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2、2.3 主要技术指标3 2.4 通讯接口5 2.5纵护通道说明5 保护原理6 3 起动元件6 选相元件6 可变特性工频变化量电抗距离继电器7 纵联暂态方向保护（暂态电流方向继电器）12 纵联零序方向保护（零序方向继电器）14 距离继电器15 零序电流保护18 振荡闭锁19 TV 断线检测和紧急状态保护20 合闸于故障保护21 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 非运行22 3.11 重合闸23 跳闸逻辑和重合闸闭锁25 压板逻辑27 弱馈保护27 3.12 3.13 3.14 3.15 纵护逻辑框图28 3.16 辅助功能32 4 4.1信号系统3
3、2 4.2事故分析与过程. 32 I PRS-701 超高压线路成套保护装置 及整定说明39 5 5.1 PRS-701APRS-701B 保护. 39 5.2 . 41 整定说明44 5.3 硬件说明47 6 6.1装置整体结构（硬件原理图）47 6.2动作出口48 6.3输入开关量50 6.4信号接点51 6.5装置接线与安装52 订货须知54 7 基本订货参数54 装置型号说明54 7.1 7.2 附录 A 装置使用55 面板使用说明55 菜单界面操作说明58 A.1 A.2 附录 B 装置调试与投运71 调试资料准备71 通电前检查71 上电检查71 整机调试71 装置投入运行操作步骤
4、73 注意事项73 B.1 B.2 B.3 B.4 B.5 B.6 附录 C 保护装置通讯说明（IEC60870-5-103 规约）75 物理接口75 和交流量75 C.1 C.2 II PRS-701 超高压线路成套保护装置 C.3保护动作C.4自检. 78 . 79 C.5保护开关量80 C.6故障录波实际通道序号表（ACC）81 附录 D 串补电容线路保护82 D.1距离保护的超越82 D.2采用记忆电压极化84 D.3防止反方向经电容短路距离保护失去. 85 D.4零序方向继电器85 D.5串补整定说明86 【附图 1】 装置端子排布置图（装置背视图）87 【附图 2】 装置端子排接线
5、图88 【附图 3】 装置外观及安装开孔图89 III PRS-701 超高压线路成套保护装置 1装置概述 1.1 应用范围 PRS-701 超高压线路成套保护装置主要适用于 500kV110kV 电压等级的高压线路，具有安全可靠、快速、灵敏、方便的特点。装置以快速暂态件和零序件为主体的纵联保护；以可变特性工频变化量电抗距离继电器的快速距离一段保护；以三段式相间距离、三段式接地距离保护和多段零序电流保护组成的后备保护。 根据后备保护配置的不同，装置主要分为 PRS-701A 和 PRS-701B 两种型号。PRS-701A 后备保三段式相间距离、三段式接地距离保护和四段零序电流方向保护；PRS
6、-701B 后备保护三护段式相间距离、三段式接地距离保护、一段零序电流方向保护和零序反时限保护。PRS-701A 和PRS-701B 均配有灵活的自动重合闸功能。 另外，装置还有专门适用于带串联电容补偿线路的 PRS-701AS 型号装置可供选择。 PRS-701A/B 装置纵联接口采用单接点方式，若纵护采用光纤通道，装置可内置光通讯板，传送信号及一些开关量，此时型号为 PRS-701AP/BP。下面为装置型号一览表： 装置名称 型号 说明 接口特性 后备保护配置四段零序A A 型号上适应串补线路 单接点方式 AS 后备保护配置一段零序及一段零序反时限PRS-701 B 光纤方式，四段零序 光
