微机型继电保护装置原理与运行.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流微机型继电保护装置原理与运行.精品文档.微机型继电保护装置原理与运行刘华 河南电力调度通信中心继电保护处 037167903711 932123711第一章 继电保护发展概述第一节 继电保护技术发展简史第二节 微机继电保护技术进展1硬件进展2原理进展第二章 微机继电保护的基本原理第一节、微机型继电保护的构成1、硬件系统2、软件系统第二节、微机线路保护的几个基本概念1、相电流差变化量选相元件2、工频工频变化量距离继电器3、工频变化量方向继电器(F+，F-)4、 闭锁式保护的基本原理第三章 典型微机保护装置介绍第一节 WXH11微机型线路保护装置

2、第二节 LFP-901微机型线路保护装置第三节 RCS-900系列高压线路保护装置第四节 PSL-600系列线路保护装置第五节 WXH-801/802线路保护装置第六节 WMH-800微机母线保护装置第七节 PST-1200微机变压器保护装置微机型继电保护装置原理与运行第一章 继电保护发展概述第一节 继电保护技术发展简史电力系统继电保护技术，是近百年来随着工业化生产和其它新兴技术的发展而迅速发展起来的一门科学。到目前，继电保护装置已经生产了四代：即电磁型、整流型、静态型模拟式(晶体管、集成电路保护)、静态型数字式(微机保护)。不算19世纪末期的熔断器，第一台机电型继电器是1901年问世的感应式

3、过电流继电器，1908年出现差动继电器，1910年有了电流方向保护，1920年初研制成了距离保护，1927年开始了高频保护研究。随着半导体器件的生产，人们将其应用于保护装置，构成了整流型继电保护继电器，使维修工作大为减轻，这是60年代的一代新产品。微电子学的飞速发展，大规模集成电路的生产，使分立元件的晶体管保护逐渐为集成电路保护取代，成为第二代静态型保护，是目前世界上应用最多的模拟式保护装置。微型计算机和微处理器的出现，为继电保护数字化开辟了美好前景。在70年代初、中期，计算机本身出现了重大突破，大规模集成电路技术飞速发展，微处理器和微型计算机进入了实用阶段，不仅价格大幅下降，而且可靠性又大为

4、提高，这就促使计算机保护的研究出现热潮。70年代中、后期，国外已有少数样机在电力系统中试运行。80年代初，计算机保护逐渐在电力系统中开始实际应用。由于微机保护与模拟式保护相比有许多优点，因此，它一出现就很快受到电力系统使用单位的欢迎。迄今，世界很多国家已生产出多种微机保护，它以比人们预料更快的速度向传统式保护提出了强有力的挑战。我国1955年开始大量生产机电型继电器。1970年初在我国形成晶体管保护生产的高潮，但由于元器件质量问题和生产工艺问题，严重影响了晶体管继电保护的可靠性。经1972年的整顿，它的质量逐渐稳定，成为与机电型、整流型并立的一种产品。我国对计算机保护的研究从70年代后半期开始

5、。70年代末80年代初广泛地开展各种算法以至样机的研制，1984年4月，由华北电力学院杨奇逊教授主研的我国第一套微机线路保护投入运行。之后，国内各学校、科研、生产单位陆续研制和生产出适于线路和元件的各种微机保护装置。近十年，微机保护装置在我国广泛推广应用。现在，它们完全能取代传统的模拟式保护装置。目前，我国高压电网中95%以上的线路保护是微机保护，我省220kV及以上高压线路，已全部是微机保护装置，正确动作率已超过传统的模拟式保护装置；微机元件保护也开始在高压电网中普及应用。可以毫不夸张地说，在国内广大科研工作者、制造厂和运行单位的共同努力下，目前我国微机保护已居于国际先进水平。第二节 微机继

