PSL603U简介

PSL603U系列线路保护2015年10月08日国电南自引言随着电力系统网络的飞速发展，对继电保护装置也提出了更多更新的要求。对于保护性能，要求能更加可靠快速地切除故障；对于通讯性能，要求能稳定地适用于各种自动化通讯网络；此外，更好的可操作性、硬件稳定性，等等要求，在科技水平不断提高的今天，就有了更多的手段来满足。为了完善高压线路保护装置的性能，满足现场对保护自动化通信等需求，并以配合国家电网公司1000kV特高压交流输电线路的示范工程为契机，我们推出了新一代PSL600U系列高压线路保护。在总结多年的保护设计经验的基础上，积极研究并应用新原理和新技术，PSL600U技术先进、功能完善，将成为国电南自竞争220kV～1000kV线路保护市场的重要产品。国电南自介绍内容1.硬件及结构特点2.基本功能简介3.技术亮点4.定值及压板国电南自PSL603U系列线路保护硬件及结构特点通用的硬件平台，具有可伸缩的软硬件架构、大资源高速32位CPU系统、图形化逻辑编程等特点。机箱采用4U标准整层背插式结构。国电南自硬件资源及特点（1）CPU和I/O接口通信连接：时分复用总线技术（专利技术）。CPU模件和若干块I/O模件采用串行接口连接，通过配置改变I/O模件的种类和数量即可满足不同场合的要求，实现软硬件架构的可伸缩性。国电南自硬件资源及特点（2）32位400MHz频率的RISC架构的高性能CPU，在24点采样速率下完成所有保护功能；32MB程序FLASH和256MB数据FLASH(供事件、录波存储)，可保存最多500次事件、256次的故障录波报告（实际可存储的事件录波数量需根据录波文件大小而定）；国电南自硬件资源及特点（3）硬件平台提供装置的软硬件配置、逻辑图绘制等工具软件，以提高装置开发的效率和质量：硬件配置工具实现开关量和模拟量的输入、输出配置；软件配置工具实现事件、遥信、遥控、遥测、压板等配置内容；使用逻辑图绘制软件绘制保护逻辑图，并编制保护算法程序。国电南自[8]PSL603U系列线路保护性能指标序号名称主要技术指标1采样回路精确工作范围相电压：0.2V～70V同期电压：0.3V～120V电流：0.02In～30In2模拟量测量精度误差：不大于±5％。3纵联保护方向元件距离方向元件：最小动作时间10ms零序方向元件：最小动作时间10ms，零序电压采用浮动门槛，最小动作电压为0.5V4整组动作时间快速距离：近处3～10ms距离I段(0.7倍整定值)动作时间：小于20ms，典型值不大于15ms纵联保护：全线速动时间不大于25ms5起动元件相电流突变量起动元件：整定范围0.02～100A零序电流辅助起动元件：整定范围0.02～100A6暂态超越不大于5%7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)8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±3%。9自动重合闸检同期元件角度误差：小于±3度国电南自PSL603U装置结构超大彩色液晶触摸屏（5.7英寸、320*240分辩率），全汉化显示，图形化表格化打印输出；多种通信接口，可同时配置2个RS485和3个以太网口，通信规约支持IEC60870-5-103、IEC61850；一个RS232接口，用于打印；一个可具有24V开入、单节点、485方式的GPS对时；多种人机接口，可提供以太网口、USB口等连接电脑，并提供系统配置分析软件；多种信号灯提示，多组信号、跳闸出口接点；国电南自国电南自打印3个以太网口2个RS485口、GPS对时接口双光纤接口可配置的输入输出模件国电南自[12]PSL603U系列线路保护基本功能配置型号全线速动保护其他功能配置适用场合PSL603U纵联差动保护快速距离保护、三段式相间距离保护、三段式接地距离保护、两段式零序电流保护、自动重合闸220kV～1000kV输电线路国电南自[13]启动元件（1）相间电流突变量启动元件（2）零序电流启动元件（3）静稳破坏启动元件（4）弱馈启动元件（5）TWJ启动元件整组复归当保护启动后，如果所有的故障测量元件（阻抗、零序等）都返回，并且延时5s，就整组复归。