NSC161 技术说明书

NSC 161系列
数字式线路保护装置
技术说明书
南京电力自动化设备总厂
2005年6月
*本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料
目次
1 装置简介 (1)
2 技术参数 (3)
2.1额定参数 (3)
2.2主要技术性能 (4)
2.3绝缘性能 (5)
2.4电磁兼容性能 (5)
2.5机械性能 (6)
2.6正常工作大气条件 (6)
3 装置硬件 (7)
3.1机箱结构 (7)
3.2主要模件设计 (7)
4 NSC 161线路保护装置 (13)
4.1启动元件 (13)
4.2选相元件 (13)
4.3距离保护 (14)
4.4零序保护 (21)
4.5重合闸继电器 (22)
4.6失灵启动 (25)
4.7合闸加速保护 (25)
4.8PT断线 (26)
4.9CT异常判别 (27)
4.10低周减载、低压减载 (27)
4.11电流保护 (29)
4.12NSC161保护定值 (29)
5 NSC 161D线路保护装置 (34)
6 NSC 161G线路保护装置 (41)
7 信息记录和分析 (45)
8 与变电站自动化系统配合 (46)
9 用户调试大纲 (46)
9.1装置通电前检查 (46)
9.2绝缘检查 (46)
9.3电压切换试验 (46)
9.4上电检查 (47)
9.5采样精度检查 (47)
9.6接点输出校验 (47)
9.7定值校验 (47)
9.8跳合闸电流保持试验 (47)
9.9相序检查 (48)
9.10校准时钟 (48)
11 事件信息一览表 (49)
12 附图 (51)
1 装置简介
NSC 161系列数字式线路保护装置以距离保护、零序保护和三相一次重合闸为基本配置的成套线路保护装置，并集成了电压切换箱和三相操作箱，适用于110kV、66kV或35kV输配电线路。

本保护装置基本配置（NSC161）设有两个硬件完全相同的保护CPU模件，其中一个保护CPU完成距离保护和电流保护功能，另一个保护CPU完成零序电流保护和三相一次重合闸功能，各CPU插件之间相互独立。

各种保护功能均由软件实现。

保护的逻辑关系符合“四统一”设计原则。

表 1 本系列各产品型号及功能配置
注：√表示该型号装置中有此功能， *表示某功能可选，空白表示无此功能。

装置的特点：
1）人性化
装置采用大屏幕全汉化液晶显示器，可显示15×8个汉字，显示信息多；
●装置操作界面采用全汉化菜单方式，操作简单方便易学习；
●事件和定值全部采用汉字显示或打印，摒弃了字符表述方式；
●录波数据以波形方式输出，包括模拟量和重要开关量，可由突变量或开关变位启动；
●定值以汉字表格方式输出，控制字可按十六进制和按功能两种方式整定；
●全汉化WINDOWS界面的调试和分析软件PSview，不但能完成人机对话的功能，还能对保
护录波数据分析。

2）大资源
●保护功能模件（CPU）的核心为32位微处理器，配以大容量的RAM和Flash RAM，使得本
装置具有极强的数据处理能力和存储能力，可记录的录波报告为12至50个，可记录的事件不少于1000条。

数据存入FLASHRAM中，装置掉电后可保持；
●A/D模件采用16位的A/D转换和有源低通滤波，使本装置具有极高的测量精度；
●采用CAN网作为内部通讯网络，数据信息进出流畅，事件可立即上传；
●可独立整定32套定值，供改变运行方式时切换使用。

3）高可靠性
●装置采用背插式机箱结构和特殊的屏蔽措施，能通过IEC 60255－22－4标准规定的IV
级（4kV±10％）快速瞬变干扰试验、IEC 60255－22－2标准规定的IV级（空间放电15kV，接触放电8kV）静电放电试验，装置整体具备高可靠性；
●组屏可不另加抗干扰模件。

