WXH-813A技术说明书(1.01)

WXH-813A技术说明书(1.01)
许继电气股份有限公司
WXH-813A微机线路保护装置
技术说明书
（Version 1.01）
2007.9
前言
1、应用范围
WXH-813A系列保护装置主要用作110kV电压等级输电线路的纵联差动主保护及后备保护。

2、产品特点
2.1装置系统平台
逻辑开发可视化
国内首家在高压保护上实现可视化逻辑编程，保护源代码完全由软件机器人自动生成，正确率达到100%，杜绝了人为原因产生软件Bug。

所有的保护逻辑由基本的元件和组件组成。

事故分析透明化
通过分层、模块化、元件化的设计，装置内部实现了元件级、模块级、总线级三级监视点，可以监视装置内部任一个点的数据，发生事故后通过透明化事故分析工具，可以对故障进行快速准确的定位。

故障波形回放：
●工程应用柔性化
采用功能自描述和数据自描述技术，实现了内容可以通过描述文件以不同的形式重组，功能可以通过配置文件形式重构，解决了不同用户差异化需求和软件版本集中管理的矛盾。

2.2 人机界面人性化
XJGUI和现场调试向导的成功应用，降低了现场维护和运行人员的工作强度，使运行维护工作变得轻松。

●借助XJ-GUI界面设计工具，实现操作界面的
灵活定制及人性化设计；
●主接线图及丰富的实时数据的显示；
●类WINDOWS菜单，通过菜单提示，可完成装置
的全部操作。

2.3保护性能特点
●全线内典型金属性故障小于20ms；
配置快速的自适应浮动门槛的瞬时差动保护；
●差动保护、距离保护采用变动作特性的原理；
保护的变动作特性，根据故障类型设置相应特性的保护，设置速动区、一般区、灵敏区，不同区域设置不同数字滤波算法、不同时延；
K*I Iop I op.0
差动保护动作区域设置距离保护动作区域设置
●自适应的振荡判据及先进的振荡识别功能，确
保距离保护在系统振荡加区外故障能可靠闭锁，而在系统未振荡时快速动作，振荡中区内故障可靠动作；
2.4进的光纤通道技术
●通道监测按照G.826规范要求，详细的通道信
息使用户直观了解通道质量，可进行准确的故障定位；
●通道传输采样值修补功能，利用插值算法修复
通道偶尔丢帧或误码引起的坏采样点,提高保护抗通道误码的能力；
●光纤通道自适应主从定位技术，主从状态免整
定；
●自适应TA变比，即无需整定对侧变比值；
3、专利技术
●利用电流互感器二次测量电流动态补偿其传
递产生的幅值和相位误差(200610017752.4) ●差动保护TA变比自适应技术
(200310110258.9)
●采样序号调整同步技术(200310110259.3) ●快速数据窗相量算法技术(200310110258.9)
●纵联差动保护中电流互感器TA断线识别方法
及差动保护方法(200310110257.4)
●继电保护故障检测模块(200310110260.6) ●高压电网永久性故障自适应判别方法
(200410010372.9)
目录
1概述 (1)
1.1应用范围及保护配置
1
1.2产品特点
2
1.2.1保护功能特点
2
1.2.2光纤通道技术
2
1.2.3操作界面
3
2技术指标 (3)
2.1基本电气参数
3
2.1.1额定交流数据
3
2.1.2额定直流数据
4
2.1.3打印机辅助交流电源
4
2.1.4功率消耗
4
2.1.5过载能力
4
2.2主要技术指标
4
2.2.1纵差保护
4
2.2.2距离保护 5
2.2.3零序电流方向保护 5
2.2.4测距部分 5
2.2.5重合闸 6
2.2.6手合同期 6
2.2.7低周减载 6
2.2.8低压减载 6
2.2.9记录容量及定值区容量 7
2.2.10对时方式 7
2.2.11输出触点 7
2.2.12绝缘性能
8
2.2.13冲击电压
8
2.2.14机械性能
8
2.2.15抗电气干扰性能
8
2.3环境条件
9
2.4通信接口
9
2.5光纤通道技术参数
10
2.5.1光纤接口
10
2.5.2继电保护复用接口
10
3保护原理介绍 (11)
3.1启动元件
11
3.1.1相电流突变量启动元件
11
3.1.2零序电流启动元件
11
3.1.3静稳破坏启动元件
12
3.1.4差流启动元件
12
3.1.5低周启动元件
12
3.1.6低压启动元件
13
3.2数字通信接口及同步调整13
3.2.1通信接口
13
3.2.2双通道工作方式（可选）
14
3.2.3通道信息和误码监测
14
3.2.4同步调整
15
3.3电流差动元件15
3.3.1分相稳态量差动元件
16
3.3.2分相增量差动元件
16
3.3.3零序电流差动元件
16
3.4阶段式距离元件17
3.4.1三段式接地距离
17
3.4.2三段式相间距离
19
3.4.3变压器低压侧相间短路的后备距离
21
3.5重合闸
23
3.5.1重合方式
23
3.5.2重合闸的充放电
23
3.5.3重合闸的启动
23
3.5.4重合出口
24
3.5.5重合闸的告警回路
24
3.5.6其它
24
3.6手合同期25
3.7低周减载元件25
3.8低压减载元件26
3.9失灵启动
26
3.10故障开放元件27
3.10.1短时开放保护
27
3.10.2不对称故障开放元件
27
3.10.3对称故障开放元件
27
3.11辅助元件28
3.11.1TV断线检查
28
3.11.2TV反序检查
29
3.11.3TA断线
29
3.11.4TA饱和
30
3.11.5远跳、远传信号
30
3.12保护逻辑框图
31
3.12.1差动保护逻辑
31
3.12.2距离保护逻辑
32
3.12.3零序保护逻辑
34
3.12.4不对称相继速动保护逻辑
35
3.12.5双回线相继速动保护逻辑
36
3.12.6重合闸逻辑
36
3.12.7低周减载
38
3.12.8低压减载
39
4装置硬件介绍 (39)
4.1装置整体结构39
4.2结构与安装42
4.3装置插件介绍43
4.3.1电压切换插件
43
4.3.2交流变换插件
44
4.3.3CPU插件
45
4.3.4光纤接口
45
4.3.5开入插件
46
4.3.6出口插件
47
4.3.7操作插件
49
4.3.8通讯插件
50
4.3.9电源插件
51
5定值清单及整定说明 (52)
5.1定值清单
52
5.2定值整定说明
58
5.3软压板
62
6订货须知 (62)
7附图 (64)
1概述
1.1 应用范围及保护配置
WXH-813A系列线路保护装置是适用于110kV电压等级输电线路成套数字式保护装置。

