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1、ALPS高频距离线路保护高频距离线路保护原理与调试方法（一）原理与调试方法（一）2008年2月葛洲坝电厂保护分部1ALPS保护介绍Advanced Line Protection System适适用用于于高高压压和和超超高高压压线线路路的的距距离离保保护护装装置置，硬硬件用最先进的英特尔芯片。件用最先进的英特尔芯片。适用于有串补的线路。适用于有串补的线路。每每周周波波采采样样 64 点点，并并采采用用最最新新的的小小矢矢量量计计算算方方法法，从从而而使使距距离离1 段段和和高高频频段段都都大大大大加加快快跳跳闸速度。闸速度。可单相跳闸或三相跳闸。可单相跳闸或三相跳闸。4 段段式式距距离离保保护
2、护，共共有有 24 个个独独立立的的相相间间和和接接地地距离元件。距离元件。接接地地距距离离一一段段能能整整定定为为方方向向阻阻抗抗或或电电抗抗特特性性，以适应短线路的要求。以适应短线路的要求。可实现各种方式的高频保护：闭锁式、欠范围或超范可实现各种方式的高频保护：闭锁式、欠范围或超范围容许式、混合式等，同时具有阶段式距离，相间和围容许式、混合式等，同时具有阶段式距离，相间和接地电流后备。接地电流后备。吸收了吸收了 TLS 保护装置的距离测量原理，同时吸收了保护装置的距离测量原理，同时吸收了 PLS 保护装置的电流型选相元件原理，把这二套有成保护装置的电流型选相元件原理，把这二套有成功运行经验
3、的优点综合在一起。功运行经验的优点综合在一起。有负序方向和零序电流构成的高频接地方向保护，再有负序方向和零序电流构成的高频接地方向保护，再加上电流型选相元件的应用，能瞬时切除单相大电阻加上电流型选相元件的应用，能瞬时切除单相大电阻接地故障，而不需要经延时切除。接地故障，而不需要经延时切除。自适应的振荡闭锁逻辑可在系统振荡逐步加快的情况自适应的振荡闭锁逻辑可在系统振荡逐步加快的情况下可靠闭锁。下可靠闭锁。在先振荡后又发生不对称故障时，能瞬时切除故障。在先振荡后又发生不对称故障时，能瞬时切除故障。电流后备中有相电流速断、接地电流速断、接地过电流。接地电流后备中有相电流速断、接地电流速断、接地过电流
4、。接地 电流后备可带方向或不带方向。接地过电流可用反时限或定时限，电流后备可带方向或不带方向。接地过电流可用反时限或定时限，用户可灵活选用。用户可灵活选用。有过电压和低电压元件供用户选用。有过电压和低电压元件供用户选用。选购件：重合闸，带同期无压检查。选购件：重合闸，带同期无压检查。有有 12 个可配置输入，个可配置输入，20 个可配置输出。个可配置输出。除标准的保护接线，用户可用除标准的保护接线，用户可用40 个门个门(和、或、否和、或、否)，每门有，每门有 4个个 输入；输入；8 个时间元件，动个时间元件，动/返返 是是 060 秒，秒，1 ms 级差；级差；8 个计数器个计数器 和和 8
5、 个闭锁器；和所有的输入输出去构成所需的附加逻辑。上个闭锁器；和所有的输入输出去构成所需的附加逻辑。上 述述操作可用操作可用“Xpression Builder”软件，很方便地构成逻辑，并装软件，很方便地构成逻辑，并装入保护装置程序中。入保护装置程序中。合闸或重合于故障的分相加速回路。合闸或重合于故障的分相加速回路。有有 4 组整定值可存入。组整定值可存入。有二段式线路过负荷报警。有二段式线路过负荷报警。装置中具有闪存装置中具有闪存(Flash memory)，能方便地，能方便地实现装置程序升级。实现装置程序升级。装置具有装置具有“回放回放”功能。它能将装置中记录功能。它能将装置中记录到的，或
6、是出厂时装入的，或是从到的，或是出厂时装入的，或是从 PC 输入的输入的电流、电压波形再输入到继电器中去，以检查电流、电压波形再输入到继电器中去，以检查其动作性能或整定值等。其动作性能或整定值等。装置具有断线闭锁元件，动作后闭锁距离元件装置具有断线闭锁元件，动作后闭锁距离元件和方向元件。但仍允许不带方向的过流元件动和方向元件。但仍允许不带方向的过流元件动作。作。可测相电压、相电流、可测相电压、相电流、3Io、有功、无功、频率，储存、有功、无功、频率，储存并在面板上显示。并在面板上显示。改进的测距算法能得到可靠的故障测距值，可在改进的测距算法能得到可靠的故障测距值，可在 LCD 上显示，并储存在
7、故障报告和录波文件中。上显示，并储存在故障报告和录波文件中。故障报告可记录为：故障报告可记录为：2 个报告，每个个报告，每个 72 周波到周波到 16 个报个报告，每个告，每个 9 周波，或扩展到周波，或扩展到 40 个故障报告，每个个故障报告，每个 12 个周波。当振荡闭锁启动录波时，可记录个周波。当振荡闭锁启动录波时，可记录 3”，每周波，每周波记录记录 1 次电流和电压的向量值。次电流和电压的向量值。可记录最新的可记录最新的 150 个事件量，分辨率为个事件量，分辨率为 1 ms。对跳闸输出接点附加有跳闸回路断线监视和跳闸电流对跳闸输出接点附加有跳闸回路断线监视和跳闸电流监视。这样就不需
8、要在控制屏上另加跳闸监视回路。监视。这样就不需要在控制屏上另加跳闸监视回路。断路器健康监视：利用断路器健康监视：利用 It 或或 I t 积累值与整定值比较给出告警。积累值与整定值比较给出告警。自测诊断：在投入直流和在正常运行时装置一直在自检，有何问自测诊断：在投入直流和在正常运行时装置一直在自检，有何问题会告警并有事件记录。题会告警并有事件记录。20 按钮键盘和按钮键盘和 4 行行 LCD 显示器用来询问继电器，改变定值，显显示器用来询问继电器，改变定值，显示仪表读数和显示事件量等。示仪表读数和显示事件量等。通信口：正面通信口：正面 1 个个 RS 232，背面，背面 RS 232、RS 4