6、电保护技术进展一硬件进展 受集成电路芯片的制约等因素，我国微机线路保护的发展大体上经历了三个阶段。第一阶段为以单CPU的硬件结构为主，数据采集系统由逐次逼近式的AD574芯片构成，硬件和软件的设计符合我国高压线路保护装置的“四统一”设计标准，其代表产品为WXB-01、WXH-1A型微机高压线路保护装置；第二阶段为以多个单片机构成的多CPU硬件结构为主，数据采集系统为VFC电压频率转换原理的计数式数据采集系统，硬件及软件的设计方面吸取了WXB-01型微机保护装置成功运行经验，针对01型保护存在的问题进行了改进，同时，利用多CPU的特点，强化了自检和互检，使硬件故障可定位到插件，具有完善的抗干扰措

7、施及防止拒动和误动的措施，其代表产品为WXB-11、WXH-11型微机高压线路保护装置和南瑞继电保护公司研制的LFP-900系列保护装置；第三阶段采用16位A/D作为数据采集，数据采集精度高，测量范围大；采用32位DSP（高速数字信号处理芯片）作为保护CPU，由DSP完成所有的数字滤波、保护算法和出口逻辑。因DSP具有运算速度快、内存大的特点，单片DSP就可以完成所有的主后备保护功能，并有较大的冗余，不需扩展外部内存；同时，装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，因此，硬件结构更加简洁可靠。其代表产品为南瑞继电保护公司研制的RCS-900系列保护装置、PSL-600

8、系列保护装置、许继电气股份有限公司研制生产的WXH-800系列保护装置。二原理进展微机独特的智能作用使新型微机保护的研制与开发创造了前所未有的良机。在短暂的十余年中，继电保护的面目已为之一新，其技术性能已超过传统保护。微机保护新原理的研究一直是国内外重视的研究课题，其中利用故障分量和自适应保护两个方面的研究成果和动向最为引人注目。(一)利用故障分量的微机保护故障分量的主要特征是：1故障分量在系统发生故障时出现，在非故障状态中，不存在故障分量。2故障分量与系统运行方式有关。3故障点的电压故障分量最大，系统中性点的电压故障分量为零。4保护安装处的电压故障分量与电流故障分量之间的幅值和相位关系仅由该

9、处到系统中性点的阻抗决定，且不受故障电阻的影响。5线路两端的电流故障分量间的相位关系与电势和负载无关。故障分量中包括有稳态和暂态分量，二者都是可以利用的。目前利用稳态分量的微机保护装置大多使用其中的工频成分，其代表产品为南瑞继电保护公司研制的LFP-900系列保护装置；使用暂态分量时则主要建立在暂态行波成分基础上，故称为行波保护。我国在行波保护方面也进行了一些研究并引进了国外产品，主要用于500kV线路。 (二)自适应保护能根据电力系统的运行或故障状态而实时改变保护功能、特性或定值的保护，称为自适应保护。近年来，国内外在这方面进行了大量的研究。事实上，传统的保护装置也力图适应系统运行方式变化和

10、故障的条件，例如：电流速断定值的整定要考虑在所有运行方式和故障类型下，都能正确动作；差动保护中的制动特性，距离保护中考虑了转换性故障，并在系统发生振荡时闭锁1、2段等。但由于定值必须按电力系统最严重的运行方式和故障条件整定，且装置本身也缺乏实时检测和处理的功能，因此保护性能不能保持在理想状态。例如：某一单电源的线路上装设电流速断。传统的保护定值是按照在系统最大运行方式下，躲过线路末端三相短路的条件整定的，可是，在两相短路和最小运行方式下，保护范围将显著变小甚至缩小到零。即使在经常的主要运行方式下，保护的作用也会明显恶化。此时，若装设自适应微机保护，便可以利用故障分量的方法，实时获得故障时的实际

11、系统阻抗和故障类型，因此能实时地确定出对应地电流速断值和保护范围。西安交通大学与南京电力自动化设备厂共同研制的WXB-32型馈电线自适应电流保护装置是其代表。由于目前的光纤通信网尚未遍及所有220kV变电站，以及高压电网的重要性，在高压电网的保护中，自适应原理仅有局部应用，如在WXH-801/802微机线路保护中，采用了自适应数字滤波技术、自适应保护判据、自适应后加速等；RCS-915母线保护装置中采用自适应阻抗加权法来解决电流互感器饱和问题等。尽管如此，尽管自适应继电保护还处在初级发展阶段，但现有的研究成果已经有力地说明了它的优越性。1保护性能最佳化保护性能最佳化是在考察现有保护(包括微机保

