997数字式光纤电流差动保护装置

保护和控制

☆相电流差动保护
☆二段式过电流保护
☆二段式零序电流保护
☆方向闭锁
☆电压闭锁
☆三相一次重合闸（检同期或检无压、非同期方式可选）
☆过负荷告警及跳闸保护
☆合闸加速保护（前加速、后
加速、手合加速）
☆低周减载、低压解裂保护
☆小电流接地选线功能、零序电压3Uo越限记录及上送功能
☆11路遥信开入采集
☆装置失电告警，装置事故
信号，装置告警信号
☆断路器遥控分合，接地选跳
☆模拟量遥测：Ia、Ib
☆2路脉冲输入
☆1路GPS对时
 

监视与测量

☆跳闸回路监视
☆测量级CT
☆保护级CT
☆脉冲输入
☆GPS对时
☆防误闭锁
远方管理

  保护原理说明

997数字式光纤电流差动保护装置由于采用了32位微处理器后运算性能极大提高，本装置采用实时计算各保护元件的方式，不再设置专门的启动元件，所有元件均实时计算出，相对简化了保护逻辑，以利于提高保护装置的整体可靠性，
 

光纤电流差动保护原理

光纤电流差动保护装置为相电流差动。主要保护区内的相间故障和小电阻接地系统单相金属性接地故障。

K1＝0.5，K2=0.7为比例制动系数，ICD初始动作电流。IINT为拐点电流，软件设定为4倍额定电流。

两侧采样同步使用软件同步方法。

如上图，曲线①为甲侧电流波形，曲线②为甲侧感受到的乙侧的电流波形，曲线③为乙侧实际的电流波形，△t为数据传输延时。对差动保护而言，采用曲线①和曲线②的比较是不正确的，差动判据只能适用于曲线①和曲线③。因此当甲侧感受到乙侧电流曲线曲线②时，必须将其根据传输延时进行移相，得到曲线③。以下介绍这种数据对时过程。
(1) 发送的数据为富氏算法计算得出的电流向量Ic+jIs。
(2) 数据根据采样时刻的对齐过程

图中，甲为本侧，乙为对侧。设数据发送周期为T， M1、M2、N1、N2为两侧发送数据时刻的序号（Tm1-Tm2=n*T，Tn1-Tn2=n*T）。t1、t2分别为两侧收到对侧数据时本侧量与最近一次数据发送时的时间差，对侧传至本侧上次序号M1和对侧上次t1，本侧最新一组数据的序号为M2，收到对侧数据时刻距本侧最近一次数据发送时刻的时间间隔t2，假定两侧发往对侧的延时相等。则可求得Ta=[T（M2-M1+1）+t2-t1]/2。Ta正是乙方N2数据对应甲方的时间，但甲方的数据采样时刻在Tb时刻(序号为S)，两侧时差（Ta-Tb）所对应的角度为△θ。所谓同步调整就是将对侧N2序号的Ic+jIs向前移△θ角度。使之与Tb时刻的本侧数据对齐，同步完成之后，可利用上述差动判据判定故障。
(3) 通信中断后的再同步
从以上同步方法可知，如果通信中断，数据同步只需要3个点，而不需要用额外数据来调整算法和过程，这种同步方法有其独到的优点。

  方向元件

3.1.1 本997光纤纵差保护装置的相间方向元件采用90接线方式，按相起动，各相电流元件仅受表3-1中所示相应方向元件的控制。为消除死区，方向元件带有记忆功能

本装置Arg(I/U)=-30～90，边缘稍有模糊，误差<5。

低电压元件

低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低电压定值时动作，开放被闭锁保护元件。利用此元件，可以保证997光纤光动保护装置在电机反充电等非故障情况下不出现误动作。
 

过电流元件

> 装置实时计算并进行二段过流判别。装置在执行二段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：

零序过电流元件

  零序过电流元件的实现方式基本与过流元件相同，满足以下条件时出口跳闸：

 1)3I0>I0n ； I0n： 接地N段定值
  2)T>T0n ；T0n： 接地N段延时定值
      3)相应的方向条件满足（若需要）
 

加速

本装置的加速回路包括手合加速及保护加速两种，加速功能设置了独立的投退压板。手合加速回路的启动条件为：
a) 断路器在分闸位置的时间超过30秒
b) 断路器由分闸变为合闸，加速允许时间扩展3秒
保护加速分为前加速或重合后加速方式，可由控制字选择其中一种加速方式。
本装置设置了独立的过流及零流加速段电流定值及相应的时间定值，与传统保护相比，此种做法使保护配置更趋灵活。本装置的过流加速段还可选择带低电压闭锁，但所有加速段均不考虑方向闭锁。
 

