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1、311c04目录SECTION 4: 电压断线、CCVT暂态检测、负荷入侵和方向元件逻辑 4-1电压断线逻辑 4-1整定值 ELOP = Y 或 Y1 4-2整定值 ELOP = Y 4-2整定值 ELOP = N 4-2CCVT暂态检测 4-2负荷入侵逻辑 4-3整定值范围 4-5负荷入侵整定值举例 4-5转换功率因数为负荷角 4-6SEL-311C继电器可使用SEL-321继电器的应用导则 4-7接地距离和零序接地过电流元件的方向控制 4-8方向元件投入 4-9最佳选择接地方向逻辑 4-9方向元件 4-9方向元件路径 4-9相间距离和负序元件的方向控制 4-16内部投入 4-16方向元件

2、4-16方向元件路径 4-17方向控制整定值 4-19自动整定 4-19整定值 4-20E32IV SELogic 控制方程投入 4-25控制整定值提供的过电流方向控制 4-26表格Table 4.1: 由段方向整定值控制的元件 (相应的过电流和方向元件图号在括号中表示) 4-20Table 4.2: 控制方程整定值和元件 4-26图形Figure 4.1: 电压断线逻辑 4-1Figure 4.2: CCVT 暂态闭锁逻辑 4-3Figure4.3: 负荷入侵及整定值举例 4-4Figure4.4: 故障时正序阻抗的移动 4-7Figure4.5: 接地距离和零序接地过电流元件的方向控制基本

3、逻辑流程 4-8Figure4.6: 内部投入 (32QE 和 32QGE) 逻辑用于负序电压极化方向元件 4-10Figure4.7: 内部投入(32VE和32IE)逻辑用于零序电压极化和通道IP电流极化方向元件 4-11Figure4.8: 最佳选择接地方向 逻辑 4-12Figure4.9: 负序电压极化方向元件用于接地距离和零序接地过电流元件 4-13Figure4.10: 零序电压极化方向元件用于接地距离和零序接地过电流元件 4-14Figure4.11: 通道IP电流极化方向元件用于接地距离和零序接地过电流元件 4-15Figure4.12: 接地距离和零序接地方向逻辑 4-15F

4、igure4.13: 负序相过电流和相间距离元件方向控制的基本逻辑流程 4-16Figure4.14: 负序电压极化方向元件用于相间距离和负序元件 4-18Figure4.15: 正序电压极化方向元件用于相间距离元件 4-19SECTION 4: 电压断线、CCVT暂态检测、负荷入侵和方向元件逻辑电压断线逻辑电压断线(LOP) 逻辑的动作行为如Figure 4.1所示。Figure 4.1: 电压断线逻辑LOP逻辑的输入为： 3PO 三相断开状态(表示断路器打开，见Figure5.3) V1 正序电压 (V 二次侧) I1 正序电流 (A 二次侧) V0 零序电压 (V 二次侧) I0 零序电

5、流 (A 二次侧)LOP逻辑动作的条件是，断路器必须闭合 (继电器字位3PO = 逻辑 0)。当正序电压下降10%，而相应的正序电流或零序电流没有改变，那么电压断线逻辑动作（继电器字位LOP=逻辑1）。如果LOP动作状态维持了60周波，它将自保持。当正序电压返回到50V二次侧以上，同时零序电压小于5V二次侧，LOP复归（继电器字位LOP=逻辑0）。电压断线逻辑投入整定值ELOP并不能投入或禁止LOP逻辑。它仅仅是使LOP继电器字位能够进入不同的逻辑，如Figure 4.1所示，本章节将详细解释。注意ILOP将禁止所有距离元件(Figures 3.1 到 3.9)。整定值 ELOP = Y 或

6、Y1如果整定值ELOP=Y 或 Y1 并且发生电压断线(继电器字位 LOP 置位为逻辑1)，负序电压极化、零序电压极化以及正序电压极化方向元件以及所有距离元件将被继电器字位ILOP闭锁(见 Figure4.9, Figure4.10, Figure4.14, Figure4.15以及Figure3.1 到 Figure3.9)。因为电压断线使得这些电压极化方向元件和距离元件变得不可靠。被这些电压极化方向元件控制的电流元件也将被闭锁(除非在下面的整定值ELOP=Y中讨论的情况)。在Figure4.11中，ILOP置位时，另一个通道IP电流极化方向元件是投入的。该方向元件由于不是电压极化的，因此在