7、纤接口 内置光通讯板 AP 光纤方式，一段零序+一段反时限 BP 1.2 保护配置 PRS-701 超高压线路成套保护装置具有如下保护和告警功能： 第 1 页 主保护板运行 功能： 纵联暂态方向保护 纵联零序方向保护 可变特性工频变化量电抗距离保护 选相及分相出口跳闸功能 后备保护板运行功能： 三段式接地距离保护 三段式相间距离保护 四段零序电流保护及反时限零序电流保护 距离保护的振荡闭锁功能 紧急状态保护 非运行状态保护 合闸于故障保护 一次重合闸功能（可配置、三重、综重及停用方式） 选相及分相出口跳闸功能 PRS-701 超高压线路成套保护装置 1.3 主要性能特点 硬件上，保护 CPU
8、采用先进的 32 位浮点 DSP 处理器，主保护采样速率 48 点/周，后备保护采 样速率 24 点/周，全面保证计算速度及精度；管理 CPU 采用 32 位 RISC系统，技术先进可靠，便于维护和升级，具有很强的兼容性。 ，运行实时操作主保护和后备保护各有装置安全性高。 的起动元件，两个起动元件均动作时整套保护装置才能出口，保护 动作速度快，能高速切除全线路各种故障，线路近端故障跳闸时间小于 10ms，末端故障跳闸时间小于 25ms。 主保护强调安全性及快速性，充分利用暂态过程的，采用积分算法，计算速度快；后备保 护强调准确性，采用算法，计算精度高。 采用可变特性工频变化量电抗距离继电器作为
9、快速一段，对金属性和高阻接地故障均具有良好的动作特性，能够快速切除一段范围各类金属性和高阻接地故障。 暂态选相与稳态选相有机结合的选相策略，性。 在各种复杂故障情况下选相的快速性、准确 不受系统振荡影响。在振荡（无故障）时可靠不误动，在振荡中又发生故障时仍能保持保护的快速性与选择性。 自动检测非运行状态，配有非运行状态下的保护。 在手动和自动合闸时有合闸于故障保护快速切除全线各种故障。不受弱馈侧安装影响，具备在弱电源侧的正确保护功能。 灵活的自动重合闸功能。 完善的事故分析功能，保护、故障起动、故障录波、保护投退、装 置运行、开入作行为。 以及自检和闭锁等。可再现故障情况以及故障时保护装置的动
10、液晶显示、运行状态光字牌及按键在内的简明的显示界面和人机操作功能。 装置对外提供的通个 GPS 脉冲接口有：三个TCP/IP 以太网接口，三个 RS485 口，一个串行打印口。一(差分输入或空接点输入，自动适应秒脉冲、分脉冲和 IRIG-B 直流码方式)。 通信规约采用电力行业标准：IEC60870-5-103 规约。 第 2 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 2技术参数 2.1 机械及环境参数 机箱结构： 482.6mm ×265.9mm×261.5mm（宽×高×深） -5 40 -10 55 -25 70 45% 75% 86 106KPa
11、 正常工作温度： 极限工作温度： 贮存及： 相对湿度： 大气： 2.2 额定电气参数 频率： 交流电流： 交流电压： 直流工作电源： 数字系统工作电压： 继电器回路工作电压： 功耗： 50Hz 5A 或 1A（额定电流 In） 100V 或 57.7V（额定电压 Un） 220V/110V， +5V， +24V， 偏差： -20+15 偏差： ±0.15V 偏差： ±2V 交流电压回路： Un = 100V，每相不大于 1VA 交流电流回路： I = 5A，每相不大于 1VA nI = 1A，每相不大于 0.5VA n直流电源回路： 正常工作时，全装置不大于 35W 跳闸动
12、作时，全装置不大于 50W 保护回路过载能力： 交流电压回路： 1.2 倍额定电压，连续工作 2 倍额定电压，1s 交流电流回路： 2 倍额定电流，连续工作 10 倍额定电源，40 倍额定电流，10s 1s 直流电源回路： 80115%额定电压，连续工作 装置经受上述的过载电压/电流后，绝缘性能不下降。 2.3 主要技术指标 2.3.1整组动作时间 典型动作时间： 25ms 第 3 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 工频变化量电抗距离元件： 310ms（近端），20ms（远端） 25ms 30ms 纵护全线路动作时间： 距离保护段： 精度 2.3.2 电流电压阻抗误差： 误差： 误差