4）开放性
●通信接口方式选择灵活，与变电站自动化系统配合，可实现远方定值修改和切换、事件
记录及录波数据上传、压板遥控投退和遥测、遥信、遥控跳合闸。

5）透明化
●记录保护内部各元件动作行为和录波数据，记录各元件动作时内部各计算值；
●记录保护在一次故障中发出的所有事件和当前运行的定值；
●可将数据在PSview软件上分析保护内部各元件动作过程。

6）免调试概念
●在采样回路中，选用高精度、高稳定的器件，保证正常运行的高精度，避免因环境改
变或长期运行而造成采样误差增大；
● 细微的软件自动调整，提升装置精度；
● 完善的自检功能，满足状态检修的要求；
● 装置中无可调节元件，无需在现场调整采样精度，同时可提高装置运行的稳定性； ● PSmate(NWC-01)微机保护测试仪更方便现场测试。

2 技术参数
2.1额定参数
2.1.1额定直流电压
220V 或110V （订货注明）
2.1.2额定交流数据
a) 相电压 3/100 V
b) 线路抽取电压 100 V 或 3/100 V
c) 交流电流 5A 或1A （订货注明）
d) 额定频率 50Hz
2.1.3功率消耗
a) 直流回路 不大于40W
b) 交流电压额定值100V 时交流电压回路 不大于0.3VA/相
交流电压额定值3/100V 时交流电压回路 不大于0.1VA/相
c) 交流电流5A 时交流电流回路 不大于0.3VA/相
交流电流1A 时交流电流回路 不大于0.1VA/相
2.1.4状态量电平
a) 各CPU 及通信接口模件的输入状态量电平 24V （18 V ～30V ）
b) GPS 对时脉冲输入电平 24V （18 V ～30V ）
c) 各CPU 输出状态量（光耦输出）允许电平 24V （18 V ～30V ）
驱动能力 150mA
2.1.5接点容量
a) 信号回路接点载流容量 5A
b) 电压切换回路接点载流容量 5A
c) 信号回路接点断弧容量 60VA（直流220V）
d) 电压切换回路接点断弧容量 60VA（直流220V）
2.1.6跳合闸电流
a) 断路器跳闸电流0.5A,1A,2A,4A（订货注明）
b) 断路器合闸电流0.5A,1A,2A,4A（订货注明）
2.2主要技术性能
2.2.1采样回路精确工作范围
a)电压：0.2 V～70V (NSC 161为0.3V~120V)
b)电流：0.04In－20In
2.2.2模拟量测量精度
a) 电流、电压、功率： 0.5级
b) 频率： 0.02Hz
2.2.3整组动作时间（包括继电器固有时间）
a)相间和接地距离I段的固有动作时间
0.7倍整定值时测量，不大于26ms
b)零序I段的固有动作时间
1.2倍整定值时测量，不大于26ms
c)高频保护
不大于30ms(可能会受通道影响)
2.2.4暂态超越
距离保护I段、零序保护I段和过流I段均不大于5%
2.2.5最小整定阻抗
注：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(短路电流大于4A) 2.2.6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±2%。

2.3绝缘性能
2.3.1绝缘电阻
装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V 的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ。

2.3.2介质强度
在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V历时1Min的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。

试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。

2.3.3冲击电压
在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50µs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。

2.3.4耐湿热性能
装置能承受GB/T 7261第20章规定的湿热试验。

最高试验温度+40℃、最大湿度95％，试验时间为48小时，每一周期历时24h的交变湿热试验，在试验结束前2小时内根据2.3.1的要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ，介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75％。

2.4电磁兼容性能
2.4.1静电放电抗干扰度
通过GB/T 17626.2－1998标准、静电放电抗干扰4级试验。

2.4.2射频电磁场辐射抗干扰度
通过GB/T 17626.3－1998标准、射频电磁场辐射抗干扰度3级试验。

2.4.3电快速瞬变脉冲群抗扰度
通过GB/T 17626.4－1998标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度4级试验。

