PSL+603G技术说明书+V3.31

国电南自

Q/GDNZ.J.01.72-2000

标准备案号：1539- 2000

PSL 603G系列

数字式线路保护

技术说明书

国电南京自动化股份有限公司 GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTD

安全声明

为保证安全、正确、高效地使用装置，请务必阅读以下重要信息：

⑴ 装置的安装调试应由专业人员进行；

⑵ 装置上电使用前请仔细阅读说明书。应遵照国家和电力行业相关规程，并参照说明书对装置进行操作、调整和测试。如有随机材料，相关部分以资料为准；

⑶ 装置上电前，应明确连线与正确示图相一致；

⑷ 装置应该可靠接地；

⑸ 装置施加的额定操作电压应该与铭牌上标记的一致；

⑹ 严禁无防护措施触摸电子器件，严禁带电插拔模件；

⑺ 接触装置端子，要防止电触击；

⑻ 如要拆装装置，必须保证断开所有地外部端子连接，或者切除所有输入激励量。否则，触及装置内部的带电部分，将可能造成人身伤害；

⑼ 对装置进行测试时，应使用可靠的测试仪；

⑽ 装置操作密码为：99。

版本声明

1、PSL 603G系列为PSL 603系列保护装置的改进型：

⑴ 增加一组AD转换回路和与之对应的启动CPU，负责保护跳闸、合闸继电器的-24V电源的开放，

这样任一元件损坏都不会导致保护误动；

⑵ 同时具备双以太网通信口（或三以太网）、双RS485串行通信口、就地打印串行通讯口、由PSView

调试分析软件使用的串行通讯口。

2、PSL 603GM(GAM)为PSL 603G(A)保护装置的改进型：

⑴ PSL 603GM(GAM)装置差动保护模件运行速度比PSL 603G(A)高，而且直接输出2048kbit/s速率

光信号，适应通道方式为：①与通信复用2M光纤通道；②专用光纤通道。另外做了如下第⑵、

⑶的改进，所以通道方式为复用2M光纤通道或者专用光纤通道，推荐使用带M型号的差动保护；

只有在64kbit/s复用通道方式时，才推荐使用PSL 603G(A) 差动保护。

⑵ 差动保护自动适应通道方式，无需整定专用或复用、主时钟或从时钟等通道相关定值。定值中

增加“本侧编码”、“对侧编码”定值项，可防止通道自环或交叉时造成保护不正确动作；

⑶ 不需整定计算零序补偿系数的实部和虚部，只需整定线路正序和零序参数，保护内部自动计算

复数形式的补偿系数。

⑷ PSL 603 GM(GAM)保护装置硬件除差动CPU板和远传信号板外，其余和PSL 603G(A)型保护装置

相同；

3、PSL 603GF(GAF)为PSL 603G(A)保护装置的改进型：

⑴ PSL 603GF(GAF)型保护装置定值中增加“本侧编码”、“对侧编码”项，可防止通道自环或交叉

时造成保护不正确动作；

⑵ PSL 603GF(GAF)型保护装置可适用于64kbit/s复用通道方式。

4、PSL 603GW为PSL 603GAM 型保护装置的改进型：

⑴ PSL 603GW保护装置为双光纤通道的差动保护，它在PSL 603GAM的基础上增加了一块完全相同

差动保护模件；其中每个差动保护模件都可以独立使用专用光纤通道方式或者以2048kbit/s速率复用光纤通道方式；如果采用双64kbit/s复用通道方式，型号为PSL 603GFW。

