[doc]水轮发电机横差保护

范文一：[doc] 水轮发电机横差保护动作原因分析

水轮发电机横差保护动作原因分析

v/水轮L/.齐,玖

2一一酸

宁夏电力》1993年第3期永辁发电机横差保护动作原因分析

水轮发电机横差保护动作原因分析

膏铜映水电厂韩舒加了j2,

1991年7月,青铜峡电厂7号机横差保护动作事故停机.事后对事故原因进行了分析?

有两种看法:一种认为是定子绕组两分支中健点B}线距离太近,有杂物落在其间形成短略环

而造成横差保护动作,另一种认为是转子回路两点接地造成横差保护动作本文将对这两种

见解进行分析,试图找到真正原因,以便采取正确的乎防措施

一

,横差保护装设概况

水轮发电机型号TSg00/95—56—

107

额定容量42350kVA

有功出力36000kW

额定电压1O.5kV

额定电流2330A

定子绕组为双层选绕4Y接法,各相四

个支路在定子端部并连成两个支路后,其中

性线引出定子外壳.六根中性线分成上下丽圈1磺差保护接线示意图

分支,连成两个中性点,在两中性点连线上装设单继电器式横差动休护,如图1所示.电流

互感器LH变比为,100’/5,横差动继电器为DL—I1/b型,是由高次谐波滤过器LG和

电磁型电流继电器LI所组成.XLG主要用来消除中性点连线上三次及其整数倍谐波电谎对

保护的不利影响.横差保护继电器动作整定值为1.9A即中性点连线上电流(O.2,0.3】

IF?K,保护方能动作.

二,事故发生时的现象

事故发生时,首先是6号机无功负荷,定子电流,转子电流大幅度上升,7号机无功进

相,有功负荷在2OMw至3OMw间摆动,接着才是7号机跳闸停机.6号机与7号机在出口

并列后经一台主变升压送入系统,为扩犬单元接线,所以7号机事故直接波及6号机,夏之

9号机发生的现象也反映了7号机事故情况.

f,,

口

《宁夏电卉》1993&第3期水轮发电机横差保护动作原因分析

盘刊的现象可以看出,7号机横差保护动作跳闸前,首先是失磁进相的.

三,检查试验及处理情况

事故发生后,用5oov~欧表测量转子绕组绝缘电阻值为O.O醯0,大大低于规程要求

值,说删励磁回路有接地现象.

用2500V兆欧表测量定子绕组绝缘,其绝缘电阻及吸收比R6O/Rl5为:A相32/10’

B相30/lO}C相3O/l0.符台规程要求值,与以往测量值相差不大,说明定子绕组绝缘良

好.

用QJ电桥测量定子绕组直流电阻值如表1

袭1定子绕组直流电阻(绕组温度5l?)

相别5t’C抒支电阻Q5l’C辐计算值Q换算至75’C值口Iu84年c?值nl比l984年盏值0

C上舟空0.

01927

‘0O9B60.

0t0470.

0I1蝎一0.

0c079

CFtJ”支o.ol937

B上分支0.02046

0l02B001tl2OOli26—0

000I4

B下丹点0.02057

A上丹支0.02045

O.Ol0260.

0Il】20.

0Il3I一0.000l9

A下丹立00206:

温度换算公式R西R”

由表l所示值知,75?值A,B相大于

C相6.2%,超过规程允许值(1),因

此怀疑C相有匝间短路.经过仔细检查,发

现c相上下分支中性点引出线穿过套管内

部,有焊渍在引线间构成短路,为图2所

将短路点消除后,测量直流电阻值,B,

与此同时,对励磁回路也进行了认真的检查,发现励磁机滑环电刷架支持螺杆有一个环

氧树脂板垫片损坏,造成励磁回路一点明显接地.励磁回路其它部位也较脏,绝缘水平普追

低.经过清扫及缺陷处理,励磁回路绝缘恢复正常.

-46?

宁夏电力》19g3年第3期水轮发电机横差保护动作原园分析

经过上述赴翌后,机组恢复正常运行,带最大荷,霹过羞铱护继电器的电流只有

0.12A.

四,横差保护动作原因分析

发电机横差动保护,实质上是零序电流保护,因为中性点连线上流过的是定子绕组中的

零序电流.可能引起横差保护动作的故障有:(1)同一支路内匝间短路}(2)同相不同

支路间匝间短路,(3)定子绕组内部相间短路j(4)定子绕组一个支路断线,(5)励

磁回路两点接地.

根据事故后检查发现的映陷,前四条原因均不存在.有人认定就是c相下分支中性点

引出线短路造成的,其理论解释是由于短路点存在,构成短路环如图3所示,有漏磁通交

链此短路环EFD大了,因而产生短路电流

使横差保护动作.

与此不同的意见是:一

(1)尽管由于K点短路使按分支测得

.阳直流电阻偏小,怛c陋宴际直流电阻井

没减小.C相分支:K点等电位,不会在

短路环产生电流.雷3磁通蹇链短路环EpJ

(2)定子兰相交流电流产生的旋转磁通,大部分经由转子定予铁芯形成栩台回路,少

量漏磁通在定予铁芯和外壳中形成闭合回路.少量漏磁不可能使导磁性能良好,l1截面足够犬

的外壳饱和,.困而漏磁通不会舍近求远穿过距定子外壳52cm适的短咯环EFKI.

(3)从事故时的现象看,首先是失磁进相,而后才是横差保护髋闸停机事故后检查

励磁回路有一个明显接地点,其它部位绝缘水平也低,完全A

可能构成两点接地,由于失磁保护未接入使用,只有靠横差

保护跳闸停机.

所以造成横差保护动作的真实原因应该是劢磁回路两点

接地.励磁回咯两点接地使转子磁通的对称性遭到破坏,而

定子同相并连绕组处在不对称的主磁通作用下,就会感应出

不等的电动势,从而形成环流,启动横差动保护继电器动

作,如圈4所示.

EAt>EAz圈4各分支感应电势不同形成环流

形成环流I.

五,防止励磁回路接地的罐施

励磁回路两点接地引起横差保护动作是正常的.有些继电保护书上提出甩增加跳闸延时

?舒?

《宁更I皂力》19,33年第3期水轮发电机横差保护动作原因分折

问路以避开瞬时两r接地误豌闸.这种办法只对防止在劢磁回路作业人为瞬时接地造成保护

误动有一定=对于绝缘水平降低造成的接地毫无用处,因为正常情况下,横差保护必须

投在速断位置.

最根水曲措施还是加强对励磁回路维护,提高其绝缘水平.青铜峡电厂励磁回路绝缘方

原来存:晌一个严重缺陷是:滑环电刷支架对地绝缘距离仅5l’ll113.,

再加上支持螺扦套材

质选用不当,从役油器渗漏至碳刷支架处的油及由下面上来的油雾,吸附大量碳粉,铜粉及

其它极性灰尘,在支架上形成导电小桥,造成劢磁回路绝缘下降直至接地,被迫停机清扫厨

磁回路.这不但影响机组可利用系数的完成,在半水季节少发电量,而且加重了检修工人的

劳动强度.负责励磁回路检修维护的技术人员和_T人,对滑环电刷支架绝缘结构进行了改

进,迄母已改造了四台机,牧到了良好的效果.主要改进内容如下;

(1)原电刷吏架与授油器连接螺杆为一根长的钢双头螺杆,外套酚醛屡压布棒套管.

金属电刷支架与螺杆问仅有5IY1m厚的绝缘垫隔离,一旦碳粉油污粘在绝缘垫上,就会造成

励磁回路绝缘降低馥接地.现连接螺杆采用两个钢质双头螺杆(M16×30和M20×40),

M20×4,0端旅,n环氧树脂襻两端,用环氧树脂粘接牢固;M16×30端与授油器底盘及电剧交

架相连接这样就使电刷支架对地绝缘距离由5Illm增加到140113.m

(2)原双头螺杆套管是酚醛层压布棒,材质疏松,套管全部穿通,透平油容易渗入套

管内部,使绝缘强度降低.现改用环氧树脂棒,材质密实,中间不穿通,透平油难以浸八棒

体内部绝缘耐热等级高,不易发生电化学老化,机械强度高.

(3)下电刷支架连接螺杆穿经上电刷支架部位,采用三聚氰胺醇酸漆(1032)浸渍后

的套管隔离,防油污性能良好.

励磁回路滑环电刷支架支撑方式作以上改进后,励磁回路绝缘电阻能长期像持在较高水

平(40MQ以上)运行,大大减少丁被迫停机请扫励磁回路次数,保证了机组安全可靠运行,

减轻了工人曲劳动强度.

?48?

范文二：正序电压极化的横差保护选择元件的动作研究（可编辑）

正序电压极化的横差保护选择元件的动作研究

维普资讯 ////0>.

第卷第期

继电器、.年月日 ,

正序电压极化的横差保护选择元件的动作研究

鄢安河 ,李夏阳 ,姚晴林。,张太升

.河南电力调度通信中心,河南郑州;.重庆大学电气工程学院,重庆

.合肥工业大学,安徽合肥摘要:对两种极化电压下的横联差动电流方向保护的选择元件在同杆并架双回线故障下的动作行为进行了研究。通过理论分

析和仿真验证,指出相比于采用无关相相间电压极化的选择元件,采用正序电压极化的选择元件还具有其功率方向继电器的

测量角与故障. .置无关,也不随双侧电源的功角差变化而变化的特点,从而指出采用该种方法使得横差保护具有更好的

动作性能。

关键词:同杆双回线; 横差保护; 选择元件; 正序电压; 极化电压 ? , ,. , . . ,, :

. , , , ;

.,, :. , , . , .. .: ; ;;;中图分类号: 文献标识码:文章编号: . ..

是在两相短路时有两个继电器能正确动作,三相短

引言

路时有三个继电器能正确动作,可靠性高;而且两相短路时加于继电器的电流为故障相的电流,电压横联差动电流方向保护与电流平衡保护都是为与电流不同相别的另两相相间电压,能提高继电直接比较两回线的电流,是平行线的专用保护。器的精度。

后者虽简单但不能应用于无电源侧,应用上有局限性】;前者能应用于电源侧及无电源侧,适应性本文提出采用正序电压作

为选择元件的极化

电压,并结合理论分析与仿真实验比较这两种方法强。本文只讨论前者。

在双回线内部故障时的动作情况,得出采用正序电横联差动电流方向保护一般由两个主判据元件组成:其一为电流比率制动差动元件简称为差动压极化的横联差动电流

方向保护除了同样具有上述

优点外,还具有方向角固定,不随故障点位置和双元件,其作用是区分内部和外部故障,在此不作讨论;其二为差电流方向元件又称为选择元件。选侧电源功角差变化而变

化的特点。

择元件的作用是在内部故障时选择故障线,它反应差电流方向元件简称选择元件

差电流的方向。一般横联差动电流方向保护的选择

选择元件包含三个功率方向继电器,采用无关

元件采用无关相相间电压作为极化电压,即其功率

方向继电器的端子电压、电流为。接线。其优点相相间电压作为极化电

压即。接线的功率方维普资讯 ////.

