CSC-103C(D)數(shù)字式超高壓線路保護裝置說明書(電氣化鐵路版本）(0SF.451.043)_V1.

1、 4 csc-103c（d）數(shù)字式超高壓線路保護裝 置說明書 csc-103c（d）數(shù)字式超高壓線路保護裝 置說明書 編 制：趙志宏 魏會利 校 核：伍葉凱 標準化審查：鄭 蔚 審 定：黃少鋒 出 版 號：v1.05 文 件 代 號：0sf.451.043 出 版日 期：2007 年 8 月 版權所有：北京四方繼保自動化股份有限公司 注：本公司保留對此說明書修改的權利。產(chǎn)品與說明書不符之處，請以實際產(chǎn)品為準。歡 迎您與我公司聯(lián)系，我們將為您提供相應的服務。 技術支持 電話傳真重 要 提 示 感謝您使用北京四方繼保自動化股份有限公司的產(chǎn)品。

2、為了安全、 正確、高效地使用本裝置，請您務必注意以下重要提示： 1) 本說明書僅適用于 csc-103c、csc-103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝 置 v1.0*及以上版本的保護程序。 2) 請仔細閱讀本說明書，并按照說明書的規(guī)定整定、調(diào)試和操作。 若有特殊定制，請以工程說明書、工程資料為準。 3) 為防止裝置損壞，嚴禁帶電插拔裝置各插件、觸摸印制電路板上 的芯片和器件。 4) 請使用合格的測試儀器和設備對裝置進行試驗和檢測。 5) 裝置如出現(xiàn)異?；蛐杈S修，請及時與本公司服務熱線聯(lián)系。 6) 本裝置的出廠操作密碼是：8888。 7) 此版說明書是在 v1.01 版說明書基礎上作了如下改進： a

3、) 附錄中增加了裝置地址識別碼版本的說明； b) 增加了具有擴展插件的裝置端子圖及說明； c) 增加部分端子定義的說明； d) 附錄中增加了 cspc 調(diào)試軟件使用簡介； e) 增加對時鐘定值整定的部分說明。 目 錄 第一篇第一篇 裝置的技術說明裝置的技術說明.1 1 1 概述概述.1 1.1 適用范圍.1 1.2 產(chǎn)品主要特點.1 1.3 裝置執(zhí)行的標準.3 2 2 技術條件技術條件.4 2.1 環(huán)境條件.4 2.2 電氣絕緣性能.4 2.3 機械性能.4 2.4 電磁兼容性.5 2.5 安全性能.5 2.6 熱性能（過載能力）.5 2.7 功率消耗.5 2.8 輸出觸點容量.6 2.9 裝

4、置主要技術參數(shù).6 3 3 裝置硬件裝置硬件.8 3.1 裝置結構.8 3.2 裝置功能組件概述.9 3.3 交流插件.10 3.4 cpu 插件.10 3.5 管理板.10 3.6 開入板.11 3.7 開出插件.11 3.8 電源插件.11 3.9 人機接口（mmi）.11 4 4 裝置軟件裝置軟件.12 4.1 保護程序整體結構.12 4.2 保護基本元件.12 4.3 檢測功能和一些判別.18 4.4 縱聯(lián)電流差動保護功能說明.21 4.5 差動保護邏輯框圖.30 4.6 三段式距離保護功能說明.33 4.7 距離保護邏輯框圖.34 4.8 零序保護功能說明.37 4.9 零序保護的邏

5、輯框圖.39 4.10 綜合重合閘.42 4.11 綜合重合閘邏輯框圖.44 第二篇第二篇 用戶安裝使用用戶安裝使用.47 5 5 開箱檢查開箱檢查.47 6 6 安裝調(diào)試安裝調(diào)試.47 6.1 安裝.47 6.2 通電前的檢查.47 6.3 裝置通電檢查.48 6.4 軟件版本檢查.51 6.5 打印功能檢查.51 6.6 功能壓板檢查.51 6.7 開入量檢查.52 6.8 開出傳動.52 6.9 模擬量通道檢查.55 6.10 光纖通道檢查.56 6.11 保護整組試驗.57 7 7 整定值及整定計算說明整定值及整定計算說明.60 7.1 定值清單.60 7.1.1 csc-103c 保

6、護定值.60 7.1.2 csc-103d 保護定值.63 7.1.3 定值說明.66 7.1.4 控制字說明.70 7.1.5 控制字的輸入、顯示及打印說明.73 7.2 通信參數(shù).74 8 8 裝置接線及端子說明裝置接線及端子說明.75 8.1 電流、電壓回路接線圖.75 8.2 差動保護用做旁路保護的接線.75 8.3 csc-103c/103d 裝置端子說明.76 9 9 人機接口及其操作人機接口及其操作.85 9.1 裝置正面布置圖.85 9.2 正常運行與顯示.86 9.3 菜單結構.87 1010 運行及維護運行及維護.91 10.1 裝置投運前檢查.91 10.2 運行情況下注

7、意事項.91 10.3 設備更換軟件或 cpu 后的操作.92 10.4 設備更換軟件或 master 板后的操作 .92 10.5 設備更換開入或開出插件后的操作.92 10.6 設備更換交流插件后的操作.92 10.7 更換電源插件后的操作.92 10.8 幾點說明.92 1111 保護報文匯總保護報文匯總.94 11.1 事件報告.94 11.2 告警報告.95 11.3 運行報文.97 1212 動作報告的格式和典型報告分析動作報告的格式和典型報告分析.98 12.1 保護動作報告及分析.98 12.2 故障錄波報告調(diào)取及分析.99 1313 運輸、儲存運輸、儲存.103 1414 訂

8、貨須知訂貨須知.103 1515 附錄附錄 1 1： 字符和中文字符集字符和中文字符集.104 15.1 使用說明.104 15.2 ascii 16 進制字符表.104 15.3 中文字符表.105 1616 附錄附錄 2 2： cspccspc 調(diào)試軟件使用簡介調(diào)試軟件使用簡介.109 1717 附錄附錄 3 3：具有縱聯(lián)保護地址功能版本的說明：具有縱聯(lián)保護地址功能版本的說明.117 17.1 裝置地址識別碼.117 17.2 數(shù)據(jù)通信的幀格式.117 17.3 csc-103c 保護定值.117 17.4 csc-103d 保護整定值.121 17.5 定值整定說明.124 1818 附