⑵ 双通道的差动模件同时工作，并行出口，一个通道异常后，另一个通道不受影响，不需要双通

道之间切换，没有通道切换延时。

5、PSL 603GN为PSL 603GW的改进型号，改进内容如下：

⑴ PSL 603GN保护装置硬件和PSL 603GW保护装置相同；

⑵ PSL 603GN保护装置纵联保护：纵联差动保护+纵联距离保护；

⑶ 双通道不同原理纵联保护同时工作，并行出口，一个通道异常后，另一个通道及不受影响，没

有通道切换延时。

6、PSL 603GCW为PSL 603GW 的改进型：

⑴ PSL 603GCW保护装置为双光纤通道的差动保护，它在PSL 603GW的基础上增加了重合闸功能，

具备PSL 603GW的特点。如果采用双64kbit/s复用通道方式，型号为PSL 603GCFW。

7、特别说明：

z PSL 603G系列和PSL 603系列说明：

⑴ 已运行的PSL 603系列保护装置可以不更换，保护可以正常运行；

⑵ PSL 603G系列保护装置的差动保护及自动重合闸软件版本必须使用V3.23 及以上版本号，PSL

603G系列保护装置的距离保护软件版本和原来型号的软件版本相同；

⑶ PSL 603G系列保护装置的保护定值和PSL 603系列保护装置的保护定值相比没有任何变化；起

动CPU的保护定值自动由装置根据各个保护模件的定值生成，不需要整定。

⑷ PSL 603G系列保护装置的保护装置端子和PSL 603系列保护装置端子相比，只在COM通信模件

的RS485串行通信口有变化，将PSL 603系列的单RS485串行通讯口改为双RS485串行通讯口，其它部分都以PSL603G系列来说明；

产品说明书版本修改记录表

10

9

8

7

6

5

4

3 V3.31 增加GCW型保护说明 V3.31 2006/0

4 2 V3.30 增加GW、GM（AM）、GF（AF）、GN型保护说明 V3.30 2005/09 1 V3.20 增辑G(A)型保护说明 V3.20 2005/06 序号 说明书版本号 修 改 摘 要 软件版本号 修改日期

* 技术支持：

电话（025）51183140

传真（025）51183144

* 本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符

* 2006年03月 第2版 第1次印刷

* 国电南自技术部监制

目 录

安全声明

版本声明

1 概述 (1)

1.1应用范围 (1)

1.2保护配置及型号 (1)

1.3性能特征 (2)

2 技术参数 (4)

2.1额定电气参数 (4)

2.2主要技术性能 (5)

2.3绝缘性能 (5)

2.4电磁兼容性能 (6)

2.5机械性能 (6)

2.6工作大气条件 (6)

2.7光纤接口 (7)

2.8复接接口参数 (7)

2.9通信接口 (7)

3 保护原理说明 (8)

3.1保护程序整体结构： (8)

3.2启动元件和整组复归 (8)

3.3选相元件 (9)

3.4振荡闭锁的开放元件 (9)

3.5电流差动保护 (11)

3.6波形比较法快速距离保护 (18)

3.7距离保护 (19)

3.8零序电流保护 (23)

3.9零序反时限保护 (26)

3.10非全相运行 (26)

3.11合闸于故障线路保护 (27)

3.12重合闸模件 (27)

3.13正常运行程序 (31)

3.14信息记录和分析 (33)

3.15与变电站自动化系统配合 (34)

3.16打印及显示信息一览表 (34)

4 硬件使用说明 (37)

4.1硬件使用说明 (37)

5 定值清单及整定说明 (63)

5.1PSL603G（A）差动保护定值清单 (63)

5.2PSL603GF（AF）差动保护定值清单 (64)

5.3PSL603GM（AM）差动保护定值清单 (65)

5.4PSL603GW（N）差动保护定值清单 (66)

5.5PSL603GN纵联距离保护定值清单 (67)

5.6PSL603G（A）距离保护和零序保护定值清单 (68)

5.7PSL603GC（D）距离保护和零序保护定值清单 (71)

5.8PSL603GS(AS)距离保护和零序保护定值清单 (73)

5.9PSL603GI(AI)距离保护和零序反时限保护定值清单 (75)

5.10PSL603GDI距离保护和零序反时限保护定值清单 (78)

5.11PSL603GV距离保护和零序保护定值清单 (80)

5.12PSL603G重合闸定值清单 (82)

5.13保护定值整定说明 (83)

5.14压板定值 (92)

6 订货须知及其他 (93)

·概述·

1 概述

1.1 应用范围

本装置为由微机实现的数字式高压线路保护装置，可用作220kV及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。

1.2 保护配置及型号

PSL 603系列以分相电流差动和零序电流差动为主体的全线速动主保护，由波形识别原理构成的快速距离Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离保护及零序方向电流保护构成的后备保护。保护有分相出口，并可选配自动重合闸功能，对单或双母线接线的断路器实现单相重合、三相重合、综合重合闸功能。