WXH-813A系列装置的主保护为分相电流差动保护,后备保护包括三段相间及接地距离保护及四段零序保护等，配置有三相重合闸功能。

此外，该系列装置还包括双母线交流电压切换回路、适用于断路器单或双跳闸线圈的出口操作回路。

WXH-813A/B1适用于专用光纤或复用2Mb/s通信接口方式；WXH-813A/B2适用于复用64kb/s通信接口方式。

具体配置详见表1-1。

表1-1 WXH-813A系列装置的保护配置
注：√表示该型号产品的典型配置功能，*表示该型号的可选功能
另外光纤双通道接口方式请在订货时注明。

1.2 产品特点
基于高性能、高冗余的许继新一代硬件平台，可视化的逻辑开发工具实现保护透明化设计，变动作特性原理使保护性能全面提升，先进的
光纤通道技术，装置定值、菜单、信息等简洁化设计是该保护装置的主
要特点。

1.2.1 保护功能特点
✧动作速度快，差动保护全线内典型金属性故障小于20ms；
✧先进TA抗饱和方案，差动保护抗区外饱和指标不大于3ms；
✧可选功能可通过配置工具，可靠、快捷的完成；
✧采用高性能、可信赖、功能强大的许继新一代硬件平台，16位高精度的
双AD，浮点运算32位DSP，充分考虑冗余及功能扩展。