7、ELOP=Y或Y1下发生电压断线时可自动投入。在Figure5.6中，如果整定值ELOP=Y1 并且 LOP 置位，允许式超范围传输跳闸（POTT）逻辑中的键控和回音键控也被闭锁。 整定值 ELOP = Y另外，如果整定值ELOP=Y 同时发生电压断线(继电器字位 LOP 置位为逻辑1)，整定为正方向的过电流元件是投入的(见 Figure4.12)。这些正方向元件实际上变成无方向的，在电压断线情况时提供过电流保护。整定值 ELOP = N如果整定值 ELOP=N，电压断线逻辑仍然运行(继电器字位 LOP 在电压断线时置位为逻辑1)，但是不闭锁任何电压极化方向元件或任何距离元件，也不强制使任何过

8、电流元件为正方向。CCVT暂态检测SEL-311C可检测能够造成1段距离超越的CCVT暂态。 如果 CCVT 暂态闭锁被投入(整定值 ECCVT = Y)，且在1段故障时继电器检测到的SIR比较高（背侧大电源），那么继电器将延迟跳闸最多1.5周波，允许CCVT稳定。这里不需要用户整定。继电器可通过监视电压和电流来自动适应不同的系统SIR条件。对于具有高SIR的系统出口故障，SEL-311C继电器采用距离计算平滑检测来跨越低电压和低电流造成的跳闸延时。距离元件对于出口故障的动作不会有显著延时。当有下面情况之一，可考虑使用CCVT暂态检测逻辑： CCVTs 具有活跃的铁磁共振压制回路(AFSC)

9、电源与线路的阻抗之比（SIR）有大于5的可能性CCVT 暂态在下面条件下可能会更严重： CCVT 二次侧具有一个电感负荷 厂商提供的CCVT具有低的C-量值CCVT暂态和暂态检测的说明，见SEL网页或传真回复系统上的技术文件： 电容电压互感器：距离继电器暂态超越的危害和解决方案（ Transient Overreach Concerns and Solutions for Distance Relaying）。Figure 4.2: CCVT 暂态闭锁逻辑负荷入侵逻辑负荷入侵逻辑(见 Figure4.3) 和整定值由定值ELOAD (=YorN)来控制投退。负荷入侵特性允许距离和相过电流元件的

10、整定不受负荷水平影响。继电器字位 ZLOAD用于闭锁正序电压极化方向元件 (见 Figure4.15)，该元件可能在三相负荷情况下动作。距离元件M1P到M4P如果没有方向控制，也不会动作。将 !ZLOAD 整定到相过电流元件控制方程中可闭锁相过电流元件。Figure4.3: 负荷入侵及整定值举例Figure4.3中的负荷入侵逻辑使用了正序阻抗计算。负荷是平衡状态，因此正序阻抗能够很好地测量负荷。负荷入侵逻辑仅仅当正序电流大于正序门槛时起作用，如Figure4.3所示，对于平衡负荷情况， I1=相电流量。正方向负荷 (负荷流出) 位于标号为ZLOUT的虚线区域。当负荷进入该虚线区域时，ZLOUT

11、继电器字位置位为逻辑1。反方向负荷 (负荷流入) 位于标号为ZLIN的虚线区域。当负荷进入该虚线区域时，ZLIN继电器字位置位为逻辑1。继电器字位 ZLOAD 是ZLOUT和ZLIN的或：ZLOAD=ZLOUT + ZLIN整定值范围参考 Figure4.3.整定值 说明和范围ZLF 正方向最小负荷阻抗 对应最大负荷流出ZLR 反方向最小负荷阻抗 对应最大负荷流入 0.05 - 64.00 二次侧 (5 A 额定相电流输入, IA, IB, IC)0.25 - 320.00 二次侧 (1 A 额定相电流输入, IA, IB, IC) PLAF 正方向最大正负荷角(-90 to +90)NLAF

12、 正方向最大负负荷角 (-90 to +90)PLAR 反方向最大正负荷角 (+90 to +270)NLAR 反方向最大负负荷角 (+90 to +270)负荷入侵整定值举例系统条件：额定线间电压： 230 kV最大正方向负荷： 800 MVA最大反方向负荷： 500 MVA功率因数 (正方向负荷)： 0.90 lag to 0.95 lead功率因数 (反方向负荷)： 0.80 lag to 0.95 leadCT 变比： 2000/5=400PT 变比： 134000/67=2000PT是星型连接。转换最大负荷为等效二次阻抗先计算最大正方向负荷：800 MVA * (1/3) = 267