12、护)存在的问题的基础上提出的。在微机保护出现以前，由于技术条件的限制，保护最佳化的目标是难以实现的，与之相对应的是保守的思维方式和决策方法。与传统保护不同，自适应保护的突出特点之一就是要具有自动识别系统运行状态和故障状态的能力，并针对状态的变化，实时自动地调整保护性能，其中包括动作原理、动作特性和整定值，从而使其达到最佳效果。2整定计算在自动化、在线化继电保护的整定计算是一项复杂又艰巨的任务，这是由电力系统的结构变化、运行情况的复杂性和多样性决定的，目前计算机辅助整定计算已大大提高了效率，但都是在人工和离线条件下进行的。自适应继电保护技术的发展预示出未来整定计算自动化、在线化的可能性。前面提到

13、的自适应过电流保护就具有在线整定计算的能力。虽然电力系统继电保护整定计算远比这种最简单的电流保护复杂的多，但随着自适应继电保护技术的进步，特别是电力系统继电保护信息网的形成和发展，可以预见，整定计算自动化、在线化的时期一定会到来。3使用简单化微机保护之所以在十余年会取得如此迅速的发展，并受到用户热情欢迎，其主要原因之一是简化了装置的调试和维护，自适应保护将进一步发挥计算机的智能作用，使装置的使用更加简便化。总之，自适应继电保护是充分发挥微机保护的潜在智能作用的一个充满希望的研究方向。它的成功，或许会再一次改变继电保护的面貌。第二章 微机继电保护的基本原理一、微机型继电保护的基本系统 传统保护布

14、线逻辑 微机保护硬件系统 软件系统 数据采集系统数据处理系统1、微机保护硬件系统 输入、输出接口电源部分1.1、数据采集系统数据采集系统的作用将模拟信号变成数字信号。它包括：辅助变换器低通滤波器（ALF）采样保持器（S / H）多路开关 （MPX）模/数变换器（A / D）1.2、数据处理系统数据处理系统作用它将数据采集系统输出的数据进行分析处理，完成各种继电保护功能。它包括：CPU微处理器；EPROM程序存储器；EEPROM定值存储器；RAM随机存储器；CIOCK时钟。1.3、输入、输出接口部分输入、输出接口部分的作用是微机与外设的联系部分。因输入、输出信号都是开关量信号（即接点的通、断），

15、所以又称为开关量输入、开关量输出电路。例：开入量：保护的压板；连接片；屏上的切换开关；保护动作接点。 开出量：驱动启动、跳闸出口、信号继电器等。1.4、电源部分电源部分的作用提供装置正常工作所需要的各等级电压：+5V微机系统用；+15V、+12V数据采集系统用；+12V继电器回路用。1.5微机保护硬件电路示意 初始化和自检循环程序 主程序 故障处理程序 2、 微机保护软件系统 定时采样中断服务程序 中断服务程序 串行口通信中断服务程序二、微机线路保护的几个基本概念1 相电流差变化量选相元件突变量作为选相元件的最大优点是不反应负荷分量。选相元件共用3个继电器，它们分别反应于AB=|A-|BC=|

16、B-C|CA=|C-A|单相故障时两健全相电流突变量之差为零，所以反应两健全相电流突变量之差的电流继电器能可靠不动作，其它各继电器都能灵敏地动作。表3-1示出的各种故障情况下，各继电器的动作情况。由表可见只需根据各继电器动作情况，作出逻辑判断就可在单相故障时正确选出故障相。为了对继电器动作的灵敏度作校验，依图3.3.3.2给出了各种情况下两相电流差突变量的幅值。表3-1 选相元件故障类型IABIBCICA选相AO+-+选A跳BO+-选B跳CO-+选C跳ABO,BCO,CAO,AB,BC,CA,ABC+选三跳表中+动作，-不动作3种短路下电流的相量图如图3.3.3.2所示。图3.3.3.2 短路

