南京继保PCS-9613L 线路光纤纵差保护装置

PCS-9613L 线路光纤纵差保护装置适用于 110kV 以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接 地系统中的线路光纤纵差和电流保护及测控。装置通过常规电磁式互感器采集模拟量，支持 IEC61850 规约。下图为此型保护装置的典型应用配置。

性能特征

高性能的通用型硬件，实时计算：采用 32 位高性能的双核处理器，核 1 完成保护运算与 出口逻辑，核 2 实现事件记录、故障录波、人机接口、后台通信及打印等功能。高性能的 硬件保证了装置在每一个采样间隔对所有继电器进行实时计算。

软件模块化设计：装置提供完备的保护功能，各保护元件按模块化设计，相互独立，可灵 活配置。

通信功能齐全：具有灵活的通信方式，配置 2 个 100Mbps 以太网接口，2 个 RS-485 串口， 1 个 RS-232 打印串口。支持电力行业通信标准 DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和 DL/T860（IEC61850），还支持 Modbus RTU、Modbus TCP 规约。支持 100Mbps、超五 类线或光纤通信接口。

调试维护方便：具有友好的人机接口和丰富的 PC 机辅助软件，方便装置设置和调试。

工作原理

主程序分为正常运行程序和故障计算程序：正常运行程序完成系统无故障情况下的状态监视、 数据预处理等辅助功能。整组启动后进入故障计算程序，进行各种保护的算法计算，跳闸逻辑判断 等。

模拟量输入

本装置可以引入如下模拟量：三相保护电流（Ia、Ib、Ic）、三相测量电流（Iam、Ibm、Icm）、 三相母线电压（Ua、Ub、Uc）、 同期电压（Ux）、零序电流（I0）。外部电流输入经隔离互感器隔离 变换后，经低通滤波器至模数转换器，再由 CPU 定时采样。CPU 对获得的数字信号进行处理，构 成各种保护继电器。

Ia、Ib、Ic 为保护用三相电流输入；I0 既可用作零序过流保护（跳闸或告警），也同时兼作小 电流接地选线用输入；Iam、Ibm、Icm 为测量用三相电流输入；Ua、Ub、Uc 为母线电压，电压可 以Ｙ型接入，也可以Ｖ型接入，在本装置中作为保护和测量共用，其与 Iam、Ibm、Icm 一起计算形 成本间隔的 P、Q、COSф、kWh、kVarh；Ux 为同期电压，在重合闸检线路无压时使用。

装置启动元件

装置为各保护元件设置了不同的启动元件，相应的启动元件启动后才能进行各自的保护元件计算。

差动保护启动元件

差动保护启动元件的主体由反应相间工频变化量的过流继电器实现，同时又配以反应全电流的 零序过流继电器和相过流继电器互相补充。启动元件动作时开放比率差动保护和远跳保护，并展宽 500ms。

? 电流变化量启动元件

工频变化量启动元件设置了浮动门坎和固定门槛。正常运行及系统振荡时变化量的不平衡输出 均自动调整浮动门坎，使浮动门坎始终略高于不平衡输出，从而确保故障情况下，启动元件有 很高的灵敏度。

当相间电流变化量大于整定值，该启动元件动作。

tht II I ?? ???? ?? ?? ? 25 .1 公式 3.2-1

其中： ??? I 是相间电流变化量。

tI是浮动门坎，随着变化量输出增大而自动提高，取 1.25 倍可保证门坎电压始终略高于不 平衡输出。 thI为固定门坎，电流变化量启动值。

零序过流启动元件

当外接或者自产零序电流（通过控制字[零序电流采用自产零流]选择）大于整定值，且无 CT 断 线报警时，零序启动元件动作。

fdww II 00 ? fdzc I I 0 0 ?