13、 MVA per phase230 kV * (1/3) = 132.8 kV line-to-neutral267 MVA * (1/132.8 kV) * (1000 kV/MV) = 2010 A 一次侧2010 A 一次侧 * (1/CT ratio) = 2010 A 一次侧 * (1 A 二次侧/400 A 一次侧) = 5.03 A 二次侧132.8 kV * (1000 V/kV) = 132800 V 一次侧132800 V 一次侧 * (1/PT ratio) = 132800 V 一次侧 * (1 V 二次侧/2000 V 一次侧) = 66.4 V 二次侧然后计算等效二

14、次阻抗：66.4 V 二次侧/5.03 A 二次侧=13.2 二次侧这个二次阻抗量可以通过下面的方程简单地计算：(线间电压 kV)2 * (CT 变比)/(3相负荷 MVA) * (PT 变比)这样，最大正方向负荷为：(230)2 * (400)/(800) * (2000)=13.2 二次侧要给出整定值ZLF，还要乘系数0.9：ZLF=13.2 二次侧 * 0.9= 11.90 二次侧对于最大反方向负荷：(230)2 * (400)/(500) * (2000)=21.1 二次侧整定值ZLR：ZLR=21.1 二次侧 * 0.9= 19.00 二次侧转换功率因数为负荷角功率因数 (正方向负荷

15、) 可以从滞后0.90 到超前 0.95。整定值 PLAF=cos-1 (0.90)=26整定值 NLAF=cos-1 (0.95)=-18功率因数 (反方向负荷) 可以从滞后0.80 到超前 0.95。整定值 PLAR=180 - cos-1 (0.80)=180 - 37=143整定值 NLAR=180 + cos-1 (0.95)=180 + 18=198将负荷入侵逻辑应用到相反时限过电流元件从Figure4.3来看：ZLOAD=ZLOUT + ZLINFigure4.4: 故障时正序阻抗的移动参考Figure4.4。在负荷情况下，正序阻抗在ZLOUT区域，结果是：ZLOAD=ZLOUT

16、 + ZLIN=逻辑1 + ZLIN=逻辑1如果发生三相故障，正序阻抗从ZLOUT区域移动出来(同时停留在ZLIN区域之外)，其结果变为：ZLOAD=ZLOUT + ZLIN=逻辑0 + 逻辑0=逻辑0参考Section3: 距离、失步、过电流、电压和同期检测元件中的Figure3.19。为防止在高负荷情况下相反时限过电流51PT动作，可做如下SELogic 控制方程控制整定：51PTC=!ZLOAD对于负荷情况(ZLOAD=逻辑1)，相反时限过电流元件51PT在这个控制整定值下不会动作(不管相电流水平如何)：51PTC=!(逻辑1)=NOT(逻辑1)=逻辑0对于故障条件(ZLOAD=逻辑0)

17、，相反时限过电流元件51PT可以动作：51PTC=!ZLOAD=!(逻辑0)=NOT(逻辑0)=逻辑1SEL-311C继电器可使用SEL-321继电器的应用导则SEL-311C继电器的负荷入侵逻辑和整定值与SEL-321继电器相同。因此可参考Application Guide（应用导则） 93-10 (SEL321 继电器负荷入侵功能整定值导则) 。接地距离和零序接地过电流元件的方向控制整定值E32定义了距离和过电流元件的方向控制。整定值E32 和其它方向控制整定值将在下面章节方向控制整定值中说明。三个方向元件可以用来控制接地距离和零序接地过电流元件。它们分别是： 负序电压极化方向元件 零序电

18、压极化方向元件 通道 IP 电流极化方向元件Figure4.5: 接地距离和零序接地过电流元件的方向控制基本逻辑流程Figure4.5概述了这些方向元件的投入和路径，以控制接地距离和零序接地过电流元件。注意在Figure4.5中，整定值ORDER可以投入方向元件。ORDER可以是Q、V和I的任意组合。它们分别对应于下面的方向元件： Q 负序电压极化方向元件 V 零序电压极化方向元件 I 通道 IP 电流极化方向元件这些方向元件在整定值ORDER中的顺序，决定了它们提供最佳选择接地方向 逻辑控制的优先级。整定值ORDER的讨论见方向控制整定值。方向元件投入参考Figure4.5、Figure4.