17、附加状态的电流相量图（a）单相短路接地；（b）BC相短路；（c）BC相短路接地2 工频工频变化量距离继电器2.1 系统故障分量的分析方法电力系统发生短路故障时，其故障相短路电流、电压可分解为故障前负荷状态的电流电压分量和故障分量，如图3.2.1.1的短路状态（A）可分解为图（B）、（C）二种状态下电流电压的迭加。反应工频变化量的继电器不受负荷状态的影响，只要考虑图（C）的故障附加分量。这是一个很简单的电路，在该电路中只有一个电势，它的位置在故障点，它的大小与短路前故障点的大小相同、但方向相反。当故障点不同时，它的位置也不同，因而在正反方向故障时，要采用不同的电路来分析。在正方向故障电路图中计算

18、的特性，只对正方向故障有效。在反方向故障电路图中计算的特性，只对反方向故障有效。工频变化量距离继电器的动作方程工频变化量距离继电器测量工作电压的工频变化量的幅值，其动作方程为： 对相间故障： 对接地故障： 为整定阻抗，一般取0.80.85倍线路阻抗； 为动作门坎，取故障前工作电压的记忆量。图3.2.1.1 短路系统图工频变化量距离继电器动作的定性分析图3.2.1.3为保护区内外各点金属性短路时的电压分布，设故障前系统各点电压一致(空载情况)，即各故障点故障前电压为,则；对反应工频变化量的继电器，系统电势为零，因而电源仅需考虑故障点附加电势。图中在相地故障时为（+3K0），在相相故障时。区内故障

19、时，如图3.2.1.3（B），在本侧系统至的连线的延长线上，可见，继电器动作。 反方向故障时，如图3.2.1.3（C），在与对侧系统的连线上，显然，继电器不动作。区外故障时，如图3.2.1.3（D），在与本侧系统的连线上，继电器不动作。在有负荷的情况下，对不同点故障，因故障前各点的电位不一致，致使各点故障时故障网络中的EF也略有不同，但Uz总为故障前工作电压的记忆量，在整定点故障，UOP=UZ=UOPM，总处于理想临界状态，与负荷无关且测量准确,如图3.2.1.3(E)所示图3.2.1.3 保护区内外各点金属性短路时的电压分布图工频变化量阻抗继电器的动作特性 正方向经过渡电阻故障时的动作特性可

20、用解析法分析，如图3.2.1.4所示：图3.2.1.4a 正方向经过渡电阻故障计算用设 由 = C=（I+IN）/I 则 式中为测量阻抗，它在阻抗复数平面上的动作特性是以矢量为圆心，以为半径的圆，如图3.2.1.4b所示，当矢量末端落于圆内时动作，可见这种阻抗继电器有大的允许过渡电阻能力。当过渡电阻受对侧电源助增时，由于一般与是同相位，过渡电阻上的压降始终与同相位，过渡电阻始终呈电阻性，与轴平行，因此，不存在由于对侧电流助增所引起的超越问题。注意：图3.2.1.4b所示的动作特性只对正方向故障有效，因为分析用电路图是正方向故障电路图（电势在本线路）。图3.2.1.4b 正方向短路动作特性 图3

21、.2.1.4c 反方向短路动作特性对反方向短路, 如图3.2.1.4d所示。 图3.2.1.4d 反方向故障计算用图仍假设 由 则 测量阻抗在阻抗复数平面上的动作特性是以矢量为圆心，以为半径的圆，如图3.2.1.4c动作圆在第一象限，而因为总是在第三象限，因此，阻抗元件有明确的方向性。3 工频变化量方向继电器(F+，F-)RCS-901A由变化量方向和零序方向继电器，经通道交换信号构成全线路快速跳闸的方向保护，即装置的纵联保护。3.2.2.1工频变化量方向继电器测量相角表示式工频变化量方向继电器测量电压、电流故障分量的相位。 其正方向元件的测量相角为： 其反方向元件的测量相角为：其中： 、为电