鄢安河,等正序电压极化的横差保护选择元件的动作研究一一向继电器动作方程为:

。。.. 。。

采用正序电压极化的功率方向继电器动作方程为:

。。一卜。。

式中: 为无关相相间电压, 为本相正序电

压; .中为本线相电流; 不. 为邻线相电流;测量

图回线内部两相短路相量图

角 .中满足方程则选本线否则选为邻线。.? 两种极化电压下的选择元件动

作行为分析采用无关相相间电压极化的情况

下面的分析都不考虑系统阻抗远大于线路阻

若两相短路点十分靠近侧母线,则

抗的情况,因为在这种情况下,线路上故障点位置;由采用无关相相间电压极

化的选择元件

的变化对各电气量的影响必然很小,可忽略不计。

动作方程式可得:

为让分析方便清晰,下面先对侧电源单独作

用时,两相短路和三相短路的情况进行分析,对比选择元件在两种极化电压

下的动作特点,然后再分

析双侧电源供电时,是否仍存在相同的特点,最后加以仿真验证。文中表示故障类型时, 表示回线, 表示回线,只分析侧保护的动作情况。

. 单侧电源供电,双回线运行线路内部短路时选若短路点靠近侧母线,且假定双回线的长

择元件的测量角

度非常长,这意味着短路点距母线的距离为一, . . ? 内部两相短路实例单侧电源

则 ,由式得:

分析、相选择元件的测量角 ,. 和 ,. , 相由差动元件保证不启动,在此不讨论。 .一一 ’ 『一 ‰ 。 ?

一 ? 一 ? 若两相短路点位于上述两种极端情况之一 ? ?

间,则 . 等于一。~一。之间某一值, . 等图单侧电源双回线内部故障网络图.

于一。~ 。之间某一值。采用正序电压极化的情况若两相短路点十分靠近侧母线,同样

、两相短路, 滞后于『的角度为短路

点至电源之间阻抗的阻抗角 ,设为。,『为

有 ;由式可得:

电源电势、为保护安装点侧母线电压、为短路点电压, 为正序电压,只计短路电流,不。计负荷电流。

见图 , 与 ?. 同相位,但. 如. ,故 /. ? ? . 、 . 三者同相位。同理, . 、

. 、 ?. 、 /

. ? ?. 三者同相位。

若两相短路点靠近侧母线,且双回线维普资讯 ////.

. 继电器

采用记忆电压求取。

的长度非常长,同样有 ;这时:

. 双侧电源双回线运行线路内部短路时选择元件的测量角。。

双侧电源的情况要比单侧电源复杂得多。下面用叠加法对采用正序电压极化的选择元件进行分析,看其是否仍具有测量角不随短路点变化而变化爱。。。的特点,采用无关相相间电压极化的选择元件不再不变。若两相短路点位于上

. 、 .

分析。为了区分方便,下面带有上标的相量,其上述两种极端的状态之间,则侧母线的电压 . 、标表示该相量为对应的某侧电源单独作用时的相见图虚线所示,保护测量到的各相正序电压 .

量,下标的含义同前面所述。分析时同样只考虑故只是幅值发生变化,相位并不改变,电流相位也不障电流,忽略正常时的负荷电流。

变,这时同样有 . , .。。即采用正

. . . 内部两相短路实例双侧电源序电压极化的选择元件的测量角不随短路点的不同而改变。 .一 ? 一 ? ?

? ? ?

如上分析,单侧电源双回线运行时 ? 线路内一十 ?

部两相短路、两相短路,结论类同。、卜. . ? 线路内部三相短路实例单侧电源互坠 . 坠

三相短路时,三相电压、电流仍维持对称关系, 一一

两种方法下的三相选择元件的动作行为相同。仍设图两侧电源双回线内部故障网络图

线路阻抗角。。.见图 ,设侧电源为送电端, 侧为受端。端电源电势超前于受端的功率角一般有必远小于静稳极限角 ,在此

令。,则点的功率角超前的功率角。; 短路点至两侧电源间的阻抗的阻抗角。。

与为侧电源对故障点提供的故障电流即侧电源提供的,分别从侧和侧母线流向故障点的故障电流 ,它们同相位且都滞后于的角度为短路点至侧电源之间阻抗的阻抗角。图回线内部短路相量图

为侧电源对故障点提供的故障电流从侧母. ?? 线流向故障点 ,滞后于的角度也为。若 ? 见图 ,由式可得:

线路内部靠近侧母线两相短路,则流经端故障相的电流:.中中.中,流经

端故障相的电流: ?.中中一 .中。

又 .. , .. ,. . ,

相电压、电流相量关系见图。注:图的

、两图分别为侧和侧电源单独作用时相由式可得:

的电压、电流相量,将所需要的相量移植到图中。假设故障点靠近侧,同样有::

在对称故障时,两种极化电压下的测量角均不

随短路点变化而变化。需要指出,若在保护安装点

且由图可得:

母线附近三相短路, ,此时应. 超前于?, : . ? ?. 的维普资讯 ////.

鄢安河,等正序电压极化的横差保护选择元件的动作研究一一角度 . 大约为。,即 . 。; 对于相,由于一、一、. 一 . ,因此

可得到:

. . .?./

. ? . 一 ?.

所以 /.?. 一 / ,见图。又因为. 的角度滞后于 . 。,所以 /. ? ?. 滞后于线的电压 . 的角

度 .. 。。。 ’ 俩电源单独作用

图相测量角 . 值实例.,

比较图与图 ,单侧电源靠近侧母线 .

线路内部短路, . : 。;而双侧

/. /

电源同样是靠近侧母线 . 线路内部短路,

.。,即后者的. 比前者的 .

/大了。。这是由于作图的误差造成的,前面已指

出 , ,但这三者的幅值在图中无法精

确确定,实际上 . 仍应是。左右。

假设双回线的长度非常长,当短路点靠近母

线时,由于与母线的距离为 ,则侧电源

对侧保护的影响很小, 可按单侧电源供电的

情况分析;而随着短路点往母线方向移动,由

于双回线的长度非常长,, 、的幅值都约等于

零,因此 / , , 仍近似等于单侧电源供电一 ?/

的情况。对于有限长度的双回线来说, 仅会稍有各相量合成波动,这可从仿真结果看出来。

图双侧电源供电 . 线路内部通过上述分析还可以推出,同一故障类型的测两相短路相向量图靠近侧

量角也不随侧与侧电源的功角差变化,即.?

不随负荷大小变化而变化。

范文三：一起水轮发电机横差保护动作故障的查找、分析及理论完善

一起水轮发电机横差保护动作故障的查找、

分析及理论完善

第24卷第4期贵州水力发电

GUIZH0UWATERP0WER2010年?

水电站运行?

一

起水轮发电机横差保护动作故障的

查找,分析及理论完善

李宇,黄政

(1.贵州西源发电有限责任公司,贵州六盘水553018;2.洪家渡发电厂,贵州黔西551501)

摘要:本文详细介绍了发电机转子磁极引线问接触不良所造成的发电机横差保护动作过程及故障点的查找,

析过程,并简要论述了横差保护的组成原理,保护整定,根据现场实践,补充完善了横差保护的动作现象.

关键词:电气工程;水轮发电机横差保护;检查分析

中图分类号:TM771文献标志码:B文章编号:1007—0133(2010)04-0065—04 0引言

目前,人们对发电机暂态过程中定子与转子之

间的相互作用有了更进一步的认识,然而,有的理

论仍存在不完善之处,例如对发电机横差保护的认

识.传统继电保护认为发电机横差保护是发电机定

子绕组匝间短路(同分支匝间短路及同相不同分支

之间的匝间短路),定子线棒开焊的主保护,也能

保护定子绕组相间短路;同时,考虑到在发电机转

子绕组两点接地短路时发电机气隙磁场畸变可能致

使保护动作,在转子一点接地后,为避免此时发生瞬间转子另一点接地使横差保护误动,横差保护带一

短延时出口.本文将根据发电机转子磁极线圈引线开焊引起发电机横差保护动作的事件对发电机横差保护的动作原理进行补充,即发电机横差保护还动作于转子磁极线圈引线开焊.

1发电机转子磁极线圈引线开焊引起

发电机横差保护动作的事件

某发电厂2号机组运行过程中发电机横差保护动作事故停机,甩180MW负荷.故障时该电厂监控,保护,录波情况如下:

(1)监控系统动作报文如下:发电机转子电压越高限(测值:331.20V,额定300V),发电机1 套保护横差1动作,发电机2套保护横差1动作, 发电机出口开关022分闸,发电机灭磁开关分闸, 机组励磁过励限制动作.

(2)发电机保护动作情况如下:发电机保护 A柜横差保护动作出口停机,动作电流0.954A (整定值0.698A);B柜动作电流0.814A(整定值 0.698A).

(3)录波波形:图1为发电机机端电流及横差电流波形,图2为监控录波发电机转子电压, 电流,定子电流,无功功率波形.

注:A5为发电机4相电流,A6为发电机B相电流,A7

电机c相电流,A8为发电机横差电流.

图1某发电厂发电机横差保护动作发电机机端电流及横差电流录波波形

注:图中?一为发电机转子电压波形,?,为发电机: 功率波形,?一为发电机转子电流波形,(一为发电机定流波形.

图2某发电厂发电机横差保护动作监控录波图收稿日期:2010—01—30;修回日期:2010—06-25 作者简介:李宇(1981--),男,贵州省贵阳市人,助理从事水电站机电技术工作.

第24卷第4期贵州水力发电2010年8月 2故障点的查找经过

2.1故障报告分析

从图1发电机机端电流及横差电流波形可以看出,横差保护CT中确实流过了故障电流;发电机保护A柜,B柜的横差保护动作是正确的. 从图2波形可以看出,故障前发电机无功下降,但转子电压呈上升趋势,转子电流呈下降趋势,说明故障发电机可能存在故障.

2.2故障点的查找过程

2.2.1发电机定子检查

由于是发电机横差保护动作,因此首先对发电机定子进行检查.

(1)对发电机定子,转子进行整体绝缘电阻试验:用2500V电动摇表测试发电机定子整体,发电机转子整体绝缘电阻分别为433Mn,142MQ, 说明发电机整体绝缘是好的,但其定子是否存在同相同槽匝间短路及转子是否存在问题还需进一步试验.

(2)发电机定子绕组各相各分支绝缘电阻及直流电阻测量:拆开发电机出口及中性点软连接,对发电机定子绕组绝缘电阻及直流电阻进行测量,测量结果见表1.

表1发电机定子绕组绝缘电阻测量

表2发电机定子绕组直流电阻测量

f温度:44.1?湿度:38%)

由表1,表2测量结果并与发电机安装时数据,发电机历年试验数据折算至20qC时相比较, 定子绝缘电阻值与直流电阻值无明显变化,说明发电机定子绕组无故障.

2.2.2发电机转子检查

测量发电机转子对地绝缘电阻为56Mn,绝缘未损伤.但在进行发电机转子绕组直流电阻测量时试验设备未能加上测量电流,转子绕组回路整组呈 ?

66.

开路现象,初步判断故障原因是由发电机转子内部严重接触不良引起.由于发电机转子引线均被导风板盖好,全部拆除需时较长,因此决定采用黄金分割法(即0.618法)查找回路故障.查找故障点的过程如下:

(1)转子共30个磁极,按0.618法,应于l8 号磁极或12号磁极处分瓣.鉴于该机曾于2006年大修时处理过4号磁极与5号磁极之间的极间联接线,考虑到安装时低转子序号侧人员施工质量可能略差等方面原因,决定先拆除l2号磁极的导风板将转子分为2瓣,用万用表粗测,13号磁极至30

号磁极电阻接近零,1号磁极至12号磁极电阻为 56Mn,因此判断故障点在1号磁极至12号磁极之问.

