

附录E后备保护整定计算........................................62

E.1定时限过流保护..................................................62

E.2零序过流保护

62

E.3主电抗过负荷

62

E.4小电抗过流保护..................................................62

E.5小电抗过负荷....................................................62

【附图1】装置端子排接线图............................................64

【附图2】装置前视后视图..............................................65

【附图3】装置外形及机柜安装开孔尺寸图................................66

1装置概述

1.1应用范围

PRS-747s微机电抗器成套保护装置适用于220kV〜lOOOkV系统高压并联电抗器。它集成了一台电

抗器的全套电量保护，主保护和后备保护共用一组TA,满足变电站综合自动化系统的要求。

1.2保护配置

PRS-747S装置集成了一台电抗器的全套电量保护，每项保护功能均可通过保护控制字选择投退。

非电量保护由专门的非电量保护装置完成，其内容不在本说明书中介绍。

表1-2-1PRS-747S装置保护配置表

保护元件配置方式备注

①差动速断保护

②比率差动保护

主保护③采样值差动保护

④零序比率差动保护

⑤匝间保护

①主电抗过流保护2段：

I段1时限

II段1时限

②主电抗零序过流保护2段：

后备保护I段1时限

n段1时限

③主电抗过负荷告警

④小电抗过流保护

⑤小电抗过负荷告警

①差流越限告警包括分相差流和零今只发信

序差流

②TA断线告警及闭锁今闭锁匝间、选择闭锁分

辅助功能

相比差和零序比差

③空投闭锁-闭锁零差

@TV断线告警及闭锁-闭锁匝间

1.3典型应用配置

图1-1为PRS-747S装置在500kV系统电抗器保护中的典型应用配置。

线路

分差保护零差保护

匝间保护主电抗过

流主电抗零序过流

主电抗过负荷

TV断线TA断线

小电抗

TA3()小电抗过流小

电抗过负荷

图1-3-1PRS-747s在500KV的典型应用配置

□

L4主要性能特点

>独立的启动元件：主保护均有各自不同的启动元件，主保护元件只有在其相应的启动元件动作

后才能出口跳闸。

>双CPU与门出口：PRS-747s电抗器保护装置在成熟硬件平台的基础上为提高电抗器保护动作

的可靠性，采用两块保护板互为闭锁，与门出口的方案，只有两块保护板同时出口保护才能跳

闸出口。

>灵敏的匝间保护启动元件：根据匝间故障时主电抗相阻抗测量值显著变化的特点，匝间保护启动元件

采用了主电抗相阻抗启动判据，弥补了传统零序电流启动灵敏度的不足，提高了匝间保护启动的灵敏度

和可靠性。

>灵敏可靠的匝间短路保护：根据电抗器匝间和内部接地故障后零序和负序电压的分布特点，采

用了基于零序、负序电压分布绝对值比较式的无死区的方向元件，提高了匝间保护的灵敏度和

可靠性，消除了系统运行方式对匝间保护的影响，同时采用拥有成熟运行经验的零序阻抗元件

进一步提高电抗器匝间保护的可靠性。

>短窗的采样值差动闭锁：所有的向量差动配置了对应的短窗采样值差动闭锁，在保护算法上利用

采样值进行波形识别，在不牺牲常规的向量差动保护精度和动作速度的基础上，大大提高了保

护动作的可靠性，有效防止坏数据导致的向量差动误动。

>差动保护多判据协同：在差动保护原理和算法上采用了多判据协同技术，可充分发挥判据各自

的优势，实现功能互补，使保护的可靠性、灵敏性、速动性同时得到提高。

。差流速断段反映区内特别严重故障；

。采样值差动保护反映区内比较严重故障；

。稳态量比率差动为差动保护的总后备；

。零序电流比率差动保护反映靠近中性点接地和高阻接地故障；