13、： 5% 5% 5% 0.25V 0.05In30In 20ms ±3° 距离继电器精工电压： 距离继电器精工电流： 时间误差： 检同期元件角度误差： 快速保护暂态超越均不大于 5。 装置整定范围和步长见表。 2.3.3输出接点容量 装置出口和信号接点单接点时最大接通功率为 150W 或 1250VA，节点最大长期接通电流 5A，多副接点并联时接通功率和电流可以适当提高。 跳闸合闸输出接点： 接通容量 10A (L/R=1ms) 断流容量 0.3A (L/R=1ms) 信号输出接点： 接通容量 5A (L/R=1ms) 断流容量 0.2A (L/R=1ms) 辅助输出接点：
14、 接通容量 5A (L/R=1ms) 断流容量 0.2A (L/R=1ms) 2.3.4实时时钟 掉电不停计时的实时时钟。该实时时钟具备万年历功能，能接收微机系统的校时。装置内部实时时钟在装置掉电时自动切换由时钟内部锂电池供电，在电池无短路及其它异常情况下，后备电池工作时间不少于 10 年。GPS 校时方式下，BCPU（主保护 CPU 板）和 PCPU（后备保护CPU 板）时钟严格与 MCPU（管理 CPU 板）同步，误差不超过±1ms。 2.3.5电磁兼容 静电放电性能符合： 快速瞬变干扰性能符合： GB/T14598.14-1998（级） GB/T14598.10-1996（级）
15、 GB/T17626.5-1999（级） GB/T14598.13-1998（级） GB/T14598.9-2001（级） 浪涌（冲击）抗扰度性能符合： 高频电气干扰（1MHz 脉冲群）性能符合： 辐射电磁场干扰性能符合： 第 4 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 2.3.6绝缘试验 绝缘试验符合： GB/T14598.3-93 6.0 冲击电压试验符合： GB/T14598.3-93 8.0 2.4 通讯接口 装置对外提供的通口有：三个 TCP/IP 以太网接口，三个 RS485 口，一个串行打印口，一路 GPS 接口（差分输入或空接点输入，对秒、分脉冲及 IRIG-B 编码三种校
16、时方式自适应）。通信规约采用电力行业标准 IEC 60870-5-103 规约。 2.5 纵护通道说明 装置的纵等）接口。 护能同各种通道通信（继电保护收发信机、复用载波机和光纤通讯收发信机：发、停信采用一副接点，不发信即为停信。采用闭锁式，通道逻辑由保护装置实现，收发信机的停信和发信完全由保护。 复用通道方式：才能动作出口。用于式，为了防止通道上的干扰，必须连续 8ms 收到对侧的信号式可以采用单命令和多命令方式，装置预留有备用的收发点，可以传输分相信号以满足同杆并架线路的需要。 光纤通道方式：装置可以通过两种方式连接光纤通道：一是装置以接点方式与光电接口转换装置 EOC-701 连接，可将
17、节点信号转换为 64K 或 2M 光信号；二是装置内置光纤通讯板，对外接口为2M 光口，可复接 PCM。 当采用内置光纤通讯板接口时，光纤接口位于装置 CPU 板插件的背面。光接口使用符合工业标准 9 针 SIP 接口的收发一体光模块，接口特性如下： a) 线路码速率： 2MHz b) 线路码型： CMI c) 光接头： FC/PC d) 光模块收发模式： 模式 单模 波长 1310nm e) 发送功率： -9dBm f) 接收灵敏度： -40dBm 第 5 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 3保护原理 3.1 起动元件 装置起动采用以下方案：对分立的主、后备保护板配置相同的起动元件
