1 主題內容與適用範圍
本標準規定了靜態零序電流方向保護裝置的技術要求和試驗方法。
本標準適用於110kV及以上中性點直接接地系統的輸電線路的靜態零序電流方向保護裝置(以下簡稱裝置)。
2 引用標準
GB7261 繼電器及繼電保護裝置基本試驗方法
GB6162 靜態繼電器及保護裝置的電氣干擾試驗
DL478 靜態繼電保護及安全自動裝置通用技術條件
SD286 線路繼電保護產品動模試驗技術條件
本標準未提及的均應符合電力行業標準DL478《靜態繼電保護及安全自動裝置通用技術條件》和其他有關的國家標準提出的要求。
3 產品分類
3.1 裝置按構成型式分為分立元件構成的與集成電路構成的兩類。
3.2 由產品標準規定出以下內容：
a.產品型式、規格；
b.裝置型號的表示方法及其含義。
4 技術要求
4.1 額定數據
4.1.1 輸入激勵量額定值
交流(有效值)：100V，5A或1A，50Hz。
4.1.2 輔助激勵量額定值
4.1.2.1 逆變電源輸入直流額定電壓：220V，110V，48V。
4.1.2.2 逆變電源輸出直流額定電壓：
a.分立元件的裝置：24V，18V，並應有負偏壓；
b.集成電路的裝置：24V，±15(12)V。
4.1.2.3 逆變電源輸入直流電壓的允許波動範圍為額定電壓的80%～110%(115%)。
4.2 過載能力
4.2.1 交流電壓回路
1.2倍額定電壓下可連續運行。
4.2.2 交流電流回路
2倍額定電流下能連續工作；
10倍額定電流下允許工作16s；
40倍額定電流下允許工作1s。
4.3 功率消耗
4.3.1 交流電壓回路
在額定電壓下，3U0迴路功率消耗不大於2VA。
4.3.2 交流電流回路
a.分立元件的裝置：在額定電流下，不大於6VA；
b.集成電路的裝置：在額定電流下，不大於2VA。
4.3.3 直流回路
由產品標準規定。
4.4 環境條件
4.4.1 基準環境條件
作為確定裝置基本性能及準確度的基準條件及仲裁條件：
a.環境温度：20±2℃；
b.相對濕度：45%～75%；
c.大氣壓力：86～106kPa。
4.4.2 裝置適用的正常工作條件
a.額定環境温度範圍：-5～40℃，-10～55(50)℃；
b.相對濕度：45%～90%；
c.大氣壓力：80～110kPa。
4.5 整套裝置的主要技術要求
4.5.1 裝置有五個零序電流元件，四個階段時間元件，可實現：
a.四段式保護；
b.有兩個Ⅰ段(或兩個Ⅱ段)的三段式保護；
c.最末段時限在重合閘啓動後可以縮短Δt。
4.5.2 跳閘出口：
4.5.2.1 裝置的各段有獨立的出口繼電器。
4.5.2.2 跳閘出口方式可選擇：
a.自備選相元件及相應的邏輯迴路，實現分相跳閘或三相跳閘；
b.直接三相跳閘或通過綜合重合閘等裝置實現分相或三相跳閘。
4.5.3 設有一個零序功率方向元件，根據需要可任意選擇控制某一段或段的運行方式。當裝置接於線路電壓互感器時，在單相重合閘過程中可取消方向元件的控制。
4.5.4 裝置中的一個靈敏電流元件，有單獨的電流接線端子。必要時可以接至相鄰的電流互感器零序迴路，實現電流回路斷線閉鎖，或啓動發信用。
4.5.5 應設下列後加速回路：
重合閘後加速及手合後加速，並應考慮三相重合閘時斷路器三相不同期問題。
4.5.6 整組動作時間：
在1.5倍電流整定值下，第Ⅰ段整組動作時間不大於25ms。
在20倍額定電流下各段整組返回時間不大於30ms。
4.5.7 裝置應設有下列動作信號指示：
a.各保護段及後加速段動作；
b.零序功率方向元件動作。
4.5.8 裝置應能與通道配合，構成方向比較式縱聯保護。
4.5.9 裝置中應具有監視報警迴路。當任一元件損壞時，裝置不應誤發跳閘命令，而應發出報警信號。
4.5.10 裝置具有“裝置動作”、“裝置故障”及“直流消失”等由非電量保持的信號指示，並同時起動中央信號，必須手動復歸。
4.5.11 由裝置外引入的觸點或電信號必須經過重動繼電器或光電隔離器轉換，以減少外部對裝置的干擾，提高裝置工作的可靠性。
4.6 基本元件的主要技術要求
以下出現的電流值均為對應額定電流5A的數據，當額定電流為1A時縮小5倍。
4.6.1 電流元件
4.6.1.1 電流元件的整定範圍推薦於表 1。
表 1
4.6.1.2 刻度值誤差及温度變差：
a.在基準環境温度下，刻度值誤差不大於3%；