9、圖附圖.125 附圖 1 交流插件原理圖.125 附圖 2 cpu 簡化原理圖.126 附圖 3 master 板簡化原理圖.127 附圖 4 開入插件電原理圖.128 附圖 5 開出插件電原理圖.129 附圖 6 電源插件電原理圖.130 附圖 7-1 csc-103c 型裝置背板端子圖.131 附圖 7-2 具有擴展插件的 csc-103c 型裝置背板端子圖.132 附圖 8 csc-103d 型裝置背板端子圖 .133 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -1 - 第一篇第一篇 裝置的技術說明裝置的技術說明 1 1 概述概述 1.1 適用范圍 csc-103c/

10、103d 系列超高壓線路保護裝置(以下簡稱裝置或產(chǎn)品)是適用于 220kv 及以上電壓等級的數(shù)字式成套線路保護裝置，其主要功能包括縱聯(lián)電流差動保護、 三段式距離保護、四段式零序保護、綜合重合閘等。裝置側重在應用于同桿并架雙裝置側重在應用于同桿并架雙 回線路時，設計了針對同桿并架雙回線發(fā)生跨線故障時的選相元件，即使保護區(qū)內(nèi)回線路時，設計了針對同桿并架雙回線發(fā)生跨線故障時的選相元件，即使保護區(qū)內(nèi) 發(fā)生跨線故障時，可以選相跳閘。發(fā)生跨線故障時，可以選相跳閘。裝置也適用非同桿的各種接線方式，此時“同桿 運行方式”退出。 裝置型號及功能配置如下表 1 所示。 表 1 主保護后備保護 裝置型號縱聯(lián) 電流差

11、動 三段式相間 和接地距離 四段式零序 零序反時限 綜合 重合閘 備注 csc-103c 適用于雙母線和一個半 斷路器等各種接線方式 下的雙回線 csc-103d 適用于雙母線接線方式 下的雙回線 1.2 產(chǎn)品主要特點 高性能硬件系統(tǒng)、強大靈活的通信功能和模塊化軟件設計是該新型保護裝置的 主要特點。 1.2.1 高性能的硬件系統(tǒng) a)a) 采用 dsp 和 mcu 合一的 32 位單片機，程序完全在片內(nèi)運行，保持了總線不 出芯片的優(yōu)點。同時高性能、高速的芯片滿足了并行實時計算要求； b)b) 采用全新的前插拔組合結構，保持了前插拔維護方便的優(yōu)點，兼有后插拔強 弱電分離、強電回路直接從插件上出線

12、的優(yōu)點； c)c) 其內(nèi)部總體結構為網(wǎng)絡化設計，有利于提高硬件的可靠性、靈活性和可擴展 性，簡化的硬件實現(xiàn)了“積木式”結構，例如增加開入、開出，只須增加插件 而不影響 cpu 插件； d)d) 大容量的故障錄波，儲存容量達 4mbyte,全過程記錄故障，可以保存不少于 24 次錄波，打印時可以選擇數(shù)據(jù)或圖形方式。完整的事件記錄，可保存動作報 告、告警報告、啟動報告和操作記錄均不少于 2000 條，停電不丟失； e)e) 雙 cpu 和雙 a/d 采集，并實現(xiàn)了 a/d 的互檢。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -2 - 1.2.2 軟件設計思想 a)a) 軟件設計

13、模塊化，保護功能配置靈活，可滿足不同用戶的要求。 b)b) 各種保護原理的綜合應用 充分利用各種突變量、穩(wěn)態(tài)量保護原理的優(yōu)點，完善振蕩閉鎖的算法，實現(xiàn) 在任何時候、任何故障情況都有全線快速保護。 c)c) 各種選相原理的綜合應用 充分利用電流突變量選相、電壓選相、零負序穩(wěn)態(tài)量選相原理的優(yōu)點，實現(xiàn) 在振蕩閉鎖、弱電源、復雜故障等情況下都能正確選相跳閘。 d)d) 振蕩閉鎖解決方案 采用零序和負序電流比較、r/t等判據(jù)，綜合判斷振蕩閉鎖期間的各種 故障，并可根據(jù)不同系統(tǒng)情況、不同振蕩周期等運行工況，自適應調(diào)整其動作 門檻，保證了系統(tǒng)振蕩時不失去快速保護功能。 e)e) 采用按相補償方法 將“按相補

14、償”方法應用于阻抗測量中，使接地阻抗繼電器具備較好的選相 功能。結合按相補償和快速濾波、快速計算等方法，構成了快速距離 i 段。 f)f) 具有同桿并架雙回線跨線故障選相功能具有同桿并架雙回線跨線故障選相功能 在距離保護和零序保護中，針對同桿雙回線故障特點，不需引入另一回線的 電量，僅依據(jù)本回線保護安裝處的電流、電壓，實現(xiàn)跨線故障選相跳閘。 1.2.3 強大、靈活的通信功能 a)a) 裝置可以提供兩路高速的電以太網(wǎng)接口(可選光纖以太網(wǎng)接口)、兩路 lonworks 網(wǎng)絡接口和 rs-485 接口、串行打印接口，用戶可以根據(jù)工程需要選 訂。可采用 iec60870-5-103 規(guī)約或四方公司 c

15、sc-2000 規(guī)約，實現(xiàn)與變電站自 動化系統(tǒng)和保護信息管理系統(tǒng)的接口； 在裝置的前面板上還提供一個用于調(diào)試分析的 rs-232 接口，便于外接 pc 機。 b)b) 可滿足網(wǎng)絡對時、脈沖對時、irig-b 碼對時方式的要求。 c)c) 裝置配置兩個光纖通信接口，可實現(xiàn)一主一備兩個通道的通信方式，滿足常 規(guī)接線雙通道冗余的要求； 專用光纜通信方式：2mbps 速率數(shù)據(jù)接口傳輸。 復用通信方式：2mbps 速率數(shù)據(jù)（e1）接口傳輸和 64kbps 速率數(shù)據(jù)（pcm）同 向接口傳輸兩種方式可選。 1.2.4 人性化設計及友好界面 a)a) 大屏幕液晶顯示屏,實時顯示時間、電流、電壓、功率、壓板、定