(2)继续按0.618法对1号磁极至12号磁极进行分瓣,应于4号磁极或8号磁极处分瓣.考虑到该机曾于2006年大修时处理过4号磁极与5号磁极之间的极间联接线,决定先拆除8号磁极导风板将转子分为2瓣,导风板拆除后发现7号磁极与 8号磁极引线被烧伤,烧伤情况见图3;后用万用表粗测,8号磁极至12号磁极电阻接近零,1号磁极至8号磁极断口靠7号磁极侧电阻接近零.至此,分析判断故障点就在7号磁极与8号磁极引线处,无其他故障.

图3某发电厂2号发电机转子7号磁极与8号磁极之间极间联接处烧坏示意图

3发电机转子磁极间联接线接触不良

的原因分析及防范措施

3.1原因分析

故障点查到后,对故障点的施工工艺进行了详细研究,发现造成本次故障的原因有三:一是施工安装时磁极问联接线在联接前未按要求镀银粉导电材料;二是磁极问联接板坚固螺栓未锁死,使得其在运行中由于电磁力作用产生振动造成接触电阻增大;三是磁极间联接只有2个螺栓,不能形成面接触

李字,等:一起水轮发电机横差保护动作故障的查找,分析及理论完善2010年第4

期

3.2转子磁极间联接线接触不良的防范措施由以上已分析出发电机转子磁极问联接线接触

不良是造成本次事件的直接原因,防范措施如下: 一

是极问联接线在联接前按要求镀银粉导电材料; 二是磁极间联接采用3个螺栓联接;三是磁极间联接板用坚固螺栓锁死.

4发电机转子磁极间故障引起发电机

横差保护动作的理论分析

4.1本起横差保护动作机组所配置横差保护装置原理及整定

本文所讨论的发电厂发电机每相定子绕组为3 个分支,发电机横差保护为某设备厂生产的 DGT801A装置,为单元件横差保护.

4.1.1保护构成原理

发电机单元件横差保护的输入电流为发电机2 个中性点连线上的二次电流.发电机定子绕组每相3个分支,其交流输入回路示意图如图4所示.其动作方程为

,k>ig(1)

式中:,^为发电机2个中性点之间的基波电流(二次值);为发电机横差保护的动作电流整定值. 图4某发电厂三星形横差保护一次及CT接线示意图 4.1.2保护逻辑框图

横差保护是发电机内部故障的主保护,动作应无延时.若仅考虑它对定子的保护,则在发电机转子绕组两点接地短路时发电机气隙磁场畸变可能致使保护动作,故在转子一点接地后使横差保护带一短延时动作.单元件横差保护的逻辑框图如图5所示.

图5某发电厂单元件横差保护逻辑框图

4.1.3保护整定原则

信号

出口

(1)动作电流:在发电机单元件横差保护

中,有专用的过滤三次谐波的措施;此外,还应保证区内故障时二次回路及保护装置不被损坏, 保护装置内部的小应有足够的抗饱和能力及动热稳定能力.因此,单元件横差保护的动作电流按躲过发电机外部短路最大不平衡电流且保证在外部短路故障时不误动为条件整定,即:=k (,/n)=0.05(,/n)=0.05(8379/600)=0.698

(2)动作延时t:与转子两点接地保护动作延时相配合,一般取t1=0.5,1.0s,在此取t】=0.5 S.

4.2保护动作原因分析

4.2.1保护动作原理分析

正常运行时,由于发电机每相3个分支绕组的感应电势近似相等,分支电流近似是每相电流的 1/3,故两相星形绕组与单星形里的三相电流近似对称平衡,故装设在2个中性点连线上的电流互感器中仅有不平衡电流约0.02A通过,此时电流继电器不会动作.

当某一个分支绕组发生匝间短路,或者3个同相不同分支的绕组发生匝间短路时,该相的分支绕组就有环流流过,并且短路的匝数越多环流就越大.环流的产生使得电流互感器二次侧的电流继电器在电流超过其整定值时就会动作,从而启动出口回路,使发电机断路器和励磁系统灭磁开关跳闸并

事故停机.

根据本文讨论的发电厂2号机组当时横差保护装置动作的情况,经核实保护动作整定值为0.698 A,实际动作值A柜为0.954A,B柜为0.814A, 已达到保护动作条件.同时,根据发电机故障录波图,发电机中性点横差CT中也确有大于动作电流的故障电流通过,所以保护动作切除了故障. 4.2.2发电机转子故障时横差电流产生的原因分析

4.2.2.1发电机转子绕组磁场分析

发电机转子磁极在水轮机带动下作顺时针旋转,励磁绕组内通过一定的电流使磁极产生脉动磁场,根据电磁感应定律在发电机定子绕组中感应出电动势,该感应电动势的大小用公式表示为: E=B乩(2)

式中:简称磁密,单位为T;L为导体的轴向长度,单位为m;V为导体与之间的相对线速度, 单位为m/s.

根据公式(2)可知,发电机定子绕组感应电动势的大小跟导体所处的磁通密度有关.如果励磁系 .

67.

第24卷第4期贵州水力发电2010年8月统中有匝间短路,运行中励磁回路有开路,转子有两点接地以及转子有偏心等现象,则磁极产生的磁通将会有很大的变化,导致磁场的对称性被破坏, 从而使定子绕组同一相的3个分支绕组感应电动势不相等,产生环流使横差保护动作.同时,由于磁场的不对称,会引起定子对转子的磁拉力随转子作

周期性的变化,这将导致发电机产生异常的甚至非常强烈的振动.

4.2.2.2发电机转子故障可能产生横差电流的几种类型分析

(1)转子磁极发生匝问短路:当发电机转子磁极发生匝间短路时,转子产生的脉动磁场将不再是恒定的,随着转子的周期性旋转,在同一时间发电机定子各相所感受到的磁场将不再近似相等,将周期性地通过畸变电流,从而使得定子三相相当于模拟了匝间短路;当发电机横差保护CT通过的电流达横差保护的动作电流时,横差保护就会动作. (2)转子两点接地或转子磁极短路:当发电机转子发生一点接地后,由于转子电压是直流电压, 对地并不形成回路,因此转子电流,转子端电压及发电机定子电流,定子电压等并不发生变化,定子与转子之间的电枢反应未受到任何影响,机组仍可继续运行;但若不及时处理,转子又发生另一点接地时,将造成转子磁极短路,引起以下危害:a. 两接地故障点之间将通过转子电流,对于大中型机组,此电流相当大(几百安甚至几千安),将烧坏故障点之间的转子本体.b.若故障点发生放电弧光,此弧光髓着转子旋转将可能发生扫蹬,烧坏定子.c.转子两点接地后将短路掉部分磁极,使转子磁场发生畸变,使定子同相不同分支,不同相各分支,三相之间电流不平衡,由此产生横差电流或发电机中性点漂移等非稳定运行现象.d.转子磁极短路后将发生转子偏振现象.

(3)转子回路接触不良(如本文论及的故障的极间联接线):转子回路若存在接触不良,则接触

不良的接头接触电阻较大,由Jr2,可知,该接触不良的地方在长期大电流下运行发热将破坏其导电体接头的导电材质和外绝缘,使接头接触电阻增大;转子回路接头接触电阻增大时,转子电流将下降,转子电压将升高,发电机无功功率将降低.当转子回路接触电阻越来越大形成正反馈,进一步使接头接触不良点发热加剧,接触电阻增大到使接头接触点闪弧时,在闪弧或断弧之时转子电流将时增时减,电流将由弧光接通励磁回路,转子电压和发电机无功功率也将出现摆动,但是由于转子回路的电流在转子30个磁极之间不可能同时达某一相同 .

68.

值(如长线路充电,从一侧至另一侧其充电将有一个很短的过程),因此在同一时刻,30个磁极中将

从转子电压方程式(此处略)和流过不同的电流.

定子电压方程式(此处略)可知,当转子电流变化时,转子电压,转子磁链也将发生变化,进而使得转子磁场畸变,从而导致定子各相绕组及各分支绕组中通过的转子磁场不一样,使定子各相绕组及各分支绕组感应的电压不同,导致各相电流有差异, 在发电机横差保护CT中流过故障电流(如图1A8 所示),而当该故障电流达整定动作值时就使得发电机横差保护动作出口切除故障.

5结论

本文通过对某发电厂2号机组所发生的发电机横差保护动作的故障现象及录波波形的分析,针对发电机横差保护动作可以得出以下结论:发电机横差保护是用于双星形以上发电机定子绕组匝间短路

保护的主保护,但是横差保护动作的原因不一定就是如传统理论认为的仅是由于发电机定子绕组匝间短路(同分支匝间短路及同相不同分支之间的匝间短路)和定子线棒开焊,发电机定子绕组相间短路,发电机转子故障产生不均匀磁场(如励磁绕组极间联接接触不良,励磁回路在运行中与周围导电体短时接触等),以及目前国内外继电保护专业理论上尚未研究清楚的发电机定子与转子之间因机械的,电气的,其他多方面的缺陷或隐患引起的故障等原因,都会导致或可能导致发电机横差保护动作.因此,应综合考虑每一种保护装置的保护对象可能发生的各种故障现象,整定发信或跳闸,避免保护装置误动,尤其要杜绝拒动,以保障电力系统的安全可靠稳定运行.

6结束语

本文通过对本例发电机横差保护动作的分析及

在实践中进一步完善了发电机横故障点的查找等,

差保护的保护原理,尤其是加深了对发电机转子电流畸变的认识和增强了对电枢反应的进一步认识. 本文对电力系统水电机组发生类似故障时的分析处理提供了一定的可借鉴的经验.

参考文献:

[1]一起发电机横差保护动作原因的分析及处理[J].水电站机电技术,第31卷第3期.

[2]王维检.电气主设备继电保护原理与应用[M].中国电力出版社.

[3]电力设备预防性试验规程[S].DL/T596—1996. [4]电力系统稳定与控制[M].中国电力出版社.