。电抗器空投期间比率差动无缝切换到采样值差动；

>独特的采样值差动：采样值差动本身具备识别TA饱和的能力，依靠多点重复判断来保证可靠

性，同时其数据窗为小于一个周波的短窗，故可以实现大多数电抗器内部故障的快速切除。

>定值免整定：PRS-747s电抗器保护装置采用免整定的方式，只需要输入电抗器的系统参数和保

护功能投退控制字即可，运行维护方便。

>完备的零序比率差动：零序差动保护将提高电抗器内部接地短路的灵敏度。其各侧零序电流均由

装置自产得到，各侧TA二次零序电流由软件自动进行平衡调整。

>高性能的数字滤波算法：装置采样率为每周波24点，采用全周傅氏算法，在较高采样率的前提

下，保证在故障全过程对所有继电器的实时计算，使装置具有很高的固有可靠性和及时动作速

度。

>电抗器差动各侧电流的自动平衡补偿：电抗器各侧TA二次电流由软件自动调整，各侧电

□

流平衡系数调整范围为0.25〜4倍。

>完备的TA断线、短路闭锁与告警功能：采用可靠的TA断线和短路闭锁功能，保证装置在TA

断线、短路及交流采样回路故障时不误动。

>灵活、完善的后备保护配置：后备保护的配置满足电抗器的最大要求，配置方便灵活，方便特

殊应用。

>程序模块化:模块化的程序使保护配置灵活，功能调整方便

>完善的事故分析功能：装置具有完善的记录包括保护事件记录、启动记录、录波记录、保护投

退记录、装置运行记录、开入记录、自检记录和闭锁记录等，装置还具有保护逻辑透明化分析

功能。

>完美的人机界面：正常时，液晶显示保护投退状态、电抗器的主接线、差流大小等。键盘操作

简单，采用菜单方式，仅有六个按键，易于学习掌握。人机对话中所有的菜单均为简体汉字，

打印的报告也为简体汉字，使用方便。

>强大的通信功能：装置对外提供的通信接口：三个TCP/IP以太网接口，两个RS485口，一个

串行打印口，一一路GPS接口（差分输入或空接点输入，对秒、分脉冲和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：482.6mmX177mmX278mm（宽X高X深）

正常工作温度：TCTC〜55。©

贮存及运输：-25T〜70C

相对湿度：5%〜95%

大气压力：86-106KPa

2.2额定电气参数

频率：

50Hz

亦父。痂右电*出[X：

100V或100/J3V（额定电压Un）

交流电流：

5A或1A

直流工作电源：数字系（额定电流允许偏差：-20%〜+15%

统工作电压：继电器回In）允许偏差：+0.15V

路工作电压：220V/110V允许偏差：±2V

功耗：+5V,

交流电压回路：+24V,

交流电流回路：

直流电源回路：UN二100V,每相不大于0.5VA

保护回路过载能力

交流电压回路交流1.2倍额定电压，连续工作

电流回路2倍额定电流，连续工作

10倍额定电流，允许10s

40倍额定电流，允许Is

直流电源回路；80〜115%额定电压，连续工作

装置经受上述的过载电流/电压后，绝缘性能不下降。

每相不大于0.5VA

正常工作时，全装置不大于25W

跳闸动作时，全装置不大于50W

2.3主要技术指标

差动速断：比率

差动:采样值差231动作时间

动：零序比率差

W20ms（1.5倍整定值）

动：匝间短路保

W30ms（2倍整定值）

护：

W25ms（2倍整定值）

W30ms（2倍整定值）

W60ms

232定值精度

电流定值误差：W2.5%或土20mA

时间定值误差：装置定修整露战围和ms

步长见定值表。

233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

副接点并联时接通功率和电流可以适当提高。两种方式下接点均不允许断孤。

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为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。CPU1和CPU2时钟严格与MCPU同步，误差不超过±5ms。