18、，其动作分别用于开放对方板出口继电器的正电源。对方板起动元件和本板保护元件动作的出口组成“与”逻辑，它们共同动作决定本板保护继电器的出口跳闸。 装置的起动元件分为三部分：即突变量起动、满足则确认保护起动。 起动及零序起动部分。任一起动条件3.1.1电流突变量起动 该元件测量相电流工频变化量的幅值，具体判据为 I> 1.25I + ITset, = A, B, C (3-1) 式中： I 为浮动门槛， I为“电流突变量起动Tset”。当任一相电流突变量满足起动门槛时保护起动。 起动 3.1.2 起动元件的动作判据为 I> I(3-2) load如果负荷缓慢增加，三相电流始终保持对称，
19、则 I 元件可能不起动，此时当满足式(3-2)后20ms 起动。 Iload 为“振荡闭锁”。 3.1.3零序起动 为保证远距离故障或电阻故障时保护可靠起动，设置零序起动元件。其动作判据为 3I > I(3-3) 00set式中： I为“零序电流起动0set”。该式满足并持续 30ms 后，起动元件动作。 3.2 选相元件 本装置保护的选相采用突变量选相与稳态量选相测量相结合的方式。突变量选相快速可靠，只在保护起动后 30ms 内投入；稳态量选相采用多重判据，用电流选相与电压选相相结合，都是将故障相与健相对比较，能自适应于系统运行方式的变化，提高了灵敏度；并且用稳态量选相可适应故障转换，
20、使段保护也可按选相结果进量。 第 6 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 3.2.1突变量选相 突变量选相比较电压电流复合突变量U /= U I Zx （其中 Zx 为一设定的阻抗常数）的幅值。 1) 由于该补偿电压中没有零序分量，使选相变得明确； /由于U = U I Zx 中包含了电压突变量和电流突变量，提高了选相的灵敏度； 2) UI Zx 相减产生了3)、，使得在正反方向同时故障时，可以正确选出正方向故障的故障相以及在弱电源侧时由于有电压分量仍可正确选出故障相。 3.2.2稳态量选相 稳态量选相逻辑如下： 首先采用判据（1）是否接地：当为接地故障时，采用（2）（3）选相；当为非
21、接地故障时，采用（4）选相。 (1) 利用零序电压和零序电流大小确定是不接地故障还是接地故障； (2) 在接地故障中，利用I 0 和 2 的相位I，把故障分为 3 个区，确定可能的故障类型： (3) 根据电压的，确定是单相接地还是两相接地； (4) 在不接地故障中，通过三个线电压的大小故障的故障相。 确定是三相故障还是两相故障，并确定两相3.3 可变特性工频变化量电抗距离继电器 工频变化量距离继电器的基本原理是：电力系统发生短路故障时，其短路电流、电压可以视为故障前的正常运行分量和故障分量的叠频变化量距离继电器不反应正常运行分量，只考虑故障分量，采用故障前工作电压的幅值记忆量，作为工频变化量距
22、离继电器的动作门槛，动作方程为： UOP> U (3-4) Z对相间故障有： UOP = U I× Z(3-5) ZD,第 7 页 Io0o 60 < Arg< 60 I2 A AG/BCG 区 oI0o 60 < Arg< 60 I2 B BG/CAG 区 oI0o 60 < Arg< 60 I 2C CG/ABG 区 PRS-701 超高压线路成套保护装置 对接地故障有： = U (I+ K × 3I )× Z (3-6) 0ZDUOP ,其中：U为工作电压， U为工作电压的变化量， Z为整定阻抗（“工频变化量阻抗”O
23、POPZD，以下同），U 为动作门槛，取故障前工作电压的记忆量。 Z由上式可见，工频变化量距离继电器主要是利用了故障前记忆电压的幅值。其实，对于不同类型的线路故障，U 与I 之间的相位有很大的差别，在金属性短路故障时，对于 220kV 线路，ZU与I （U与I）之间的相位约为 80°，而在单相高电阻接地故障时，U与I 之Z Z Z ,间的相位可以小到 10°以内。因此，如果能同时利用记忆电压的幅值和U与I （U与Z Z ,I）之间的相位，则可以得到一种可变特性工频变化量距离继电器，该继电器对线路金属性和高阻接地故障均具有良动作特性，同时，继电器的动作速度也有提高。 3.3.