范文四：正序电压极化的横差保护选择元件的动作研究

第 36卷第 8期继电器 V ol.36 No.8 2008年 4月 16日 RELAY April 16, 2008

正序电压极化的横差保护选择元件的动作研究

鄢安河 1,李夏阳 2,姚晴林 3,张太升 1

(1. 河南电力调度通信中心,河南郑州 450052;2.重庆大学电气工程学院,重庆 400044;

3.合肥工业大学,安徽合肥 230009)

摘要:对两种极化电压下的横联差动电流方向保护的选择元件在同杆并架双回线故障下的动作行为进行了研究。通过理论分析和仿真验证, 指出相比于采用无关相相间电压极化的选择元件, 采用正序电压极化的选择元件还具有其功率方向继电器的测量角与故障点位置无关, 也不随双侧电源的功角差 δ变化而变化的特点, 从而指出采用该种方法使得横差保护具有更好的动作性能。

关键词:同杆双回线; 横差保护; 选择元件; 正序电压; 极化电压

Research on selectors of transverse differential protection using positive sequence polarizing voltage YAN An-he1, LI Xia-yang 2, YAO Qing-lin 3, ZHANG Tai-sheng1

(1.Henan Power Dispatch & Communication Center, Zhengzhou 450052,China;

2. Electric Engineering College,Chongqing University, Chongqing 400044,China;

3. Hefei Industry University,Hefei 230009,China)

Abstract: This paper analyses selectors of transverse differential current direction protection using two types polarizing voltage for double circuit lines on the same tower. By using academic analysis and simulational validation, it points out that comparing with the selectors using interlinked tension of irrespective phase as polarizing voltage, the selector using positive voltage as polarizing voltage has some more virtues. The metrical angle of the power direction relay is independent of the location of fault, and it does not change along with the change of power declinate δ of bilateral sources .Thereby, it shows that the later scheme has better performance. Key words: double circuit lines on the same tower; transverse differential protection; selectors; positive voltage; polarizing voltage

中图分类号: TM773 文献标识码:A 文章编号: 1003-4897(2008)08-0006-05

0 引言

横联差动电流方向保护与电流平衡保护都是直接比较两回线的电流,是平行线的专用保护。后者虽简单但不能应用于无电源侧,应用上有局限性 [1];前者能应用于电源侧及无电源侧,适应性强。本文只讨论前者。

横联差动电流方向保护一般由两个主判据元件组成:其一为电流比率制动差动元件 (简称为差动元件 ) , 其作用是区分内部和外部故障, 在此不作讨论; 其二为差电流方向元件 (又称为选择元件) 。选择元件的作用是在内部故障时选择故障线,它反应差电流的方向。一般横联差动电流方向保护的选择元件采用无关相相间电压作为极化电压,即其功率方向继电器的端子电压、电流为 90°接线。其优点是在两相短路时有两个继电器能正确动作,三相短路时有三个继电器能正确动作,可靠性高;而且两相短路时加于继电器的电流为故障相的电流,电压为与电流不同相别的另两相相间电压,能提高继电器的精度 [2]。

本文提出采用正序电压作为选择元件的极化电压,并结合理论分析与仿真实验比较这两种方法在双回线内部故障时的动作情况,得出采用正序电压极化的横联差动电流方向保护除了同样具有上述优点外,还具有方向角固定,不随故障点位置和双侧电源功角差 δ变化而变化的特点。

1 差电流方向元件(简称选择元件)

选择元件包含三个功率方向继电器,采用无关相相间电压作为极化电压 (即 90°接线)的功率方

鄢安河,等正序电压极化的横差保护选择元件的动作研究 - 7 -

向继电器动作方程为:

°°J I II 60arg

120?ΦΦ

?Φ?Φ?Φ

>=>??U I I (1)

采用正序电压极化的功率方向继电器动作方程为:

°°1J I II 150arg

30?Φ

?Φ?Φ?Φ

>=>??U I I (2)

式中:ΦΦU 为无关相相间电压, 1ΦU 为本相正序电压; I ?ΦI 为本线相电流; II ?ΦI 为邻线相电流;测量角 J ??Φ满足方程则选本线否则选为邻线。

2 两种极化电压下的选择元件动作行为分析

下面的分析都不考虑系统阻抗远大于线路阻抗的情况,因为在这种情况下,线路上故障点位置的变化对各电气量的影响必然很小,可忽略不计。

为让分析方便清晰, 下面先对 M 侧电源单独作用时,两相短路和三相短路的情况进行分析,对比选择元件在两种极化电压下的动作特点,然后再分析双侧电源供电时,是否仍存在相同的特点,最后加以仿真验证。文中表示故障类型时, I 表示 I 回线, II 表示 II 回线,只分析 M 侧保护的动作情况。 2.1单侧电源供电,双回线运行线路内部短路时选

择元件的测量角

2.1.1 L-I内部 BC 两相短路实例(单侧电源)

分析 B 、 C 相选择元件的测量角 B J ??和 C J ??, A 相由差动元件保证不启动,在此不讨论。

图 1 单侧电源双回线内部故障网络图 Fig.1 Network of double circuit line internal fault with

unilateral source

B 、 C 两相短路, B I 滞后于 BC E 的角度为短路点至电源之间阻抗的阻抗角 d ?,设为 70?, E 为

电源电势、

M U 为保护安装点 M 侧母线电压、 d U 为短路点电压, 1ΦU 为正序电压,只计短路电流,不

计负荷电流。

见图 2, I B ? I 与 II B ?I 同相位,但 I B II B ||||??>I I ,故

B I B II B ???=?I I I 、 I B ?I 、 II B ?I 三者同相位。同理, I C ?I 、 II C ?I 、 C I C II C ???=?I I I 三者同相位。

I B

图 2 L-I回线内部 BC 两相短路相量图

Fig.2 Vector diagram of L-I loop internal BC phases fault

(1)采用无关相相间电压极化的情况

若 BC 两相短路点 d 十分靠近 M 侧母线,则 M d =U U ;由采用无关相相间电压极化的选择元件动作方程式(1)可得:

M CA d CA J B I B II B B

arg

arg 20??????===?°

??U U

I I I d AB M AB

J C I C II C C

arg

arg 20??????===?°??U U I I I

若短路点 d 靠近 N 侧母线, 且假定双回线的长

度非常长, 这意味着短路点 d 距母线 M 的距离为∞, 则 M =U E ,由式(1)得:

M CA CA J B I B II B B

arg

arg 50?????===?°

??U E

I I I M AB AB J C

I C II C C

arg arg 10?????===°??U E

I I I

若 BC 两相短路点 d 位于上述两种极端情况之

间,则 B J ??等于-20°~-50°之间某一值, C J ??等于-20°~10°之间某一值。

(2)采用正序电压极化的情况

若 BC 两相短路点 d 十分靠近 M 侧母线, 同样有 M =U E ;由式(2)可得:

d 1B M 1B J B I B II B B

arg

arg 40??????===°

??U

U I I I M 1C d 1C J C I C II C C

arg

arg 100??????===°??U U

I I I

若 BC 两相短路点 d 靠近 N 侧母线,且双回线

- 8 - 继电器

的长度非常长,同样有 M =U E ;这时:

M 1B B J B I B II B B arg

arg 40?????===°??U E

I I I

M 1C C J C

I II C C

arg arg 100C ?????===°??U E

I I I

J B ??、 J C ??不变。若 BC 两相短路点 d 位于上

述两种极端的状态之间, 则 M 侧母线的电压 M C ?U 、

M B ?U 见图 2虚线所示, 保护测量到的各相正序电压

只是幅值发生变化,相位并不改变,电流相位也不变,这时同样有 J B 40??=°, J C 100??=°。即采用正序电压极化的选择元件的测量角不随短路点的不同而改变。

如上分析,单侧电源双回线运行时 L-I 线路内部 AB 两相短路、 CA 两相短路,结论类同。 2.1.2 L-I线路内部三相短路实例(单侧电源)

三相短路时, 三相电压、电流仍维持对称关系, 两种方法下的三相选择元件的动作行为相同。仍设

线路阻抗角 d 70?=°。

M A

?U I C

?I C

?I II C

?I II A

?I 70°

70°

?I M C

?U II B

?I M B

?U I B ?I B

?I I A

图 3 L-I回线内部三相短路相量图

Fig.3 Vector diagram of L-I loop internal three-phase fault

见图 3,由式(1)可得:

M BC M CA M AB A B C

arg arg arg 20???===?°???U U U

I I I

又 M 1A M A ??=U U , M 1B M B ??=U U , M 1C M C ??=U U , 由式(2)可得: M 1C M 1A M 1B A B C

arg arg arg 70???===°???U

U U I I I

在对称故障时,两种极化电压下的测量角均不

随短路点变化而变化。需要指出,若在保护安装点母线附近三相短路, A B C 0==≈U U U ,此时 J ?应

采用记忆电压求取。

2.2双侧电源双回线运行线路内部短路时选择元件

的测量角

双侧电源的情况要比单侧电源复杂得多。下面用叠加法对采用正序电压极化的选择元件进行分析,看其是否仍具有测量角不随短路点变化而变化的特点,采用无关相相间电压极化的选择元件不再分析。为了区分方便,下面带有上标的相量,其上标表示该相量为对应的某侧电源单独作用时的相量,下标的含义同前面所述。分析时同样只考虑故障电流,忽略正常时的负荷电流。

2.2.1 L-I内部 BC 两相短路实例(双侧电源)

M M

图 4 两侧电源双回线内部故障网络图 Fig.4 Network of double circuit line internal fault

with bilateral source

见图 4,设 M 侧电源为送电端, N 侧为受端。送端电源电势 M E 超前于受端 N E 的功率角一般有

MAX δ= 60o(MAX δ必远小于静稳极限角 90o) ,在此

令 δ=40o,则 M BC

E 的功率角超前 N BC E 的功率角 40°; 短路点至两侧电源间的阻抗的阻抗角 d 70?=°。

M M

I 与 M

N I 为 M 侧电源对故障点提供的故障电流 (即 M 侧电源提供的,分别从 M 侧和 N 侧母线流向故障点的故障电流) , 它们同相位且都滞后于 M E 的角

度为短路点至 M 侧电源之间阻抗的阻抗角 d ?。 N M I 为 N 侧电源对故障点提供的故障电流(从 M 侧母

线流向故障点) ,滞后于 N E 的角度也为 d ?。若 L-I 线路内部靠近 M 侧母线 BC 两相短路,则流经 M

端 1CT 故障相的电流 : M N

I M M ?Φ?Φ?Φ=+I I I ,流经 M

端 2CT 故障相的电流 : M N II N M ?Φ?Φ?Φ=?I I I 。

B 相电压、电流相量关系见图 5。 (注:图 5的 a 、 b 两图分别为 M 侧和 N 侧电源单独作用时 B 相的电压、电流相量, 将所需要的相量移植到图 c 中。 )

假设故障点靠近 M 侧,同样有:

M N M d d d ==+U U U U

且 M N M M

M N ||||||>>I I I 由图 5(c)可得: M N M 1B d 1B d 1B ???=+U U U 超前于 B I B II B ???=?I I I 的

鄢安河,等正序电压极化的横差保护选择元件的动作研究 - 9 -

角度 J B ??大约为 50o,即 J B ??=50°;

I B II B B

???=?I I I (c )各相量合成

图 5 双侧电源供电 L-I 线路内部 BC 两相短路 B 相向量图(靠近 M 侧)

Fig.5 B phase vector diagram of L-I loop internal BC phases

fault with bilateral source(nearby M side)

对于 C 相,由于 M M

M C M B ??=?I I 、 M M N C N B ??=?I I 、 N N M C M B ??=?I I ,因此可得到:

M N

I C M C M C I B ????=+=?I I I I

M N

II C N C M C II B ????=?=?I I I I

所以 C I C II C B ???=?=??I I I I ,见图 6。又因为

M 1C ?U 的角度滞后于 M 1B ?U 120°,所以

C I C II C ???

=?I I I 滞后于 M 侧母线的电压 M 1C ?U 的角度 °°J C J B 60110????=+=。

M 1B

图 6 C相测量角 J C

?值实例

Fig.6 Instance of the value of C phase metrical angle

J ?

