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静态电流相位比较式纵联保护装置(继电部分)

静态电流相位比较式纵联保护装置是一种基于电力系统线路故障时电流相位变化特征的继电保护设备，主要用于高压输电线路的主保护。该装置通过比较线路两侧电流的相位关系来判断故障是否发生在保护范围内，从而实现快速、可靠的动作。

其核心原理是利用输电线路正常运行或外部故障时，线路两端电流相位差接近180°；而内部故障时，两端电流相位基本一致的特点。通过检测这一相位差异，保护装置能够准确区分区内和区外故障，并迅速切除故障点。

静态电流相位比较式纵联保护装置采用数字信号处理技术，将线路两侧电流信号经过采样、滤波、模数转换后一级公路桥梁工程施工组织方案范本，送入微处理器进行相位计算与逻辑判断。同时，结合高频载波或光纤通信通道，实现两侧数据的实时交换与同步比较。

相比传统电磁型保护，静态装置具有更高的灵敏度、可靠性及抗干扰能力，且易于扩展功能。它广泛应用于110kV及以上电压等级的输电线路保护中，对提高电网安全稳定运行水平具有重要作用。

本装置可分为带有及不带独立选相跳闸功能的两类。装置的型号及其含义由产品标准规定。

a.交流电压额定值：100V，100/3V；

b.交流电流额定值：5A，1A；

c.直流电压额定值：110V，220V；

d.跳闸回路自保持电流额定值：0.5A，1.0A，2.0A，4.0A；

e.交流频率额定值：50Hz。

4.4 外形及安装尺寸

装置的外形尺寸和安装尺寸应符合IEC国际标准的有关规定，由产品标准确定。

由产品标准规定。

5.1 工作环境条件

b.相对湿度：45%～90%(25℃)；

c.大气压力：80～106kPa。

装置在工作环境条件下应可靠工作。

5.2 基准环境条件

基准环境条件是指确定产品基本性能及准确度或作为仲裁试验的环境条件。

a.环境温度：20±2℃；

b.相对湿度：45%～75%；

c.大气压力：86～106kPa。

5.3 正常试验环境条件

a.环境温度：15～35℃；

b.相对湿度：45%～75%；

c.大气压力：86～106kPa。

5.4 贮存、运输极限环境温度

使用地点无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃，无严重霉菌，无剧烈冲击振动源；有防御雨、雪、风、砂、尘及静电措施。

5.6.1 输入电压

a.额定电压：110V，220V；

c.纹波系数小于：5%。

5.6.2 输出电压

逆变电源输出额定电压：24V，±15V；±12V。

交流电压回路在额定电压下每相功率消耗不大于：5VA，1VA。

5.7.1 交流电流回路在额定电流下每相(包括零线回路)功率消耗不大于：5VA，2VA。

5.7.2 直流电源回路在额定电压下的功率消耗不大于：60W，40W。

5.8 装置整组性能要求

5.8.1 在全相运行状态下应能反应各种短路故障，包括同时性三相对称短路。选相元件相继动作时，亦能正确动作。

5.8.2 系统发生全相或非全相振荡以及非全相运行中不应误动。

5.8.3 在保护装置允许的使用范围内，应考虑非工频电流分量和电容性电流对保护装置的不利影响，并采取必要的对策。任何情况下区外故障、区外故障切除以及空载合闸时，不应误动。