✧可视化的逻辑开发工具VLD，在VLD开发环境下，所有的保护逻辑都
是由不同的可视化柔性继电器组成，实现微机保护的完全透明化设计；
✧软件运行时内存内容“日志系统”及保护逻辑信息“黑匣子”记录，实
现异常情况的快速、准确定位；
✧装置采用整体面板、标准6U机箱，插件后插拔，强弱电回路严格分开，
大大提高装置的抗干扰能力；
✧装置的AD回路、CPU插件、继电器线圈等全面自检；
1.2.2 光纤通道技术
✧装置可选配双光纤通信接口，且两接口独立，轻松实现双通道、双差动，
充分满足双通道的冗余；
✧完全支持成帧通信格式，可实现通道故障精确诊断和定位功能；
✧通道监测按照G.826规范要求，详细的通道信息使用户直观了解通道质
量，可进行准确的故障定位；
✧可输出双端的瞬时数据，便于通道测试、检测和维护；
✧通道传输采样值修补功能，利用插值算法修复通道偶尔丢帧或误码引起
的坏采样点,提高保护抗通道误码的能力；
✧光纤通道自适应主从定位技术，不需用户整定；
✧自适应TA变比，即无需整定对侧变比值；
✧专用光纤通道：2 Mb/s高速数据传输；
复用传输通道：复用2Mb/s数率数据（E1）接口传输，复用64kb/s数
率数据传输（PCM）。

1.2.3 操作界面
✧借助XJ-GUI界面设计工具，实现操作界面的灵活定制及人性化设计；
✧主接线图及丰富的实时数据的显示；
✧中文下拉式菜单，通过菜单提示，可完成装置的全部操作。

2技术指标
2.1 基本电气参数
2.1.1 额定交流数据
✧额定交流电压Un：V；
✧额定交流电流In：5 A或1 A；
✧额定频率fn：50 Hz 。

2.1.2 额定直流数据
220 V或110 V，允许变化范围：80%～115%。

2.1.3 打印机辅助交流电源
220 V，0.7 A，50 Hz/60 Hz，允许变化范围：80%～115%。

2.1.4 功率消耗
✧交流电压回路：不大于0.5 V A/相（额定电压下）；
✧交流电流回路：不大于1 V A/相（In=5 A）；
不大于0.5 V A/相（In=1 A）；
✧直流回路：保护装置不大于50 W（正常进行）；
保护装置不大于100 W（保护动作）；
每路开入回路不大于0.5 W。

2.1.5 过载能力
✧交流电压回路：1.5 Un------------------连续工作；
✧交流电流回路：2 In ------------------长期运行；
10 In -----------------10 s；
40 In -----------------1 s；
2.2 主要技术指标
2.2.1 纵差保护
动作电流整定范围：0.05In～2In
整定误差：2.5%或0.01In;
整组动作时间：典型金属性故障不大于20ms 。

2.2.2 距离保护
✧ 整定范围：
0.01Ω～25Ω(In=5A)
0.05Ω～125Ω(In=1A)
✧ 阻抗动作值准确度：
在线路阻抗角下、满足精工电压的条件下，测量阻抗整定值平均误差不超过±2.5%或±0.05/In Ω。

✧ 精确工作电压：0.25V ～60V
✧ 精确工作电流范围：0.1In ～30In
✧ Ⅰ段的暂态超越不大于3%；
✧ Ⅱ、Ⅲ段延时时间元件：0.05s ～10s ，整定值误差不超过±1%或±40ms ； ✧ Ⅰ段整组动作时间：Ⅰ段整定延时为0s 时，在0.7倍整定阻抗内不大于30ms ；
2.2.3 零序电流方向保护
✧ 整定范围：0.05In ～20In ，整定值误差不超过±2.5%或±0.01In ； ✧ 零序功率方向元件动作区：︒-<<︒-•
•30)I 3/U 3(19000Arg ；
✧ 延时段时间元件：零序I 段0s ～10s ，误差不超过±1%或±40ms ；
零序II 、III 段0.05s ～10s ，误差不超过±1%或±40ms ；
零序IV 段0.5s ～10s ，误差不超过±1%或±40ms ；
2.2.4 测距部分
单端电源金属性故障时允许误差：< ±2.5%
2.2.5 重合闸
✧具有三相一次重合闸功能；
✧同期角度整定范围为：10°～60°；
✧重合闸延时时间元件：0.3s～10s，误差不超过±1%或±40ms；
✧一次重合闸时间间隔为15s；
✧同期角度整定误差：不大于±3°。

2.2.6 手合同期
✧手合时间：0.5 s；
✧无压检定元件：30 V；误差：不超过±5%；
✧有压检定元件：40 V；误差：不超过±5%。

2.2.7 低周减载
✧整定范围： 45 Hz～49.5 Hz；
✧整定误差:不超过±0.02 Hz；
✧延时时间元件：0.1 s～30s；
✧整定误差：误差不超过±2%或60 ms；
✧滑差整定范围：0.5 Hz/s～20 Hz/s；
✧整定误差：误差不超过±10%或0.2 Hz/s。