公式 3.2-2

其中，所有零序电流数据均为 3I0。

wI0

为外接零序电流。

zcI0

为自产零序电流。

fdI 0 为零序电流启动 定值（按照自产 3I0 来整定）。fdwI0 为“零序电流启动定值”内部折算到外接零序 CT 二次侧的定值。

? 相过流启动元件

当相电流大于整定值时，相过流启动元件动作。 fdI I ? ? ? 公式 ?I为相电流。fdI?为相电流启动定值。

? 辅助电压启动元件

发生区内三相故障，弱电源侧电流启动元件可能不动作，此时若收到对侧的差动保护允许信号， 且本侧无 PT 断线报警，对应相关相/相间电压小于 70%额定电压，则辅助电压启动元件动作。 当对侧电流大于本侧 1.5 倍时，且对侧发差动允许信号时，本侧启动。

? 其他保护辅助启动方式

当过流Ⅰ段、过流Ⅱ段、过流Ⅲ段和过流加速段中的任一个启动元件动作，将开放差动保护。

其它保护启动元件

 过流保护启动元件：当三相电流最大值大于 0.95 倍整定值时动作。此启动元件用来开放相应的 过流保护。

零序过流保护启动元件：当零序电流大于 0.95 倍零序电流整定值时动作。此启动元件用来开放 相应的零序过流保护。

 过流加速保护启动元件：当三相电流最大值大于 0.95 倍过流加速整定值时动作。此启动元件用 来开放相应的过流加速保护。

零序加速保护启动元件：当零序电流大于 0.95 倍零序过流加速整定值时动作。此启动元件用来 开放相应的零序加速保护。

过负荷保护启动元件：当三相电流最大值大于 0.95 倍过负荷电流整定值时动作。此启动元件用 来开放相应的过负荷保护。

低频减载保护启动元件：当低频减载保护充电完成且系统频率低于低频保护低频整定定值，同 时所有相间电压均高于低频保护低压闭锁定值时动作，此启动元件用来开放低频减载保护。

低压减载保护启动元件：当低压减载保护充电完成且母线电压低于低压减载整定定值时动作， 此启动元件用来开放低压减载保护。

重合闸启动元件：重合闸功能投入情况下，启动重合闸条件满足时动作，此启动元件用来开放 重合闸功能。

差动保护

电流差动继电器由两部分组成：比率差动继电器和差动联跳继电器。差动保护经 [差动保护总 控制字]投退。

差动联跳继电器

为了防止长距离输电线路出口经高过渡电阻接地时，虽然近故障侧保护可以立即启动，但由于 助增的影响，远故障侧可能故障量不明显而不能启动，差动保护不能快速动作。针对这种情况PCS-9613L 设有差动联跳继电器：本侧其它保护动作（过流保护，零序保护、后加速保护）后立即 向对侧发对应相联跳信号；对侧收到联跳信号后，开放整组，并结合差动允许信号和比例差动继电器动作信号，联跳对应相。

CT 饱和的识别方法

当发生区外故障时，CT 可能会暂态饱和，为防止比率差动保护误动作，装置采用异步法思想的 抗 CT 饱和判据，从而保证了在较严重的暂态饱和情况下不会误动。

差回路的异常情况判别

装置将差回路的异常情况分为两种：差流异常和 CT 断线。

长期有差流告警

当满足任一相差流大于[分相差动定值]时，装置延时 10s 发出差流异常告警信号，与 CT 断线做 同样处理。

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。非断线侧经延时后报“差流告警”，与 CT 断线 同样处理。

CT 断线或差流告警时发生故障或系统扰动导致启动元件动作，若控制字[CT 断线闭锁差动]整 定为“1”，则闭锁电流差动保护；若控制字[CT 断线闭锁差动]整定为“0”，仍开放电流差动保护。

装置包括两种 CT 断线逻辑：瞬时 CT 断线和延时 CT 断线。

1） 瞬时 CT 断线判据。当差动保护投入时，若同时满足以下条件，延时 200ms 置瞬时断线标 记：

A. 无母线 PT 断线告警发生，无低电压或负序电压；

B. 最大相电流大于 0.2In 且任一相电流无流（辅助参数中控制字[两相式保护 CT]投入时只判 A、C 两相无流）。

2） 延时 CT 断线告警。当相电流最大值大于 4 倍的最小相电流，且相电流最大值大于 0.2In，延时 10s 发告警信号。

注意： 不论是差动回路的异常是否引起差动保护启动，均说明差动回路或定值存在问题。