2.4.4浪涌（冲击）抗扰度
通过GB/T 17626.5标准、浪涌（冲击）抗扰度3级试验。

2.4.5射频场感应的传导骚扰度
通过GB/T 17626.6－1998标准、射频场感应的传导骚扰度3级试验
2.4.6工频磁场抗扰度
通过GB/T 17626.8－1998标准、工频磁场抗扰度5级试验
2.4.7脉冲磁场抗扰度
通过GB/T 17626.9－1998标准、脉冲磁场抗扰度5级试验。

2.4.8阻尼振荡磁场抗扰度
通过GB/T 17626.10－1998标准、阻尼振荡磁场抗扰度5级试验。

2.4.9振荡波抗扰度
通过GB/T 17626.12－1998标准、振荡波抗扰度4级试验。

2.4.10辐射发射限值试验
通过GB9254－1998标准、辐射发射限值A类试验。

2.5机械性能
2.5.1振动
装置能承受GB/T 7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动能力试验。

2.5.2冲击
装置能承受GB/T 7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击能力试验。

2.5.3碰撞
装置能承受GB/T 7261第18章规定的严酷等级为I级的碰撞试验。

2.6正常工作大气条件
2.6.1环境温度：-5℃～+40℃；-10℃～＋55℃(根据合同要求)。

2.6.2相对湿度：5％～95％。

2.6.3大气压力：86kPa～106kPa；66kPa～110kPa(根据合同要求)。

·装置硬件·
3 装置硬件
本装置在总体设计及各模件设计上充分考虑可靠性要求，在采样数据传输、程序执行、信号指示、通信等方面尤其注重。

经试验，在本装置任何端子上实施4kV瞬变干扰脉冲，在装置任何部位实施15kV空间静电放电干扰或8kV接触静电放电干扰，本装置未出现数据传输错误，未出现CPU复位，未出现异常信号或异常液晶信息显示，保护不拒动、不误动，远高于国家标准要求。

由于本装置在抗干扰能力上有充分考虑，故本装置组屏时，不需要安装另外的交、直流输入抗干扰模件。

3.1机箱结构
本装置外形为19英寸4U标准机箱，采用整面板、背插式结构。

整面板上包括大屏幕液晶显示器、全屏幕操作键盘、信号指示灯等，见附图1。

背插式结构即插件从装置的背后插拔，各插座间的连线在整母板上，母板位于机箱的前部。

该结构具有以下优点：
a)各插件自带可插拔端子，母板上只有保护内部使用的5V和24V电压等级回路连线，强弱电
完全分开，可大大减少外部电磁干扰在弱电侧的耦合，增强装置的抗干扰能力，提高其可靠性和安全性；
b)可使母板连线按总线方式布置，使装置在功能配置上具有很强的灵活性，可以根据用户的
需要更换或增加部分模件，扩充或更改装置的功能；
c)便于插件按模块化设计；
d)可取消交流变换模件的大电流端子，提高装置的可靠性。

本装置由于充分考虑装置的可靠性，并且装置内部无可调节元件，使得装置在现场调试时无需插拔插件，因而背插式结构的上述优点得以充分体现。

3.2主要模件设计
本装置由以下模件构成：电压切换模件（VS），交流变换模件（AC），模/数转换模件（A/D），保护功能模件（CPU），通信接口模件（COM），电源模件（POWER），信号模件（SIGNAL），断路器位置模件(TWJHWJ)，跳合闸模件（TRIP），人机对话模件（MMI，位于整面板背部），及其它可选配模件。

主要模件排序及端子见附图9。

3.2.1 电压切换模件（VS）
电压切换模件（VS）安装在本装置的1＃插件位置，其功能相当于电压切换箱。

利用PT*电压*注：PT*为电压互感器TV（以下同）。

隔离刀闸的合位辅助触点驱动继电器线圈（该模件还可以根据要求配置为双位置继电器：PT 电压隔离刀闸的合位辅助触点驱动切换继电器的动作线圈，分位辅助触点驱动继电器的复归线圈，可防止短时失去操作电源时造成PT断线）。

电压切换模件原理图见附图2。

3.2.2 交流变换模件（AC）
交流变换模件（AC）安装在本装置的２＃插件位置，有4个电流变换器和6个电压变换器，用于将CT*和PT的电流、电压信号转换为弱电信号，供模/数模件（A/D）转换，并起强弱电隔离作用。

