1．裝置簡介
SAI-981數(shù)字式線路保護(hù)裝置是以電流電壓保護(hù)及三相重合閘為基本配置的成套線路保護(hù)裝置，適用于66kV及以下電壓等級的配電線路。
表1 SAI-981功能配置表
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功能
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SAI-981
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三段式相間電流
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三段式零序電流
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√
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方向閉鎖
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√
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電壓閉鎖
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√
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三 相
重合閘
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同期或無壓
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非同期
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√
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三次重合閘
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√
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加速
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前加速
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后加速
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√
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手合加速
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√
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低周低壓減載
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√
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過負(fù)荷
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√
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過電壓
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√
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低電壓
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√
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遙測
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測量級CT
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√
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保護(hù)級CT
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√
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遙信
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√
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遙控
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√
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電度計(jì)量
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√
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GPS硬對時(shí)
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√(選配,定貨時(shí)說明)
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操作回路
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√
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可編程邏輯出口
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√(選配,定貨時(shí)說明)
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壓力閉鎖
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√(選配,定貨時(shí)說明)
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以太網(wǎng)
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√
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串口
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√
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CAN網(wǎng)
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√(選配,定貨時(shí)說明)
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2．裝置性能
2.1 基本配置
l 反映相間故障的三段式相間電流保護(hù)，各段可獨(dú)立整定成帶或不帶方向, 帶或不帶電壓閉鎖。
l 反映小電阻接地系統(tǒng)接地故障的三段式零序電流保護(hù), 其中零序Ⅲ段可整定為零序電壓閉鎖或者方向閉鎖。
三段零序均可整定為跳閘或者報(bào)警。
l 獨(dú)立過流加速段，可整定為前加速或者后加速。
l 過負(fù)荷告警、跳閘功能可選。
l 本線路低頻減載功能
l 過電壓保護(hù)功能。
l 低電壓保護(hù)功能。
l 重合閘可選擇為檢線路無壓、檢同期或非同期方式，重合閘允許各種抽取電壓的同期檢定。除本保護(hù)可以啟動(dòng)重合閘外，還考慮了斷路器偷跳啟動(dòng)重合閘的方案?？蛇x擇一到三次重合功能。
l PT斷線自動(dòng)檢測。檢測到PT斷線時(shí)可設(shè)置為退出經(jīng)方向或電壓閉鎖的各段保護(hù)，也可設(shè)置為暫時(shí)取消方向或電壓閉鎖功能。電壓恢復(fù)正常后，被閉鎖功能重新自動(dòng)投入
l 獨(dú)立測量回路
2.2 主要技術(shù)性能
2.2.1采樣回路精確工作范圍（5％誤差）
電壓：3 V～120V
電流：0.08In～20In
2.2.2接點(diǎn)容量
信號回路接點(diǎn)載流容量 400VA
信號回路接點(diǎn)斷弧容量 60VA
2.2.3跳合閘電流
斷路器跳閘電流 0.5A～5A
斷路器合閘電流 0.5A～5A
2.2.4各類元件精度
電流元件： < 3%
電壓元件： < 3%
檢同期角度： < 2°
時(shí)間元件： < 20ms
頻率偏差： < 0.02Hz
滑差定值： < 3%
2.2.5整組動(dòng)作時(shí)間(包括繼電器固有時(shí)間)
速動(dòng)段的固有動(dòng)作時(shí)間：
1.2倍整定值時(shí)測量，不大于35ms
2.2.6模擬量測量回路精度
裝設(shè)專用測量子模件的測控裝置：
電流、電壓：0.2級
功率、電度：0.5級
3．裝置背板端子及說明
．保護(hù)原理
由于采用了32位微處理器后運(yùn)算性能極大提高，本裝置采用實(shí)時(shí)計(jì)算各保護(hù)元件的方式，不再設(shè)置專門的啟動(dòng)元件，所有元件均實(shí)時(shí)計(jì)算出，相對簡化了保護(hù)邏輯，以利于提高保護(hù)裝置的整體可靠性。
4.1 方向元件
4.1.1本裝置的相間方向元件采用90°接線方式，按相起動(dòng)，各相電流元件僅受表2-1中所示相應(yīng)方向元件的控制。為消除死區(qū)，方向元件帶有記憶功能。
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相間方向元件
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I
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U
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A
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IA
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UBC
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B
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IB
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UCA
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C
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IC
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UAB
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表2-1 方向元件的對應(yīng)關(guān)系
本裝置Arg(I/U)=-45°～135°，邊緣稍有模糊，誤差< 5°。
圖2-1 相間方向元件動(dòng)作區(qū)域
4.1.2 本裝置的零序方向元件動(dòng)作區(qū)為Arg(3I0/3U0)=-135°～45°，3U0為自產(chǎn)或者外部輸入，外部3I0端子接線不需倒向。
說明：在現(xiàn)場條件不具備時(shí)，方向動(dòng)作區(qū)由軟件保證可以不作校驗(yàn)，但模擬量相序要作校驗(yàn)。
4.2 低電壓元件
采用線電壓按相閉鎖方式，各相電流元件的閉鎖情況為：
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相電流
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閉鎖電壓
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IA
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Uab、Uca
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IB
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Ubc、Uab
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IC
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Uca、Ubc
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參與閉鎖一相電流元件的兩個(gè)線電壓任一個(gè)小于相間過流低壓閉鎖定值，低壓閉鎖條件滿足，開放本相的各段過流保護(hù)。利用此元件，可以保證裝置在電機(jī)反充電等非故障情況下不出現(xiàn)誤動(dòng)作。
4.3 過電流元件
裝置實(shí)時(shí)計(jì)算并進(jìn)行三段過流判別。當(dāng)任一相電流大于I段電流定值1.2倍時(shí)，裝置瞬動(dòng)段出口跳閘的時(shí)間不大于35ms(包括繼電器的固有動(dòng)作時(shí)間)。為了躲開線路避雷器的放電時(shí)間，本裝置中I段也設(shè)置了可以獨(dú)立整定的延時(shí)時(shí)間。
裝置在執(zhí)行三段過流判別時(shí)，各段判別1邏輯一致，其動(dòng)作條件如下：
1) IF>Idn ；Idn為n段電流定值，IF為相電流
2) T>Tdn ；Tdn 為n段延時(shí)定值
3) 相應(yīng)于過流相的方向條件及低電壓條件滿足（若需要）
4.4 零序過電流元件
零序過電流元件的實(shí)現(xiàn)方式基本與過流元件相同，滿足以下條件時(shí)出口跳閘：
1)3I0>I0n ； I0n： 接地N段定值
2)T>T0n ； T0n： 接地N段延時(shí)定值
3)相應(yīng)的方向條件滿足（僅零序Ⅲ段）
其中零序Ⅲ段可設(shè)置零序電壓閉鎖或者方向閉鎖。零序電壓可設(shè)置為自產(chǎn)或者外部輸入。
對于此元件的瞬時(shí)段，當(dāng)零序電流3I0大于1.2倍的定值時(shí)，裝置的出口跳閘時(shí)間不大于35ms(包括繼電器的固有動(dòng)作時(shí)間)。