16、值區(qū)、電 容電流、通道情況等信息； csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -3 - b)b) 漢化操作菜單簡單易用，對運行人員和繼保人員賦予不同權限，確保安全性。 裝置提供四個快捷鍵，可以實現(xiàn)“一鍵化”操作，方便了現(xiàn)場運行人員的操作； c)c) 人性化、多功能的操作和故障分析軟件,安裝本公司故障分析軟件的外接 pc 機通過裝置面板的標準 rs-232 串口可對裝置進行各種操作，并可接收裝置的各 種信息并進行分析，如故障錄波信息，使用本公司 pc 機分析軟件 cspc 分析故 障和保護的動作行為，清晰顯示保護動作全過程，使動作過程透明化。 d)d) 具有遙信對點功能，可以

17、對保護動作、告警、壓板、開入、模擬上送錄波等 量模擬對點，方便后臺調(diào)試； e)e) 裝置面板采用一體化設計、一次精密鑄造成型的弧面結構。具有造型美觀， 精度高，造價低，安裝方便等特點。 1.2.5 實時自檢硬件平臺 通過裝置的硬件在線檢測和自檢，可根本上杜絕因裝置硬件損壞造成的不正確 動作，并可大大減輕裝置定期檢驗的工作量。 a)a) 裝置內(nèi)部各模塊采用智能化設計，增加了開入量、開出量、模擬量和電源的 在線自檢，實現(xiàn)了裝置各模塊的全面實時自檢； b)b) 繼電器檢測采用新方法，可以檢測到繼電器勵磁回路線圈完好性，實現(xiàn)了繼 電器狀態(tài)的檢測與異常告警； c)c) 開入狀態(tài)經(jīng)兩路光隔同時采集后，才予

18、確認和判斷； d)d) 對機箱內(nèi)溫度進行實時監(jiān)測。 1.3 裝置執(zhí)行的標準 裝置執(zhí)行的標準為北京四方繼保自動化股份有限公司企業(yè)標準： q/hdsfj009-2003csc-100 系列數(shù)字式超高壓線路保護裝置 。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -4 - 2 2 技術條件技術條件 2.1 環(huán)境條件 裝置在以下環(huán)境條件下能正常工作： a)a) 工作環(huán)境溫度：-1055。運輸中短暫的貯存環(huán)境溫度-2570， 在極限值下不施加激勵量，裝置不出現(xiàn)不可逆的變化，溫度恢復后，裝置應 能正常工作； b)b) 相對濕度：最濕月的月平均最大相對濕度為 90，同時該月的月平均最低 溫

19、度為 25且表面無凝露； c)c) 大氣壓力：80kpa110kpa； d)d) 使用場所不得有火災、爆炸、腐蝕等危及裝置安全的危險和超出本說明書規(guī) 定的振動、沖擊和碰撞。 2.2 電氣絕緣性能 2.2.1 介質強度 裝置能承受 gb/t14598.3-1993（eqv iec60255-5）規(guī)定的交流電壓為 2kv（強 電回路）或 500v（弱電回路） 、頻率為 50hz、歷時 1min 的介質強度試驗，而無擊穿 和閃絡現(xiàn)象。 2.2.2 絕緣電阻 用開路電壓為 500v 的測試儀器測定裝置的絕緣電阻值不小于 100m，符合 iec60255-5：2000 的規(guī)定。 2.2.3 沖擊電壓 裝

20、置能承受 gb/t14598.3-1993（eqv iec60255-5） 規(guī)定的峰值為 5kv（強電回 路）或 1kv（弱電回路）的標準雷電波的沖擊電壓試驗。 2.3 機械性能 2.3.1 振動 裝置能承受 gb/t 11287（idt iec60255-21-1）規(guī)定的 i 級振動響應和振動耐 受試驗。 2.3.2 沖擊和碰撞 裝置能承受 gb/t 14537（idt iec60255-21-2）規(guī)定的 i 級沖擊響應和沖擊耐 受試驗，以及 i 級碰撞試驗。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -5 - 2.4 電磁兼容性 2.4.1 脈沖群干擾 裝置能承受 gb

21、/t 14598.13（eqv iec60255-22-1）規(guī)定的級 1mhz 和 100khz 脈沖群干擾試驗（第一半波電壓幅值共模為 2.5kv，差模為 1kv） 。 2.4.2 靜電放電干擾 裝置能承受 gb/t 14598.14（idt iec60255-22-2）規(guī)定的級（接觸放電 6kv）靜電放電干擾試驗。 2.4.3 輻射電磁場干擾 裝置能承受 gb/t 14598.9（idt iec60255-22-3）規(guī)定的級（10v/m）的輻射 電磁場干擾試驗。 2.4.4 快速瞬變干擾 裝置能承受 gb/t 14598.10（idt iec60255-22-4）規(guī)定的級（通信端口 2 k

22、v，其他端口 4kv）的快速瞬變干擾試驗。 2.5 安全性能 裝置符合 gb 16836 規(guī)定的外殼防護等級不低于 ip20、安全類別為 i 類。 2.6 熱性能（過載能力） 裝置的熱性能（過載能力）滿足 dl/t 478-2001 的規(guī)定，達到以下水平： a)a) 交流電流回路：在 2 倍額定電流下連續(xù)工作，20 倍額定電流下允許 10s，40 倍額定電流下允許 2s； b) 交流電壓回路：un 為 100/v 時，2 倍額定電壓下連續(xù)工作；線路抽取電3 壓ux 為 100v 時，在 1.4 倍額定電壓下連續(xù)工作。 2.7 功率消耗 裝置的功率消耗滿足 dl/t 478-2001 的規(guī)定，達