24、1动作方程 接地距离 (M + 1)× U + (I + K × 3I 0 )× ZZD M ×U J> U J (3-7) , 相间距离 (M + 1)× U + I × ZZD M ×U J> U J (3-8) ,其中： Z为整定阻抗， U 、U为保护安装处变化量相电压或相间电压， I 、I为保ZD护安装处变化量相电流或相间电流，U、U为故障点故障前记忆相电压或相间电压， M 为 J J,补偿系数， 0 < M 1 。 3.3.2动作特性分析 1) 正方向故障 以相间距离为例，正方向故障时，（3-7）
25、式推导如下： （3-7）式两边同除以I 得： (M + 1)× (ZS + ZZD ) M × (ZK + ZS ) >Z+ ZKS 其中： Z为整定阻抗， Z 为故障点的短路阻抗， Z 为本线路背侧的电源阻抗。 ZDKS 设 A = (M + 1) × (ZS + ZZD ) M × (ZK + ZS )， B = Z K + ZS ，则按照幅值比较动作第 8 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 方程转化为相位比较动作方程的公式，有： D = B + A = (ZK + ZS ) + (M + 1) × (ZS + ZZD )
26、M × (ZK + ZS )= (M + 1)(ZS + ZZD ) + ( M + 1)(ZK + ZS )= 2ZS + (M + 1)ZZD + ( M + 1)ZK 两边同除以( M + 1)，则： (M + 1)2= Z+× Z× ZS +K()ZD() M + 1 M + 1C = B A = (ZK + ZS ) (M + 1) × (ZS + ZZD ) + M × (ZK + ZS )= (M + 1)(ZK + ZS ) (M + 1)(ZS + ZZD )= (M + 1)ZK (M + 1)ZZD 两边同除以(M+ 1)
27、，则： = Z ZKZD 由此可以得到如下相位比较方程： C90 < Arg< 270DooZK ZZD90° < Arg< 270° (M + 1) 2ZK + (× Z+)ZD(× ZS) M + 1 M + 1 由 M 的变化可得到正方向故障时的动作特性： 当M = 0.1 时，有： ZK ZZD90° < Arg< 270° ZK + 1.22ZZD + 2.22ZS其图形为小圆，圆内为动作区。 当M = 0.5 时，有： ZK ZZD90° < Arg< 270
28、76; ZK + 3ZZD + 4ZS其图形为大圆，圆内为动作区。 当M = 1.0 时，有： ZK ZZD为正无穷大 90° < Arg< 270°ZK + ()+ ()ZZSZD其图形为与 Z垂直的直线，直线下方为动作区。 ZD动作特性如图 3-1 所示。 第 9 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 M=1 X M=0.5 ZZM=0.1 R （-1.22ZZD - 2.22ZS） （-3ZZD - 4ZS） 图 3-1 可变特性工频变化量电抗元件正方向动作特性 2) 反方向故障 以相间距离为例，反方向故障时，（3-7）式推导如下： （3-7）式两边
29、同除以I得： (M + 1)× ( Z + Z) M × (Z+ Z ) > (Z+ Z ) SZDKSKS其中： Z为整定阻抗， Z 为故障点的短路阻抗， Z 为本线路线路侧的电源阻抗。 ZDKS 设 A = (M + 1) × ( Z + Z) + M × (Z+ Z )， B = Z+ Z ，则按照幅值比较动SZDKSKS作方程转化为相位比较动作方程的公式，有： D = B + A = (ZK + Z ) + (M + 1) × ( Z + ZZD ) + M × (ZK + Z )SSS = (M + 1)ZZD + (