为了适应不同的线路，增加了一些特殊功能，每个特殊功能都设有相应的功能代码。通过不同组合实现不同保护功能的保护装置，现有如下几种：

表1.2.1 功能代码

代码 功能

G 双A/D，双以太网（或三以太网），双串行通讯接口，默认配置

A 不具备重合闸功能

C 可适用于同杆并架线路，跨线故障时能选相跳闸，具备重合闸功能

D 可适用于同杆并架线路，跨线故障时能选相跳闸，不具备重合闸功能

F 具有“本侧编码”、“对侧编码”；可适用于复用64k通道

I 具备反时限零序电流保护

M 具有“本侧编码”、“对侧编码”；可适用于复用2M通道(通信接口装置型号必须为GXC-64/2M)或专用光纤通道 N 双通道，同时具备纵联差动保护和纵联距离保护，不具有重合闸功能

S 可适用于带串补电容的线路

V 具有过负荷告警、过负荷跳闸功能

CW 双通道光纤差动，具有自动重合闸功能，可适用于常规线路和同杆并架线路

W 双通道光纤差动，不具备自动重合闸功能

1

·概述·

2 表1.2.2 PSL 603G系列数字式超高压线路保护的基本配置和型号表

注: “* ”表示某功能可选, “●”表示该型号装置中有此功能，空白表示无此功能。

以上型号为PSL603G系列的基本型号，这些型号具有不同的硬件配置，现场需要表1.2.1的不同功能时，除”G”字母外，其余功能字母按字母的先后顺序排列，可以组合成不同功能配置的保护装置，如型PSL 603GAMS配置功能为：不带重合闸功能、适用于复用2M通道和专用光纤、适用于串补线路保护。

1.3 性能特征

1)设有分相电流差动和零序电流差动继电器实现全线速跳功能；

2)零序电流差动具有两段，Ⅰ段延时100ms选跳，Ⅱ段延时250ms三跳。

3)设有通道编码，以防止通道自环或交叉造差动保护不正确动作。

4)PSL 603GW、PSL 603GN保护装置设有双通道功能，且能实现无缝切换。

5)在两侧CT变比不一致时，切换旁路时线路对侧可以不切换定值区。

6)通道接口方式：①专用光纤通道；②以64kbit/s速率复接PCM（G.703）同向接口；③以2048kbit/s

速率复接PDH或SDH系统的2048kbit/s（E1）接口。

7)具备优异的抗CT饱和和CT断线能力。

8)先进的数值同步技术，保证两侧数据的一致性，可适用两侧CT变比不一致的情况。

9)自动检测通道故障，实时显示差流、通道误码率，通道故障时自动闭锁差动保护。

10)具有远方跳闸功能、两路远传命令功能。

11)采用对侧启动加本侧电压低的启动条件，可自适应弱电源线路。

12)适用于串联补偿电容、同杆并架线路，也可选零序反时限保护。

13)动作速度快，线路近处故障动作时间小于10ms，线路70％处故障典型动作时间达到12ms，线路

远处故障小于25ms。

14)完善可靠的振荡闭锁功能，能快速区分系统振荡与故障，在振荡闭锁期间，系统无论发生不对称

性故障还是发生三相故障，保护都能可靠快速地动作。

15)采用电流电压复合选相方法，在复杂故障和弱电源系统故障时也能够正确选相。

·概述·

16)完善的自动重合闸功能，可以实现单重检线路三相有压重合闸方式，专用于大电厂侧，以防止线

路发生永久故障，电厂侧重合于故障对电厂机组造成冲击。

17)采用新的母线PT断线判别方法，三相失压不再判断开关是否在合位，只要三相电压低就报PT三

相失压，可有效防止PT小开关未合时，PT断线信号不报，合线路开关，虽然线路正常但距离手合加速动作。重合闸增加了线路PT断线判别的功能，需要用到线路PT而其断线时，闭锁重合闸。