b.在額定環境温度範圍內，實測值與基準環境温度下實測值比較，變差不於5%。
4.6.1.3 動作時間：
1.5倍整定值下不大於15ms。
4.6.1.4 返回時間：
各段電流元件在20倍額定電流下返回時間不大於25ms。
4.6.1.5 暫態誤差：
對瞬時段的暫態誤差，在模擬線路(含線路對地電容)阻抗角為86°和各種短路角下小於5%。
暫態誤差計算公式
4.6.1.6 返回係數應大於0.9。
4.6.1.7 高次諧波的動作電流值應大於基波的動作值(高次諧波指2，3，5，7次諧波)。
4.6.2 零序功率方向元件
4.6.2.1 最大靈敏角100°±5°(電壓滯後電流)。
4.6.2.2 靈敏度：
在最大靈敏角下，最小動作伏安不大於1VA，最小動作電流不大於0.5A，最小動作電壓不小於0.5V。
4.6.2.3 動作時間：
在最大靈敏角、5倍最小動作伏安和電壓為5V時，不大於25ms。
4.6.2.4 返回時間。
在額定電壓、10倍額定電流及最大靈敏角下，斷電返回時間不大於40ms；在功率倒向時，反向功率為5倍最小動作伏安的返回時間不大於20ms。
4.6.2.5 動作範圍：
動作範圍是指方向元件通入不同的電流、電壓值時，能使其動作的電壓滯後電流的角度範圍。
a.在20%額定電流和20V電壓下，不小於130°且不大於180°。
b.在10倍額定電流和100V電壓下，不大於180°。
c.不明確動作區不大於5°。
4.6.2.6 應無電流和電壓的潛動。
4.6.2.7 電壓為100V、電流為10倍額定電流時，模擬反方向故障及反方向故障切除時方向元件應可靠不動作。
4.6.2.8 電流回路通入基波電流0.5A、電壓回路通入三次諧波電壓15V時，方向元件應可靠不動作。
4.6.3 時間元件
4.6.3.1 整定範圍：
推薦採用表 2所示的整定範圍。
4.6.3.2 刻度值誤差及温度變差：
a.在基準環境温度下，刻度值誤差不大於3%；
b.在額定環境温度範圍內，實測值與基準環境温度下實測值比較，變差不大於5%。
5 試驗方法
本標準僅提出整套裝置及其基本元件的技術性能試驗項目和可供選用的試驗線路。有關通用試驗項目和試驗方法可參照GB6162—85《靜態繼電器及保護裝置的電氣干擾試驗》；DL478—92；GB7261《繼電器及繼電保護裝置基本試驗方法》及SD286—88《線路繼電保護產品動模試驗技術條件》等有關頒佈的標準。
圖 1
1—三相控制開關；2—單相控制開關；3—移相設備(輸出電壓
波形中應不含有明顯的諧波分量)；4—單相調壓器；5—單相調壓器；
6—升流器；7—標準電流互感器；8—合閘角控制器(KA1、KA2系其
觸點)；9—被試裝置；10—毫秒計；
—電壓表；
—電流表；
—相位表
5.1 試驗的環境條件
裝置的技術性能試驗可在基準環境條件下或正常工作條件下進行。
5.2 技術性能試驗
5.2.1 刻度值試驗。
電流元件可採用第5.4條所示試驗線路進行。
5.2.2 時間元件試驗。
5.2.3 零序功率方向元件、電流元件的性能可按第5.4條試驗線路進行測試。
5.2.4 裝置整組動作時間、整組返回時間試驗。
可在電力系統動(靜)態模擬系統或第5.4條所示試驗線路上進行。
5.2.5 電流元件暫態誤差(超越)試驗，可在電力系統動(靜)態模擬系統或按相應的試驗線路進行。
5.2.6 裝置的整組試驗：
整組試驗宜在模擬系統上進行。模擬故障發生時，出口繼電器應動作跳開模擬系統的斷路器，裝置的信號應指示正確。
a.區內單相、兩相接地故障的動作行為；
b.正反方向的區外單相、兩相接地故障的動作行為；
c.裝置與保護通道配合，在發生接地故障及區外故障功率倒向時的動作行為；
d.裝置與綜合重合閘配合工作時，在永久性和瞬時性故障的動作行為；
e.電流回路斷線時裝置的動作行為。
5.3 動態模擬試驗
按照DL478—92及SD286—88《線路繼電保護產品動模試驗技術條件》的有關規定。
5.4 裝置的試驗線路(供參考)
試驗線路見圖1。
試驗線路的電源技術條件應符合GB 7261和DL 478—92的有關規定。
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附加説明：
本標準由全國繼電保護標準化技術委員會靜態繼電保護分技術委員會提出和歸口。
本標準由能源部南京電力自動化設備廠負責起草。
本標準主要起草人：夏盛銘、喬旭梅。