比较图 2与图 5,单侧电源靠近 M 侧母线 L-I

线路内部 (2)

BC d 短路, °M 1B J B B

arg 40???==?U I ;而双侧

电源同样是靠近 M 侧母线 L-I 线路内部 (2)

BC d 短路,

°M 1B J B B

arg 50???=≈?U

I ,即后者的 J B ??比前者的 J B

??大了 10°。这是由于作图的误差造成的,前面已指

出 M N M M M N ||||||>>I I I , 但这三者的幅值在图中无法精确确定,实际上 B J ??仍应是 40°左右。

假设双回线的长度非常长,当短路点 d 靠近母线 M 时,由于与母线 N 的距离为∞,则 N 侧电源对 M 侧保护的影响很小, J ?可按单侧电源供电的情况分析;而随着短路点 d 往母线 N 方向移动,由

于双回线的长度非常长, N M

I 、 M N I 的幅值都约等于零,因此 M

φ?≈I I , J ?仍近似等于单侧电源供电的情况。对于有限长度的双回线来说, J ?仅会稍有波动,这可从仿真结果看出来。

通过上述分析还可以推出,同一故障类型的测量角也不随 M 侧与 N 侧电源的功角差 δ变化,即不随负荷大小变化而变化。

- 10 - 继电器

3 仿真验证

以 BC 短路为例,在 58 km长的双回线 L-I 线路上设三个故障点, 分别为 M 侧母线出口处、中点、

N 侧母线出口处。 1J ??Φ、 2J ??Φ、 3

J ??Φ分别为在这三处发生故障时的测量角。

(1)单侧电源双回线运行 BC 短路

3J C

??2J C

??11J B J C ()

????2J B ??3J B

??0

t 123

J C J C J C () ??????、

3J B J B J B () ??????、

t (a)无关相相间电压极化的选择元件动作波形

(b)正序电压极化的选择元件动作波形

图 7 单侧电源的情况 Fig.7 Situation of unilateral source

图 7为单侧电源的情况。各 J ?在故障时刻 (t 0) 前均为初始值零。 (a )是采用无关相相间电压极化

的选择元件动作波形,可以看到 t 0时刻后,当故障

点的分别位于 M 侧母线出口处、中点、

N 侧母线出口处时, J B ??分别为-20°、-30°、-50°, J C ??分别为-20°、 0°、 10°;图 7(b )是采用正序电压极化的选择元件动作波形,故障发生于预设的三个点处时,均有 J B 40??=°, J C 100??=°。

(2)双侧电源双回线运行 BC 短路

3J C J C J C () ??????123J B J B J B ()

??????0

t 、

、

图 8 双侧电源的情况 Fig.8 Situation of bilateral sources

见图 8, 双侧电源双回线运行, L-I 回路内部仍

在上述三个不同地点发生 BC 短路时,以正序电压极化的选择元件测量角依然有 J B 40??=°,

J C 100??=°,不随故障点位置的改变而改变,与前面的分析一致。

由于篇幅所限,单相接地、两相短路接地等故障的仿真就不再一一列出,其结果表明,这些故障同样具有前述特点。

4 结论

通过前面理论分析和仿真验证可以看出,采用正序电压极化的选择元件具有如下的特点:1) 无论单侧电源或双侧电源双回线运行, 线路内部故障时, 选择元件的测量角不随短路点的改变而改变; 2) 相同故障类型在单侧电源和双侧电源供电时,其测量角基本不变。总之,测量角与故障点位置无关,也不随双侧电源的功角差 δ变化而变化, 只取决系统参数、故障类型、运行方式等因素,这样可以根据需要方便地确定最大灵敏角,使保护具有更好的动作性能。参考文献

[1] 朱声石.高压电网继电保护原理与技术[M].北京:中国

电力出版社, 2005.

ZHU Sheng-shi.Principle and Technology of High Tension Networks Protection[M].Beijing:China Electric Power Press,2005.

[2] 贺家李,宋从矩 . 电力系统继电保护原理[M].北京:中

国电力出版社, 1994.

HE Jia-li, SONG Cong-ju.Relay Protection Principle of Power System[M]. Beijing:China Electric Power Press,1994.

[3] 李光琦.电力系统暂态分析[M]. 北京:中国电力出版

社, 1995.

LI Guang-qi.Transient Analysis of Power System[M]. Beijing:China Electric Power Press,1995.

[4] 葛耀中.新型继电保护与故障测距原理与技术 [M] .西

安:西安交通大学出版社, 1996.

GE Yao-zhong. New Types of Protective Relaying and Fault Location Their Theory and Techniques[M]. Xi’an:Xi’an Jiaotong University Press,1996. 收稿日期 :2007-09-11; 修回日期 :2007-10-10 作者简介:

鄢安河(1952-) ,男,高级工程师,从事电网技术、电力系统调度、生产的研究和管理工作; E-mail:zhaoyicqu@ 163.com

李夏阳(1982-) ,男,硕士研究生,研究方向为电力系统及其自动化;

姚晴林(1931-) ,男,教授,主要从事电力系统继电保护领域的研究。

范文五：线路横差保护装置

DF3225 线路横差保护装置

技术说明书

烟台东方电子信息产业股份有限公司

1. 概述...........................................................................................................................1

1.1 用途.......................................................................................................................................1 1.2 型号及含义...........................................................................................................................1 1.3 使用环境...............................................................................................................................1 1.4 技术特点...............................................................................................................................1

2. 主要技术参数...........................................................................................................3

2.1 额定数据...............................................................................................................................3 2.2 电流电压精确工作范围.......................................................................................................3 2.3 主要技术性能.......................................................................................................................3 2.4 通信接口...............................................................................................................................3 2.5 温度影响...............................................................................................................................3 2.6 触点容量...............................................................................................................................3 2.7 绝缘性能...............................................................................................................................4 2.8 冲击电压...............................................................................................................................4 2.9 抗电磁干扰性能...................................................................................................................4 2.10 功率消耗.............................................................................................................................5 2.11 重量.....................................................................................................................................5

3. 工作原理...................................................................................................................6

3.1 启动元件...............................................................................................................................6 3.2 方向横差保护.......................................................................................................................6 3.3 电流平衡保护.......................................................................................................................7 3.4 和电流保护...........................................................................................................................8 3.5 三相一次重合闸...................................................................................................................8 3.6 装置闭锁措施.......................................................................................................................9 3.7 PT断线检测.........................................................................................................................9 3.8 装置告警...............................................................................................................................9 3.9 硬件说明.............................................................................................................................10

4. 使用说明.................................................................................................................12

4.1 装置的应用场合.................................................................................................................12 4.2 定值整定.............................................................................................................................12 4.3 人机对话.............................................................................................................................14 4.4 事故报告.............................................................................................................................20

5. 结构和安装.............................................................................................................21

5.1 装置结构尺寸.....................................................................................................................21 5.2 装置面板布置.....................................................................................................................21 5.3 装置接线端子.....................................................................................................................22 5.4 装置内部插件位置.............................................................................................................22

6. 用户安装调试说明.................................................................................................23

6.1 通电前检查.........................................................................................................................23 6.2 装置通电检查.....................................................................................................................23 6.3 模拟短路实验.....................................................................................................................24 6.4 耐压实验.............................................................................................................................25

7. 维护运行.................................................................................................................26

7.1 装置的投运.........................................................................................................................26 7.2 装置的运行.........................................................................................................................26 7.3 保护动作信号及报告.........................................................................................................26 7.4 其他注意事项.....................................................................................................................26

8. 订货须知.................................................................................................................27 9. 附录.........................................................................................................................27

1. 概述

1.1 用途

DF3225线路横差保护装置可用于66kV及以下小电流接地系统平行双回线路的主保护。另设两段和电流保护可作为双回线并列运行的后备保护或者作为双回线分裂运行和单回线运行的保护。主要保护功能如下：

a) 方向横差保护； b) 电流平衡保护； c) 两段和电流保护；

d) 双回线三相一次重合闸；

e) 复合电压（低电压+负序电压）闭锁； f) PT断线检测。

1.2 型号及含义

DF 3 2 2 5

序号线路保护

110kV变电站综合自动化系统变电站综合自动化产品企业代号

1.3 使用环境

a) 环境温度：-10℃～+50℃，24小时内平均温度不超过+35℃；

b) 贮存温度：-25℃～+70℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，

温度恢复后，装置应能正常工作； c) 相对湿度：不超过85%；

d) 大气压力：80kPa～110kPa ；

e) 工作位置：偏离基准位置不超过5°； f) 使用地点不允许有爆炸危险的介质，周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气

体及导电介质，不允许充满水蒸气及有较严重的霉菌存在； g) 使用地点应具有防御雨、雪、风、沙、灰的设施。

1.4 技术特点

本产品具有如下技术特点：

采用先进的工业级芯片，具有总线不出芯片的特点，电气隔离和电磁屏蔽设计符

合国际标准,使装置的硬件系统具有极高的抗干扰能力和工作可靠性保护原理成熟可靠，并已经历长时间的现场运行考验

采用14位A/D转换芯片，提高了数据采集的分辨率和测量精度

配有高速数据通信网接口，通信规约采用部颁继电保护设备信息接口配套标准。

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可以作为独立的保护单元工作，也可通过通信接口和变电站内其他保护和监控设备联网构成变电站综合自动化系统，满足变电站无人值班、少人值班和集中控制等多种运行管理模式要求

采用大屏幕液晶显示，汉化菜单操作，人机界面友好，使用方便主要芯片采用表面贴装技术，结构为插件式整面板结构

2. 主要技术参数

2.1 额定数据

a）交流电压：100V，100/V；

b）交流电流：5A或1A； c）额定频率：50Hz；

d）额定直流电源：220V或110V，允许偏差 -20%～+10%。

2.2 电流电压精确工作范围

a）电流： 0.1In～20In（±3%误差）； b）相电压：2V～70V（±3%误差）； c）线电压：2V～120V（±3%误差）。

2.3 主要技术性能

2.3.1 整定范围

a）电流定值整定范围：0.1In～20In (注：In为额定值,下同)； b）低电压闭锁定值整定范围：2V～100V（线电压）； c）负序电压闭锁定值整定范围：2V～60V； d）重合闸检同期电压整定范围: 2V～60V； e）时间定值整定范围：0～80s；

f）电流平衡系数整定范围：1.0～2.0。 2.3.2 整定误差

a）电流整定值误差不超过±3%； b）电压整定值误差不超过±3%；

c）时间整定值小于1s时误差不超过±15ms，大于1s时误差不超过±1.5%。 2.3.3 整组动作时间

a）方向横差动作时间（2倍整定值）：不大于30ms； b）电流平衡动作时间（2倍整定值）：不大于30ms。

2.4 通信接口

RS485接口，可采用光纤或双绞线作为传输媒介。

2.5 温度影响

装置在-10～+50℃温度下动作值因温度变化而引起的变差不大于±3%。

2.6 触点容量

装置的出口继电器触点最大导通电流为8A。

2.7 绝缘性能

2.7.1 绝缘电阻

装置绝缘电阻满足表2-1所示要求：表2-1 装置绝缘电阻测试

试验部位交流电压回路对地交流电流回路对地交流电流和交流电压回路之间交流回路和直流回路之间

直流电源回路对地开入回路对地开出接点对地开入回路和开出接点之间

2.7.2 介质强度

装置能承受表2-2所示的耐压试验，无击穿或闪络现象。表2-2 装置工频耐压试验

试验部位交流电压回路对地交流电流回路对地交流电流和交流电压回路之间交流回路和直流回路之间

直流电源回路对地开入回路对地开出回路对地(24V) 开出回路对地(220V) 开入回路和开出回路之间

耐压水平（工频，一分钟）

2000V 2000V 2000V 2000V 1500V 500V 500V 1000V 500V

绝缘电阻>100兆欧

用开路电压500V摇

表测

绝缘电阻>100兆欧

用开路电压1000V

摇表测

试验要求

备注

2.8 冲击电压

装置承受表2-3所示的标准雷电波冲击试验，装置应无绝缘破坏。表2-3 装置标准雷电波冲击试验

试验部位交流电压回路对地交流电流回路对地直流电源回路对地开入回路对地开出接点对地

冲击电压 5000V 5000V 5000V 1000V 1000V

2.9 抗电磁干扰性能

2.9.1 脉冲干扰实验

能承受频率为1MHz及100kHz，电压幅值共模2500V，差模1000V的衰减震荡波

脉冲干扰试验。 2.9.2 静电放电测试

能承受IEC1000-4-2标准Ⅲ级、试验电压6kV的静电放电试验。 2.9.3 辐射电磁场干扰测试

能承受IEC1000-4-3标准Ⅲ级、干扰场强10V/m的辐射电磁场干扰试验。 2.9.4 快速瞬变干扰实验能承受IEC1000-4-4标准Ⅲ级的快速瞬变干扰试验。