23、到以下水平： a)a) 直流電源回路：正常工作時，不大于 30 w；當保護動作時，不大于 40 w。 b)b) 交流電流回路：當in=5a 時，不大于 0.3va/相；當in=1a 時，不大于 0.1va/相。 c)c) 交流電壓回路：在額定電壓下不大于 0.3va/相。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -6 - 2.8 輸出觸點容量 2.8.1 出口觸點容量： a)a) 工作容量：在電壓不大于 250v，允許長期工作電流 5a，允許通過的瞬時沖 擊容量為 1250va/150w； b)b) 斷開容量：ac250v（dc30v）/5a。 2.8.2 其他觸點容量：

24、 a)a) 工作容量：在電壓不大于 250v，允許長期工作電流 3a，允許通過的瞬時沖 擊容量為 62.5va/30w； b)b) 斷開容量：ac250v（dc30v）/3a。 2.9 裝置主要技術參數(shù) 2.9.1 額定參數(shù) a)a) 交流電壓un：100/v；線路抽取電壓ux：100v 或 100/v；33 b)b) 交流電流in：5a ，1a（由用戶訂貨時選定） ； c)c) 交流頻率： 50hz； d)d) 直流電壓： 220v，110v（由用戶訂貨時選定） ； e)e) 開入輸入直流電壓：24v(默認)，也可以選擇 220v 或 110v。 。 2.9.2 交流回路精確工作范圍 a)a

25、) 相電壓： 0.25v70v ； b)b) 檢同期電壓： 0.4v120v ； c)c) 電流： 0.08in30in。 2.9.3 差動元件 a)a) 整定范圍： 0.1in2in；級差 0.01a； b)b) 整定值誤差： 不大于2.5% 或0.02 in； c)c) 動作時間： 2 倍整定值時，不大于 20ms。 2.9.4 距離元件 a)a) 整定范圍：0.0140(5a)；0.05200(1a)；級差 0.01； b)b) 距離 i 段的暫態(tài)超越：不大于4%； c)c) 距離 i 段動作時間： 近處故障不大于 15ms； 0.7 倍整定值以內(nèi)時，不大于 20ms； d)d) 測距誤

26、差（不包括裝置外部原因造成的誤差） 金屬性短路故障電流大于 0.01 in 時，不大于2%，有較大過渡電阻時測距 誤差將增大。 2.9.5 零序方向過流元件 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -7 - a)a) 整定范圍：0.1in 20in；級差 0.01a； b)b) 零序 i 段的暫態(tài)超越 ：不大于4%。 c)c) 零序電流 i 段的動作時間：1.2 倍整定值時，不大于 20ms； d)d) 零序功率方向元件的正方向動作區(qū)：18arg（3 0 /30） 180。 . i . u 2.9.6 綜合重合閘 a)a) 檢同期角度誤差： 不大于3； b)b) 檢同期有

27、壓元件誤差：0.7 un3%； c)c) 檢無壓元件誤差： 0.3 un3%。 2.9.7 光纖接口 a)a) 光纖類型：單模； b)b) 光波長：1310nm(傳輸距離60km 為 1550nm)； c)c) 光接收靈敏度：-38dbm； d)d) 發(fā)送電平 傳輸距離40km 時： -8dbm； 傳輸距離 4060km 時： -4dbm； 傳輸距離60km 時： -3dbm； e)e) 光纖連接器類型：60km 以下為 fc 型 (60km 為 sc 型)。 2.9.8 通道延時 允許最大單向延時：18ms。 2.9.9 時間元件 a)a) 整定范圍：0 s10 s，級差 0.01 s； b

28、)b) 整定誤差：不大于1.5%或 20ms。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -8 - 3 3 裝置硬件裝置硬件 3.1 裝置結構 裝置采用符合 iec 60297-3 標準的高度為 4u、寬度為 19 英寸的機箱，整體面 板，帶有鎖緊的插拔式功能組件。裝置整體嵌入式安裝，后接線方式。裝置電流/電 壓連接器結構形式、尺寸相同,可擴展及可任意組合。裝置安裝開孔尺寸見下圖 11，裝置外形圖如圖 12。 quitset sio 圖 11 csc-103 保護裝置開孔尺寸圖 圖 12 csc-103 保護裝置外形圖 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置

29、說明書 -9 - 3.2 裝置功能組件概述 csc103c 型裝置的插件配置見圖 21，包括交流插件、保護 cpu 插件、啟動 cpu 插件、管理板，開入插件，擴展插件（可選配） ，開出插件 1，開出插件 2，開 出插件 3，電源插件；d 型裝置配置了 10 個插件，圖 2-2，包括交流插件、保護 cpu 插件、啟動 cpu 插件、管理板，開入插件 1，開入插件 2，開出插件 1，開出插件 2，開出插件 3，電源插件。 x1x10 為裝置背后端子編號。 csc-103c 數(shù)字式超高壓線路保護裝置插件布置圖 ac1cpu1cpu2 123 masteri1 45 o1o3o2 678 power

30、 9 交流管理 開入 開出 1開出 2 開出 3 電源 x1x3x4x6、x7x8x9x10x5 擴展 圖 2-1 csc-103c 裝置插件布置圖 csc-103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置插件布置圖 開入2交流cpu1cpu2 123 管理開入1 456 開出2開出1開出3 789 電源 10 x1x3x4x5x7x8x9x10 圖 2-2 csc-103d 裝置插件布置圖 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -10 - 3.3 交流插件 交流插件的作用是將系統(tǒng)電壓互感器 tv 和電流互感器 ta 二次信號變換成保護 裝置所需的弱電信號,同時起隔離和抗干擾作用。c

31、sc-103c/103d 保護裝置交流插件 完全一樣，背面接線端子為 x1，其電原理圖如附圖 1。d 型有 9 個（c 型 8 個，無 ux）模擬量輸入變壓器(tv 及 ta)，分別用于ua、ub、uc、ux、ia、ib、ic和 3i0的輸 入變換。保護相電流變換器有兩種類型：額定輸入電流 5a，線性范圍 500ma150a；額定輸入電流 1a，線性范圍 100ma30a；訂貨時請注明。請注意in 為非極性端，in為極性端。電壓變化器固定為相電壓額定值為 100/v。 3 3.4 cpu 插件 cpu 插件簡化原理圖見附圖 2，由 mcu 與 dsp 合一的 32 位單片機組成，保持總 線不出