2.2.8 低压减载
✧整定范围：20.0V～90.0V；
✧整定误差:不超过±2.5%；
✧延时时间元件：0.1 s～20s；
✧整定误差：误差不超过±1%或40 ms；
✧电压变化率整定范围：10 V/s～120 V/s；
✧整定误差：不超过±10%。

2.2.9 记录容量及定值区容量
✧故障录波内容和故障事件报告容量
记录保护跳闸前4个周波、跳闸后6个周波所有电流电压波形；保护装置可循环记录50次故障事件报告。

✧正常波形记录容量
正常时保护可记录10个周波所有电流电压波形，以供记录或校验极性。

✧异常记录容量
可循环记录200次事件记录和装置自检报告。

事件记录包括软、硬压板投退、开关量变位等；装置自检报告包括硬件自检出错报警、装置长期启动等。

✧装置提供32套定值区
2.2.10 对时方式
✧IRIG-B码对时；
✧GPS脉冲对时（分脉冲或秒脉冲）；
✧监控系统绝对时间的对时命令；
2.2.11 输出触点
✧在电压不大于250 V，电流不大于1 A，时间常数L/R为5 ms±0.75 ms
的直流有感负荷电路中，触点断开容量为50 W，长期允许通过电流不大
于5 A。

✧电寿命：装置输出触点电路在电压不超过250 V，电流不超过0.5 A，时
间常数为5 ms±0.75 ms的负荷条件下，装置能可靠动作及返回1000次。

✧机械寿命：装置输出触点不接负荷，能可靠动作和返回10000次。

2.2.12 绝缘性能
✧绝缘电阻
装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准试验条件下，不小于100 MΩ。

✧介质强度
装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50 Hz，电压2 kV(有效值)，历时1 min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。

2.2.13 冲击电压
装置的导电部分对外露的非导电金属部分外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5 kV的标准雷电波短时冲击检验。

2.2.14 机械性能
✧工作条件
能承受国家或行业标准规定的严酷等级为Ⅰ级的振动和冲击响应检验。

✧运输条件
能承受国家或行业标准规定的严酷等级为Ⅰ级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。

2.2.15 抗电气干扰性能
1)抗辐射电磁场骚扰能力：能承受GB/T 14598.9-2002第4章规定的严酷
等级为Ⅲ级的辐射电磁场骚扰；
2)抗快速瞬变干扰能力：能承受GB/T 14598.10-1996第4章规定的严酷等
级为Ⅳ级的快速瞬变干扰；
3)抗衰减振荡波脉冲群干扰能力：能承受GB/T 14598.13-1998第3章和第
4章规定的严酷等级为Ⅲ级的脉冲群干扰试验;
4)抗静电放电干扰能力：能承受GB/T 14598.14-1998第4章规定的严酷等
级为Ⅲ级的的静电放电干扰；
5)电磁发射干扰能力: 按GB/T 14598.16-2002第4章规定的传导发射限值
和4.2规定的辐射发射限值。

6)抗工频磁场干扰能力：能承受GB/T 17626.8-1998第5章规定的严酷等
级为Ⅳ级的工频磁场干扰。

7)抗脉冲磁场干扰能力：能承受GB/T 17626.9-1998第5章规定的严酷等
级为Ⅳ级的脉冲磁场干扰。

8)抗阻尼振荡磁场干扰能力：按GB/T 17626.10-1998第5章规定的严酷
等级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场干扰。

9)抗浪涌骚扰能力：能承受IEC 60255-22-5:2002第4章规定的浪涌骚扰。

10)抗射频场感应的传导骚扰能力：能承受IEC 60255-22-6:2001第4章规
定的射频场感应的传导骚扰。

11)抗工频干扰能力：能承受IEC 60255-22-7:2003第4章规定的工频干扰。

2.3 环境条件
✧工作环境温度：－10 ℃～＋55 ℃，24 h内平均温度不超过＋35 ℃
✧储运环境温度：－25 ℃～＋70 ℃，在极限值下不加激励量，装置不出
现不可逆变化，温度恢复后装置应能正常工作。