18)采用了多CPU共享AD的高精度模数转换自主专利技术，解决了多CPU共享AD的难题，提高了装

置的模数转换精度，简化了调试和维护的工作量。

19)通过了国家级电磁兼容实验室电磁辐射、瞬变干扰等10个项目的抗干扰试验，全部的试验结果

证明其电磁兼容性能指标大大高于国家标准。

20)采用了全汉化显示/操作界面和全汉化、图形化、表格化打印输出。

21)采用透明化设计思想，保护内部元件在系统故障时的动作过程可以全息再现，便于分析保护的动

作过程。

22)强大的故障录波功能，可以保存1000次事件，12至48次故障录波报告（含内部元件动作过程），

故障时有重要开关量多次变化时会自动多次启动录波并且记录重要开关量（如发信、收信、跳闸、合闸、TWJ等）的变化。录波数据可以保存为COMTRADE格式。

3

·技术参数·

2 技术参数

2.1 额定电气参数

表2.1 额定电气参数

4

·技术参数·

52.2 主要技术性能

表2.2主要技术性能 序号

名称 主要技术指标

相电压： 0.2 V～70V 同期电压：0.3 V～120V

1 采样回路精确工作范围 电流： (0.04～20)In 或(0.1～40)In

2 模拟量测量精度 误差：不大于±5％。

波形识别原理的快速距离：近处3～10ms

距离I 段 (0.7倍整定值)动作时间：不大于20ms，典型值不大于12ms

零序I 段的动作时间1.2倍整定值时测量：不大于20ms

3 整组动作时间 差动保护：全线速动时间不大于25ms

相电流突变量启动元件：整定范围0.05～5A 4

启动元件 零序电流辅助启动元件：整定范围0.05～200A 5

暂态超越 不大于5% 6

最小整定阻抗(不包括因装置外部原因造成的误差) 暂态超越不大于5%的最小整定二次侧阻抗值为0.01Ω(短路残压大于0.5V) 7

测距误差(不包括因装置外部原因造成的误差) 金属性故障时，不大于±2%。 8 自动重合闸 检同期元件角度误差：小于±3度 2.3 绝缘性能

表2.3绝缘性能

序号 绝缘试验项目 试 验 结 果

1 绝缘电阻 装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压1000V 的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于50MΩ。

2 介质强度 在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V（信号输入端子为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。

3 冲击电压 在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50μs 的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。

4 耐湿热性能

装置能承受GB/T 2423.9规定的恒定湿热试验。

·技术参数·

6 2.4 电磁兼容性能

表2.4电磁兼容性能 序号

试 验 项 目 要 求 1

辐射电磁场骚扰试验 满足GB/T 14598.9－2002（IEC 60255-22-3:2000，IDT）规定的Ⅲ级试验 2

快速瞬变干抗试验 满足GB/T 14598.10－1996（idt IEC 60255-22-4:1992）规定的Ⅳ级试验 3

1MHz 脉冲群干扰试验 满足GB/T 14598.13－1998（eqv IEC 60255-22-1:1988）规定的Ⅲ级试验 4

静电放电试验 满足GB/T 14598.14－1998（idt IEC 60255-22-2:1996）规定的4级试验 5

电磁发射试验 满足GB/T 14598.16－2002（IEC 60255-25:2000，IDT）规定的A 类试验 6

浪涌（冲击）抗扰度 满足GB/T 17626.5－1999（idt IEC 61000-4-5:1995）规定的3级试验 7 射频场感应的传导骚扰度 满足GB/T 17626.6－1998（idt IEC 61000-4-6:1996）规定的3级试验 8

工频磁场抗扰度 满足GB/T 17626.8－1998（idt IEC 61000-4-8:1993）规定的5级试验 9

脉冲磁场抗扰度 满足GB/T 17626.9－1998（idt IEC 61000-4-9:1993）规定的5级试验 10 阻尼振荡磁场抗扰度 满足GB/T 17626.10－1998（idt IEC 61000-4-10:1993）规定的5级试验

2.5 机械性能

表2.5机械性能

项目 要 求 1

振动 装置能承受GB/T 11287-2000中3.2.1规定的严酷等级为1级的振动响应试验，3.2.2规定的严酷等级为1级的振动耐久试验。 2

冲击 装置能承受GB/T 14537-1993中4.2.1规定的严酷等级为1级的冲击响应试验，4.2.2规定的严酷等级为1级的冲击耐久试验。 3 碰撞 装置能承受GB/T 14537-1993中4.3规定的严酷等级为1级的冲击碰撞试验。