2.3.5电磁兼容

静电放电性能符合：GB/T14598.14-1998（IV级）

快速瞬变干扰性能符合：GBAT14598.10-2007，（IV级）

浪涌（冲击）抗扰度性能符合：GBAT14598.18-2007，（2级）

高频电气干扰（1MHz脉冲群）性能符合：GBE4598.13-1998（皿级）

辐射电磁场干扰性能符合：工频磁场抗扰度0,（III级）

性能符合：脉冲磁场抗扰度性能符合：GB"17626.8-1998（（V级）

GB/T17626.9-1998（,

（V级）

2.3.6绝缘试验

绝缘试验符合：冲

击电压试验符合：

GB/T14598.3-936.0

GB/T14598.3-938.0

□

3保护原理

3.1启动元件

PRS-747s装置利用双保护板互为闭锁，两块保护板的动作出口相“与”后出口跳闸；同时主保护针

对不同的保护设置不同的启动元件，主保护只有在本身启动元件动作后才能跳闸出口。

3.1.1差流启动元件

三相差流最大值。max大于差动启动电流时该启动元件动作，此启动元件用来开放差动速断、比

率差动和采样值差动保护

3.1.2零序差流启动元件

零序差流大于零序差动启动电流时动作，该启动元件用来开放零序比率差动保护

3.1.3匝间保护启动元件

3.1.3.1阻抗启动兀件

电抗器匝间故障后电抗器本身的相阻抗参数将降低，利用电抗器的测量阻抗变化的特性作为匝间保

护的启动元件，该启动元件灵敏度高、安全可靠。相阻抗启动判据如下：

T'T—(1+1+I)*7L

Ze=~卜~~以----0.95XZL/(3-1-1)

W/T1

he

式中：T为电抗器首端相电压，/部为电抗器首端相电流，/膈、/hb、/he为电抗器首端三相电流，

ZLso为中性点小电抗的零序阻抗，ZL\为主电抗的相阻抗。

满足(3-1-1)判据时，阻抗启动元件动作。

当TV检修或断线时，此阻抗启动元件退出。

3.1.3.2零序电流突变量启动元件

为弥补匝间故障时零序电流启动灵敏度不够，设置零序电流突变量启动元件。其动作判据为：

A3/)—|国0(,)-,(0-T)--国O'-T)-')I>^Oset(3-1-2)

式中：3加⑺、3io(r-T)和3io(r-2T)分别为零序电流当前时刻瞬时值、一周波前电流瞬时值以及

两周波前电流瞬时值，”为内部定值。

满足式(3-1-2)时，零序突变量启动元件动作。

3.1.3.3零序电流启动元件

为保证经大电阻故障或轻微匝间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

31°>kset(3-1-3)