4.5 過流加速
本裝置的加速回路包括手合加速及保護(hù)加速兩種，加速功能設(shè)置了獨(dú)立的投退壓板。
本裝置的手合加速回路不需由外部手動(dòng)合閘把手的觸點(diǎn)來起動(dòng)，此舉主要是考慮到目前許多變電站采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后，已取消了控制屏，在現(xiàn)場不再安裝手動(dòng)操作把手，或僅安裝簡易的操作把手。本裝置的不對應(yīng)啟動(dòng)重合閘回路也作了同樣的考慮，詳見后述。
手合加速回路的啟動(dòng)條件為：
a) 斷路器在分閘位置的時(shí)間超過30秒
b) 斷路器由分閘變?yōu)楹祥l，加速允許時(shí)間擴(kuò)展3秒
保護(hù)加速分為前加速或重合后加速方式，可由控制字選擇其中一種加速方式。
本裝置設(shè)置了獨(dú)立的過流加速段電流定值及相應(yīng)的時(shí)間定值，與傳統(tǒng)保護(hù)相比，此種做法使保護(hù)配置更趨靈活。
4.6 欠壓保護(hù)元件
欠壓元件的動(dòng)作條件：
1) 外部開入投入；
2) 三個(gè)線電壓均低于欠電壓定值；
3) 斷路器必須在合位；
4) 延時(shí)時(shí)間到。
4.7 過電壓元件
在滿足下列條件時(shí)，過電壓元件動(dòng)作：
1） 三個(gè)線電壓中的任一個(gè)電壓高于過壓整定值；
2） 斷路器在合位；
3） 延時(shí)時(shí)間到。
4.8 三相重合閘
本裝置設(shè)有三相重合閘功能，此功能可由壓板投退。
4.8.1 啟動(dòng)回路
a) 保護(hù)跳閘啟動(dòng)
b) 開關(guān)位置不對應(yīng)啟動(dòng)
在不對應(yīng)啟動(dòng)重合閘回路中，僅利用TWJ觸點(diǎn)監(jiān)視斷路器位置?？紤]許多新設(shè)計(jì)的變電站，尤其是綜合自動(dòng)化站，可能沒有手動(dòng)操作把手，本裝置在設(shè)計(jì)中注意避免使用手動(dòng)操作把手的觸點(diǎn)，手跳時(shí)利用裝置手跳輸入觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)重合閘的閉鎖。
4.8.2 閉鎖條件
斷路器合位無其它閉鎖條件時(shí)重合充電時(shí)間為15秒；充電過程中重合綠燈發(fā)閃光，充電滿后發(fā)常綠光，不再閃爍。本系列的裝置設(shè)置的重合閘“放電”條件有：
a)控制回路斷線后，重合閘自動(dòng)“放電”
b)彈簧未儲(chǔ)能端子高電位，重合閘延時(shí)2秒自動(dòng)“放電”
c)閉鎖重合閘端子高電位，重合閘立即“放電”
d)手跳、遙控跳閘(HHJ=0)
e)低周動(dòng)作
f)過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作
g)低電壓保護(hù)動(dòng)作
檢無壓方式中，線路抽取電壓無壓判為無壓。
4.8.3同期
本裝置檢同期可由定值投入，線路輸入電壓可選擇Ua或者Uab，當(dāng)小于整定同期角時(shí)同期條件滿足。
4.8.4 三次重合閘
保護(hù)瞬動(dòng)后一次重合，如果燃弧仍存在，一次重合不成功再次跳開，允許經(jīng)過一段較長延時(shí)等燃弧燒盡后再次重合。本裝置可設(shè)置1~3次重合。
重合輸出瞬時(shí)接點(diǎn)有：重合重動(dòng)及重合操作回路。
4.9低頻元件
利用這一元件，可以實(shí)現(xiàn)分散式的頻率控制，當(dāng)系統(tǒng)頻率低于整定頻率時(shí)，此元件就能自動(dòng)判定是否切除負(fù)荷。
低頻減載功能邏輯中設(shè)有一個(gè)滑差閉鎖元件以區(qū)分故障情況、電機(jī)反充電和真正的有功缺額。
考慮低頻減載功能只在穩(wěn)態(tài)時(shí)作用，故取AB相間電壓進(jìn)行計(jì)算，試驗(yàn)時(shí)仍需加三相平衡電壓。當(dāng)此電壓（UAB）低于閉鎖頻率計(jì)算電壓時(shí)，低周減載元件將自動(dòng)退出。
綜上所述，低頻減載元件的判據(jù)為：
1) 三相平衡電壓，且Uab>VBF
2) df/dt<F/T（可投退）
3) f<F
4) T>TF
5) 本線路有載，負(fù)荷電流>定值閉鎖電流（可投退）
說明：現(xiàn)場試驗(yàn)條件不具備時(shí)，該試驗(yàn)可免做。模擬量正確則精度由軟件保證。
4.10 過負(fù)荷元件
過負(fù)荷元件監(jiān)視三相的電流，其動(dòng)作條件為：
MAX(IF)>Ifh
時(shí)間延時(shí)到
其中Ifh為過負(fù)荷電流定值。過負(fù)荷報(bào)警與跳閘的選擇由控制字選定。
本裝置跳閘出口輸出瞬時(shí)接點(diǎn)包括：跳閘重動(dòng)及跳閘操作回路。跳閘合閘輸出磁保持信號共用保護(hù)動(dòng)作信號。
4.11 PT斷線檢測
在下面兩個(gè)條件之一得到滿足的時(shí)候，裝置報(bào)發(fā)“PT斷線”信息并點(diǎn)亮告警燈：
正序電壓小于30伏，而任一相電流大于0.1A；
負(fù)序電壓大于8伏；
裝置在檢測到PT斷線后，可根據(jù)控制字選擇，或者瞬時(shí)退出帶方向元件、電壓元件的各段保護(hù)，或者瞬時(shí)退出方向、電壓元件，并在9秒后發(fā)出“PT斷線”信號。PT斷線檢測功能可以通過控制字投退。
4.12 數(shù)據(jù)記錄
本裝置具備故障錄波功能?？捎涗浀哪M量為Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux，可記錄的狀態(tài)量為斷路器位置、保護(hù)跳閘合閘命令。
為避免因系統(tǒng)擾動(dòng)使保護(hù)頻繁啟動(dòng)，導(dǎo)致存儲(chǔ)不需要的數(shù)據(jù)，本裝置錄波數(shù)據(jù)僅當(dāng)保護(hù)動(dòng)作后，才存入FLASH RAM中（掉電保持）。否則，本次數(shù)據(jù)只保存在RAM中（掉電不保持），可被PC機(jī)讀取。
可記錄的錄波報(bào)告為4至10個(gè)，可記錄的事件不少于1000條。數(shù)據(jù)存入FLASH RAM中。
本裝置除記錄系統(tǒng)擾動(dòng)數(shù)據(jù)外，還記錄裝置的操作事件、狀態(tài)輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。
5．與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)配合
本系列裝置可用于自動(dòng)化變電站也可用于非自動(dòng)化變電站。
裝置自動(dòng)檢測遙控電源作為遠(yuǎn)方就地條件，有遙控電源時(shí)允許遠(yuǎn)控，否則禁止遙控命令對斷路器進(jìn)行操作。
本裝置提供的標(biāo)準(zhǔn)通信接口為以太網(wǎng)接口和串行RS485通信接口。裝置集成了IEC 60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約，為高度開放的終端系統(tǒng)。同時(shí)，通過本公司提供的SAI828TX系列網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器，可方便地與各種不同系統(tǒng)接駁。