32、芯片的優(yōu)點，程序完全在片內(nèi)運行，內(nèi)存 flash 為 1m 字節(jié),ram 為 64k 字節(jié)； cpu 插件有兩塊，其軟件相同、硬件不同，用地址設置來區(qū)別 cpu1 和 cpu2。在 cpu 的把手側有 ad3、ad2、ad1、ad0 四組跳線插針（設置方法見第二篇“用戶安裝使用” ） ，跳線插針旁邊標有“h” 、 “l(fā)” ，分別表示高電平和低電平，用來設置地址。cpu1 是保護 cpu 插件,并帶光纖通信功能，它是裝置的核心插件，主要完成采樣、a/d 變 換計算、上送模擬量及開入量信息、保護動作原理判斷、事故錄波功能、軟硬件自 檢等。裝置的光纖差動保護 cpu1 自帶 64kbps、2mbps

33、 兼容的數(shù)據(jù)接口，需要根據(jù) 用戶要求配置 1 個數(shù)據(jù)接口或 2 個數(shù)據(jù)接口；cpu2 是啟動 cpu 插件，該插件完成保 護的啟動閉鎖功能等。 單通道 cpu1 板號與雙通道 cpu1 板號有不同，雙通道 cpu1 板可以完全兼容單通 道 cpu1 板。 在保護模擬量里面有ia和iar；ib和ibr 等模擬量，他們的區(qū)別是同一路模擬 量有兩路 a/d 來采集以做備份和 a/d 自檢，iar、ibr 等后綴帶大寫字母“r”的模 擬量起備用和自檢的作用。 3.5 管理板 也叫做通信板（master） ，其簡化原理圖見附圖 3，該插件是裝置的管理和通信 插件，插件背版為 x3，是承接保護裝置與外界通

34、信及交換信息的管理插件,如與面 板、pc 調(diào)試軟件、監(jiān)控后臺、工程師站、遠動、打印機等的聯(lián)系，根據(jù)保護的配置 組織上送遙測、遙信、soe、事件報文和錄波信息等。管理板可根據(jù)需要設置有 lon 網(wǎng)口、雙以太網(wǎng)口和 rs485 口滿足不同監(jiān)控和遠動系統(tǒng)的要求。另外，管理板上設 置有 gps 對時功能?？蓾M足網(wǎng)絡對時、脈沖對時、irig-b 碼對時方式的要求。還配 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -11 - 有串行打印口。 3.6 開入板 開入插件簡化原理圖見附圖 4。 c 型開入板 1 的背板接線端子 x4，用來接入跳閘位置、各保護壓板等開關量輸 入信號和告警信號。

35、d 型開入板 1、2 的背板接線端子 x4、x5，用來接入跳閘位置、有關重合閘方式 控制的各壓板、各開入量及輸入等開關量信號。兩塊開入插件硬件不同。 每塊開入板都有二組開入回路和相應的自檢回路，裝置能對各路開入回路進行 實時自檢。第一組開入板固定采用 24v 直接引入；第二組開入既可以接 24v，也可 以接入 220v（或 110v） ，但用戶在訂貨時需要注明，以便使用正確的開入插件型號。 一般來說，屏上的開入（如：保護投退壓板、重合閘方式等）采用 24v；而由屏外 經(jīng)過較長電纜引進來的開入，宜采用 220v（或 110v） 。 注：如需要接注：如需要接 220v220v 或或 110v110

36、v 開入，需更換插件，開入，需更換插件，c c 型換型換 x4x4，d d 型換型換 x5x5。 3.7 開出插件 開出插件簡化原理圖見附圖 5。 c 型設置了 3 塊開出插件,開出插件 1 是組合插件，其背板接線端子為 x6、x7， 插件 2、3 背板接線端子為 x8、x9；d 型裝置設置三塊插件，背板接線端子為 x7、x8、x9。插件主要輸出跳閘等觸點信號，直接從板子上引出，抗干擾性能好。 各開出觸點定義參見裝置背板端子說明。各開出板的硬件均不同。 3.8 電源插件 該插件適用于 c 型和 d 型裝置，背板接線端子為 x10，采用了直流逆變電源插 件，如附圖 6。插件輸入直流 220v 或

37、 110v（訂貨時請注明） ，輸出為保護裝置所需 5 組電源。 （1）24v 兩組：開入、開出板電源； （2）12v：模擬量用電源； （3）+ 5v：各 cpu 邏輯用電源。 3.9 人機接口（mmi） 固定在裝置前面板上，設計有液晶顯示屏、各按鍵、復歸按鈕及和 pc 機通信的 rs-232 串口。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -12 - 4 4 裝置軟件裝置軟件 4.1 保護程序整體結構 裝置的軟件采用模塊化設計，不同型號中同樣功能的設計完全相同，以下按軟 件總體結構、各種保護功能元件及動作邏輯分別介紹。 保護 cpu 軟件包括主程序、采樣中斷服務程序和故障

38、處理中斷程序。 正常時運行主程序，主程序完成裝置的硬件自檢、投切壓板、固化定值、上送 報告等功能。每隔一個采樣間隔時間執(zhí)行一次采樣中斷程序，進行電氣量的采集、 錄波、突變量啟動判別等。故障處理中斷也是每隔固定時間執(zhí)行一次，完成保護功 能的邏輯和 tv 異常、ta 異常判別等。如果有異常，則發(fā)出相應的告警信號和報文。 對于一般性的異常告警(告警 ii)，發(fā)出信號提示運行人員注意檢查處理；對于 危及保護安全性和可靠性的嚴重告警（告警 i） ，在發(fā)出告警信號的同時，立即閉鎖 保護出口。 當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，在故障處理中斷中完成相應保護功能，直到整組復歸， 返回正常運行的主程序。 4.2 保護基本元