式中：1（）s々为内部定值。

满足式（3-1-3）时，零序过流启动元件动作。

3.134匝间保护启动逻辑图

A扣阻抗启动一〉L

B和阻抗启动一〉

匝间保护启动

C相阻抗启动

零导电流突变量石£>

零序电流启动

图3-1-1匝间保护启动逻辑框图

3.1.4相电流启动元件

当电抗器首端三相电流最大值大于主电抗过流启动定值时动作；该启动元件用来开放主电抗相过流

保护。

3.1.5零序电流启动元件

当电抗器首端自产零序甩流最大值大于主电抗零序过流启动定值时动作；该启动元件用来开放主电

抗零序过流保护。

3.1.6小电抗过流启动元件

当小抗器首端电流或者主电抗器的末端自产零序电流大于小电抗过流启动定值时动作；该启动元件

用来开放小电抗过流保护。

3.2分相差动速断

任一相差流大于整定值（差动速断电流定值）时，该保护瞬时动作。动作逻辑及动作特性分

别见图3-2-1和图3-3-2。Ldsd定值一般需躲过线路非同期合闸产生的最大不平衡电流，返回系数取0.95。

作为差动保护范围内严重故障的保护，TA断线不闭锁该保护。

分相差动速断动作）

保护硬压板投/T）

差动速断控制字投入）~&I•相差动速断跳闸

分相差动启动元件动

图3-2-1差动速断逻辑框图

3.3分相比率差动保护

比率差动保护的动作逻辑如图3-3-1所示，比率差动保护的动作特性采用三折线方式实现（见图

3-3-2）o图3-3-2中。为差动电流，/r为制动电流；/〃如为“比率差动启动电流定值"，Icdsd为“差

动速断电流定值”，灯、的、依为比率差动“比率制动系数定值"，为比率特性“拐点制

动电流定值”。比率差动启动电流定值用以躲过电抗器正常运行最大负荷电流下流过装置的不

平衡电流，返回系数取0.95。

电抗器小：投一〉--------------

常规分和比率先动痂殳~~I!_I

保护硬压板投入〉-------&——&------

一LI-C

差动保护捽制字•投入〉~1-----

TA断纹用锁元--------------&

分相龙动储动元行〉-------------------------

|电抗瑞空投~〉---------------------------1_

空投期间采样但比率芥动动退〉i—I>=i-------4和比率差动保护跳闸

|保护硬压板投入〉----------------&---------&p_

差动保护捽制宇丽〉1~1--

TA断线闭锁元彳口〉----------------1&-----------------

|分和差劲启动元件）---------------------------

图3-3-1比率差动逻辑框图

Icdsd

制动区

k2

Icdqd

Ir2

图3-3-2稳态量差动保护动作特性

3.3.1动作方程

比率差动保护的动作方程如下：

'cdqd，/r--'"

<ld>k2Cr-Jn)^I'rl+'cdqd，T<。一。2(3_3')

Id>k3(L-Ll}+k2(Ll-'r^+勺Ad+Ldgd,L>L1

式中：〃为差动电流，Id=\Il,+/I,。为制动电流，/『=||/"-/|,Ih,/分别为电抗器首端和末端电

流，均以流入电抗器为止方向；灯、k2、灯为比率斜率，kl—k2—k3；/，八42为拐点制动电流，

1丹一1,2。比率制动系数内部固定，分别取肌=0.2、心=0.75,依免整定，取近=0.6,拐点电流内

部固定，分别取/〃=0.5/c，Ir2=61oe

式(3-3-1)为比率差动动作方程，经电抗器空投闭锁；当电抗器空投时采用自动变门槛技术，实现

躲过不平衡电流及空投于内部故障时快速动作。

3.3.2电抗器空投闭锁

电抗器空投时，电流中的非周期分量大，容易造成TA饱和。当两侧TA特性不一致时，可能在差电

流回路中形成差流，造成差动误动。因此本装置设置空投判别元件，在甩抗器空投期间采用自动变门槛

技术，实现躲过不平衡电流及空投于故障时快速动作。

3.3.3TA断线闭锁

设“TA断线闭锁差动控制字”定值，当整定为力”时，发生TA断线即闭锁差动，整定为“0”时，发生

TA断线时仅发告警信号。具体判据见TA断线判别一节。

3.4分相采样值差动保护

采样值差动是微机保护特有的一种差动保护，它将传统的相量转变为各采样点(瞬时值)的比率差

动，并依靠多点重复判断来保证可靠性。采样值差动保护的逻辑图如图3-4-1所示。

分相采样值差动两作〉

保护硬压板投入

一3，上卫上3小…5、、n分相采样值差动跳闸

米样值差动控制字投入)~~1

分相差动启动元件动佗

图3-4-1采样值差动逻辑框图

采样值差动保护，有助于消除TA饱和带来的长延时影响。它可快速切除绝大多数的电抗器相间和

接地故障。其动方程为：

9d>'icdqd

(3-4-1)

id>kxj.