22、压、电流变化量的正负序综合分量，无零序分量； 为模拟阻抗；3.2.2.2工频变化量方向继电器动作行为分析当正方向故障时，如图3.2.1.3(a)，为系统正序阻抗，并假设系统的负序阻抗等于正序阻抗，将工频变化量电压电流分解为对称分量，则：设系统阻抗角与的阻抗角一致，则正方向元件的测量相角为：反方向元件的测量相角为：反方向故障时，如图3.2.1.4(d)，为线路至对侧系统的正序阻抗，将电压电流分解为对称分量有：设系统阻抗角与的阻抗角一致，则正方向元件的测量相角为：反方向元件的测量相角为： 由上可见，正方向故障时，接近于180，正方向元件可靠动作，而接近于0，反方向元件不可能动作，而反方向故障时，接

23、近于0，正方向元件不可能动作，而接近于180，反方向元件可靠动作。 以上分析未规定故障类型，所以对各种故障，方向继电器都有同样优越的方向性，且过渡电阻不影响方向元件的测量相角，另外，由于方向元件不受负荷电流影响，因而该方向元件有很高的灵敏度，可允许测量很大的故障过渡电阻。另外，方向元件不受串补电容的影响（因为）。工频变化量方向继电器受浮动门坎的限制，因此，当系统中出现不平衡分量或者系统振荡时，继电器不会误动作，只是自动降低灵敏度。工频变化量方向继电器的特点及应用该继电器有许多卓越的优点，有极广泛的适用性，较少受系统结构、运行方式，故障方式、故障点过渡电阻、非全相运行以及交流回路暂态过程等影响，

24、理论上简单，构成继电器容易实现，动作速度快，因而广泛使用于RCS-900系列保护，作纵联保护中的方向元件。4 闭锁式保护的基本原理方向纵联保护是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然后通过高频信号作出综合的判断，即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸。一般规定从母线指向线路的方向为正方向，从线路指向母线的方向为反方向。闭锁式方向纵联保护的工作方式是当任一侧方向元件判断为反方向时，不仅本侧保护不跳闸，而且由发信机发出高频电流，对侧收信机接收后就输出脉冲闭锁该侧保护。在外部故障时是近故障侧的方向元件判断为反方向故障，所以是近故障侧闭锁远离故障侧；在内部故障时两侧方向元件都判断为正方向，

25、都不发送高频电流，两侧收信机接收不到高频电流，也就没有输出脉冲去闭锁保护，于是两侧方向元件均作用于跳闸。这就是故障时发信闭锁式方向纵联保护，其基本逻辑图如图4.2.1.1所示。图4.2.1.1 闭锁式保护a）闭锁信号示意图 b）方向元件配置图 c）逻辑图第三章 典型微机保护装置介绍第一节WXH11微机型线路保护装置一概述WXH11微机型线路保护装置(以下简称装置)系用单片机实现的多CPU成套线路保护装置，适用于110kV500kV高压输电线路。装置配置了四个硬件完全相同的插件CPU1-4，分别完成高频保护(CPU1)、距离保护(CPU2)、零序保护(CPU3)以及重合闸(CPU4)功能。另外，

26、还配置了一块接口插件CPU0，完成对各保护(CPU)插件的巡检、人机对话和与系统微机连接等功能。装置可一次整定10套保护定值。CPU1、CPU2、CPU3、三个保护插件各设置一个启动元件，采取三取二方式，构成对跳闸出口的闭锁，以提高装置的安全性。CPU1-4插件中任意一个损坏不会影响其它三个插件的功能。借助于各CPU的自检及CPU0对CPU1-4的巡检，可以方便的确定故障部位所对应的CPU插件，并打印显示出来。二装置硬件该装置的硬件框图如图3.1.1所示。装置由交流输入插件、模数变换插件、保护插件、接口插件、开关量输入插件、跳闸插件、逻辑插件、信号插件、告警插件、以及稳压电源插件构成。 外部触