39、件 4.2.1 啟動元件 啟動元件主要用于監(jiān)視故障、啟動保護及開放出口繼電器的正電源。啟動元件 一旦動作后，要在保護整組復歸時才返回。 保護的啟動元件包括電流突變量啟動、零序電流啟動、靜穩(wěn)破壞的啟動元件、 弱饋低電壓啟動元件、以及重合閘的啟動元件（對于 d 型） 。任一啟動元件啟動后， 都將啟動保護及開放出口繼電器的正電源。 4.2.1.1 電流突變量啟動元件 di1 電流差突變量啟動元件，在大部分故障情況下均能靈敏地啟動，是保護的主要啟 動元件。其判據(jù)為： iiqd 或 3i0iqd 其中：i= | ik- - ik-t k-t| |-| | i k-tk-t - - ik-2tk-2t |

40、 |，指 ab、bc、ca 三種相 別，k 指采樣的當前時刻某一點，t24 為一周采樣點數(shù)， （k-t）即指 k 點在 1 周前的采用值， （k-2t）即從 k 點數(shù) 2 周前采用值。 3i0為零序電流突變量，iqd 為突變量起動定值。 當任一相間突變量或零序電流突變量連續(xù) 4 次超過啟動門檻值時，保護啟動。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -13 - 4.2.1.2 零序輔助啟動元件 除突變量啟動外，保護還設置了零序輔助啟動，解決大過渡電阻(220kv 考慮 100，500kv 考慮 300)接地短路突變量啟動元件靈敏度不夠的問題。作為輔助啟 動元件，帶 30m

41、s 延時動作。判據(jù)為： 3i0 0.9*i0dz 其中：3i0 三倍的零序電流； i0dz 下列情況的最小值： (1)零序段定值； (2)零序反時限電流定值； (3)零序差動定值。 4.2.1.3 靜穩(wěn)失穩(wěn)啟動元件 為保證靜穩(wěn)失穩(wěn)情況下保護的正確動作，保護還設置了靜穩(wěn)失穩(wěn)啟動元件。 判據(jù)為： (1)a、b、c 三相電流均大于靜穩(wěn)電流 ijw，且突變量啟動元件未啟動； (2)ab、bc、ca 三個相間阻抗，三個測量阻抗均落入阻抗范圍內(nèi)，且突變量啟 動元件未啟動。 以上任一條件滿足且持續(xù) 30ms 后，判斷為靜穩(wěn)破壞，隨即，保護啟動，程序轉 入振蕩閉鎖模塊，此時，保護會報告“阻抗元件啟動” 、或“

42、靜穩(wěn)失穩(wěn)啟動”及“保 護啟動” 。 4.2.1.4 弱饋啟動元件 當被保護線路的一側為弱電源或無電源時,其他啟動元件不動,為此，裝置設有弱 饋啟動，即由“低電壓差流”作為啟動元件。 4.2.1.5 重合閘的啟動元件 詳見重合閘部分。 4.2.2 選相元件 選相元件可以判別故障的相別，利用各種選相原理判別不同故障情況以滿足保 護選相跳閘的要求。 保護裝置針對不同的情況，綜合利用各種選相原理，在突變量起動后故障初期 時采用突變量選相元件。在故障后期，采用穩(wěn)態(tài)序分量選相元件。電流突變量選相 和穩(wěn)態(tài)序分量選相均不適用于弱電源、終端變故障小電流或無電流的情況，此時采 用低電壓選相元件。本裝置另設有跨線故

43、障選相元件。 4.2.2.1 電流突變量選相元件 電流突變量選相元件采用相間電流突變量iab、ibc和ica，通過對三個相間電 流的大小比較，得到故障相別。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -14 - 各種故障下相間電流的突變量iab、ibc和ica，的大小如下表 2 所示（表中 “”表示較大， “”表示很大， “”表示較小。 表 2 選相結果 電流突變量 abcabbccaabc iab i bc i ca 將iab、ibc和ica按大、中、小排序，按表 2 的關系得出選相結果。 4.2.2.2 穩(wěn)態(tài)序分量選相元件 穩(wěn)態(tài)序分量選相元件主要根據(jù)零序電流和負序電流的

44、角度關系，再加以相間故 障排除法進行選相。 根據(jù)理論分析，當發(fā)生 a 相接地或 bc 相間短路并經(jīng)較小弧光電阻接地時，以i 0a 為基準，i 2a 位于-30+30區(qū)內(nèi)，當 bc 兩相短路接地電阻增大時，i 2a 越滯 后于i 0a 趨于 90，據(jù)i 2a/ i 0a 的角度關系劃分為六個相區(qū)，如圖 3。 i0a +30 0 -30 0 +90 -90 0 0 +150 -150 0 0 an,bcn abn cn,abn can bn,can bcn 圖 3 穩(wěn)態(tài)序分量選相區(qū) （1）+30 -30 對應 an 或 bcn （2）+90 +30 對應 abn （3）+150 +90 對應 cn

45、 或 abn （4）-150 +150 對應 can （5）-90 -150 對應 bn 或 can （6）-30 -90 對應 bcn 在以上(2)、(4)、(6)單一故障類型的相區(qū)，直接確認為相應的相間故障，在 (1)、(3)、(5)有單相及相間兩種故障類型的相區(qū)，由于兩種故障類型的相別總是不 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -15 - 相關的，通過計算相間阻抗，若相間阻抗大于相間阻抗整定值，則排除了相間故障 的可能性，判為相應的單相接地故障，否則判為相應的相間故障。 4.2.2.3 低電壓選相元件 低電壓選相元件主要是為了滿足弱電源側保護選相的要求，在電流突