2.6 工作大气条件

表2.6工作大气条件

序号

名称 环境参数 1

正常工作温度 -10℃～+45℃或者－25℃～55℃（根据要求，可选）

2

贮存及运输 -25℃～+70℃ 3

相对湿度 5％～95％（产品内部既不凝露，也不结冰） 4 大气压力 86kPa～106kPa（66kPa～110kPa）

·技术参数·

72.7 光纤接口

光纤接口位于CPU1模件，光纤连接方式为FC 型，光发生器为激光二极管。

表2.7光纤接口 序号

名称 光纤接口参数

1

光纤种类 单模，波长1310nm 或1550nm； 2

发送功率 -6dBm； 3

接收灵敏功率 -33dBm 4 传输距离 专用光纤<100kM 2.8 复接接口参数 序号

名称 光纤接口参数

1

信道类型 数字光纤或数字微波 2

接口标准 64kbit/s 速率复接PCM（G.703）同向接口； 2048kbit/s 速率复接PDH 或SDH 系统的2048kbit/s（E1）接口； 3

通道延时要求 单向传输时延<16ms 4 通道双向延时差 小于<0.5ms 2.9 通信接口

序号

名称 接口类型

1

打印机接口（不可更改） RS-232 2

调试分析软件接口（前面板，不可更改） RS-232 3

两个（或三个）可同时工作的以太网接口（或光纤以太网） RJ-45 4 两个可以同时工作的串行通讯口（或串行光纤接口） RS-485/RS422 以上接口可以同时工作，也可通过软件设置来选择不同的组合进行工作。两个串行通讯口可以选择不同的规约同时工作。现有通讯规约为电力行业标准DL/T667-1999（idt IEC60870-5-103）规约或94规约。串行通信速率可整定。

·保护原理说明·

8 3 保护原理说明

3.1保护程序整体结构：

保护程序整体结构如图3.1.1

所示。

图3.1.1 保护程序整体结构

所有保护CPU 程序主要包括主程序、采样中断程序和故障处理程序。正常运行主程序。每隔1ms 采样间隔定时执行一次采样中断程序，采样中断程序中执行启动元件，如果启动元件没有动作，返回主程序。如果启动元件动作，则进入故障处理程序（定时采样中断仍然执行），完成相应保护功能，整组复归时启动元件返回，程序又返回进入正常运行的主程序。

主程序中进行硬件自检、交流电压断线检查、定值校验、开关位置判断、人机对话模件和CPU 模件运行是否正常相互检查等。硬件自检包括ROM、RAM、EEPROM、开出光耦等。

采样中断程序中进行模拟量采集和相量计算、开关量的采集、交流电流断线判别、重合闸充电、数据同步、合闸加速判断和启动元件计算等。

故障处理程序中进行各种保护的算法计算、跳合闸判断和执行、事件记录、故障录波、保护所有元件的动作过程记录，最后进行故障报告的整理和记录所用定值。

3.2 启动元件和整组复归

3.2.1 启动元件

保护启动元件用于启动故障处理程序及开放保护跳闸出口继电器的负电源。各个保护模件以相电流突变量为主要的启动元件，启动门坎由突变量启动定值加上浮动门坎，在系统振荡时自动抬高突变量启动元件的门坎。零序电流启动元件、静稳破坏检测元件为辅助启动元件，延时30ms 动作以确保相电流突变量元件的优先动作。

(1) 相电流突变量启动元件

判据为：

△i φ>I QD +1.25△I T

其中：φ为a,b,c 三种相别，T 为20ms

△i φ＝| i φ(t)-2*i φ(t-T)+i φ(t-2T) |，为相电流突变量

△I T ＝max( | I φ(t－T)-2*I φ(t-2T)+I φ(t-3T)] | )，为相电流不平衡量的最大值当任一相电流突变量连续三次大于启动门坎时，保护启动。

(2) 零序电流辅助启动元件

为了防止远距离故障或经大电阻故障时相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

·保护原理说明·

9大于启动门坎并持续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1.2倍In 持续30ms，并且U1Cos

φ小于0.5倍的额定电压。当该元件动时，保护启动，进入振荡闭锁逻辑。当PT 1）断线或者振荡闭锁功能

退出时，该检测元件自动退出。

3.2.2 启动继电器的闭锁措施

交流模拟量分别引入两个AD 模件，由独立的数据采样回路进行转换，其中一块AD 模件的数据送给保护，完成保护功能，另一块AD 模件以“逻辑与”的方式和保护模件的启动回路构成启动继电器开放回路。只有两块AD 同时启动，保护才能出口，这样可以增强保护的可靠性。

3.2.3 整组复归

各保护模件启动后就发出“禁止整组复归”的信号，如果本保护所有的启动元件和故障测量元件都返回，并且持续6秒，本保护模件就收回“禁止整组复归”信号。保护收到任一个模件“禁止整组复归”的信号就保持原先的启动状态，直到所有模件都收回“禁止整组复归”信号时才能整组复归。这样就能保证所有模件均满足整组复归条件时，装置才整组复归。