式中：〃为采样值差动电流，〃=V,+八，山为采样值制动电流，。=，花、，分别为电

抗器首端和末端电流的瞬时采样值；儿幽4为采样值差动启动电流；攵为采样值差动比率制动系数，

装置内部固定采样值差动启动电流Icdqd=0.4A；采样值差动比率制动系数k=0.6。

图3-4-2采样值差动保护动作特性

采样值差动保护具有很强的抗TA饱和能力，因此不需要再进行TA饱和闭锁判别。

由于采样值差动反映的是时变的瞬时值，且由多点重复判断来保证可靠性，所以其有效动作值有一

个下限值和上限值。二者之间有些工况能动，有些工况不能动，称为模糊区。在本装置中模糊区为

[f模糊比为a=1.3065。

3.5零序比率差动保护

针对电抗器接地故障，装置设有零序比率差动保护，其保护动作逻辑和动作特性分别如图3-5-1和图

3-5-2所示。图3-5-2中I㈤为零序差动电流，A『为零序制动电流(拐点定值装置内部固定，取为

0.5Ie；当零序差流启动定值大于0.5/e时,拐点自动设为1.0/e)；/Ocdqd为"零序差流启动定值”，体

为零序比差比率制动系数。

3.5.1动作方程

零序比率差动保护的动作方程如下：

'0d‘°,"or+'Ocdqd,'Or—051e

5,5,

,0d)*o4r-°.f]+°.°e+'OcdqdJo>Q,51e3-5-1)

□

1/—/I

式中：Aw=14+41，，0,・=叫，、"分别为主电抗首端和末端零序电流。

零序差动首端和末端的零序电流由首端和末端三相TA自产得到，这样既减少TA的个数又避免各侧

零序TA极性校验问题。

图3-5-1零序比率差动逻辑框图

3.5.2TA暂态特性不同导致的零序比率差动误动的闭锁措施

为避免在区外短路故障和励磁涌流等因素所导致的TA暂态特性差异或TA饱和等情况所产生的“错

误的差动回路零序电流''对零序比差保护的影响，装置采用了空投期间闭锁零序比率差动的措施来避免

零差保护的误动。

□

3.6差动保护的其他相关元件

3.6.1分相差流和零序差流越限监视

为防止装置交流输入和数据采集系统故障，以及防止电抗器运行时出现较大差流，当任一相差流大

于“比率差动启动电流定值"（/cdQd）的时间超过10秒种时发出分相差流越限告警信号。该元件对差动

保护无任何影响，但差动保护动作时闭锁该元件发信。

装置还设有零序差流越限告警元件。当零序差流大于''零序差流启动定值"（/Ocdqd）的时间超过10

秒时发出零序差流越限告警信号，但不闭锁零序差动保护。同样零序差动保护动作时闭锁零序差流越限

告警元件发信。

3.6.2TA断线告警及闭锁差动保护

不考虑一侧三相TA断线、两侧TA断线及TA断线与故障同时发生的可能性。在此前提下，可利用

以下特征区分是TA断线还是故障，保护装置中的TA断线判据：

a）minfZz,lb,lc}<05J°

b）mW”4,

C）本侧31o>0.2Ie

d）对侧3/o<O.2/e

以上条件都满足时判为TA断线，TA断线达10秒钟发告警信号，通过整定“TA断线闭锁差动投退”