46、變量選相 和零負序穩(wěn)態(tài)序分量選相失敗的情況下，且未出現(xiàn) tv 斷線時，投入低電壓選相元件。 低電壓選相的判據(jù)為： a)a) 任一相電壓小于 0.5un，且其他兩相電壓都大于 0.8un，則判為第三相單相 故障； b)b) 相間電壓低于 0.5un，判為相間故障。 4.2.2.4 跨線故障選相元件 跨線故障選相元件采用基于比較故障電壓、故障相電流相位判別的電壓電流綜 合選相元件。該元件首先判別跨線相別，以相間電壓最小或相電流最大的兩相假定 為跨線故障相，然后，根據(jù)故障相電流相位的區(qū)別，再判別是跨線故障還是同一點 發(fā)生了相間故障。 4.2.3 距離元件 距離元件分為距離測量元件和距離方向元件。 4

47、.2.3.1 距離元件的動作特性 各段距離元件動作特性均為多邊形特性，如圖 4-1 所示。對于三段式相間距離 保護：rdz 取值為 rx；、段的 xdz 取值分別為 xx1、xx2 和 xx3。對于三段 式接地距離保護：rdz 取值為 rd；、段的 xdz 取值分別為 xd1、xd2 和 xd3。 其中，xdz 按保護范圍整定；rdz 按躲事故過負荷情況下的負荷阻抗整定，可滿 足長、短線路的不同要求，提高了短線路允許過渡電阻的能力，以及長線路避越負 荷阻抗的能力；選擇的多邊形上邊下傾角（如圖中的 7下傾角） ，可提高躲區(qū)外故 障情況下的防超越能力。 在重合或手合時，阻抗動作特性在圖 41 的基

48、礎上，再疊加上一個包括座標原 點的小矩形特性，如圖 42，稱為阻抗偏移特性動作區(qū)，以保證 tv 在線路側時也 能可靠切除出口故障。在三相短路時，距離段也采用偏移特性。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -16 - 圖 4-1 圖 4-2 圖 4 距離元件動作特性 小矩形動作區(qū)的 x、r 取值見表 3。 表 3 x取值 取xdz/2 與 (in=1a、5a)兩者中的最小值 n 5 . 2 i r取值8 倍上述x取值與rdz/4 兩者中小者的最小值 其中，xdz 是相應元件的電抗定值，rdz 是相應元件的電阻定值。 4.2.3.2 距離測量元件 保護中，距離測量元件以實

49、時電壓、電流計算對應回路阻抗值，采用解微分方 程算法。 對單相接地阻抗有： ul +r (i +kr3i0)，= a；b； c； )3( 0 dt ikid x 對相間阻抗有：ul+ r i ，=ab；bc； ca； dt di 其中：kx=(x0-x1)/ (3x1)，kr=(r0-r1)/ ( 3r1)。 通過求解以上微分方程，可得保護安裝處的測量故障電阻r和測量故障電抗 x=l=2fl。 4.2.3.3 距離方向元件 為了解決距離保護出口故障的死區(qū)問題，在距離保護中設置了專門的方向元件。 對于對稱故障，采用記憶電壓，即以故障前電壓前移兩周波后，同故障后電流比相 來判別故障方向。對于不對稱

50、出口故障，采用負序方向來作為距離元件的方向。距 離元件的動作條件為：方向元件判為正方向，且計算阻抗在整定的四邊形范圍內(nèi)。 4.2.4 零序方向元件 零序方向也設有正、反兩個方向的方向元件，動作區(qū)見圖 5。正向元件的整定值 可以整定，反向元件不需整定，靈敏度自動比正向元件高，電流門檻取為正方向的 0.625 倍。 零序正方向動作區(qū)為 18arg（3 0/30）180 . i . u 零序反方向動作區(qū)為-162arg（3 0/30）0 . i . u csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -17 - 18 81 81 3u0 lm 正方向 反方向 圖 5 零序方向動作區(qū) a

51、 a） 零序正方向元件的動作判據(jù)為： 位于零序正方向動作區(qū)， 3i03i0dz 其中：3i0dz指零序反時限電流定值set、零序段電流定值 01、02、03和04值。 b)b) 零序反方向元件的動作判據(jù)為： 位于零序反方向動作區(qū)，且 3i00.625*3i0dz 保護采用自產(chǎn) 3u0，即由軟件將三個相電壓相加而獲得 3u0，供零序方向元件方 向判別用。用于判零序方向的 3u0固定門檻為 1v 有效值。 4.2.5 負序方向元件 動作區(qū)見圖 6。 負序正方向動作區(qū)為 18arg （3 2/32）180 . i . u 負序反方向動作區(qū)為-162arg（3 2/32）0 . i . u 18 81

52、 81 lm 正方向 反方向 3u2 圖 6 負序方向元件動作區(qū) 其動作判據(jù)為：位于負序正方向動作區(qū)，且 3i2 3i0dz 。在保護裝置中，負 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -18 - 序方向元件不設專門定值，采用零序定值 3i0dz作為負序方向元件的定值。 4.2.6 振蕩閉鎖開放元件 在電流突變量啟動后的 150ms 之內(nèi)，系統(tǒng)不會出現(xiàn)振蕩情況，因此本保護裝置 不考慮振蕩閉鎖，固定投入所有距離元件；在電流突變量啟動后 150ms 之后，或經(jīng) 靜穩(wěn)失穩(wěn)及零序輔助啟動后，距離元件需要經(jīng)開放元件開放，以防止振蕩過程中距 離保護元件誤動作。 對于不對稱故障和三相短

53、路，振蕩閉鎖開放元件是不同的。 4.2.6.1 不對稱故障開放元件：利用零序和負序電流特征可區(qū)分是發(fā)生了故障還是 振蕩。其開放判據(jù)為： | i 0|m1| i 1| 或i 2m2| i 1| 系統(tǒng)振蕩時i 0 、i 2 接近零上式不能滿足；振蕩又發(fā)生區(qū)外故障時，通過 裝置的電流較小，上式仍不能滿足；振蕩又發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時i 0 、 i 2將有較大 數(shù)值，上式能滿足。其中m1 、m2的數(shù)值保證了在最不利系統(tǒng)條件下能有效的防 止振蕩情況下發(fā)生區(qū)外故障時距離保護不誤動，而對于區(qū)內(nèi)的不對稱故障能夠 開放。為了防止區(qū)外故障切除時零序和負序電流不平衡輸出引起保護的誤動， 保護經(jīng)短延時后動作。 4.2.6.2