2.10 功率消耗

a) 直流回路：在额定直流电压下，正常工作时<15><25>

b) 交流电压回路：< 1.0va/相（un="57.7V）；" c)="">< 1.0va/相（in="5A）；">< 0.5va/相（in="">

2.11 重量

装置重量不大于10kg。

3. 工作原理

3.1 启动元件

装置的启动元件有两种：线路差电流模值启动元件、线路相电流突变量启动元件。这些启动元件作为方向横差保护，电流平衡保护，和电流保护的启动元件。若方向横差和电流平衡保护均退出运行或者线路TWJ闭锁横差保护条件满足，线路差电流模值启动元件将自动退出工作。启动元件均采用按相启动方式。判据条件如下：

Ia1-线路I A相电流, Ia2-线路II A相电流，Icqd-线路差电流模起动定值. Ib1-线路I B相电流, Ib2-线路II B相电流 Ic1-线路I C相电流, Ic2-线路II C相电流

b） |｜I（t）- I(t-T)｜－｜I（t-T）- I(t-2T)｜| ≥ Iqd

T–采样周期，Iqd –突变量启动定值；I-线路I、II的A、B、C相电流

3.2 方向横差保护

图3-1 平行双回线横差保护

U2m>FDY 图3-2 方向横差保护逻辑图如图3-1所示：方向横差保护可装于平行线电源侧或负荷侧。主要由差电流元件和方向元件组成。正常情况及外部短路时，两回线差电流小，保护不动作。当线路差电流及方向均满足要求时横差保护选线后跳闸。判据包括：

(1)差电流元件：

｜Ｉφ1－Ｉφ2｜≥ICL

(2)a）电流方向元件(功率继电器采用90°接线，内角为30度)：

U??|0|

>?120°L1选线元件： 60°>Arg

I1??I2?

U??|0|

L2选线元件： 240°>Arg>60°

I1??I2?

b)双回线各自独立的功率方向元件：

U ?? |

> ? 120 ° 60 ° > Arg

注:此种方向元件只能用于受电侧。在其它条件满足的情况下,当双回线方向满足一条正向一条反向时,才出口。两方向元件可经KG1.12选择。

90°接线指分别采用Ubc、Ia或Uca、Ib或 Uab、Ic作为方向元件的输入。方向横差保护的方向元件和差电流元件采用按相启动方式。方向元件带记忆功能以消除三相短路的方向元件死区。方向横差可通过控制字经复合电压闭锁。

图3-2为方向横差保护的逻辑图。

3.3 电流平衡保护

电流平衡保护主要通过比较两回线电流幅值，兼有差电流元件及方向选择的作用。平衡保护幅值比较采用按相比例制动。当不考虑单回线运行时的跳闸判据为： L1跳闸： | I1 | ≥ K1 | I2 | AND | I1 | ≥ IMK L2跳闸： | I2 | ≥ K2 | I1 | AND | I2 | ≥ IMK Ｋ1,Ｋ2>1 安全系数装置中系数K1、K2一般取1.2，可整定。同时设置保护动作的最小线路门槛电流IMK（可整定），防止双回线轻载运行时电流不平衡保护误动。平衡保护只能用于电源侧，双端供电时两侧均可装平衡保护，受电侧不能装平衡保护。

图3-3为电流平衡保护的逻辑图。

图3-3 电流平衡保护逻辑图

3.4 和电流保护

和电流保护共二段，均可带时限跳闸。在线路单回线运行时，两段和电流保护可作为单回线路的主保护及相邻线路的后备保护。当平行双回线并列运行时，横差保护为线路主保护，和电流保护可作为平行线路的后备保护，此时保护带时限跳两回线，并且保护不重合;当双回线并列运行时方向元件可选，方向元件采用90°接线方式，灵敏角为－30°，当PT断线时方向元件自动退出。通常双回线的运行方式除了并列运行和单回线运行外，较多的还有双回线分裂运行，此时横差保护将退出运行，需要配置两套独立的单回线路保护。为了使和电流保护适应这种运行方式，本装置设计了独特的和电流保护跳闸方式，可通过控制字整定选择和电流保护跳闸方式，使和电流保护在双回线并列运行时跳两回线或者在线路分裂运行时选跳故障线路。选线跳闸单回线的依据是故障线路电流大于非故障线路，此时保护允许重合。当双回线分裂运行或单回线运行时，不带方向元件。

双回线分裂运行时的选线跳闸判据为：

L1跳闸：I1max>I2max L2跳闸：I2max>I1max

其中：I1max=max{|Ｉa1｜, |Ｉb1｜, |Ｉc1｜}；I2max=max{|Ｉa2｜, |Ｉb2｜, |Ｉc2｜}；和电流保护I段跳闸判据如下：

Imax=max{|Ｉa1+Ｉa2｜, |Ｉb1+Ｉb2｜, |Ｉc1+Ｉc2｜}； L1或L2跳闸：Imax > IH1

图3-4为和电流保护I段的逻辑图，和电流保护II段原理与I段相似。

图3-4 和电流保护逻辑图

3.5 三相一次重合闸

本装置内设双回线的三相一次重合闸完全相互独立工作，重合闸起动方式可由本装置保护起动和开关位置（偷跳）启动。开关位置（偷跳）启动重合闸的条件为：线路TWJ＝1且线路充电完成。因此当线路手跳或通信跳时需将（手跳继）通过闭锁重合开入将重合闸放电。．．．．．．．．．．．．STJ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．若双回线运行时和电流保护动作跳两回线，此时一般为异常情况，保护不重合。考虑系统运行情况的变化和平行双回线特点装置重合闸可由控制字整定为非同期、检无压、检同期和检邻线有流四种方式之一。线路抽取电压可由控制字整定为三个线电压或三个相电压之一。检无压电压定值固定取为0.3Un。重合闸必须在充电完成后投入，线路在正常运行状态（TWJ＝0），且无外部闭锁重合信号，经15S充电完成。CPU收到闭锁重合信号后，立即给重合闸放电。单回线运行或双回线分裂运行时和电流保护跳闸后自动投入重合闸后加速段，后加速投入时间展宽为3S，后加速跳闸时间固定为100ms。

图3-5为双回线路重合闸的逻辑图。图中TTR元件为保护跳闸节点，

件。注意图中只画出了其中一条线路的重合闸逻辑。

图3-5 重合闸逻辑图

3.6 装置闭锁措施

当平行双回线只有单回线投入运行时必须闭锁横差保护，由于某种原因使线路本侧或对侧断路器跳开时横差保护也不应该误动。本装置设有以下闭锁措施：

a）复合电压闭锁：包括负序电压及低电压闭锁措施。可由控制字投退。

b）断路器跳位继闭锁：检测线路1、线路2及母线断路器跳闸位置继电器，任何一个开关断开闭锁横差保护。

c）跳闸闭锁逻辑：保护跳一回线后禁止再跳另一回线。

d）跳闸延时返回逻辑：双回线一回线空载，一回线运行时区外故障保护跳闸后跳闸节点延时10S返回。

3.7 PT断线检测

装置设有两种检测PT断线的判据：

a）任一线电压小于70V,且任一相和电流大于0.2A。 b）正序电压小于10V，而任一相和电流大于0.2A。

满足以上任一条件后延时5S报母线PT断线，发出运行异常告警信号。电压恢复正常后保护延时1S自动恢复正常。在断线期间，根据整定控制字选择退出方向和电压闭锁或退出横差保护功能。

3.8 装置告警

装置设有较完善的故障检测功能，大大提高了装置保护功能的可用性、依赖性和安全性。装置发现有不正常现象时告警，有二种告警类型：

a）装置故障告警：CPU 故障；RAM故障；E2PROM故障；ROM故障；定值自检故障；开关量输出故障；装置故障告警闭锁保护出口。

b）装置异常告警：TWJ异常告警（TWJ＝1且线路有流）；PT断线告警。在PT断线时可选择退保护或退方向及电压闭锁。异常告警不闭锁保护，只发出异常告警信号，并且在系统正常后告警信号自动复归。

3.9 硬件说明

本装置采用19英寸标准机箱，机箱尺寸：482.6mm×350mm×177mm。面板为整面板方式，箱内的插件从左到右分别为:交流插件（两块）、CPU插件、出口插件及电源插件，另外面板背后还有一个人机对话板。

3.9.1 交流插件：

本插件将系统电压互感器、电流互感器二次侧强电信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。交流输入量共11路，包括线路电流Ia1、Ib1、Ic1、Ia2、Ib2、Ic2；母线电压Ua、Ub、Uc；线路1电压UL1(重合闸检同期用)；线路2电压UL2(重合闸检同期用)。

1＃交流插件包括5路电压变换器和4路电流变换器。2＃交流插件仅包括2路电流变换器。交流插件原理图见附图三。

3.9.2 CPU插件（包括CPU主板和开关量背板）

插件原理图见附图一。本插件所用CPU为高集成度32位工业控制用芯片，具有总线不引出芯片的特点，片外扩展逻辑均通过I/O线与CPU连接，抗干扰能力强。

本插件采用14位A/D转换芯片，最大可有12路模拟输入通道。本插件有12路开关量输入回路，开入量均经光耦隔离后接入CPU。本插件有最多9路开关量输出回路。开出分成两种，一种是用于驱动出口继电器及信号继电器的，其开出的+24V电源经告警继电器2的常闭接点闭锁；另一种用于驱动告警继电器，其+24V电源是不经闭锁的的。另外，所有出口继电器的 –24 经启动继电器常开接点闭锁。

本插件上还设有高速串行485接口或光纤接口，用于通信。 3.9.3 出口插件

本插件内有一个起动继电器，其常开接点用来闭锁跳闸及合闸出口的-24V电源，以防CPU插件上驱动跳、合闸出口的光耦或三极管击穿时所造成的误动作。

CPU插件在检测到必须立即闭锁本CPU跳闸回路的严重故障时驱动故障告警继电器，其常闭接点用于切断CPU的跳、合闸出口的+24V电源。

复归继电器是用于复归信号的继电器，由远方通信复归信号驱动。出口插件原理图见附图四。 3.9.4 电源插件

直流220V或110V输入经逆变后输出本装置所需四组直流电压： +5V：为CPU及其外围芯片提供工作电源 ±12V：为模拟输入回路运放及A/D芯片提供工作电源 +24V1：为开出回路提供电源 +24V2：为开入回路提供电源