决定是否瞬时闭锁差动保护。

当差动电流大于120%的额定电流时（严重故障），则TA闭锁差动自动解除，但TA断线告警不退

出。

需要说明的是TA断线闭锁功能主要是为了防止TA断线而引起差动保护误动，它遵循以下几点原

则：一是不考虑一侧三相TA断线、多侧TA断线以及TA断线与故障同时发生；二是故障与TA断线同时

发生允许差动保护跳闸；三是先TA断线后发生故障闭锁相关保护；四是先发生故障后TA断线保护应出

口跳闸。

3.6.3电抗器空投及闭锁差动保护

为防止在空投时，由于衰减的直流分量导致TA饱和造成差动保护发生误动，装置有电抗器空投检

测元件判别电抗器是否空投，并确定是否闭锁相关差动保护。电抗器空投判据采用电抗器首端电流从无

流状态到有流状态的变化来识别。

3.7匝间保护

电抗器的匝间短路是一种比较常见的内部故障形式，当短路匝数很少时，一相匝间短路引起的三相

电流不平衡有可能很小，很难被继电保护检测出；且不管短路匝数多大，纵差保护总是不能反

□

映匝间短路故障。为此对于高压并联电抗器必须考虑其他的高灵敏且安全可靠的匝间短路保护。装置采

用带补偿的绝对值比较式零序方向元件和负序方向、零序阻抗元件以及匝间短路保护启动元件共同构成,

既能提高电抗器匝间保护动作的灵敏度，又能保证在外部故障（诸如串补线、，LC谐振、振荡等因素）

以及任何非正常运行工况下（诸如非全相、TA二次回路的短路或断线等）不误动。匝间短路保护采用主

电抗首端自产零序电流和负序电流、电抗器安装处线路侧自产零序电压和负序电

3.7.1带补偿的绝对值比较式零序方向元件

带补偿的绝对值比较式的零序方向元件主要根据各种故障状态下零序电压幅值的分布实现电抗器的

匝间保护。当电抗器内部匝间短路故障时，由于系统的零序阻抗相对电抗器的零序阻抗而言非常小，其

零序源在电抗器内部，零序电流在系统零序阻抗上的压降（零序电压）很小，为了提高匝间短路保护的灵

敏度需要对零序电压进行补偿，但补偿度的大小与系统的零序阻抗无关，不存在过补偿、欠补偿、补偿

度难以确定的问题。采用绝对值比较的实现方式克服了动作死区，消弱了相位误差的影响，动作灵敏可

靠。带补偿的绝对值比较式的零序方向元件判据如下：

U&o-1XO.9ZL0\>Uo\(3-7-1)

式中：ZLo为电抗器包括小甩抗在内的零序阻抗。

电抗器匝间故障、区内故障和区外故障时零序电压的分布分别如图3-7-2、图3-7-3、图3-7-4所示。

从图中可以看出在匝间故障和区内故障时补偿后的零序电压幅值|Uo0.9ZL°\远大于测量点的零序

电压幅值，带补偿的绝对值比较式的零序方向元件将可靠动作。在区外故障时补偿后的零序电压幅值

Uo-，oxO.9ZL°\远小于测量点的零序电压幅值，带补偿的绝对值比较式的零序方向元件将可靠不动

作。

图3-7-4区外故障的零序电压分布图

3.7.2带补偿的绝对值比较式负序方向元件

带补偿的绝对值比较式的负序方向元件的基本原理与零序方向元件类似；但由于系统的负序阻抗不受系

统中性点接地位置的影响，且一般大于系统的零序阻抗，匝间故障时保护测量点的负序电压将大于零序电压,

负序方向也有很高的艮敏度。

带补偿的绝对值比较式的负序方向元件判据如下：

U-i-iix0.9ZLA>U)(3-7-2)