27、点 模 高频保护CPU1 数 计数器单片机开出 开入 开入 变 交 换 重合闸 CPU4 至保护插件 流 计数器 单片机 开出 模拟量 输 逻辑 入 距离保护CPU2 跳闸 模 计数器 单片机 开出 数 变 零序保护CPU3 信号 换 计数器 单片机开出 告警 电源 接口 至系统机 打印机 图3.1.1 WXH-11型装置的硬件框图 三、装置工作原理1、高频保护CPU1：CPU1与高频收发讯机、高频通道组合完成高频距离、高频零序方向保护功能。高频保护自身带有阻抗和零序方向判别元件。高频保护在相间故障时用高频距离保护，在单相接地故障时用零序方向保护。启动元件和选相元件均采用相电流差突变量原理。2

28、、距离保护CPU2CPU2实现三段式相间距离和三段式接地距离及故障测距功能。均为四边形阻抗特性，见图3.1.2。启动元件和选相元件均采用相电流差突变量原理。 图3.1.2 阻抗特性 3、零序保护CPU3CPU3包括全相运行时的四段式零序电流保护及非全相运行中的不灵敏I段及不灵敏II段保护。各保护段均可由控制字选择是否带方向。重合闸后加速、段，可由控制字分别投入或退出，后加速时间固定为0.1s，零序段在重合闸后也带0.1s延时投入。零序保护的启动元件和选相元件均采用相电流差突变量原理。4、综合重合闸CPU4CPU4实现重合闸和外接不能选相的保护经本重合闸出口跳闸的两个功能。选相元件采用相电流差突

29、变量和方向阻抗选相构成“或门”。在启动元件刚动作时采用相电流差突变量原理选相，以后则依赖于阻抗选相。第二节 LFP-901微机型线路保护装置一概述LFP-901微机型线路保护装置(以下简称装置)系用单片机实现的多CPU成套线路保护装置，适用于220kV及以上高压输电线路。装置包括以工频变化量方向元件和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速段保护，有三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流作为后备的全套后备保护。LFP-901系列中也有带四段的零序电流保护程序，供用户选择。装置设有重合闸出口。根据需要,实现单相重合,三相重合和综合重合闸方式。二装置硬件装置整体框图如图

30、3.2.1图3.2.1 LFP-901装置整体框图CPU1内是一套完整的主保护。CPU2内是一套完整的后备保护及自动重合闸。二套保护输出至出口继电器。CPU3内设装置总起动元件，起动后开放出口继电器正电源，同时作为通讯管理机，负责三个CPU之间通讯及人机对话。三、装置工作原理1主保护CPU1为装置的主保护，由工频变化量方向继电器和零序方向继电器经通道配合构成全线路快速跳闸保护，由工频变化量距离继电器构成快速独立跳闸距离I段；由二个延时零序方向过流段构成接地后备保护。2后备保护及重合闸CPU2为三阶段式相间和三阶段式接地距离保护,以及重合闸逻辑。三阶段式相间和接地距离保护中的不对称短路动作特性和

31、对称短路暂态特性如图3.2.2a，图3.2.2b为三相短路稳态特性，图3.2.2c为反方向故障时动作特性。为了确保段距离元件的后备作用，段距离元件三相短路特性包含原点。 图3.2.2 阻抗继电器基本特性3启动和管理机CPU3CPU3设整机总起动元件，该起动元件与方向和距离保护在电子电路上(包括数据采集系统)完全独立，动作后开放保护出口电源。另外，CPU3还作为人机对话的通讯接口。保护跳闸,整组复归后,CPU3接收CPU2来的电压电流信号,进行测距计算。第三节 RCS-900系列高压线路保护装置RCS-900系列高压线路保护装置由南京南瑞继保有限公司生产，其保护配置及应用范围如表3.3所示：表3