9、85 和和 RS 232/RS 485 可选三个口，各口通信规约可用可选三个口，各口通信规约可用 GE 规约或规约或 ASCII 码，各自码，各自独立设定，数据速率为独立设定，数据速率为 30019200 bps，各自独立设定。，各自独立设定。插入式通信规约转换器可适应任何规约。插入式通信规约转换器可适应任何规约。接受接受 IRIGB 同步时钟信号。同步时钟信号。GE 提供的软件有：提供的软件有：ALPSLINK GE modem通信软件。通信软件。ALPSSET 整定值计算文件。整定值计算文件。ALPSTEST 试验数据计算。试验数据计算。XPRESSION BUILDER 用于用户自行增加
10、必要的保护逻辑。用于用户自行增加必要的保护逻辑。2 ALPS2 ALPS保护特性保护特性 Protection Features Application on any voltage line 适用于任何电压等级适用于任何电压等级 Application on series compensation line 适用于串补线路，第适用于串补线路，第 zone 1 always in service 一段不需要退出一段不需要退出 Single and three phase tripping 单相或三相跳闸单相或三相跳闸 Current phase selector 电流选相元件电流选相元件 Fo
11、ur zones of phase and ground 四段相间接地距离四段相间接地距离 distance functions Two or four channels for correct phase 2或或4通道对跨线故障通道对跨线故障 selection on intercircuit fault 正确选相正确选相 Only trip fault phase for high resistance 大电阻接地故障时，大电阻接地故障时，fault 仅跳故障相仅跳故障相 2 ALPS2 ALPS保护特性保护特性 Protection FeaturesTrip all unsymmetri
12、cal faults rapidly 震荡中再发生不对称故障，震荡中再发生不对称故障，during power swing 瞬时切除瞬时切除 Pilot ground and negative sequence 高频接地和负序电流方向高频接地和负序电流方向 directional overcurrent 保护保护 Step distance backup 阶段式距离后备阶段式距离后备 Overcurrent backup 过流后备过流后备 Line pickup 线路合闸加速线路合闸加速 Selectable pilot scheme logics 可选高频逻辑可选高频逻辑 Programma
13、ble logic 逻辑可编程逻辑可编程 Programmable I/O 可编程可编程I/O输入输出输入输出2 ALPS2 ALPS保护特性保护特性 Protection FeaturesVariable Reach Zone 1 可变的第一段范围可变的第一段范围开始的范围开始的范围最终值范围最终值范围2 ALPS2 ALPS保护特性保护特性 Protection FeaturesMPS Test Results动模试验结果动模试验结果2 ALPS2 ALPS保护特性保护特性 Protection FeaturesFault Detector故障检出器故障检出器Distance functi
14、on supervision距离元件监视距离元件监视Phase&ground instantaneous units 相间及接地速动段相间及接地速动段Ground time overcurrent(TOC)接地延时过电流接地延时过电流Unbalanced current alarm 不平衡电流报警不平衡电流报警Instantaneous&TOC may be 速断及延时过电流速断及延时过电流directionally controlled.(也可带方向也可带方向)Overload Alarm过负荷报警过负荷报警Overcurrent Functions过电流过电流元件元件2 ALPS2 ALP
15、S保护特性保护特性 Protection FeaturesVoltage Functions 电压元件3 single phase undervoltage detectors三个单相低电压检测器三个单相低电压检测器Positive sequence undervoltage detector正序低电压检测器正序低电压检测器3 single phase over/undervoltage detectors三个单相过三个单相过/低电压检测器低电压检测器Potential fuse failure detection logic电压断线检测逻辑电压断线检测逻辑Optional synch che