在本系列在装置中，4个电流变换器CTA、CTB、CTC和CT0分别变换Ia,Ib,Ic,3I0四路电流量，电压变换器PCT、PTB和PTC分别变换Ua,Ub,Uc三相电压量，PTLC变换线路抽取电压。

交流变换模件电原理图见附图3。

3.2.3 模/数转换模件（A/D）
模/数转换模件（A/D）安装于3＃插件位置，由有源低通滤波、采样保持（S/H）、模拟切换开关（MUX）、模/数转换（A/D）及微处理器构成。

其中A/D采用16位高精度、高稳定性器件，精确工作电流可达0.04In，精确工作电压达0.2V，提高距离保护的动作精度及在短线的应用能力。

各模拟量经有源低通滤波，可有效滤除高次谐波，而对基波量的衰减不到1％，且各通道模拟量的衰减率及相移皆能达到很好的一致性。

A/D数据（带校验码）通过串行方式将数据送至各CPU，完美地解决了多CPU共享A/D数据采集系统的难题，该项技术已获国家专利。

3.2.4 保护功能模件（CPU）
保护功能模件（CPU）用于处理A/D模件传来的数据，执行设定的保护功能。

本系列装置最多可装设三个CPU插件，分别在4＃－6＃插件位置，对应于CPU1、CPU2、CPU3。

对于NSC161装置，CPU1主要处理距离保护、相继速动等功能，CPU2主要处理零序保护、重合闸、低压减载、低周减载等功能。

各CPU并行工作，保护功能相对独立，以增强保护装置的硬件冗余，提高保护*注：CT*为电流互感器TA（以下同）。

装置的可靠性。

CPU3位置作为备用，安装相应保护模件可扩展高频保护、光纤纵差保护等功能。

保护功能模件（CPU）由A/D串行数据输入、状态量输入、状态量输出（用于跳合闸脉冲输出、告警信号输出、闭锁继电器的开放及其它信号输出）、微处理器CPU、RAM、ROM、FLASH RAM、EEPROM等构成。

高性能的微处理器CPU（32位），大容量的ROM（256K字节）、RAM（256K字节）及FLASH RAM（1M字节），使得该CPU模件具有极强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据。

C语言编制的保护程序，可使程序具有很强的可靠性、可移植性和可维护性。

各种与CPU有关的器件集中于一块插件上，各输入、输出状态量皆经光耦隔离。

本CPU模件设有两片微处理器，主处理器用于运行保护程序，辅助处理器用于监视主处理器工作状况。

当本模件有器件出现异常，主处理器驱动闭锁继电器，切断状态量输出光耦输出侧的工作电源。

当主处理器工作异常，辅助处理器驱动上述闭锁继电器。

闭锁继电器需掉电方能复归。

双处理器相互监视，确保了装置工作的可靠性。

CPU模件的端子主要用于接入该CPU上保护所需的压板及专用输入、输出信号等。

3.2.5 人机对话模件（MMI）
人机对话模件（MMI）安装于装置整面板后。

该模件包括：微处理器（32位），大容量ROM （512K字节）、RAM（1M字节）、FLASH RAM（1M字节），EEPROM，状态量输入、输出，通信控制器件，时钟，大屏幕液晶显示器（240×128），全屏幕操作键盘，信号指示灯等。

本模件主要用于人机界面管理。

主要功能为：键盘操作、管理液晶显示、信号灯指示、与调试计算机及变电站监控系统通信、GPS对时（分/秒脉冲对时）以及将控制信息传给CPU、从各CPU 模件获取信息。