30、M + 1)ZK两边同除以(M + 1)，则： = Z+ Z ZDKC = B A = (ZK + Z ) (M + 1) × ( Z + ZZD ) M × (ZK + Z )SSS= (M + 1)( Z + Z) + ( M + 1)(Z+ Z ) SZDKS= ( M + 1)ZK (M + 1)+ 2Z ZZDS第 10 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 两边同除以( M + 1)，则： (M + 1)2= ZZZS +K()ZD() M + 1 M + 1由此可以得到如下相位比较方程： Coo90 < Arg< 270D(M + 1)2&#
31、215; Z Z+× Z K( M + 1)ZD( M + 1)S90° < Arg< 270° Z ZKZD 由 M 的变化可得到正方向故障时的动作特性： 当M = 0.1 时，有： Z+ 1.22Z 2.22Z KZDS90° < Arg< 270° Z ZKZD其图形为小圆，圆内为动作区。 当M = 0.5 时，有： Z+ 3Z 4Z KZDS90° < Arg< 270° Z ZKZD其图形为大圆，圆内为动作区。 当M = 1.0 时，有： ZK + ()ZZD ()ZS为正无穷大
32、 90° < Arg< 270° ZK ZZD其图形为与 Z垂直的直线，直线上方为动作区。 ZD动作特性如图 3-2 所示。 由以上分析可知： 当补偿系数等于 0 时，可变特性工频变化量距离继电器实际就是常用的工频变化量继电M1)器； 2) 当补偿系数等于 1 时，可变特性工频变化量距离继电器为一条与整定阻抗垂直的电抗M线，其动作特性完全不受过渡电阻影响。 3) 补偿系数的引入，对区内故障有助增作用，对区外故障有抑制继电器超越的作用，因此在保证灵敏度很高的前提下，有效的抑制了快速保护的暂态超越。 可变特性工频变化量距离继电器灵敏度高、动作速度快、动作范围大，对线
33、路金属性和高阻接地故障均具有良 动作特性，是一种快速、灵敏的继电器。 第 11 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 -3ZZD + 4ZS´ M=0.1 M=0.5 ´-1.22ZZD + 2.22ZS X M=1 ZZD R -ZK 图 3-2 可变特性工频变化量电抗元件反方向动作特性 3.4 纵联暂态方向保护（暂态电流方向继电器） 暂态电流件由两种判据组成，利用故障时暂态电流中的衰减直流分量快速方向判据；同时，以电流电压的工频变化量自适应比幅式方向判据。 3.4.1动作判据 （以下公式中的电流电压均是相电流相电压） 正方向判据 2 × U I
34、5; (0.7Z L ) > K × U (3-9) 反方向判据 > K × U I × (0.7Z L ) (3-10) 2 × U其中： U、I 为电压、电流变化量； Z 为线路全长阻抗（设 Z= 0.7Z ，即整定到线路 70%LZDL阻抗处）； K 为补偿系数。 3.4.2动作特性分析 1) 正方向故障 以三相短路为例，如图 3-3，有U = I × Z S ，取补偿系数 K = 2 ，则： 第 12 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 正方向判据为： 2 × ( I × ZS ) I ×
35、; ZZD> 2 × ( I × ZS ) 2Z + ZSZD> 2 ZS (3-11) 反方向判据为： 2 × ( I × Z S ) > 2 × ( I × Z S ) I × Z ZD 2ZS> 2 Z + ZSZD (3-12) 设系统阻抗角与线路阻抗角一致，则正方向故障时，式（3-10）成立，正件可靠动作，式（3-11）不成立，反件不可能动作。 Zzd EM =0 EN = 0 I UZS ZK EF 图 3-3 正方向故障计算用图 2) 反方向故障 K2 ，则： 以三相短路为例，如图 3-