式中：ZL为主电抗器的正序阻抗。

3.7.3零序阻抗

由于电抗器的一次零序阻抗一般为几千欧姆左右，而系统的一次零序阻抗一般为几十欧姆左右，保护

装置可以利用测量电抗器端口零序阻抗大小判断是否发生区内故障。在电抗器发生匝间短路和内部单相接地

故障时，零序电压和零序电流关系分别如图3-7-5和图3-7-6,此时Uo=-io-jXso,电抗器端口测量到的零

序阻抗是系统的零序阻抗，在电抗器发生外部单相接地故障时，零序电压和零序电流关系如图3-7-7,此时

Uo=Io-jXLo,电抗器端口测量到的零序阻抗是电抗器的零序阻抗，利用两者测量数值上的较大差异可以

区分电抗器的匝间短路、内部接地故障和电抗器的外部接地故障。

图3-7-5匝间故障时和

图3-7-6内部接地故障时和/(,

1LXLO

①

图3-7-7外部接地故障时5、和/,

374匝间保护的其他相关功能

为了保证匝间保护的可靠运行，当装置判断出线路侧TV异常时，零序方向元件、负序方向元件和零序

阻抗元件退出，即匝间保护退出运行。

当装置判断出电抗器首端TA异常时，零序功率方向元件、负序方向元件和零序阻抗元件退出，即匝间

保护退出运行；为了保证匝间短路保护在一些暂态过程中不误动，例如：线路（或串补线路）非全相运行，

线路（或串补线路）发生接地故障后重合闸以及重合于故障再跳闸，开关非同期、带线路（或串补线路）空

充电抗器、线路两侧开关跳开后的LC振荡、区外故障以及非全相伴随系统振荡等，保护装置将相阻抗变化

的匝间短路保护启动元件、带补偿的绝对值比较式零序方向元件、负序方向元件和零序阻抗元件相结合，共

同构成电抗器的匝间保护。

3.7.5匝间保护逻辑框图

正序用抗兀件动作-

----------------------/a___

忸序方向兀件动作-|_

匝问保护择制中投入>-------------

-------------------------I-

线路恻TVI折线闭锁元件）------------------

首端TAI析线闭饯兀件）----------------&-------〈匝间保护跳闸

匝间保护启动兀件动作）----------------------------

图3-7-8匝间短路保护逻辑框图

3.8电抗器过流保护

电抗器的过流保护主要作为内部故障的后备保护，反映主电抗首端三相电流的大小。装置设有两段定

时限过流保护，通过整定保护控制字可控制过流保护是否投入。电抗器的过流保护的逻辑框图如图3-8-1所

过流1段元件动作

保护硬压板投入（过流I段保护赢

过流保护启动元件nrn

过流H段元件动作

保护硬压板投入流n段保护跳闸

,主电抗过流过负荷控制字投，

过流保护启动元件

图3-8-1过流保护逻辑框图

3.9主电抗器零序过流保护

装置设有两段零序过流保护作为电抗器内部接地故障和匝间短路故障的后备保护，通过整定保

护控制字可控制零序过流保护是否投入。零序电流取电抗器首端的自产零序电流。

零序过流I段元件动作L----------------------

保护硬压板投△----------（零序过流I段保护跳闸

零序过流控制字投入）&—UJJ

零序过流保护启动元市---------------

零序过流n段元件动汇L-----------------

保护硬压板投入〉一&

（零序过流n段保护跳闸

零序过流控制字投入〉~&——g

零序过流保护启动元汇---------------

图3-9-1零序过流保护逻辑框图

3.10小电抗器过流保护

一般高压并联电抗器的中性点都有一台小电抗器，作为限制线路单相重合闸时潜供电流之用。当系

统发生单相接地或在单相断开期间，小电抗器会流过较大电流。为了保证小电抗的热稳定要求，可装设小

电抗过流保护。小电抗过流保护也可作为电抗器内部接地短路故障和匝间短路故障的后备保护。装置设

有小电抗过流保护，通过整定保护控制字可控制过流保护是否投入。小甩抗过流保护电流取小甩抗器的

首端电流或者主电抗器的末端自产零序电流。

小电抗过流元件动作

保护硬压板投入

（小电抗过流保护跳闸

小电抗过流过负荷控制字投5

小电抗过流保护启动元件

图3-10-1小电抗过流保护逻辑框图

3.11主电抗器过负荷

当电抗器线路侧电压升高时可能引起电抗器过负荷。装置设有过负荷告警保护，通过保护控制字

定值可灵活投退。过负荷保护的电流取主电抗首端三相电流。

主电抗过负荷告警元件动。-