19、6和Figure4.7。方向元件的投入继电器字位32QGE、32VE和32IE对应于以下方向元件：32QGE 负序电压极化方向元件32VE 零序电压极化方向元件32IE 通道 IP 电流极化方向元件注意 Figure4.6 的另外一个方向元件投入字位32QE是用于控制相间距离元件(见 Figure4.14)。Figure4.6和Figure4.7中有关32QGE、32VE和32IE整定值 (如, 整定值 a2, k2, a0)的解释见下面的章节 方向控制整定值。最佳选择接地方向逻辑参考Figure4.5和Figure4.8。继电器字位32QGE、32VE和32IE以及整定值ORDER是用于Fi

20、gure4.8中的最佳选择接地方向 逻辑。该逻辑决定了方向元件投入动作的顺序。接地距离和零序接地过电流元件将受该方向元件控制。方向元件参考Figure4.5、Figure4.9、Figure4.10和Figure4.11。Figure4.8中最佳选择接地方向 逻辑的输出决定了起作用的方向元件。另外，要注意如果投入整定值ELOP=Y 或 Y1 并发生电压断线(继电器字位 ILOP 置位)，负序电压极化和零序电压极化方向元件被禁止(见 Figure4.9和Figure4.10)。通道IP电流极化方向元件由于不采用电压，因此不受电压断线影响。当内部投入32IE置位，通道IP电流极化方向元件 (Fig

21、ure4.11) 在投入整定值ELOP=Y 或 Y1 同时电压断线发生(继电器字位 ILOP 置位)情况下，也可以起方向控制。 电压断线的详细信息可参考Figure 4.1以及相关文字。方向元件路径参考 Figure4.5和Figure4.12。方向元件输出是进入正方向(继电器字位 32GF)和反方向(继电器字位 32GR)逻辑点。电压断线注意Figure4.12，如果下面所有条件成立： 投入整定值 ELOP=Y, 发生电压断线 (继电器字位 LOP 置位), 同时内部投入32IE (用于通道 IP 电流极化方向元件)没有置位那么正方向逻辑点(继电器字位 32GF) 置位为逻辑1，从而使得整定

22、为正方向的零序接地过电流元件投入动作。这些正方向的过电流元件实际上成为无方向元件并在电压断线时提供过电流保护。如Figure4.9和Figure4.10所述，基于电压的方向元件在电压断线时是禁止的。因此受这些方向元件控制的过电流元件也被禁止。但是由于整定值ELOP=Y，禁止状态被忽略。如Figures 3.4 - 3.9所述，ILOP也禁止了所有接地距离元件。Figure4.6: 内部投入 (32QE 和 32QGE) 逻辑用于负序电压极化方向元件Figure4.7: 内部投入(32VE和32IE)逻辑用于零序电压极化和通道IP电流极化方向元件Figure4.8: 最佳选择接地方向 逻辑Fig

23、ure4.9: 负序电压极化方向元件用于接地距离和零序接地过电流元件Figure4.10: 零序电压极化方向元件用于接地距离和零序接地过电流元件Figure4.11: 通道IP电流极化方向元件用于接地距离和零序接地过电流元件Figure4.12: 接地距离和零序接地方向逻辑相间距离和负序元件的方向控制相间距离和负序过电流元件的方向控制由整定值E32决定。E32和其它方向控制整定值的说明见下面章节方向控制整定值。负序电压极化和正序电压极化方向元件控制相间距离元件。负序电压极化方向元件对不平衡故障起作用，正序电压极化方向元件对三相故障起作用。Figure4.13概述了负序电压极化和正序电压极化方向

24、元件的投入和路径。Figure4.13: 负序相过电流和相间距离元件方向控制的基本逻辑流程内部投入参考Figure4.6和Figure4.13。继电器字位32QE可投入负序电压极化方向元件。Figure4.6中与32QE相关的整定值的解释 (如, 整定值 a2)见下面章节方向控制整定值。方向元件参考Figure4.13、Figure4.14和Figure4.15。如果投入整定值ELOP=Y 或 Y1同时发生电压断线 (继电器字位 LOP 职位)，负序电压极化和正序电压极化方向元件以及相间距离元件被ILOP禁止(见 Figure4.14和Figure4.15)。电压断线情况请参考Figure 4