✧相对湿度：最湿月的平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低
温度为25 ℃且表面无凝露。

最高温度为＋40 ℃时，平均最大相对湿度
不大于50%。

1)大气压力：80 kPa～110 kPa。

2.4 通信接口
✧以太网通信口：2个；RS-485通讯接口：2个。

通信规约可选择电力行
业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103）规约或IEC61850规约。

1)打印口，可选RS-485或RS-232。

2)调试口，RS-232。

2.5 光纤通道技术参数
2.5.1 光纤接口
1)光纤类型：单模，特性符合CCITT Ree.G652
2)光波长：1310nm
3)光纤接收灵敏度：-34 dBm
4)发送电平：－5 dBm
5)光纤连接器类型：FC
2.5.2 继电保护复用接口
✧64kb/s 接口
同向64 kb/s；
4线0.5～0.7mm双绞线式电缆；
阻抗：120Ω±5%；
速率：64 kb/s；
线编码：64 kb/s同向线路编码；
接口码型：符合G703.1接口码型要求；
允许通道传输延时：单向不大于15ms。

✧2Mb/s接口
速率：2.048Mb/s；
阻抗：75Ω不平衡或120Ω平衡；
编码：HDB3；
接口码型：符合G703.6接口码型要求；
允许通道传输延时：单向不大于15ms。

3 保护原理介绍
本装置的保护功能设计，基于许继公司开发的可视化逻辑开发环境（VLD ），同时采用分层、分模块的设计思想，将保护功能实现按数据处理、元件计算、保护逻辑、出口逻辑等进行划分。

3.1 启动元件
在保护装置中，启动元件主要用于系统故障检测、开放故障处理逻辑及开放出口继电器的正电源功能，启动元件动作后，在满足复归条件后返回。

保护启动元件包含相电流突变量启动、零序电流启动、静稳破坏启动、差流启动、低周启动、低压启动等启动元件，任一启动元件动作展宽7s,驱动启动继电器后开放故障处理逻辑。

3.1.1 相电流突变量启动元件
通过实时检测各相电流采样的瞬时值的变化情况，来判断被保护线路是否发生故障，该元件在大多数故障的情况下均能灵敏启动，为保护的主要启动元件。

其判据为：
dz T I I I ∆+∆>∆25.1max φ
其中：dz I ∆为电流突变量启动定值。

T I ∆为浮动门槛，随着变化量输出增大而逐步自动提高，取1.25倍可保证门槛电流始终略高于不平衡输出。

3.1.2 零序电流启动元件
主要用于在高阻接地故障情况下保护可靠启动，作为辅助启动元件，元件本身带30ms 延时。

其判据为：dz I I 003>
式中：03I 为三倍零序电流，dz I 0为零序电流启动定值。

3.1.3 静稳破坏启动元件
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，保护还设有静稳破坏电流启动元件。

在距离保护投入且“距离保护经振荡”控制字投入时,装置投入静稳破坏启动元件。

其判据为：正序电流大于静稳电流定值门槛且突变量启动元件未启动时，延时30ms 动作。

3.1.4 差流启动元件
差动保护设有分相差流启动元件, 用于一侧为弱电源或高阻故障时的
辅助启动元件，由差流动作元件复合电压启动元件构成，动作时带30ms 延时。

差流动作元件其判据为：
SET CD I I 8.0>φ
式中:SET I 为相量差动电流定值；A 、B 、C 相差流。

电压启动元件其判据为：
任一侧V U 8>∆Φ或V U 2.130>∆或V U 530>。

式中：Φ∆U 为相电压的突变量，03U ∆为零序电压的突变量，03U 为零序电 压。

3.1.5 低周启动元件
低周减载模块设置了一个低周启动元件,其判据为：
1) FD <f
；
2) 任一相电流n I I 1.0>Φ； 3) VBF U AB > 4) 滑差DFT t f <∆∆
其中: f 为系统频率，t f ∆∆为滑差；
FD 为低周减载频率定值；
VBF 为低周减载低压闭锁定值； DFT 为低周减载滑差闭锁定值。

3.1.6 低压启动元件
低压减载模块设置了一个低压启动元件, 其判据为:
1) 无TV 断线告警；
2) VDY U ΦΦ<且任一相电流大于0.1In ； 3) 三相线电压均大于12V 且V U 1532<； 其中：VDY 为低压减载保护模块低压定值。

3.2
数字通信接口及同步调整
3.2.1 通信接口
线路差动保护是利用线路两侧保护装置交换的数字信号,完成纵联差动功能的保护，通信接口完成本侧数据的组帧发送及接收对侧数据并完成解帧处理。