3.3 选相元件

选相元件是区分故障相别，以满足距离保护和零序保护分相跳闸的要求。分相电流差动元件的动作相即为故障相，不需要另外增设选相元件。在后备距离保护中为了在特殊系统(例如弱电源)和转换性等复杂故障下能够正确选相并有足够的灵敏度，采用电压电流复合突变量和复合序分量两种选相原理相结合的方法。在故障刚开始时采用快速和高灵敏度的突变量选相方法，以后采用稳态的序分量选相方法，保证在转换性故障时能够正确选相。两种选相元件的原理如下：

3.3.1 电压电流复合突变量选相元件 令 Z U I φφφφφφ?=???×&& ,,ab bc ca φφ=，其中 U φφ?&、I φφ

?&为相间回路电压、电流的突变量；Z 为阻抗系数，其值根据距离保护阻抗元件的整定值自动调整。设Δmax 、Δmin 分别为Δab、Δbc、Δca 中的最大值和最小值。选相方法如下：

当Δmin<0.25Δmax 时判定为单相故障，否则为多相故障。

单相故障时:

a) 若Δbc=Δmin，判定为a 相故障；

b) 若Δca=Δmin，判定为b 相故障；

c) 若Δab=Δmin，判定为c 相故障。

多相故障时:

a) 若同时满足ab ab U ?≥?、bc bc U ?≥?和ca ca U ?≥?，判定为区内相间故障；

b) 否则为转换性故障(一正一反)，采用相电流方向元件选择正向的故障相别。

判据U φφφφ?≥?(,,ab bc ca φφ=)实际上是三个幅值比较方式的突变量方向继电器。与传统的相电流差突变量选相原理相比，本方法由于引进了电压突变量以及方向判别，解决了弱电源系统和间隔时间很短的转换性故障的选相问题。对于一般性的故障，选相的灵敏度与相电流差突变量选相原理相当。

3.3.2 电压电流序分量选相元件

弱电源侧的故障选相有足够的灵敏度。

3.4 振荡闭锁的开放元件

电流差动保护不受系统振荡影响。

在相电流突变量启动150ms 内，距离保护短时开放。在突变量启动150ms 后或者零序电流辅助启动、

·保护原理说明·

10静稳破坏启动后，保护程序进入振荡闭锁。在振荡闭锁期间，距离I、II 段要在振荡闭锁开放元件动作后才投入。

振荡闭锁的开放元件要满足以下几点要求：

a) 系统不振荡时开放；

b) 系统纯振荡时不开放；

c) 系统振荡又发生区内故障时能够可靠、快速开放；

d) 系统振荡又发生区外故障时，在距离保护会误动期间不开放。

对于不可能出现系统振荡的线路，可由控制字退出振荡闭锁的功能，以提高保护的动作速度。本装置的振荡闭锁开放元件采用了阻抗不对称法、序分量法和振荡轨迹半径检测法的三种方法，任何一种动作时就开放距离Ⅰ、Ⅱ保护。前两种方法只能开放不对称故障，在线路非全相运行时退出；最后一种方法则在全相和非全相运行时都投入。

各种方法原理和判据说明如下：

1) 阻抗不对称法

选相元件选中A 相，并且BC 相间的测量阻抗在辅助阻抗范围外时开放A 相的阻抗I、II 段。对于B 相接地距离保护和C 相接地距离保护以次类推。

在系统振荡时，若两侧电势的功角在180°附近时，相间阻抗的辅助段会动作，该元件不会开放接地距离保护；若两侧电势的功角在0°附近时，该元件开放接地距离保护，但此时接地距离保护不会误动作。该方法的特点是高阻接地时，保护也能开放，缺点是只能开放单相接地故障。

2) 序分量法

当I 0＋I 2>mI 1时开放距离保护。该方法是根据不对称故障时产生的零序和负序分量来开放保护。m 为可靠系数，以确保区外故障时保护不会误动。

3) 振荡轨迹半径检测法

系统纯振荡，或振荡时发生经过渡电阻的故障，测量阻抗的变化轨迹为园。金属性故障时，轨迹园蜕变为点。阻抗变化率dz/dt 与轨迹园的半径有内在的关系。本方法是通过阻抗轨迹的测量来躲过会引起保护误动的振荡以及区外故障，具体方法为在满足以下条件时，开放BC 相间距离：

a) 0.5bc dZ Z dt

Σ< b) 2bc bc dZ Z dt

> c) 4

bc bc zd dZ Z Z dt

条件a) 使距离保护在系统纯振荡时不误动；

条件b) 使距离保护在振荡中发生反向故障时不误动；

条件c) 使距离保护在振荡中发生区外故障时不误动。

可以证明系统振荡周期小于3秒时，保护不会误动。为了进一步增加安全性，装置在检测到振荡周期很慢时自动闭锁该元件。在发生出口故障时，条件b) 将拒动。为此还设置了一个突变量方向元件，在条件a)和c)满足但条件b)不满足时，若突变量方向元件动作，开放距离保护100ms。

