PCS-9686_100137电铁馈线保护测控装置简介：PCS-9686装置适用于并联自耦变压器(AT)供电方式、串联吸流变压器(BT)与回流线的供电方式、直接供电(带回流线与不带回流线)方式的电气化铁道牵引变电所、开闭所及分区所。

保护配置：四段自适应距离保护（可经二次谐波闭锁、PT 断线闭锁、高次谐波抑制、三段可整定为反时限、四段固定为反时限）三段式高阻接地保护（含电流增量保护，可经低压启动、高次谐波抑制） 三段式过流保护（可经低压启动、高次谐波闭锁，其中三段可整为反时限） 加速保护（可整定前加速或者后加速） 过负荷功能 (可整定报警或者跳闸) 失压保护 过压保护二次谐波闭锁功能 三相一次重合闸 过流闭锁出口功能 出口组态功能 低电压启动功能 高次谐波抑制功能 PT 断线闭锁功能 上下行联锁功能 故障测距独立的操作回路及故障录波软件工作原理：对于采用交——直电力机车牵引的电气化铁道，尤其是对于重载线路，牵引重负荷与再生制动电流迭加和牵引重负荷与励磁涌流迭加都有可能导致常规阻抗保护的误动作，同时，无论机车上是否装有功率因数补偿装置，牵引网负荷电流中总是或多或少地存在谐波分量。

本装置就是利用负荷电流中的综合谐波含量作为控制量，自适应地调节阻抗继电器的动作边界。

如常规阻抗继电器的动作边界为Zzd ，则自适应阻抗继电器的动作边界为：23511dz zd Z Z k =⋅+式中: 1532235/)(I I I I K ++=为综合谐波含量 。

注: ①三段自适应阻抗元件边界;②元件边界(可调)③ 元件边界;④有谐波后阻抗I 段边界； R 1: I 段阻抗定值; R 01: I 段偏移阻抗定值; X 1: I 段电抗定值; X 01: I 段偏移电抗定值;I ∆)(I /)(R m e m m Z ZAB 边的调节原则 整定：当保护范围末端短路时，继电器应能可靠动作，即： xl k zd X K X ⋅= 式中: k K ——可靠系数，取1.1~1.2 调节为了避免被保护线路上同时存在多列车分别工作在牵引、再生或启动工况下时继电器误动作，利用上述工况下谐波含量自动调节其动作边界，即：2351Kxldz K X X K =⋅+BC 边的调节原则 整定：BC 边的整定是按基波最小负荷阻抗整定的，即：)/sin (cos min 1θtg ΨΨZ K R f k zd -⋅⋅=式中: Ψ——功率因数差时的负荷阻抗角 θ ——BC 边的倾斜角，即线路阻抗角，范围60°～80°。

调节为了避免重负荷时继电器误动作，BC 边按下式调节：1min 235(cos sin /)/(1)k f dz R K Z ΨΨtg K θ=⋅⋅-+显然，当被保护线路发生短路故障时，由于其电流接近正弦波，自适应阻抗继电器的动作边界不会改变；在再生、牵引、机车启动及过电分相等工况下，动作边界自动缩小，并且负荷电流中综合谐波含量越大，阻抗继电器的动作边界越小，从而大大地提高了阻抗继电器躲过牵引重负荷、再生负荷、启动电流及励磁涌流的能力。

阻抗Ⅰ段实验举例： 相关定值：1 二次谐波制动系数 0.205 阻抗突变量启动门槛 0.50 A6 阻抗Ⅰ段偏移电阻定值 1.00 欧姆7 阻抗Ⅰ段电阻定值 5.00 欧姆8 阻抗Ⅰ段偏移电抗定值 1.00 欧姆9 阻抗Ⅰ段电抗定值 5.00 欧姆 18 阻抗Ⅰ段时间 0.10 s 62 阻抗Ⅰ段投入 146 线路阻抗特性角 60 度 41 TV 断线电压 60.00 V 42 TV 断线电流 1.00 A 78 二次谐波闭锁投入 1 阻抗I 段逻辑图：&[]阻抗保护压板投入阻抗在Ⅰ段动作区内阻抗保护Ⅰ段投入突变量启动二次谐波闭锁保护PT 断线闭锁保护阻抗Ⅰ段时间阻抗Ⅰ段动作 R 轴边界实验，在装置101、102端子通入20V 电压，角度为0°，在装置113、114端子通入保护电流I1=0.95*4=3.8A,角度为0°，此时测量阻抗为20/3.8=5.26欧=1.05倍Zzd ，面板上显示“整组启动”，装置应不动作；在装置113、114端子通入保护电流I1=1.05*4=4.2A ，此时测量阻抗为4.76欧=0，95倍Zzd ，落在距离I 段阻抗范围内，装置面板上应显示“整组启动”“阻抗I 段动作” ，故障测距0.00Km 。

因为这次加的故障时纯电阻，所以测距信息是0公里。

X 轴边界实验，在线路阻抗特性角为60度,电抗落在在X 轴与四边形的交点上时，此时的测量阻抗为“偏移电阻定值”*tan60°=1*1.732欧，所以在装置101、102端子通入10V 电压，角度为0°，在装置113、114端子通入保护电流I1=0.95*（10/1.732）=5.48A ，角度为-90°此时测量电抗为1.83欧=1.05倍Zzd ，（面板上显示“整组启动”，装置应不动作；在装置113、114端子通入保护电流I1=1.05*（10/1.732）=6.06A ，此时测量阻抗为1.65欧=0.95倍Zzd ，在动作区内，装置面板上显示“整组启动”“阻抗I 段动作” ，故障测距1.0Km 。