✧ 通道方式
以2 Mb/s 数据传输采用专用光纤通道；
以2 Mb/s 数据传输采用复接PDH 或SDH 系统的2Mb/s （E1）接口； 以64kb/s 数据传输采用复接PCM （G .703）同向接口； ✧ 通道连接方式
a) 复用方式
M 侧保护装置
图3-1 复用连接方式
b)专用方式
M侧保护装置N侧保护装置
图3-2 专用连接方式
3.2.2 双通道工作方式（可选）
差动保护提供双通道工作方式，双通道（CHA、CHB）并行工作，独立收发数据。

一通道中断不影响另一通道工作，提高了通道的可靠性。

双通道工作方式时注意两侧保护双通道不要混接，即M侧装置CHA通道的接收、发送接N侧装置CHA的发送、接收；M侧装置CHB通道接收、发送接N侧装置CHB 的发送、接收。

3.2.3 通道信息和误码监测
通道状态信息在浏览菜单中，运行人员查看。

保护提供通道显示信息如下：
◆通道延时通道的时延
◆TS 两侧采样时刻偏差
◆秒误码率% 当前1s内的误码率
◆严重误码秒数通道累计出现严重误码的秒数
◆秒误码数当前1s内的误码数
◆丢帧数当前1s内的丢帧数
◆误码秒数通道的累计产生误码的秒数
通信模块接收到的每一帧数据都需经过CRC检验，错误数据舍弃，并认为本帧数据误码。

如果误码帧数达到一定值时，将给出通道异常告警报文信息，表示通道不可靠。

通道误码严重或通道中断时，将给出通道异常告警中央信号，差动保护将被闭锁。

通道恢复后，保护自动投入。

3.2.4 同步调整
高压输电线路两端保护装置上电时刻不同和采样晶振偏差，再加上一端采样数据传送到另一端的时间延迟，因此，两端电流量的采样时刻通常不一致，不能直接进行差动计算。

为使进行计算的两端电流量的采样时刻一致，需设定一端的采样时刻为参考基准（主端），另一端参照基准调整自己的采样时刻（从端），这样将两侧保护采样时刻调整一致的过程称为同步调整。

本保护从端首先采用“梯形算法”，计算出两侧保护装置的采样偏差；再通过采样序号调整，对齐两端采样序号；从端完成同步调整后，通知主端进入同步状态，至此两侧完成同步调整过程。

3.3 电流差动元件
本装置差动元件针对线路保护区内各种故障类型配置了分相稳态量差动、分相故障分量差动及零序电流差动；
稳态量差动元件设置快速区元件及灵敏区元件，快速区元件采用短窗相量自适应算法实现快速动作，使保护典型金属性故障小于20ms；灵敏区采用全周付氏向量算法作为快速区的补充；
故障分量差动不受负荷影响，对于区内高阻故障及振荡中故障性能优越，元件本身采用全周付氏向量算法并略带延时保证其可靠性；
零序电流差动作为稳态量差动及故障分量的后备延时100ms动作，主要针对
缓慢爬升高阻故障； 3.3.1 分相稳态量差动元件
动作方程：
ΦΦ>SET CD I I
r CD I I *75.0>Φ
式中：动作电流||Φ
ΦΦ+=N M CD I I I &&，为两侧电流矢量和的幅值；制动电流||ΦΦ-=N M r I I I &&，为两侧电流矢量差的幅值；ΦSET I 为相量差动电流定值，由用户
整定；整定时应保证区内故障有足够的灵敏度。

3.3.2 分相增量差动元件
动作方程：
ΦΦ>∆SET CD I I r CD I I ∆>∆Φ*75.0
式中：动作电流||Φ
ΦΦ∆+∆=∆N M CD I I I &&，为两侧电流变化量矢量和的幅值；制动电流||ΦΦ∆-∆=∆N M r I I I &&，为两侧电流矢量差的幅值；ΦSET I 为相量差动电流
定值。

3.3.3 零序电流差动元件
动作方程：
00SET CD I I > 00*75.0r CD I I >
式中：动作电流|33|0
00N M CD I I I &&+=，为两侧零序电流矢量和的幅值；制动电流|33|000N M r I I I &&-=，为两侧零序电流矢量差的幅值；0SET I 为零序差动电流定
值，由用户整定；三倍零序差流动作整定值，按保证经大过渡电阻接地时有足
够的灵敏度整定。