32、.3 RCS-900保护配置及应用范围型 号主 要 功 能应用范围纵联保护距离保护和零序方向电流保护RCS-901A纵联变化量方向纵联零序方向工频变化量阻抗三段接地和相间距离自动重合闸两段零序220kV及以上电压等级输电线路RCS-9*SS表示可适用于串补线路RCS-901B四段零序RCS-901D一段定时限加一段反时限零序RCS-902A纵联距离方向纵联零序方向工频变化量阻抗三段接地和相间距离自动重合闸两段零序RCS-902B四段零序RCS-902C两段零序（用于分相式通道）RCS-902D一段定时限加一段反时限零序RCS-931A纵联分相差动纵联零序方向工频变化量阻抗三段接地和相间距离自动

33、重合闸两段零序RCS-931B四段零序RCS-931D一段定时限加一段反时限零序RCS-900系列线路及辅助保护装置采用单片机加DSP的结构，将主、后备保护集成在一块板上，DSP和单片机独立采样，由DSP完成所有的数字滤波、保护算法和出口逻辑，由CPU完成装置的总起动和人机界面、后台通信及打印功能。硬件模块见图3.3。图3.3 硬件模块图因DSP具有运算速度快、内存大的特点，单片DSP就完成了所有的主后备保护功能，并有较大的冗余，与其它采用DSP的产品相比，不需扩展外部内存，设计更加简洁可靠。由于起动单元与保护测量单元的数据采样系统在电子电路上完全独立，只有总起动元件动作才能开放出口继电器正电

34、源，从而保证任一器件损坏不致于引起保护误动。第四节 PSL-600系列线路保护装置PSL-600系列高压线路保护装置由国电南京自动化股份有限公司生产，其保护配置及应用范围如表3.4所示：表3.4 PSL-600系列保护配置及应用范围型 号主 要 功 能备注纵联保护距离保护和零序方向电流保护自动重合闸PSL 601能量积分方向、阻抗方向、零序方向快速距离保护三段式相间距离保护三段式接地距离保护四段式零序电流保护有适用于单断路器（如双母线）PSL 601A同上同上无适用于接线PSL 602纵联距离、零序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四段式零序电流保护有适用于单断路器（如双母线

35、接线）PSL 602A同上同上无适用于接线PSL 602AS同上，适用于串补电容线路及相邻线同上，适用于串补电容线路及相邻线无适用于接线 PSL 602C纵联距离、零序保护分相通道命令同PSL 602,并且距离保护在同杆双回线跨线故障时选跳有适用于单断路器同杆双回线PSL 602D纵联距离、零序保护分相通道命令同PSL 602,并且距离保护在同杆双回线跨线故障时选跳无适用于接线同杆双回线PSL 600型数字式超高压线路保护装置保护功能由数字式中央处理器CPU模件完成。其中CPU1模件完成纵联保护功能，CPU2模件完成距离保护和零序电流保护功能，CPU3模件完成重合闸功能。在硬件上，三块CPU模

36、件完全一样；在软件上，功能相互独立，每个CPU模件单独有启动元件，起动后开放出口继电器的负电源。装置的插件有：交流模件（AC）、AD模件（AD）、保护模件（CPU1、CPU2、CPU3），COM模件（COM）、电源模件（POWER）、跳闸出口模件（TRIP1、TRIP2）、信号模件（SIGNAL）、重合闸出口模件（TRIP3）、人机对话模件（MMI）。具体硬件模块图见图3.4。 图3.4 硬件模块 第五节 WXH-801/802线路保护装置WXH-801/802高压线路保护装置由许继电气股份有限公司生产，其保护配置及应用范围如表3.5所示：表3.5 WXH-801/802保护装置主要功能名称

37、型号 装置主要功能 适用范围纵联方向保护装置WXH-8011. 采用带补偿的正序故障分量的纵联方向保护。具有近端故障快速跳闸的独立跳闸方式。2. 与SF600型收发信机、ZSJ-900光纤数字接口、音频接口装置、载波机或其它接口装置配合组成纵联保护。3. 具有三段式相间距离及接地距离保护。4. 具有六段式零序电流保护或反时限零序电流保护。5. 具有选相及分相传输信号功能。6. 具有重合闸功能。220500kV线路单断路器如双母线、单母线等接线方式。WXH-801/A除不带重合闸功能外，其余性能同WXH-801，满足双断路器跳、合闸等回路的配合双断路器如3/2接线等。纵联距离保护装置WXH-80