四组电压均不共地，且采用浮地方式，同外壳不相连。电源插件原理图见附图六。 3.9.5 通讯管理及操作箱（外配模块）

可外配带有高速通讯网络接口，用于与保护模块通讯，并负责通过以太网与后台通讯，机箱背端子有485口，连接保护插件和其他智能单元，可以通过细缆，或双绞线，或光纤，

连接在以太网上。还带有打印机接口，可以自动地打印保护动作信息，或通过人机界面，选择需要的信息打印。通信规约符合部颁标准。装置外配两个DF3280操作箱分别作为两条线路跳合闸操作机构。

4. 使用说明

4.1 装置的应用场合

DF3225线路横差保护装置主要用于66KV及以下小电流接地系统平行双回线相间短路的主保护。另设两段和电流保护作为双回线运行的后备保护或作为单回线运行的保护。除基本保护功能外，还具有遥信、远方复归、远方通信、远方定值修改等功能。

4.2 定值整定

4.2.1 概述

本装置的整定值存放在CPU插件中的EEPROM中，可同时存放8套不同的定值,以适应不同的运行方式。可由控制字或远方通信进行定值区的选择。 4.2.2 定值清单

表4-1 定值清单

序号

代码

定值名称

整定范围

控制字～FFFF 控制字～FFFF 电流突变量启动定值～20A 横差保护差电流动作定值～100A 和电流保护一段动作定值～100A 和电流保护一段动作时间

0～80S

和电流保护二段动作定值～100A 和电流保护二段动作时间

0～80S

电流平衡保护系数～2.0 电流平衡保护系数～2.0 横差保护低电压闭锁线电压定值

2～100V 2～60V 0～10S 2～60V

横差保护负序电压闭锁电压定值重合闸时间定值

检同期用角度（电压）定值

电流平衡保护动作门槛电流值～30A

KG1控制字各位定义如下：(1-有效 0-无效 )

表4-2 KG1控制字定义位 D0 D1 D2

定义

方向横差保护投（1有效）电流平衡保护投和电流保护一段投

位D8 D9 D10

定义和电流保护加速段投频率跟踪投开关偷跳启动重合投

D3 D4 D5 D6 D7

和电流保护二段投 PT断线退保护(1)退闭锁(0) 横差保护经复合电压闭锁线路1重合闸投线路2重合闸投

D11 D12 D13 D14 D15

备用

横差保护方向元件选择横差保护投100ms延时和电流I段投方向和电流II段投方向

KG2控制字各位定义如下

表4-3 KG2控制字定义

位

定义

位

定义

线路1重合闸线路2重合闸重合闸方式选择重合闸方式选择 D1 D9 D2 D3 D4 D5 D6 D7

C相电压 B相电压 A相电压 CA线电压 BC线电压 AB线电压

D10 D11 D12 D13 D14 D15

C相电压 B相电压 A相电压 CA线电压 BC线电压 AB线电压

表4-4 检同期方式定义

D0-D1 00 01 10 11

重合方式选择重合不检（非同期）检邻线有流（TWJ=0且有流）检无压检同期

4.2.3 定值整定说明

1) T_QD（电流突变量启动定值）：保证末端故障时有足够的灵敏度，建议取 0.2－0.3In。 2) VTQ（检同期电压定值）：按下式进行整定计算,当线路侧取线电压时,Un=100V, 当线

路侧取相电压时,Un=57.7V。Ф为同期角

VTQ=2 * Un * sin（Ф/2）

3) IMK(电流平衡保护动作门槛电流值)：为保证在任何故障时电流平衡保护可靠动作，

而正常运行时不误动，建议门槛值按线路最大负荷电流整定，并考虑一定裕度。即：IMK＝1.2*Ifhmax。

4) KG1.11(和电流保护跳闸方式选择)：

KG1.12=0 横差保护投差电流方向元件。

KG1.12=1 横差保护投各自独立的功率方向元件（只能用于受电侧）。

5) KG1.14,.KG1.15和电流方向投退：只有在双回线并列运行时有效，当PT断线时，自动

退出方向元件。

4.3 人机对话

本装置具有非常友好的人机对话界面，在前面板设有一个液晶显示屏、七个按键、信号复归按钮及若干信号指示灯（见图5-1）。

七个按键功能定义如下：

键：

菜单选择时，左移光标；

键：菜单选择时，右移光标；键：菜单选择时，上移光标；修改定值或参数时，数值加1；键：菜单选择时，下移光标；修改定值或参数时，数值减1； Esc键：退出功能和熄屏键；

Ent键：选择确认键； Rst键：系统复位键。

开机上电或系统复位后，液晶上显示装置主画面，并点亮液晶背景光，见图4-1。图中显示依次为装置型号、名称、版本号、程序CRC校验码(校验码可能不同)。

图4-1 4.3.1运行主菜单界面

开机上电或系统复位时，不按任何键系统自动进入运行方式，液晶画面如图4-1。在运行方式下，按任意键（除复位键外）液晶上显示运行主菜单画面，见图4-2。在运行方式下，

如果不按键，3分左右系统自动熄屏。也可按Esc键熄屏。熄屏情况下，按任意键（除复位键外），系统点亮背光，并显示图4-1画面。

图4-2

注:测量查看阴影处为光标所在位置，用、、不同功能菜单。

下面分别介绍运行主菜单各子菜单功能及操作方法： 1. 测量查看

光标移至“测量查看”后，按Ent键进入该项子菜单，能够查看双回线三相电流、和

电流、差电流的幅值，三相电压幅值、线路抽取电压值，分四屏显示。图4-3

为第一屏显示画面。第一屏光标在“I1”处，显示线路A相电流值：Ia1、Ia2、ICa（差电流）、IHa（和电流）的幅值；第二屏光标在“I2”处，显示线路B相电流值：Ib1、Ib2、ICb、IHb的幅值；第三屏光标在“I3”处，显示线路C相电流值：Ic1、Ic2、ICc、Ihc的幅值及频率F（仅在频率跟踪投入时频率有效，否则显示50Hz）、第四屏光标在“U”处显示母线电压Ua、Ub、Uc及线路电压U1L和Esc键返

回运行主菜单。

图4-3

2. 故障查看

光标移至“故障查看”后，按Ent键进入该项子菜单，则可查阅历次故障报告。故障报告编号从1到16，1号为最新一次报告，16号为最旧一次报告。保护动作事件报告分多屏显示，每屏显示故障起始时间、动作事件，动作时间（见图

4-4、4-5）、保护动作屏后显

示故障电量（见图4-6），常见信息包括保护启动、保护动作、保护重合出口、保护加速出结束时，按Esc键返回运行主菜单。

图4-4

图4-5 图4-6

3. 开入查看

光标移至“开入查看”后，按Ent

键进入该子菜单，则可查看12路开入状态，见图4-7所示（注意横差保护及和电流保护投入时开入2或3为1）。查看结束时，按Esc键返回运行主菜单。

图4-7

开入量定义如下表所示：

表4-5 开入量定义表

标号 1 2 3

开入内容信号复归横差保护投和电流保护投

标号4 5 6

开入内容

线路TWJ1 线路TWJ2

标号 7 8

开入内容

闭锁重合闸1 闭锁重合闸2 备用开入1－4

母联－12

4. 定值菜单

光标移至“定值菜单”后，按Ent键进入该子菜单后，可查阅、修改和投入保护定值以及查看已投运的定值区号（见图4-8）。通过光标键选择相应子菜单功能，按Ent键进入下一级菜单，按Esc键返回运行主菜单。保护最多可存入8套定值，放在0-7不同的8个区内。上电或复位后自动投入最近一次投入区的定值。当通过管理机对本装置的定值进行操作的同时，若在本装置上也对定值进行操作，则可能进入“其它进程占用”画面，而不能操作，从而防止同时对定值进行操作。各子菜单操作使用方法介绍如下：

图4-8

1）定值查看

选择“定值查看”子菜单后，进入该菜单画面。如图4-9，在光标处输入要查看的定值区号，按上下光标键改变区号大小，确定要查看的区号后按Ent键，则进入该区查看画面，按上下光标键翻阅该区不同定值。查看结束时,按Esc键返回上一级菜单。

图4-9

2）修改定值

选择“修改定值”子菜单后，为防止随意修改定值，要求输入密码。画面如图4-10所示，输入正确的密码后，按Ent键就进入“定值修改”界面。

图4-10

同“定值查看”一样先要选择定值区号，按Ent键进入修改画面(如图4-11)。本装置一次只能修改一个定值项，即输入要修改定值项的序号，按Ent键确认后，相应的定值显示在屏上，进入修改状态。修改定值时，用左右光标键选择该定值不同的位，用上下光标键对选定的位进行修改，一个定值修改完毕，按Ent键后修改下一个定值。若本区定值修改完毕，按Esc键退出时，液晶会提示是否存入新修改定值，光标选择Y（存入）或N（不存入），按Ent键确认并返回上一级菜单。若还需修改其它区定值，按上述方法再来一次修改即可。定值修改完成，只有在图

图4-11

3）定值投入

“定值投入”同“定值修改”一样，需要正确输入密码才能进入。“定值投入”的画面如图4-12所示，在光标对应位选择要投入的区号，按Ent

键即该区定值投入成功。

图4-12

4）定值区号

“定值区号”子菜单项显示正在运行的定值的区号。如图4-13所示。

图4-13

5．系统信息

进入“系统信息”子菜单后，主要显示装置的系统信息，该子菜单有五个子菜单，如图4-14所示：

图4-14

“网络地址”菜单项显示本装置在同管理机通讯时的网络编号。“额定参数”菜单项显

示线路的一次侧电压、电流额定值，二次侧电压、电流额定值。“开关信息”菜单项显示双回线的断路器动作次数。“时钟修改”菜单项显示并修改装置时间，装置仅在上电复位时将时间默认为2000年1月1日0点整，因此每次装置上电均需要进行对时操作。“极性检测” 菜单项测试PT、CT极性。其PA（PB或PC）为＋、－分别表示A相（B或C）有功功率为正或负，由此可判断PT、CT极性。

6．A/D测试

进入“A/D测试”功能菜单后，液晶画面显示如图4-15。在光标处选择不同的采样通道号，就可查看不同通道采用一次差分全周付氏算法求得的模拟量实部、虚部和采用一周采样值（16点采样）累加的和除以16求得的零漂值(用16进制数表示)。显示时，对于模拟量输入求得的AD测试值是同一时刻的结果。按上下光标键选择不同的采样通道，按Esc键返回运行主菜单。采样通道顺序按表4-6中模拟量顺序。

图4-15 表4-6

标号测试通道

－－

4.3.2调试菜单界面

如果将任意键（除复位键外）按下，同时按系统复位键或上电,则装置进入调试状态。调试状态下液晶不熄屏，其显示画面见图4-16。

图4-16

从图4-16可看出，只要将运行菜单中的“故障查看”项改成“传动试验”项，就跟调试菜单界面完全相同。在调试菜单中，“测量查看”、“开入查看”、“定值菜单”及“A/D测试”四个选项的功能和运行菜单中的功能完全相同，这里不再叙述。下面介绍其它两项菜单功能及操作：