该元件满足条件后延时100ms 动作。

图3-3 差动保护动作特
性
图3-3为差动保护动作特性图，各差动元件动作特性区别仅在于差动电流定值及制动系数的不同，图中SET I 为相应差动元件的动作定值门槛，Coef_K 为相应差动元件的比率制动系数。

3.4
阶段式距离元件
装置设置了三段式相间距离及三段式接地距离保护；相间距离保护由圆特性阻抗复合躲负荷线构成，接地距离保护由多边形特性阻抗元件构成。

3.4.1 三段式接地距离
由多边形特性阻抗元件、零序电抗元件、零序功率方向元件复合构成接地距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护；
Ⅰ、Ⅱ段动作特性：
Iset
Iop
&
I0
图3-4a 接地距离多边形特性 图3-4b
零功方向元件特性
零序电抗线：(
)
οο
&&&&2703390780
0≤⋅+-≤j dz j set
z e I
e Z I k I U φφφ 零序功率方向
：
ο
ο
&&301900
0-<<-I U
Arg
Ⅲ段动作特性：
I0
图3-4c 接地距离多边形特性 图3-4d 零功方向元件特性
✧ 测量方程（X ，R 的测量）
错误!
其中：K 1=R 1
X 1 ，K X 为零序电抗补偿系数，
K R 为零序电阻补偿系数。

3.4.2 三段式相间距离
相间距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护采用由正序电压极化的圆特性。

✧ Ⅰ、Ⅱ段动作特性：
a 正方向故障的动作特性（带记忆）
b 正方向故障的动作特性（稳态）
图
3-5 正方向故障的动作特性（带
记忆）
✧ Ⅲ段动作特性：
图3-6a
正方向不对称故障时动作特性 图
3-6b 三相故障时动作特性（偏移阻抗）
正序极化电压较高时，由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性；当正序电压下降至20%以下时，由正序电压记忆量极化。

为保证正方向故障能动
作，反方向故障不动作，设置了偏移特性。

在I 、II 段距离继电器暂态动作后，改用反偏阻抗继电器，保证继电器动作后能保持到故障切除。

在I 、II 段距离继电器暂态不动作时，改用上抛阻抗继电器，保证母线及背后故障时不误动。

对后加速则一直使用反偏阻抗继电器。

动作方程 Ⅰ、Ⅱ比相圆：
j pol op
90e /)90Arg U U θ-︒<-*<︒&&（ θ 为偏移角； 电抗线：
78op 90Arg e /90j set I Z U φφ-︒<-**<︒o &&（）
Ⅲ段比相圆：
︒<-<︒-90)/90op
pol U U Arg &&（ 式中：pol U &为极化电压，采用正序极化； 负荷线：
在重负荷时，测量阻抗可能落入阻抗元件内，因此增加负荷特性曲线。

继电器两边的斜率与线路正序阻抗角一致，Rzd 为负荷限制电阻定值。

3.4.3 变压器低压侧相间短路的后备距离
后备距离元件是针对Y/△接线变压器低压侧母线相间短路而设。

对Y/△接线组别的变压器，保护范围必须包括主变低压侧母线。

一般低压侧系统为小电流接地系统，所以仅考虑两相短路和三相短路。

该元件由负序阻抗及上抛圆阻抗元件构成；
负序阻抗元件
负序阻抗元件是针对变压器低压侧两相短路而设置。

在Y/△接线组别的变压器中，两侧电压和电流的大小和相位均发生了变化。

由于其接线方式对正序、负序分量转换的角度不同，因此变压器低压侧两相短路对距离保护性能产生很大影响。

采用负序阻抗元件能很好解决变压器低压侧两相短路故障灵敏度与躲负荷之间的矛盾。

如图：主变低压侧两相短路时各点正、负序电压分布图，图中F 为故障点，y 为保护范围末端。

s
Z 、L
Z 、T
Z 、P
Z
分别为系统阻抗、线路阻抗、变压
图3-7 主变低压侧两相短路时各点正、负序电
压分布图
补偿序分量电压：
ZZX ⨯=11'1I U U &&&－，ZZX ⨯=22'2I U U &&&－
式中： 1U &、1
I &、2U &、2I &分别为保护安装处测量的正序电压、正序电流、负序。