38、21. 采用纵联综合距离保护装置。具有近端故障快速跳闸的独立跳闸方式。2. 与SF600型收发信机、ZSJ-900光纤数字接口、音频接口装置、载波机或其它接口装置配合组成纵联保护。3. 具有三段式相间距离及接地距离保护。4. 具有六段式零序电流保护或反时限零序电流保护。5. 具有选相及分相传输信号功能。6. 具有重合闸功能。单断路器如双母线、单母线等接线方式。WXH-802/A除不带重合闸功能外，其余性能同WXH-802，满足双断路器跳、合闸等回路的配合双断路器如3/2接线等。WXH-801/802采用DSP型保护插件作为保护CPU。其中CPU1为纵联保护，CPU2为距离保护，CPU3为零序保

39、护，CPU4为重合闸（可选）。WXH801(802)、801A(802A)按“三取二”方式投保护跳闸，即高频、距离、零序三个插件中至少有两个同时启动，保护才能开放出口+24V。 DSP模块硬件原理框图见图3.5 图3.5 DSP模块硬件原理框图第六节 微机母线保护装置 一、概述目前，河南省220kV母线保护装置从原理上区分有母联电流相位比较式差动保护和完全电流差动保护。其中，母联电流相位比较式差动保护因不能避免电流互感器TA饱和而误动，已基本被淘汰；完全电流差动保护中的中阻抗型母线保护因对二次回路阻抗有特殊要求且调试复杂也正在淘汰；微机型母线保护装置正在普及应用，新建变电站和技改工程均采用微机

40、母线保护装置。各厂家微机母线保护均为低阻抗型完全电流差动母线保护，其主要特点是：1、装置核心部件采用32位CPU，14位及以上AD转换，同步采样精度高，数据处理能力强。2、带比率制动特性的完全电流差动保护判据，动作更灵敏。 3、抗TA饱和判据，确保在系统发生故障、TA饱和或故障转换、发展时，保护装置始终正确并快速反应。4、带有低电压、负序电压、零序电压判据的复合电压闭锁。5、TA断线告警、闭锁。6、TV 断线告警。7、带有母联断路器失灵保护及母联死区保护。8、带有母联充电保护（过流保护）。9、可适应TA变比不一致。各厂家微机母线保护主要技术性能见表3.6表3.6 微机母线保护装置主要技术性能W

41、MZ-41RCS-915WMH-800BP-2B生产厂家国电南京自动化股份有限公司南瑞保护公司许继电气股份有限公司深圳南京自动化研究所CPU32位微处理器32位微处理器32位微处理器32位微处理器采样频率每周波24点每周波24点每周波24点每周波24点AD变换16位14位16位14位差动保护判据带比率制动特性的电流差动原理工频变化量比率差动和常规比率差动结合带比率制动特性的电流差动原理复式比率制动特性的电流差动原理抗TA饱和方案同步识别法自适应阻抗加权法同步识别法同步识别法母线最大联接单元26212424二、WMH-800微机母线保护原理简介 1、差动保护差动保护设置大差及各段母线小差，大差作为小差的起动元件，用以区分母线区内外故障，小差为故障母线的选择元件。大差，小差均采用具有比率制动特性的瞬时值电流差动算法，其动作方程为：式中 Id 为某一时刻差动电流瞬时值，If为同一时刻制动电流瞬时值，K为比率制动系数(一般为0.65)，Idd为差动电流整定门坎。注：大差不包括母联电流，每段母线小差只包括各自所有连接单元电流。制动电流也如此。差动保护动作曲线图3.6.1所示： 图3.6.1 差动保护动作曲线如满足上式的动作方程，判为母线内部故障，母线保护动作