·保护原理说明·

113.5电流差动保护

电流差动继电器动作逻辑简单、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25ms；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。

另外，电流差动保护可以借助光纤通道传输两路远传及一路远跳信号。利用两侧电气量进行双端测距等。

通过以1024kbit/s 或2048kbit/s 速率传输的专用光纤通道、以64kbit/s 速率复接PCM（G.703）同向接口、以2048kbit/s 速率复接PDH 或SDH 系统的2048kbit/s（E1）接口，传送三相电流及其他数字信号，极大地提高了保护的性能。并采用内置式光端机，不需外接任何光电转换设备即可独立完成“光??电”转换过程。

电流差动保护主要由差动CPU 模件及通信接口组成。差动CPU 模件完成采样数据读取、滤波，数据发送、接收，数据同步，故障判断、跳闸出口逻辑；通信接口完成与光纤的光电物理接口功能，另外专门加装的PCM 复接接口装置则完成数据码型变换，时钟提取等同向接口功能。

电流差动保护由两部分组成：分相电流差动、零序差动。

3.5.1分相差动

动作方程： 12(1)(1)4(2)4(2)(3)(3)....(4).(4)M N CD M N CD M N C M N C M N INT M N INT M N

M N M N M N b

BL BL I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I k k ??+>………………+>……………………?+>………………+>……………………???+≤………………+>……………………??+>?…+>??……?&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&　　　 或者 ????? 动作曲线： M N

I I +&&

CD I I 图4-2-2 比例差动示意图

·保护原理说明·

12其中，1BL k ，2BL k 为差动比例系数系数，其中1BL k 保护内部固定为0.5， 2BL k 保护内部固定为0.7；CD I 为整定值(差动启动电流定值)；INT I 为四倍额定电流(分相差动两线交点)；b I 常数计算值为0.4INT I 。C I 为正常运行时计算得到的电容电流。

3.5.2 零序差动

对于经高过渡电阻接地故障，采用零序差动继电器具有较高的灵敏度，原理同分相差动。零序差动比例系数0BL k ，保护内部固定为0.8。零序电流差动具有两段，Ⅰ段延时100ms 选相跳闸，Ⅱ段延时250ms 三跳。

3.5.3 电容电流补偿

对于高电压长距离输电线路，电容电流较大，为了提高经高过渡电阻故障时的灵敏度，要考虑电容电流的影响。本保护装置计算正常时C N M I I I =+??作为电容补偿电流。在进行差动继电器计算时，必须满足故障的4M N C I I I ??+>的条件。

3.5.4 差动辅助启动元件

差动启动元件除了相电流突变量启动元件、零序电流辅助启动元件，还有以下两种辅助启动元件。

(1) 低电压辅助启动元件

用于弱馈负荷侧的辅助启动元件，该元件在对侧启动而本侧不启动的情况下投入，相电压小于52V 或相间电压小于90V 时本侧被对侧拉入故障处理。

(2) 利用TWJ 的辅助启动元件

作为手合于故障时，一侧启动另一侧不启动时，未合侧保护装置的启动元件。

3.5.5数据同步

采用数值同步方法可灵活快速同步，数据同步只需要3个点，而不需要额外数据调整算法和过程,这种同步方法有其独到的优点。

两侧装置采样同步的前提条件为通道单向最大传输时延≤16ms。

3.5.6 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信号，从而保证纵联差动不会误动作。非断线侧经延时后报“长期有差流”，与CT 断线作同样处理。

3.5.6.1 PSL 603GM（AM）、PSL 603GF（AF）、PSL 603GCW 型CT 断线闭锁方案：

CT 断线时发生故障或系统扰动导致启动元件动作，若定值中控制字“CT 断线闭锁保护”，则闭锁电流差动保护；若定值中控制字“CT 断线不闭锁保护”，且断线相差流大于“CT 断线差动电流值”，仍开放电流差动保护。