5.8.4 相位比较的构成方式可选择：

a.分相电流操作(调制)的分相式相位比较纵联保护；

b.对称分量综合电流操作(调制)的综合量相位比较纵联保护。

5.8.5 操作电流输入回路施加0.3～20倍对称三相额定电流时，输出操作电压相位变化不大于15°。

两台保护装置在同一电流作用下，输出电压相角差不大于4°。

5.8.6 起动元件和操作元件所反应的电气量应相互配合，不论发生何种短路故障，应保证起动元件起动时，操作元件正确操作。

5.8.7 起动元件宜设灵敏度不同的高定值和低定值两组整定值。

5.8.8 起动元件可配套选用以下几种元件构成：

a.负序电流元件或负序电流增量元件(应保证同时性三相短路可靠动作)；

b.电流突变量元件；

c.零序电流元件；

d.相电流元件或带偏移特性的阻抗元件。

5.8.9 相位比较回路正常运行时受起动元件闭锁，仅当故障电流超过整定值起动元件起动后，略带延时投入工作。

5.8.10 相位比较回路的构成方式可选择：

a.工频操作电流半波比相的相位比较回路；

b.工频操作电流正负半波都进行相位比较的双向相位比较回路。

5.8.11 相位比较元件宜采用二次比相式，即实现连续二次成功的工频比相后，发出跳闸命令。

5.8.12 综合量相差纵联保护装置的跳闸出口方式可选择：

a.自备选相元件和相应的跳闸逻辑回路，实现分相或三相跳闸。

b.直接三相跳闸或通过综合重合闸等装置实现分相或三相跳闸。

5.8.13 装置跳闸出口回路应按两个断路器接线的需要配置。

5.8.14 2倍起动元件整定值(高定值)下，二次工频比相的整组动作时间不大于60ms。

5.8.15 设有断路器三相跳闸后立即闭锁发信的回路，但该闭锁回路不影响断路器在断开位置通道对试手动起动发信。在闭锁状态下，远方起动发信带有100～200ms延时。

5.8.16 应具有监视报警回路。当任一元件损坏时，闭锁跳闸回路，并发出报警信号，必须手动复归。

5.8.17 交流电流回路断线，保护装置不应误动。

5.8.18 应具有反应“装置动作”、“装置故障”、“直流消失”等由非电气量自保持的信号指示，并同时启动中央信号，必须手动复归。

5.8.19 装置与外部联系的接口回路必须经过重动继电器或光电耦合器转换。

5.9 基本元件的主要技术要求

5.9.1 起动元件

5.9.1.1 负序电流起动元件

a.整定范围：

低定值：0.1IN ，0.15IN ，0.2IN ；

高定值：0.2IN ，0.3IN ，0.4IN 。

IN 为额定电流，下同。

b.三相同时性短路相电流为负序电流动作值的4倍时能可靠动作。

c.整定值刻度误差不大于5%。

d.1.5倍整定值下，各种短路合闸相角下的动作时间不大于15ms，两相短路6倍额定电流下，返回时间不大于20ms。

e.施加三相对称电流为2倍额定电流时，不应饱和。

5.9.1.2 电流突变量元件和负序电流增量元件

a.整定范围：

低定值：0.1 IN ，0.15 IN ，0.2 IN ；

高定值：0.2 IN ，0.3 IN ，0.4 IN 。

b.动作值与整定值刻度离散范围受短路合闸相角影响，在±30%以内。

5.9.1.3 零序电流元件(3I0)

a.整定范围：

低定值：0.1IN ，0.15IN ，0.2IN ；

高定值：0.2IN ，0.3IN ，0.4IN 。

b.整定值刻度误差不大于5%。

c.在1.5倍整定值，各种短路合闸相角下，动作时间不大于15ms，6倍额定电流下返回时间不大于20ms。

5.9.1.4 相电流元件

a.整定值范围：0.4IN～2IN ，级差为0.2IN 。

b.整定值刻度误差不大于5%。

c.在1.5倍整定值下，动作时间不大于15ms。返回系数不小于0.9，6倍额定电流下返回时间不大于20ms。

5.9.1.5 阻抗元件

a.阻抗整定范围：

5A制：0.4～20Ω/相。

1A制：2.0～100Ω/相。

b.动作阻抗与整定阻抗之比小于或等于0.7，2倍精工电流下的动作时间不大于15ms，返回时间不大于20ms，返回系数不大于1.15。

c.模拟阻抗角为75°～85°。

d.第三象限偏移度为10%～15%。

e.最小精确工作电压不大于1V。

5.9.2 操作元件

5.9.2.1 选用I1±KI2为操作量时，K值等于6，误差不大于5%。

5.9.2.2 起动元件低定值起动时国家标准下载，操作元件输出电压保证方波形成器输出正负半周方波角度比优于210°/150°。

5.9.3 相位比较元件

相位比较元件的闭锁角整定范围为60°～80°。

当周围介质温度为40℃时，装置长期施加1.1倍额定值时，相应变量器绕组温升不超过65℃，且无绝缘或其他元件损坏现象发生。

5.11.1 短时热稳定试验

装置的交流电流回路应能承受20倍额定电流，历时1s的短时过电流冲击，应无绝缘损坏、烧损等现象出现。装置恢复正常后，其性能符合本标准的有关规定。

如何写好一份工程联系单5.11.2 极限动稳定试验

装置的交流电流回路应能承受峰值为本标准第5.11.1条规定的短时热稳定极限电流的2.5倍的电流，持续时间为10ms，装置应无绝缘损坏、线圈及结构零件无永久机械变形。装置恢复后，其性能符合本标准的有关规定。