三相重合闸

本系列所有型号的装置都设有三相重合闸功能，此功能可由压板投退。
 

启动回路

a) 保护跳闸启动
b) 开关位置不对应启动
在不对应启动重合闸回路中，仅利用TWJ触点监视断路器位置。手跳时利用装置跳闸板上的STJ动合触点来实现重合闸的闭锁。
4.7.2 闭锁条件
断路器合位时重合充电时间为15秒；充电过程中重合绿灯发闪光，充电满后发常绿光，不再闪烁。997光纤电流差动保护装置设置的重合闸“放电”条件有：
a) 控制回路断线后，重合闸延时10秒自动“放电”
b) 弹簧未储能端子高电位，重合闸延时2秒自动“放电”
c) 闭锁重合闸端子高电位，重合闸立即“放电”
 

低频元件

利用这一元件，可以实现分散式的频率控制，当系统频率低于整定频率时，此元件就能自动判定是否切除负荷。
低频减载功能逻辑中设有一个滑差闭锁元件以区分故障情况、电机反充电和真正的有功缺额。
考虑低频减载功能只在稳态时作用，故取AB相间电压进行计算，试验时仍需加三相平衡电压。当此电压（UAB）低于闭锁频率计算电压时，低周减载元件将自动退出。

说明：现场试验条件不具备时，该试验可免做。模拟量正确，则精度由软件保证。
 

低压解列元件

利用这一元件，可以实现低压控制，当系统电压低于整定电压时，此元件就能自动判定是否切除负荷。
低压解列元件的判据为： 

3.10 过负荷元件
过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：
 MAX(I)>Ifh
时间延时到
其中Ifh为过负荷电流定值。过负荷报警与跳闸的选择由控制字选定。
 

PT断线检测

在下面三个条件之一得到满足的时候，装置报发“PT断线”信息并点亮告警灯：
1.三相电压均小于8V，某相(a或c相)电流大于0.25A，判为三相失压。
2.三相电压和大于8V，最小线电压小于16V，判为两相或单相PT断线。
3.三相电压和大于8V，最大线电压与最小线电压差大于16V，判为两相或单相PT断线。
装置在检测到PT断线后，可根据控制字选择，或者退出带方向元件、电压元件的各段保护，或者退出方向、电压元件。PT断线检测功能可以通过“模拟量求和自检”控制字投退。
 

小电流接地选线

小电流接地选跳系统由GZP-997装置和主站构成。当系统发生接地时，3U0抬高。当997光差纵差保护装置感受到自产3U0有突变且大于10V，即记录当前的3U0，3I0。与此同时，母线开口三角电压监视点向主站报送接地信号。主站则在接到接地信号后调取各装置内记录的3U0,3I0量，计算后给出接地点策略。
无主站系统时，单装置接地试跳判据为：合位时3U0大于18V，试跳分位后3U0小于18V，即判为本线路接地。
 

数据记录

装置具备故障录波功能，可记录各输入模拟量，可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。
为避免因系统扰动使保护频繁启动，导致存储不需要的数据，本装置录波数据仅当保护动作后，才存入FLASH RAM中（掉电保持）。否则，本次数据只保存在RAM中（掉电不保持），可被PC机读取。可记录的录波报告为8至50个，可记录的事件不少于1000条。数据存入FLASH RAM中。
装置除记录系统扰动数据外，还记录装置的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

额定参数

额定直流电压： 220V或110V（订货注明）
 额定交流数据：
a) 相电压100√3
b) 线路抽取电压   100 V 或 100√3
c) 交流电流        5A或1A（订货注明）
d) 额定频率        50Hz
 

功率消耗：

a) 直流回路        正常工作时：不大于15W 
                  动作时：    不大于25W
b) 交流电压回路   每相不大于0.5VA
c) 交流电流回路   额定电流为5A时：每相不大于1VA
                  额定电流为1A时：每相不大于0.5VA
状态量电平：
CPU及通信接口模件的输入状态量电平    24V（18 V～30V）
GPS对时脉冲输入电平                    24V（18 V～30V）
CPU输出状态量（光耦输出）允许电平     24V（18 V～30V）             

主要技术性能

采样回路精确工作范围（10％误差）
电压：0.4 V～120V
电流：0.08In－20In
 接点容量
 信号回路接点载流容量 400VA
信号回路接点断弧容量 60VA
跳合闸电流
本装置跳合闸电流采用自适应模式，无需选择。
各类元件定值精度
电流元件：          <5%
电压元件：          <5%
检同期角度：       <1
时间元件：  0s-1s时，误差不超过40ms；
1s以上时，误差不超过<±2.5％；
频率偏差：          <0.02Hz
滑差定值：          <5%
整组动作时间(包括继电器固有时间)
光纤差动的固有动作时间：1.2倍整定值时测量，不大于40ms
2.2.6暂态超越   不大于5%
光纤规格：
波长：1.310μm
传输模的数量：单模
纤芯材料：石英
光纤接口类型：FC
模拟量测量回路精度
装设专用测量子模件的测控装置：
电流、电压：0.2级
功率、电度：0.5级