1．系统信息

进入“系统信息”子菜单后，会发现该“系统信息”中的功能选择项，比运行菜单中“系统信息”菜单选择项多一条“密码修改”选项，该选项可修改装置密码。其它选项除具有运行菜单中“系统信息”中的各选项的功能外，还可修改各项内容。现用修改网络地址的实例说明修改各项内容的方法，从调试菜单进入系统信息子菜单后，把光标移至“网络地址”处，按Ent键后系统会要求输入密码（输入密码参见“修改定值”）。系统确认密码正确后，液晶显示如图4-17所示画面。在光标处修改地址代号，修改完成按Ent键，会出现又一提示画面（见图4-18），通过左右光标键移动光标选择Y或N，选择Y按Ent键表示网络地址修改完成并返回上一级菜单，选择N按Ent键表示网络地址修改无效并返回上一级菜单。

图4-18

图4-17

2．传动试验

进入“传动试验”子菜单后，系统要求输入密码（输入密码参见“修改定值”）。系统确认密码正确后，液晶上显示传动试验画面见图4-19：

开出标号见表4-7：

表4-7 标号 01 02 03 04 05 06 07

开出内容保护1跳保护2跳保护1合保护2合保护复归异常告警装置故障

图4-19

开出时间是开出脉冲宽度，以毫秒为单位，正确输入各项后，并按Ent键，系统会出现一画面询问“请您确认参数Y/N”，用光标选择Y或N确认参数正确与否，选Y后按Ent键进行传动试验，若需修改参数，将光标移至N下，按Ent键后重新输入参数再确认。如要取消传动试验，按Esc键返回调试主菜单。

4.4 事故报告

装置在保护动作，系统异常，硬件故障时，会生成事故报告，报告存储在保护插件的EEPROM，防止掉电时丢失报告，最多可存贮16份报告。事故报告生成后会立即在液晶上显示并通过管理机在打印机上打印输出，依照4.3节说明，通过人机对话，可查看报告的历史记录，便于事故后分析。对于保护动作事件，装置能将故障前一周波、故障后二周波的扰动数据上传到管理机打印输出。

5. 结构和安装

5.1 装置结构尺寸

装置采用标准4U机箱，其机箱结构和屏面开孔尺寸见图5-1所示。

图5-2装置面板布置图

图中所示1为8×16液晶显示屏；2为信号指示灯；3为七键键盘；4为信号复归按钮。

5.3 装置接线端子

装置背后接线端子图见附图。

5.4 装置内部插件位置

DF3225装置共有5个插件，装置机箱内部各插件布置如图5-3所示：

图5-3装置插件位置图

6. 用户安装调试说明

6.1 通电前检查

a）检查装置的型号及各电量参数是否与定货一致。

b）拔出所有插件，逐个检查各插件上的元器件是否松动、脱落，有无机械损伤及连线是否被扯断等现象。

c）检查各插件是否能插到位，锁紧机构能否锁紧。

6.2 装置通电检查

在通电检查时应注意，停电后才允许插、拔插件。电源接线正确，出口插件及CPU插件与面板相连的扁平电缆接线正确、牢固才允许通电运行。 6.2.1整机通电检查

按图5-3正确插好装置的全部插件及插件与面板之间的扁平电缆。给上电源，面板上的电源灯、运行灯、重合允许（上电15S后）灯应发绿灯平光，其他指示灯灭。液晶显示如图4-1所示运行菜单界面，并且无告警显示。 6.2.2开入量检查

在装置背后开入量输入端子上分别加+24V电源，此时对应开入量为1，利用面板上的“开入查询”功能可查询相应的开入量状态，如有错误应检查相应开入回路或光隔芯片。 6.2.3零漂检查

利用“ＡＤ测试”菜单命令，检查模拟回路零漂。每回路零漂值应在±2０范围内，如不满足，请厂家更换CPU插件。 6.2.4交流量输入的检查

将电流回路同极性串联，通入额定交流电流，要求串入0.2级（或0.5级）电流表；将电压回路同极性并联，通入额定交流电压，要求并入0.2级（或0.5级）电压表。将保护装置置为调试状态，进入“测量查看”子菜单观察各通道有效值，读数和表计指示误差应小于±5%之内。若不满足要求，请厂家更换CPU插件。 6.2.5电流电压极性检查

在装置通有系统二次电流电压的条件下，进入“系统信息”的“极性测试”菜单，若PA（PB或PC）为“+”，则表明A相（B相或C相）有功功率>0。可根据现场电流、电压及功率情况，分析电流电压极性是否正确。

6.2.6定值输入

通过人机对话的“定值整定”菜单的“定值修改”子菜单，将全部保护定值输入并保存；通过人机对话的“定值整定”菜单的“定值投入”子菜单，投入运行定值区；

通过人机对话的“定值整定”菜单的“定值区号”子菜单，查看运行定值区是否为所投区。

6.2.7开出传动实验

进入调试状态，运行灯闪烁。进入“开出传动”子菜单，用键盘逐项驱动各开出回路，检查相应继电器的节点及面板信号灯状态，如果不正确，检查相应的的硬件回路。

6.3 模拟短路实验

6.3.1实验目的及项目

检查各种保护各项定值是否精确，动作行为是否正确。 6.3.2实验方法及步骤用户可采用微机保护测试仪或继电保护试验车（台），检查微机保护装置的性能。按图6-1的接线图进行接线，注意此图为保护的A相接线，也可将IA1、IA2改为B、C相接线。分别接IB1、IB2和IC1、IC2。

保护测试仪

UA UB UC UN IA1* IA1 IA2* IA2 25 24 28 27

DF3225线路横差保护装置

图6-1 试验接线图

试验前将装置开入量横差保护和和电流保护均投入运行（将端子49、50与46相连）。设模拟短路试验定值清单如下：

1：KG2＝0000H 2：T_QD=1.0A； 3：ICL=5A； 4：IH1＝8A； 5：T1＝1S；

6：IH2＝5A； 7：T2＝3S； 8：K1＝1.2 9：K2=1.2 10：VBI＝60V； 11：FDY＝10V； 12：TCH＝1S； 13：VTQ＝20V；14：IMK＝5A；

a） KG1＝0001H（横差保护投）

取电流IA1=5∠0°A，IA2=5∠180°A（2倍动作值）；电压UA=57∠0°V；UB=30∠20°V；UC=30∠－160°V。线路1方向横差保护可靠动作。装置面板保护I跳红灯亮，液晶显示方向横差保护1跳闸信息。取电流IA1=4.5∠-75°A、IA2=0A（0.9倍动作值）；保护可靠不动作，液晶上有保护启动报告。取电流IA1=5∠0°A，IA2=5∠180°A，电压UA=57∠0°V；UB=30∠100°V；UC=30∠－80°V。线路2方向横差保护可靠动作。装置面板保护II跳红灯亮，液晶显示方向横差保护2跳闸信息。

b）KG1＝0002H（电流平衡投）

取电流IA1=6A；IA2=4A。线路1电流平衡保护可靠动作。装置面板保护I跳红灯亮，液晶显示电流平衡保护1跳闸信息。取IA2=5.2A；电流平衡保护可靠不动。

取电流IA2=6A；IA1=4A。线路2电流平衡保护可靠动作。装置面板保护II跳红灯亮，液晶显示电流平衡保护2跳闸信息。取IA1=5.2A；电流平衡保护可靠不动。

c）KG1＝0004H（和电流I段投）

取电流IA1=6∠0°A，IA2=4∠0°A，且TWJ1＝0、TWJ2＝1（将端子52与46相连）。线路1和电流保护I段可靠动作。装置面板保护I跳红灯亮，液晶显示和电流保护1 I段跳闸信息。取IA1=4∠0°A，IA2=2∠0°A，和电流保护1可靠不动。改变开入量线路TWJ1＝1、TWJ2＝0（将端子51与46相连）。取电流IA1=4∠0°A，IA2=6∠0°A，重复以上试验，和电流保护2 I段将动作。取IA1=2∠0°A，IA2=4∠0°A，和电流保护2可靠不动。

d）KG1＝0008H（和电流II段投）

取电流IA1=4∠0°A，IA2=2∠0°A，且TWJ1＝0、TWJ2＝1（将端子52与46相连）。线路1和电流保护II段可靠动作。装置面板保护I跳红灯亮，液晶显示和电流保护1 II段跳闸信息。取IA1=2∠0°A，IA2=2∠0°A，和电流保护1可靠不动。改变开入量线路TWJ1＝1、TWJ2＝0（将端子51与46相连）。取电流IA1=2∠0°A，IA2=4∠0°A，重复以上试验，和电流保护2 II段将动作。取IA1=2∠0°A，IA2=2∠0°A，和电流保护2可靠不动。

e）重合闸试验

重合闸试验只需要将线路重合闸控制字投入，等待15S重合闸充电完成，并将上述a)-d）项试验的控制字分别整定为：KG1＝00C1H、KG1＝00C2H、KG1＝00C4H、KG1＝00C8H，然后重复进行a)-d）的试验，保护将进行重合闸。并且注意保护跳闸后只有满足TWJ＝1 或者线路无流条件，保护才能重合。若该条件不满足，故障报告将显示断路器跳闸失败，保护不重合。试验时注意重合整定为不检或检无压方式。

f）上述试验如有问题,请厂家技术人员解决。

6.4 耐压实验

每台装置出厂前都应按表2-2的技术条件做耐压实验，在现场安装前一般不建议再做工频耐压实验，但应按技术要求测定绝缘电阻。

7. 维护运行

7.1 装置的投运

a）投入直流电源，电源灯亮、运行指示灯亮，如果允许重合重合允许灯应亮，其余指示灯灭；

b）核对保护定值清单，无误后存档； c）电压、电流相序应正确。

7.2 装置的运行

a）电源指示灯运行指示灯和重合允许灯发平光，其余指示灯灭，定值选择区号，与实际系统的运行方式相对应；

b）装置面板液晶显示的信息应与实际相一致； c）开入状态与实际状态一致； d）选择定值区号正确。

7.3 保护动作信号及报告

a）若线路1保护动作或线路2保护动作，面板上相应的指示灯保护1跳或保护2跳应亮，并且液晶自动显示事件报告内容，也可通过液晶菜单查看故障信息。按“信号复归”按钮可复归保护跳信号；

b）异常告警灯亮，则表明PT断线或TWJ异常，看事故报告可知告警原因。处理完毕后，告警能自动返回；

c）故障告警灯亮，表示装置本身硬件故障或定值不对。根据告警输出报告，参考表7-1 排除故障后，可按复位键复位。表7-1 故障告警信息表

告警I事件可能原因处理

RAM定值出错投入的定值区不对或定值出错投入正确的定值区 EEPROM出错/ROM定值出错投入未修改的定值区投入正确的定值区内部RAM故障 CPU插件故障更换CPU插件 ROM校验出错 CPU插件故障更换CPU插件开出光隔击穿 CPU插件故障或插件接触不牢更换CPU插件开出光隔失效 CPU插件故障或插件接触不牢更换CPU插件

7.4 其他注意事项

a）运行中，不允许不按指示操作程序随意按动面板上的键盘。 b）特别不允许随意操作如下命令

1）开出传动

2）修改定值及运行区号 3）设置模块网络地址

8. 订货须知

定货时需说明：

a）产品型号、名称、规格。

b）技术要求（包括额定直流电压、CT二次侧额定电流）。 c）订货数量。

d）收货单位及收货人。

9. 附录

附图1 DF3225 装置内部插件联系图附图2 DF3225 装置内部原理展开图一附图3 DF3225 装置内部原理展开图二附图4 DF3225 装置交流插件原理图附图5 DF3225 装置出口插件原理图附图6 DF3225 装置电源插件原理图附图7 DF3225 装置端子图附图8 DF3225 装置接线图

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