基本功能介绍国电南自选相元件（1）电流突变量选相元件（2）序分量选相振荡闭锁开放元件（1）序分量不对称开放元件（I0+I2mI1）（2）振荡轨迹半径检测法（纯振荡过程中测量阻抗不断变化，而发生故障后阻抗基本不变）[14]基本功能介绍国电南自距离保护的配置（1）快速距离包含波形相似快速距离和突变量快速距离（2）三段式距离保护包含三段相间距离保护和三段接地距离保护[15]基本功能介绍距离零序保护国电南自阻抗元件（偏移特性和全阻抗特性）[16]ZDZDZDRXRIIIZDZ基本功能介绍距离零序保护ZDZDZDRR’XX’RIZDZIIZDZIIIZDZ国电南自正序方向元件正序方向元件采用正序电压和回路电流进行比相。以A相正序方向元件F1a为例，正序方向元件的动作判据为引入了健全相的电压，线路出口处发生不对称故障时能保证正确的方向性。但发生三相出口故障，正序电压为零，不能正确反应故障方向，为此当三相电压都低时采用记忆电压进行比相。[17]基本功能介绍距离零序保护1353arg2501IKIUA国电南自零序保护的配置本装置零序保护设有常规的两段式、加速段零序电流保护。可选配反时限零序。全相运行时，零序各段投入。在非全相运行，零序Ⅱ段退出，只保留零序Ⅲ段；合闸期加速期间只保留加速段。[18]基本功能介绍距离零序保护国电南自零序方向零序Ⅱ段自动带方向，零序Ⅲ段可选择是否带方向，非全相后自动不带方向。PT断线时，零序Ⅱ段自动退出，零序Ⅲ段自动不带方向[19]基本功能介绍距离零序保护325)3/3arg(17500IU国电南自合闸加速保护（1）重合加速保护（距离、零序加速）（2）手合加速保护[20]基本功能介绍距离零序保护国电南自电流差动继电器：（1）变化量相差动继电器（2）稳态相差动继电器（3）零序差动继电器电容电流的补偿（试验时此功能要退出）高电压长距离输电线路，电容电流较大，差动继电器灵敏度不能满足要求时，可以投入电容电流补偿功能。PSL603U采用基于线路分布参数模型的暂态电容电流补偿方法，能够对差流中的暂态电容电流进行精确的补偿。[21]基本功能介绍差动保护国电南自[22]基本功能介绍差动保护变化量差动国电南自[23]基本功能介绍差动保护稳态量I段稳态量II段国电南自TA断线TA断线条件（与门条件）：①本侧零序电流、零序差流、相差流都大于0.05额定电流；②相差流大于0.2倍的制动电流；③本侧相电流变小0.1额定电流，或本相电流小于无流门槛。TA断线后差动保护TA断线时发生故障或系统扰动导致启动元件动作，若控制字“TA断线闭锁差动”投入，则闭锁断线相差动保护；若控制字“TA断线闭锁差动”退出，且断线相差流大于“TA断线差动电流定值”，仍开放电流差动保护。[24]基本功能介绍差动保护国电南自远跳功能远跳功能可由“远跳功能压板”来选择投入或退出。本侧远跳功能退出后若有远跳开入，仍然向对侧发送远跳命令，若对侧远跳功能压板投入，对侧保护仍然可以实现远跳动作。远跳可以通过控制字选择是否经本地启动闭锁。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出口。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。[25]基本功能介绍差动保护国电南自重合闸功能的投退重合闸功能可通过“重合闸功能”控制字来投退。在重合闸功能退出的情况下，若有“闭重/沟通三跳”开入，在任何故障情况下都直接三跳，本保护不重合；若无“闭重/沟通三跳”开入，保护选相跳闸。