54、 三相故障開放元件:阻抗變化率（dr/dt）檢測元件,保護利用三相故障發(fā)生、 發(fā)展過程中所顯現(xiàn)出來的一系列特征，如故障以后阻抗不變，而振蕩時阻抗總在漸 變等，快速識別振蕩閉鎖中的三相對稱故障。 4.3 檢測功能和一些判別 4.3.1 自檢功能 4.3.1.1 tv 斷線檢測 裝置設有兩種檢測 tv 斷線的判據(jù)，兩種判據(jù)都帶延時，且僅在線路正常運行， 起動元件不啟動的情況下投入，一旦起動元件起動，tv 斷線檢測立即停止，等整組 復歸后才恢復。 判據(jù) a)a)為：三相電壓之和不為零：7v（有效值） . cba uuu 該判據(jù)可以用于檢測一相或二相斷線。 判據(jù) b)b)為：tv 在母線時，若ua、u

55、b 及 uc 任一相電壓小于 8v，判為 tv 斷線。 tv 在線路時，在任一相電流大于 0.04 倍額定電流或斷路器在合 位（檢跳閘位置開入）時，若ua、ub 及 uc 任一相電壓小于 8v，判為 tv 斷線。 csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -19 - 該判據(jù) b)b)附加電流條件是防止 tv 在線路側時，斷路器合閘前誤告警。設置斷 路器在合位的條件是為了防止電流過?。ɡ鐚任春祥l）時三相失壓不能告警。 tv 斷線后報“tv 斷線告警” ，在 tv 斷線條件下所有距離元件、負序方向元件、 帶方向的零序保護也退出工作，縱聯(lián)電流差動保護不受 tv 斷線的影響，可

56、以繼續(xù)工 作。裝置將繼續(xù)監(jiān)視 tv 電壓，一旦電壓恢復正常，各元件將自動重新投入運行。 4.3.1.2 ta 斷線檢測 a)a) 裝置的零序電流連續(xù) 12s 大于i04 定值，報“ta 斷線告警”, 并閉鎖零序 各段保護； b)b) 差動保護 ta 斷線檢測：斷線側的自產(chǎn) 3i0值連續(xù) 12s 大于 max0.9*min（i04 定值、零序反時限電流定值、零差定值） ，一次 240a ，而 斷線相電流小于 0.06in(in 為二次側額定電流)；計算出正常兩側的差電流連 續(xù) 12s 大于 0.15in 而斷線相電流小于 0.06in 報“ta 斷線告警” 。判出 ta 斷線 后，可通過控制字選

57、擇閉鎖或不閉鎖差動保護。 4.3.1.3 ta 飽和檢測 采用模糊識別法對 ta 飽和進行檢測,當判別出 ta 飽和后,自動抬高差動保護的 制動系數(shù)。 4.3.1.4 雙 a/d 冗余檢測 為了有效地防止硬件損壞情況下保護的誤動作，裝置采用了雙 a/d 冗余設計， 通過對雙 a/d 對比監(jiān)視，實時監(jiān)視模擬量采集回路的好壞，及時發(fā)現(xiàn)硬件損壞并閉 鎖保護。 4.3.1.5 電壓電流相序自檢 在系統(tǒng)無異常時通過比較三相電流、電壓的相位，判別相序是否接錯，如果不 是正常相序，則報“三相相序不對應” 。 4.3.1.6 3i0 極性自檢 通過比較自產(chǎn) 3i0 （+） 與外接 3i0 的幅值和相位，判別外

58、接 3i0 . a i . b ici . 的極性有無接反，若接反報“外接 3i0 接反” 。 4.3.1.7 電壓 3 次諧波自檢 當電壓回路串入 3 次諧波時，用以上 tv 斷線檢測判據(jù)不能判斷電壓異常。如果 電壓三次諧波過量，延時報“3 次諧波過量告警”，但不閉鎖保護。 4.3.1.8 線路抽取電壓斷線檢測 此功能僅 d 型保護中有。在重合閘投入三重或綜重方式的情況下，如果無跳位 開入或線路有電流，表明開關處于合閘狀態(tài)，那么，采用下列條件檢測線路抽取電 壓的完好性： a)a) 裝置整定為重合閘檢同期方式時，若開關兩側電壓不滿足整定的同期條件， 則經(jīng) 14s 延時確認后，報告“檢同期電壓異

59、?！保?csc-103c/103d 數(shù)字式超高壓線路保護裝置 說明書 -20 - b)b) 裝置整定為重合閘檢無壓方式時，若即不滿足檢無壓的條件，且又不滿足 整定的檢同期條件，則 14s 延時確認后報告“檢同期電壓異?！?。 4.3.1.9 跳閘位置自檢 若有跳位開入，且對應相有電流，延時 2s 確認后，報“跳位 a(b,c)開入異?！?。 4.3.1.10 過負荷告警 保護裝置實時監(jiān)測線路潮流情況。如果三相電流大于靜穩(wěn)失穩(wěn)電流定值，持續(xù) 30s 后，報“過負荷告警”。 4.3.1.11 控制字設置不合理自檢 在 csc-103d 型裝置綜合重合閘控制字中，如果非同期方式、檢無壓方式、檢 同期三

60、種方式中，任意兩種方式同時投入，則裝置告警“重合閘控制字錯”。 4.3.1.12 保護裝置自檢 a)a) cpu插件的自檢。cpu插件在上電過程中對本身的存儲器、模擬通道、程序區(qū) 等進行自檢。在裝置的運行過程中也對上述部分實時自檢，當確認某一部分有 問題時，給出告警信息，同時閉鎖保護；（硬件損壞，裝置告警，復歸后仍能 告警。有嚴重告警時，差動保護對側保護會報“對側保護退出”保護恢復正常 后對側報“對側保護恢復” ） ； b)b) 由于模擬通道的冗余配置，還對采樣數(shù)據(jù)進行實時互校，當差別越過設定的 限度時，等同模擬通道故障； c)c) 各i/o插件進行上電和實時自檢，自檢的內(nèi)容包括開入通道和開出