3.5.6.2 PSL 603G（GA）、PSL 603GW 型CT 断线闭锁方案：

CT 断线时发生故障或系统扰动导致启动元件动作，若定值中控制字“CT 断线闭锁保护”，则闭锁电流差动保护；若定值中控制字“CT 断线不闭锁保护”，且断线相差流大于“分相差动电流定值”， 仍开放电

·保护原理说明·

13流差动保护。

3.5.7 CT 饱和

采用了自适应比率制动的全电流差动继电器，通过制动系数自适应调整使得差动保护在提高区外故障时安全性的同时保证区内故障时动作的可靠性。在电流严重畸变时，由于采用了较高的制动系数，使得差动保护在区外故障不误动的前提下给区内故障留有足够的动作范围。

3.5.8 手合故障处理

手动合闸时，差动定值自动抬高门槛至n I ，以防止正常合闸时线路充电电流造成差动保护误动。如果线路上有故障时，差动动作值达不到门槛时，可以由距离手合加速动作。

3.5.9 双端测距功能

采用双端电气量完成测距计算，大大提高了测距结果的精度。

3.5.10 远跳、远传功能

本装置利用数字通道，不仅交换两侧电流数据，同时也交换开关量信息，实现一些辅助功能，其中包括远跳及远传。

3.5.10.1 远跳

保护装置采集得到远跳开入为高电平时，经过专门的滤波处理及8ms 确认，作为开关量，连同电流采样数据及CRC 校验码等一起打包为完整的一帧信息，经过编码、CRC 校验，通过数字通道，传送给对侧保护装置。对侧装置每收到一帧信息，都要经过CRC 校验、解码提取远跳信号，而且只有连续三次收到对侧远跳信号才认为收到的远跳信号是可靠的。当保护控制字整定为“远跳不经本地启动”时，则收到远跳信号后无条件永跳出口，驱动A、B、C、Q、R 出口跳闸继电器，并闭锁重合闸。当保护控制字整定为“远跳经本地启动”时，则需本装置启动才出口。如果不满足则收到对侧远跳信号500ms，保护发“远跳信号长期不复归”报文。

3.5.10.2 远传

装置设有远传A、远传B 两路远传开入接点。同远跳一样，装置也借助数字通道分别传送远传A、远传B。区别只是在于接收侧收到远传信号后，并不作用于本装置的跳闸出口，而只是如实将对侧装置的开

入接点状态反映到本侧装置对应的开出接点上。

图3-５-10-2 远传功能示意图

·保护原理说明·

143.5.11通信接口说明

数字差动保护的关键是线路两侧差动保护之间电流数据的交换，本保护装置以1024kbit/s 或2048kbit/s 速率传输的专用光纤通道、以64kbit/s 速率复接PCM（G.703）同向接口、以2048kbit/s 速率复接PDH 或SDH 系统的2048kbit/s（E1）接口三种通道方式。当被保护的线路长度小于100km 时可使用专用光纤通道方式，大于100km 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。

3.5.11.1 装置是采用同步数据通信方式，就存在同步时钟提取问题

1、采用专用光纤通道方式下时，通信时装置的时钟应采用内时钟方式，见图3-5-12-1，即两侧的装置发送时钟工作在“主─主”方式，见图3-5-11-1，数据发送采用本机的内部时钟，接收时钟从接收数

据码流中提取。

图3-5-11-1 专用光纤通道时钟方式示意图（内时钟方式）

2、采用以64kbit/s 速率复接PCM（G.703）同向接口通道方式时,必须采用外部时钟方式。见图3-5-12-2，通信时两侧的发送时钟、接收时钟均由PCM 系统的时钟决定，所以两侧保护装置均须整定为从时钟方式，即两侧装置的发送时钟工作在“从-从”方式。数据发送时钟和接收时钟为同一时钟源，均是从接收数据码中提取，否则会产生周期性的滑码现象。若两侧采用PDH 准同步通信设备时，还得对两侧的PDH 通信设备进行通信时钟设定。即把一侧的通信时钟设为主时钟（内时钟），另一侧通信时钟设为从时钟，否则会因为PDH 的速率适配，而产生周期性的数据丢失（或重复）问题；若两侧采用SDH 通信网络设备时，还得对两侧的SDH 通信网络设备进行通信时钟设定，当VC-12采用改异步映射方式时，两侧装置一侧的通信时钟设为主时钟（内时钟），另一侧通信时钟设为从时钟：当VC-12采用同步映射方式时，两侧装置均应设置为“外时钟”，即两侧装置的发送时钟工作在“从-从”方式。和通讯设备的连接为两对双绞线。

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