与各CPU的通信采用CAN网，速率为100Kbps，突破了装置内部通信的瓶颈，提高装置内部信息传送的速度。

对外通信有三个端口，一个设置在面板上，两个设置在通信接口模件的背板上。

在面板上的为RS232串口，用于和PC机连接。

在通信接口模件的背板上的两路通信端口可根据需要设置成不同的物理接口。

当由本系列装置构成变电站自动化系统时，可采用以太网接口，全站构成以太网络通信系统，大大提高信息传输的实时性能。

当本装置接入其它变电站自动化系统时，在通信接口模件的背板上的端口2可设置成RS422或RS485接口、CAN网络接口、LONWORK网络接口及光纤接口等，可以满足不同的自动化系统需要。

背板上的端口1可设置成RS232接口（用于驱动串行打印机）或RS422/485接口（用于与工程师站通信或集中打印）。

通信规约采用IEC870－5－103规约。

人机对话模件（MMI）电原理示意图见图3－3。

3.2.6通信接口模件(COM)
通信接口模件（COM）安装在7＃插件位置，主要有两种功能：本装置各CPU所需公共输入状态量（包括GPS脉冲输入）由此模件经光电转换后接入装置母板，供各CPU模件共享；另一主
要功能为MMI模件上的通信功能经本模件接出或转换为相应物理接口输出，用于变电站自动化系统通信及打印通信。

本模件通信接口可根据变电站通信系统的物理媒介选择以下几种配置方式：
3.2.7电源模件（POWER）
电源模件（POWER）安装在8＃插件位置，用于将变电站内直流电源转换为保护装置工作所需电压。

本模件输出一路5V，两路24V电压，5V电源用于装置数字器件工作，一路24V电源用于继电器驱动及各模件间相互信号交换，另一路24V电源输出装置，用于装置状态量输入使用。

各电压等级电源相互独立，不共地。

电源模件原理示意图见图3－4。

为增强电源模件的抗干扰能力，本模件的直流输入及引出端子的24V电源皆装设滤波器。

电源模件电原理图见附图4。

图3－4 电源模件原理示意图
3.2.8信号模件（SIGNAL）
信号模件（SIGNAL）安装在9＃插件位置，由继电器构成，主要包括保护动作、保护合闸、装置告警、PT断线、呼唤信号继电器及其接点输出。

上述信号共两组，其中一组供中央信号使用，其保护动作、保护重合闸动作继电器为磁保持继电器，必须人工复归或遥控复归，另一组的保护
动作、保护重合闸动作继电器为非自保持继电器，该组信号作为远动信号。

装置告警继电器为电保持继电器，必须装置人工（或遥控）复归才能复归，该信号接点并有失压继电器的常闭接点，信号电源失压情况下也有告警信号输出。

本模件还包括失灵启动继电器输出和合后接点（可代替KK把手合后接点）。

出口回路开放继电器QDJ设置于本模件中。

信号模件原理图见附图5。

3.2.8断路器位置模件（TWJHWJ）
断路器位置模件（TWJHWJ）安装在10＃插件位置，主要由继电器构成，包括跳闸位置继电器（TWJ）、合闸位置继电器（HWJ），其接点输出包括控制回路断线、断路器跳闸位置和断路器合闸位置。

断路器位置模件原理图见附图6
操作回路总原理图见附图7。

3.2.9跳合闸出口模件(TRIP)
跳合闸出口模件(TRIP)安装在11＃插件位置。

与跳闸、合闸出口有关的继电器（三跳继电器CKJQ，后备三跳继电器CKJR，手动跳闸继电器STJ，重合闸继电器CHJ、遥控合闸继电器YHJ）、跳闸保持继电器TBJ、合闸保持继电器HBJ、压力监视继电器（压力低禁止跳闸1YJJ，压力低禁止合闸2YJJ）皆设计于该模件中。