36、4，有U = I × Z ，取补偿系数=S正方向判据为： 2 × (I × Z ) I × Z(I × Z ) > 2 ×SZDS2Z Z> 2 Z (3-13) SZDS反方向判据为： 2 × (I × Z ) > 2 × (I × Z ) I × Z SSZD2Z > 2 Z Z (3-14) SSZD设系统阻抗角与线路阻抗角一致，则反方向故障时，式（3-13）不成立，正件不可能动作，式（3-14）成立，反件可靠动作。 第 13 页 PRS-701 超高压线
37、路成套保护装置 EM =0 EN = 0 Zzd &IZK Z SEF 图 3-4 反方向故障计算用图 由以上分析可知： 1) 将变化量电压补偿到 70%的线路处，在大系统长线路的情况下可以根本继电器的灵敏度，使得此方向判据不仅适用于短线路，而且适用于任何长距离的输电线路； 2) 由公式推导过程可知，判据的与接地过渡电阻无关。 暂态电流件安全可靠，无电压死区，不受负荷电流和过渡电阻影响，具有很高的灵敏度。 3.5 纵联零序方向保护（零序方向继电器） 零序方向继电器由常规零序件和无死区零序件组成。 件 3.5.1 零序件设正、反两个件，反件的灵敏度高向元件。正件的零序电流I与反+件的零序
38、电流I的为： 0 ZD0 ZD+I> I0 ZD0 ZD +0 ZD其中： I为纵联“零序方向”， I取为“零序电流起动”。 0 ZD3.5.2常规零序件 正方向判据 3U 0180° < Arg< 340° (3-15) 3I0 反方向判据 3U 0 10° < Arg< 150° (3-16) 3I03.5.3无死区零序件 在线路零序阻抗很大而背侧零序阻抗很小情况，线路末端接地故障时，保护装置感受的零序电压可能低于零序区，除了上述零序件的电压门槛值，导致零序件外，还配置有无死区零序件拒动，为了克服零序件。其判别公式如下：
39、 件的电压死第 14 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 正方向判别 3U 0 3I 0 × 0.7(3K + 1)Z1 > 3U 0 (3-17) 反方向判别 > 3U 0 3I 0 × 0.7(3K + 1)Z1 (3-18) 。 3U 0其中：K 为“零序阻抗补偿系数”3.6 距离继电器 本装置分别设置了三段式相间和接地距离继电器，各段保护均可由用户整定投退。 3.6.1相间距离继电器 3.6.1.1 带记忆特性的姆欧继电器动作特性 相间故障采用带记忆特性的姆欧继电器。带记忆特性的姆欧继电器的动作判据为 &U|0|270° >
40、; arg> 90° (3-19) &U& ZIpzd &U 为故障前电压，对于相间故障是健|0|电压，对于三相故障是记忆电压。式(3-19)在阻抗平面上的动作特性如图 3-5(a)所示，图中 Z 、Z 分别为保护安装侧母线至本侧及对侧的系统阻抗。图smsn中的圆 C1 和C2 分别为继电器在正、反方向的动作特性。正方向短路时测量阻抗落于圆 C1 内，继电器能灵敏的动作；反方向短路时测量阻抗落于第 III 象限，落入反方向动作圆 C2 内，继电器肯定动作。因而健电压极化的姆欧继电器十分明确。 需要提及注意的是，正、反方向故障时的动作特性必须以正、反方向故
41、障为前提导出，图 3-5(a)中C1 包含原点表明正向出口不经过渡电阻故障时都能正确动作，并不表示反方向故障时会误动。 3.6.1.2 两相故障相间距离继电器 两相故障相间距离继电器均采用健电压极化的姆欧继电器。当本线长度较短时，相间故障的弧光电阻使得相间距离段的保护范围缩短。为扩大相间距离的保护范围，在实现的过，允许相间距离偏移一定的角度，参见式(3-20)，通过整定“相间距离偏移角度 ”实现。 相间距离继电器在有些情况下，可能躲不开负荷阻抗。装置配置了“负荷限制电阻”，通过负荷线限制距离。参照图 3-5(b)，负荷线为与整定阻抗平行的一条直线，其与实轴的交点值为“负荷限制电阻”。 &