因为这次加的故障有电抗，所以测距信息里面会显示公里数，与系统参数里面的“测距分区段点数” “第01点一次电抗”“第01点公里数” 等定值有关。

测距信息不上送后台，只能在装置上显示。

R01点实验，在装置101、102端子通入10V 电压，角度为0°，在装置113、114端子通入保护电流I1=0.95*10=9.5A,角度为180°，此时测量阻抗为10/9.5=1.05欧=1.05倍Zzd ，面板上显示“整组启动”，装置不动作；在装置113、114端子通入保护电流I1=1.05*1=1.05A ，此时测量阻抗为0.95欧=0.95倍Zzd ，在动作区内，装置面板上显示“整组启动”“阻抗I 段动作” ，故障测距0.00Km 。

X01点实验，在装置101、102端子通入10V 电压，角度为0°，在装置113、114端子通入保护电流I1=0.95*10=9.5A,角度为90°，此时测量阻抗为10/9.5=1.05欧=1.05倍Zzd ，面板上显示“整组启动”，装置不动作；在装置113、114端子通入保护电流I1=1.05*1=1.05A ，此时测量阻抗为0.95欧=0.95倍Zzd ，在动作区内，装置面板上显示“整组启动”“阻抗I 段动作” ，故障测距1.00Km 。

阻抗II 段、阻抗III 段同I 段，需要注意的是定值第5项“阻抗突变量启动门槛”值，在做试验时突变量一定要大于这个定值，如果做试验时电流量缓慢往上增加，“阻抗突变量启动门槛”不满足，就算达到动作区装置也不会动作，但是如果一开始就落在阻抗III 段范围内，“阻抗突变量”会一直保持启动状态。

阻抗三段反方向实验：Ⅲ段反方向时不能投“方向闭锁控制字”。

阻抗III 段偏移电阻定值 2.00 欧姆 阻抗III 段电阻定值 5.00 欧姆 阻抗III 段偏移电抗定值 2.00 欧姆 阻抗III 段电抗定值 5.00 欧姆 阻抗III 段时间 1 s 阻抗III 段投入 1阻抗Ⅲ段反方向动作=1 方向闭锁阻抗Ⅲ段=0正方向动作阻抗 反方向动作阻抗R 轴边界D 点实验，阻抗III 段在投入反方向后，实验方法同正方向，需要注意的是，定值中的“阻抗III 段偏移电阻定值”此时在R 轴的正轴上，“阻抗III 段电阻定值”落在了R 轴的负轴上，在装置101、102端子通入10V 电压，角度为0°，在装置113、114端子通入保护电流I1=0.95*5=4.75A,角度为0°，此时测量阻抗为10/4.75=2.1欧=1.05倍“阻抗III 段偏移电阻定值”，面板上显示“整组启动”，装置应不动作；在装置113、114端子通入保护电流I1=1.05*5=5.25A ，此时测量阻抗为1.9欧=0，95倍“阻抗III 段偏移电阻定值”，落在距离III 段阻抗动作范围内，装置面板上应显示“整组启动”“阻抗III 段动作” ，故障测距0.00Km 。

因为这次加的故障时纯电阻，所以测距信息是0公里R 轴边界C 点实验，阻抗III 段在投入反方向后，实验方法同正方向，需要注意的是，定值中的“阻抗III 段偏移电阻定值”此时在R 轴的正轴上，“阻抗III 段电阻定值”落在了R 轴的负轴上，在装置101、102端子通入10V 电压，角度为0°，在装置113、114端子通入保护电流I1=0.95*2A=1.9A,角度为180°，此时测量阻抗为10/1.9=5.25欧=1.05倍“阻抗III 段电阻定值”，面板上显示“整组启动”，装置应不动作；在装置113、114端子通入保护电流I1=1.05*2=2.1A ，此时测量阻抗为4.7欧=0，95倍“阻抗III 段电阻定值”，落在距离III 段阻抗动作范围内，装置面板上应显示“整组启动”“阻抗III 段动作” ，故障测距0.00Km 。

因为这次加的故障时纯电阻，所以测距信息是0公里阻抗IV 段固定为反方向，方法同阻抗III 段，高阻接地故障检出元件检测元件之一：自适应∆I 元件为防止发生高阻接地故障时，阻抗保护、电流速断保护拒动，装置采用具有高次谐波抑制功能的电流增量保护（ΔI ）作为后备保护。

电流增量取的是故障电流同故障前一周波电流的差，当电流中的高次谐波含量达到整定值时，高次谐波抑制保护动作。

该元件适用于故障电阻在0～170Ω范围。

基本原理如下式所示： h I KK I I 12351⋅-∆=∆ h q h I KK I I 123511⋅--=dz I K ∆⋅+≥)1(235式中：q I 1，h I 1——故障前后两时刻基波电流； 1532235/)(I I I I K ++=为综合谐波含量；)10(235K Int K *=为自适应抑制系数。

分析上式可以看出：负荷→故障：如认为故障电流为纯正弦波，则K235 =0 ，继电器的动作量为基波电流增量。

负荷→负荷：负荷电流中综合谐波含量越大，K 值也就越大， 继电器的动作量也就越小，继电器的动作边界也就越大，继电器越不容易动作。

当故障时的电流增量大于两倍的整定值时，电流增量保护动作，不受谐波抑制。

&[]高阻接地保护压板投入高阻接地保护Ⅰ段投入ΔI>(1+K 235)×[高阻接地Ⅰ段电流定值]I1有流高阻Ⅰ段时间高阻Ⅰ段动作在试验过程中，需要注意的高次谐波闭锁条件，如果单加基波电流，高阻I 段相当于过流速断试验方法较简单，只需要将高阻I 段相关定值和控制字及软压板投入，在装置113、114端子通入保护电流I1>高阻I 段定值，保护动作。