跳合闸出口模件电原理图见附图8。

3.2.10 备用插件(备用)
本装置设有一个备用插件位置，当需扩充装置功能时，可以安装相应模件。

备用模件中可以包括：与纵联（高频）保护配合使用的光纤接口，扩展操作回路接点数的继电器模件，针对双跳闸线圈断路器的另一跳圈的操作回路等。

该模件也可根据用户特殊要求设计。

以上模件的原理图另行说明。

4 NSC 161线路保护装置
NSC 161为本系列产品的基本型，以下先介绍NSC 161的保护原理。

4.1启动元件
保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序。

各保护CPU 的启动元件相互独立，且基本相同。

启动元件包括相电流突变量启动元件、零序电流辅助启动元件和静稳破坏检测元件(零序电流保护模件没有静稳破坏检测元件)。

任一启动元件动作则保护启动。

.
a)相电流突变量启动元件的判据为：
△i
φ>0.2In+1.25△I T
其中：φ为a,b,c三种相别，T为20ms，In为额定电流
△i
φ＝| iφ(t)-2iφ(t-T)+iφ(t-2T) |，为相电流突变量
△I T＝max( | I
φ(t－T)-2Iφ(t-2T)+Iφ(t-3T)| )，为相电流不平衡量的最大值其中iφ(t)、iφ(t-T)、iφ(t-2T)分别为t时刻、t-T时刻和t-2T时刻的电流瞬时值，
I
φ(t)、Iφ(t-T)、Iφ(t-2T)分别为t时刻、t-T时刻和t-2T时刻的电流有效值。

当任一相电流突变量连续三次大于启动门坎时，保护启动。

b)零序电流辅助启动元件是为了防止远距离故障或经大电阻接地故障时相电流突变量
启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。

该元件在零序电流大于启动门坎并持续30ms后动作。

零序电流启动门坎在零序保护中为零序电流Ⅳ段定值，在距离保护中为零序电流辅助启动门坎定值。

c)静稳破坏检测元件是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。

该元件判据为：任一相间阻抗在具有全阻抗特性的阻抗辅助元件内持续30ms，并且振荡中心电压U1Cosφ小于0.5倍的额定电压。

当该元件动作时，保护启动，进入振荡闭锁逻辑。

当振荡闭锁功能退出时，该元件退出。

4.2 选相元件
选相是为了防止区内外故障时非故障回路的测量阻抗可能发生的误动，包括突变量选相元件和稳态选相元件。

突变量选相元件又分相间电压突变量选相和相间电流突变量选相。

相间电压突变量选相
，数和零序电抗补偿系数分别为零序电阻补偿系
、其中：oX oR K K 具有多点故障选相可靠、对于负荷端和弱馈的保护选相可靠的优点。

所以，相间电压突变量选相作为首要选相元件。

当相间电压突变量选相元件灵敏度不够时，突变量选相采用相间电流突变量选相。

稳态选相元件采用阻抗选相、电压选相和序分量选相三种方法综合判别。

4.3 距离保护
距离保护设有Z bc 、Z ca 、Z ab 三个相间距离保护和Z a 、Z b 、Z c 三个接地距离保护。

4.3.1 接地距离
接地距离由偏移阻抗元件Z PY φ、零序电抗元件X 0φ和正序方向元件F 1φ组成(φ=a,b,c)。

阻抗元件采用经傅氏积分的微分方程算法。

接地阻抗算法的微分方程为：
接地距离偏移阻抗元件Ⅰ、Ⅱ段动作特性如图4.1的粗实线所示，偏移阻抗Ⅲ段动作特性
如图 4.2的粗实线所示。

其中，阻抗定值Z ZD 按段分别整定，而电阻分量定值R ZD 和灵敏角φZD 三段共用一个定值。

偏移门坎根据R ZD 和Z ZD 自动调整。

R 分量的偏移门坎取
)5.0,5.0min('ZD ZD Z R R = 即取ZD ZD Z R 5.05.0，的较小值。

X 分量的偏移门坎取
)5.0,5.0min('ZD Z X Ω= 即取ZD Z 5.05.0Ω，的较小值。

为了使各段的电阻分量便于配合，本特性电阻侧的边界线的倾角与线路阻抗角Ф相同，以便于上下级线路距离保护之间灵敏度的配合。

1
1
003R R R K R -=
1
1003X X X K X -=
c b a I K I R dt I K I
d L U R X ,,),3(/)3(0
000=+++=φφφφφφ
，
其中，X R z jK K K 00+=1) 由于Z PY 不能判别故障方向，因此还设有正序方向元件F 1。