42、; jU A270° > arg> 90° (3-20) &&U BC Z pzd I BC两相故障三段相间距离继电器在阻抗平面上的动作特性如图 3-5(b)所示。 第 15 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 j Xj XZSNC2ZP3ZDZLZP2ZDZPZDC1ZP1ZDC3RRRZDZSMZSM 图 3-5(a) 相间距离元件动作特性 图 3-5(b) 两相相间三段距离元件动作特性 3.6.1.3 三相故障相间距离继电器 三相故障采用 BC 相参数进量，和两相故障不同的是极化电压用本相记忆电压，其动作判据为 &U270&
43、#176; > arg> 90° (3-21) &U& ZIBCp1zd BC式(3-21)在阻抗平面上的动作特性如前节图 3-5(a)。在记忆电压期间，其正、反方向的动作&特性仍分别为图 3-5(a)中的圆 C1 和 C2；但在记忆作用消失后，U就是故障BC 0线实际的残压，因而动作特性变成图中的圆 C3，此圆称为继电器的稳态特性，对正、反方向故障都适用。 由图 3-5(a)可见，在记忆作用消失后，继电器对出口和母线上故障的方向判别将变得不明确。本装置采取给稳态特性设置电压死区的方式来解决这一问题：背线上故障时，残压不足以克服死区，继电器始终动作
44、；正向出口故障时在记忆电压作用下继电器立即动作；在继电器已动作的条件下，如果残压未发生变化，说明故障仍然，就将继电器的动作一直保持下去，这样在断路器拒动时可有效地起动断路器失灵保护。三相故障三段相间距离继电器的动作特性如图 3-6 所示（记忆电压期间，动作特性如图中实线圆；记忆电压消失后，动作特性如图中虚线圆）。 装置检测到系统发生振荡时，自动将三相距离继电器段反偏，包含原点，以对振荡中反方向出口发生三相故障起后备作用。 第 16 页 BC0 PRS-701 超高压线路成套保护装置 j XZP3ZDZP2ZDZP1ZDRRZDZSM 图 3-6 三相故障三段相间距离继电器动作特性 以上图形及公
45、式中： Z为“相间距离段阻抗p1zd”， Z为“相间距离段阻抗p 2 zd”，Z为“相间距离段阻抗”。 p3 zd3.6.2接地距离继电器 为了提高接地距离继电器的动作特性，使其能覆盖较大的接地过渡电阻又置采用了零序电抗继电器。零序电抗继电器的动作判据为 发生超越，本装&& Z(Ie1zd&U+ kI )0360° > arg> 180° (3-22) &I 0Z Z式中：k 为“零序阻抗补偿系数”，其计算公式为 k =L0L1，其中Z和Z分别为“线路零L0L13ZL1序阻抗二次值”和“线路正序阻抗二次值”，在实际应用中建议采用实
46、测值对 k 值进行整定。 本装置经过选相，保证在单相故障时，只有故障相故障划归相间故障，由相间距离继电器测量。 零序电抗继电器测量，将两相短路接地式(3-22)在阻抗平面上的动作特性如图 3-7 所示，为经过整定阻抗矢量末端的直线。装置采用零&，同时在零序电抗继电器的动作判据中将I 相位0序功率方向继电器来保证接地距离继电器的后移 度，适当限制其动作区，提高安全性。另外，装置还增设了姆欧继电器，以进一步解决接地距离继电器超范围误动作的问题。姆欧继电器（假设为 A 相）的动作判据为 第 17 页 PRS-701 超高压线路成套保护装置 & jUCB 270° > arg> 90° (3-23) &&&U A Ze3 zd (I A + KI 0 )极化电压的相位前移 度，既扩大了继电器的动作特性对接地过渡电阻的覆盖能力，又使继电器能可靠地避免了超越。 综上所述，完整的三段接地距离继电器的动作特性如图 3-7 所示（图中实线圆为 =0°，虚线圆为 =30°）。 j X Ze3zd = 0º = 30º Ze2zd Ze1zd R Zs 图 3-7 三段接地距离继电器动作特性 以上图形及公式中：Z为“接地距离段阻抗e1zd”，Z e2 zd 为