25、.1和所属文字。负序电压极化方向元件动作于不平衡故障，正序电压极化方向元件动作于三相故障。注意Figure4.15中，ZLOAD的置位将禁止正序电压极化方向元件。而ZLOAD是当继电器测量值进入用户定义的负荷区域时置位 (见 Figure4.3)。方向元件路径参考Figure4.13和Figure4.14。方向元件的输出将进入正方向 (继电器字位 32QF)和反方向(继电器字位 32QR)逻辑点。电压断线注意如果下面两点都成立： 投入整定值ELOP=Y， 发生电压断线 (继电器字位 LOP 置位)，那么正方向逻辑点(继电器字位 32QF) 置位为逻辑1，因此所有正方向元件都投入。这些正方向元件

26、实际上变成无方向元件，在电压断线期间提供保护。电压断线问题请参考Figure 4.1及相关文字。如Figures 3.1 - 3.3所示，ILOP也同时禁止了所有相间距离元件。Figure4.14: 负序电压极化方向元件用于相间距离和负序元件Figure4.15: 正序电压极化方向元件用于相间距离元件方向控制整定值过电流元件的方向控制由方向控制投入整定值E32控制。E32有以下选择：Y 所有方向控制整定值需手动整定AUTO 大部分方向元件整定值可自动整定自动整定如果E32整定为： E32 = AUTO那么下面的方向控制整定值可自动计算和整定： Z2F, Z2R, 50QFP, 50QRP, a

27、2, k2, 50GFP, 50GRP, a0, Z0F和Z0R一旦这些整定值自动计算后，仅仅在改变方向控制投入整定值E32 = Y后才能够进行调整。剩余的方向控制整定值需要由用户整定，它们是： DIR3, DIR4, ORDER和E32IV整定值1段和2段距离和过电流元件，除了67P1和67P2，被固定为正方向且不能由用户改变。DIR3 3段距离和过流方向整定值DIR4 4段距离和过流方向整定值整定值范围：F=正方向 R=反方向Table 4.1 表示了由各段方向整定值控制的元件。Table 4.1: 由段方向整定值控制的元件(相应的过电流和方向元件图号在括号中表示)段方向整定值相间距离接地

28、距离零序接地负序正方向M1P (3.1)M1PT (3.11)Z1G (3.4)Z1GT(3.11)67G1 (3.17)67G1T (3.17)67Q1 (3.18)67Q1T (3.18)正方向M2P (3.2)M2PT (3.11)Z2G (3.5)Z2GT(3.11)67G2 (3.17)67G2T (3.17)67Q2 (3.18)67Q2T (3.18)DIR3 = F 或 RM3P (3.3)M3PT (3.11)Z3G (3.6)Z3GT (3.11)67G3 (3.17)67G3T (3.17)67Q3 (3.18)67Q3T (3.18)DIR4 = F 或 RM4P (3

29、.3)M4PT (3.11)Z4G (3.6)Z4GT (3.11)67G4 (3.17)67G4T (3.17)67Q4 (3.18)67Q4T (3.18)大多数的通讯支持跳闸方案将3段元件整定为反方向(DIR3 = R)。ORDER 接地方向元件优先级整定值整定值范围： Q 负序电压极化方向元件 V 零序电压极化方向元件 I 通道IP电流极化方向元件整定值ORDER可以整定为Q、V和I的任意组合。这些方向元件的顺序决定了最佳选择接地方向 逻辑控制的优先级。见Figure4.8。例如，当整定值为：ORDER=QV那么前面的方向元件(Q=负序电压极化方向元件；见Figure4.9)优先提供接

30、地距离和零序接地过电流元件的方向控制。如果负序电压极化方向元件没有动作(例如，没有足够的动作量是内部投入32QGE置位)，那么第二个方向元件(V=零序电压极化方向元件；见Figure4.10)可以为接地距离和零序接地过电流元件提供方向控制。举例之二，如果整定值：ORDER=V那么就一直由零序电压极化方向元件提供接地距离和零序接地过电流元件的方向控制。整定值ORDER可以被整定为任意元件组合 (如, ORDER=IQV, ORDER=QVI, ORDER=IV, ORDER=VQ, ORDER=I, ORDER=Q)。注意：如果使用了接地四边形距离元件，ORDER整定值的第一项应如下：整定值 IGPOLORDER的第一个元件IGQ 或 VI2QZ2F 正方向 Z2 门槛Z2