该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F 1a 为例，令：
正序方向元件F 1a 的动作判据为动作特性如图4.1和图4.2中的双点划线所示。

正序方向元件的特点是引入了健全相的电压，因此在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时，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，并将方向固定。

电压恢复后重新用正序电压进行比相。

2)
在两相短路经过渡电阻接地、双端电源线路单相经过渡电阻接地时，接地阻抗继电器
会产生超越。

由于零序电抗元件能够防止这种超越，因此接地阻抗还设有零序电抗器X 0。

X 0的动作方程为(以A 相零序电抗器X 0a 为例)：
90)3(arg
9000
≤+-≤-δ
ϕϕj z ZD e I I K I Z U
X 0的动作特性如图4.1的虚线X 0所示。

从图中可看到，X 0的保护范围与Z PY 一样。

4.3.2 相间距离
相间距离由偏移阻抗元件Z PY φφ和正序方向元件F 1φφ组成(φφ=bc,ca,ab )。

相间阻抗算法为：
1) 相间偏移阻抗Ⅰ、Ⅱ段动作特性如图4.1的粗实线所示，偏移阻抗Ⅲ段动作特性如
图4.2的粗实线所示，相间距离偏移特性和接地距离相同。

其中，阻抗定值Z ZD 按段分别整定，
1453arg 250
1
≤+≤-I K I U z A ,/φφ
φφφφI R dt I d L U +=
灵敏角φZD 三段共用一个定值。

相间偏移阻抗Ⅰ、Ⅱ的电阻分量为R ZD 的一半，相间偏移阻抗Ⅲ
段
的电阻分量为R ZD 。

偏移门坎根据R ZD 和Z ZD 自动调整。

R 分量的偏移门坎取
)5.0,5.0min(',,ZD ZD
Z R R ⅢⅡⅠ= 即取ZD ZD Z R 5.0,5.0,,Ⅲ
ⅡⅠ的较小值。

X 分量的偏移门坎取
)5.0,5.0min('ZD Z X Ω= 即取ZD Z 5.05.0Ω，的较小值。

3) 相间距离所用正序方向元件F 1原理和接地距离所用正序方向元件原理相同。

相间距离所用正序方向元件采用正序电压和相间电流进行比相。

4.3.3 阻抗辅助元件
本装置设置了六个阻抗回路（Z bc 、Z ca 、Z ab 、Z a 、Z b 、
Z c ）的阻抗辅助元件，阻抗辅助元件具有全阻抗性质的四边形特性，其定值与阻抗Ⅲ段相同，动作特性如图
4.3所示。

阻抗辅助元件不作为故障范围的判别，应用于静稳破坏检测、故障选相、双回线相继速动等元件中。

4.3.4振荡检测元件
距离保护在启动后其各段距离保护长期投入。

在突变量启动后150ms 内，各段距离保护开放（短时开放）。

在突变量启动150ms 后或者零序辅助启动、静稳破坏启动后，投入振荡检测元件。

当检测出系统无振荡时，开放距离Ⅰ、Ⅱ段保护；当判断为系统有振荡无故障时，闭锁距离Ⅰ、Ⅱ段保护；当判断为系统有振荡且有区内故障时，距离Ⅰ、Ⅱ段保护可以动作；当判断为系统有振荡且有区外故障时，闭锁距离Ⅰ、Ⅱ段保护。

距离Ⅲ段保护一直投入，不受振荡检测元件影响。

振荡检测元件可由控制字选择退出。

该元件的设置，可以保证系统在没有真正振荡时能具有速动保护，振荡时也能较快地切除区内故障。

振荡检测元件包括阻抗变化率（dZ/dt ）检测元件、不对称故障开放元件。

1) 阻抗变化率（dZ/dt ）检测元件
实际系统发生振荡的机率很小，绝大多数振荡闭锁期间系统并没有发生振荡。

因此若能实时检测系统是否发生振荡，当系统没有振荡时就开放距离保护，则能大大提高保护的性能。