[26]基本功能介绍重合闸国电南自重合闸方式由重合闸功能控制字选择1、单相重合闸：单跳单重、三跳不重2、三相重合闸：任意故障三跳，三重3、禁止重合闸：放电、闭锁重合闸，不沟通三跳4、通用重合闸：放电、闭锁重合闸，沟通三跳[27]基本功能介绍重合闸国电南自重合闸启动方式和条件（1）保护跳闸起动重合闸单跳启动重合闸（单跳令、对应相无流、不满足三相启动重合条件、单重或者综重方式）三跳启动重合闸（三跳令、三相无流、三重或者综重方式）（2）断路器位置不对应起动重合闸单相跳位启动（跳位、对应相无流、“单相开关偷跳重合”控制字投入）三相跳位启动（跳位、对应相无流、“三相开关偷跳重合”控制字投入）[28]基本功能介绍重合闸国电南自重合闸同期无压鉴定PSL603U系列保护重合闸可选择四种方式：检无压、检同期、检无压方式在有压时自动转检同期（同时投入检无压和检同期功能）、非同期(不检同期也不检无压)。[29]基本功能介绍重合闸国电南自沟通三跳本装置设有沟通三跳逻辑，动作时驱动装置4付沟通三跳常闭接点。沟通三跳的条件（或门）为：（1）重合闸功能控制字投入，且重合闸为三重方式；（2）重合闸功能控制字投入，且重合闸为单重，重合闸充电未充满；（3）重合闸功能控制字投入，重合闸为单重或三重，有“停用重合闸”压板开入；（4）重合闸功能控制字投入，重合闸为停用方式或方式整定错误；（5）装置失去电源。[30]基本功能介绍重合闸国电南自[31]PSL603U系列线路保护技术亮点—差动保护差动保护配置有变化量差动、稳态量差动、零序差动继电器。采用基于贝瑞隆输电线路模型的差动保护，在原理上消除电容电流的影响。采用基于比相法的TA饱和检测和基于相关系数法的TA饱和检测，有效识别TA饱和。国电南自[32]PSL603U系列线路保护技术特点—距离保护配置了快速距离保护，包括波形相似法快速距离和变化量距离。后加速保护引入波形识别元件，识别正常合闸期间的暂态电流，提高了后加速保护的可靠性。四边形的阻抗继电器，增加了负荷自适应功能。有效避免了区外故障切除后负荷阻抗的影响，而又不失去四边形阻抗继电器对高阻接地故障的灵敏性。国电南自[33]PSL603U系列线路保护技术特点—重合闸常规重合闸功能，根据重合闸方式，可选择为单重、三重、综重、停用方式。对于同杆并架线路，可以采用自适应按相顺序重合闸功能，对故障性质和故障相别进行判别，提高重合闸的成功率。国电南自[34]PSL603U系列线路保护关键技术1基于贝瑞隆模型的差动保护常规的分相电流差动保护应用于超高压长距离输电线路时，受分布电容影响很大，影响了保护在内部故障时的灵敏性和区外故障时的安全性。PSL600U采用了基于贝瑞隆输电线路模型的差动元件，它反映了输电线路内部无故障时（包括稳态运行和区外故障）两端电压电流之间的关系，而线路内部故障时，相当于在故障点增加了一个节点，这种关系被破坏。这种保护在原理上自动考虑了电容电流的影响，不需要再进行电容电流的补偿。国电南自[35]PSL603U系列线路保护关键技术1输电线路每一模量上的贝瑞隆等值计算电路如下图所示。式中im和in分别是模量上线路两侧的电流。Imn和Inm是等值电流源，代表从本端的和对端来的反射波的历史值)()()(tIZtutimnmm)()()(tIZtutinmnn国电南自[36]PSL603U系列线路保护关键技术1根据贝瑞隆方程有：（1）（2）（3）为线路MN的波行时间。基于Bergeron方程的差动保护的基本判据：)()(21)()(21)(thiZtuhthiZtuhtInnmmmn)()(21)()(21)(thiZtuhthiZtuhtImmnnnmCDDZmmJSIII其中为根据Bergeron方程计算得到的M侧φ（A/B/C）相电流，而为对M侧采样值直接做富氏变换得到的M侧φ（A/B/C）相电流向量。mJSImJSImI国电南自[37]PSL603U系列线路保护关键技术2距离保护阻抗元件负荷自适应功能：故障后