16、ck voltage for recloser重合闸用同期电压检查重合闸用同期电压检查,选购件选购件 Optional positive sequence overvoltage functions正序过电压元件，选购件正序过电压元件，选购件2 ALPS2 ALPS保护特性保护特性 Protection FeaturesImpedance Measurement 阻抗特性4 Zones of phase and ground mho distance functions四段模特性相间及接地距离元件四段模特性相间及接地距离元件Zone 4 is reversible四段可反向四段可反向Zones
17、 2,3&4 include independent phase and ground timers for step distance backup2,3,4段包括用于阶段式后备距离的独立的相间和接地时限段包括用于阶段式后备距离的独立的相间和接地时限元件元件Zone 1 ground may be either a mho or reactance characteristic with adaptive mho supervision一段可为呣欧或电抗特性的自适应的监视功能一段可为呣欧或电抗特性的自适应的监视功能2 ALPS2 ALPS保护特性保护特性 Protection Feature
18、sOut-of-Step Blocking振荡闭锁振荡闭锁Out-of-Step Tripping振荡跳闸振荡跳闸3 independent positive sequence mho distance characteristics.Option to trip entering inner characteristic,or leaving outer characteristic.三个独立正序欧姆距离特性三个独立正序欧姆距离特性.可任选在进入内园或离开外园时跳闸可任选在进入内园或离开外园时跳闸.2 ALPS2 ALPS保护特性保护特性 Protection FeaturesPilot S
19、chemesPilot Schemes高频方案高频方案Blocking闭锁式闭锁式PUTT欠范围允许远方跳闸式欠范围允许远方跳闸式POTT1-Standard permissive overreaching标准超范围允许式标准超范围允许式POTT2-POTT with blocking functions to 带闭锁功能以提高瞬间闭带闭锁功能以提高瞬间闭 improve transient blocking performance锁特性的标准超范围允许式锁特性的标准超范围允许式Hybrid-Includes Echo/Repeat logic and混合式混合式-包括回音逻辑包括回音逻辑 o
20、ptional weak infeed tripping及任选弱电源跳闸及任选弱电源跳闸Step Distance backup is included in all阶段式距离后备包括在所有阶段式距离后备包括在所有 schemes的方案中的方案中Programmable logic可编程逻辑可编程逻辑3 ALPS3 ALPS保护修改定值保护修改定值 定定 值值 改改 变变 举举 例例 该该 例例 将将 接接 地地 距距 离离1 段段 的的 范范 围围 改改 为。为。1）接接 通通 额额 定定 直直 流流 电电 源，源，等等 待待 继继 电电 器器 初初 始始 化化 完完 成，成，即即 继继 电
21、电 器器 面面 板板 上上 的的 状状 态态LED 为为 深深 绿绿 色。色。2）按按SET 键，键，显显 示示Enter Passwoord(输输 入入 口口 令令)：若若 第第 一一 次次 使使 用用 设设 置置 级级 功功 能，能，口口 令令 为为 出出 厂厂 值值“123”。在在 使使 用用 设设 定定 功功 能能 前，前，须须 改改 变变 此此 口口 令。令。3）输输 入入 当当 前前 设设 置置 级级 口口 令。令。输输 入入 正正 确确 口口 令令 后，后，显显 示示 设设 定定 菜菜 单。单。4）按按1/Y 键键 及及ENT 键，键，选选 定定 保保 护护 设设 定。定。5）用
22、用ARROW 键，键，滚滚 动动 显显 示示 条，条，直直 到到 显显 示示 条条 为：为：1 Z1DISTANCE，然然 后后 按按ENT 键。键。3 ALPS3 ALPS保护修改定值保护修改定值6 6）滚滚 动动Z1DISTANCE Z1DISTANCE 菜菜 单，单，直直 到到 显显 示示Z1GRDREACHZ1GRDREACH.#.#7 7）按按ENT ENT 键，键，键键 盘盘 输输 入。入。显显 示示 屏屏 显显 示示 输输 入。入。“”变变 成成 闪闪 烁烁 的的“：”，表表 明明 已已 完完 成成 定定 值值 改改 变，变，但但 还还 未未 进进 入入 缓缓 冲冲 区。区。8
23、8）输输 入入 正正 确确 定定 值值 后，后，按按ENT ENT 键，键，闪闪 烁烁 的的“：”变变 成成“”，表表 明明 定定 值值 已已 进进 入入 定定 值值 缓缓 冲冲 器。器。但但 在在 继继 电电 器器 中，中，定定 值值 并并 非非 永永 久久 改改 变。变。9 9）按按END END 键键 后，后，按按ENT ENT 键，键，完完 成成 定定 值值 改改 变。变。若若 定定 值值 改改 变变 后后 未未 按按 这这 两两 键，键，则则 定定 值值 不不 进进 入入 内内 存。存。1010）将将Z1GR Z1GR 定定 值值 恢恢 复复 为为 测测 试试 前前 的的 原原 数数 值。值。须须 再再 次次 键键 入入 设设 定定 级级 口口 令。令。