7SJ63

7SJ631简介

1 简介 1.1操作概述

SIPROTEC 7SJ 63是采用了功能强大的微处理器的数字化多功能保护和控制装置。它的所有任务的处理都是数字化的，从测量数据的采集到向断路器发出指令。图1-1是7SJ63的基木构造。 1.1.1模拟量输入

测量输入模块将由CT和PT采集来的数据进行变换，使之等效的变换到装置内部处理器所能处理的电压水平。每个装置可以接受四路电流信号。有些型号可以接受三路或四路电压输入信号。有些型号装置的IN用来测量接地电流(C下星型接线)，有些型号装置的IN是引自独立的零序电流互感器(使用于灵敏检测接地故障INS和方向接地故障检测)。

图5-2-1 7SJ63装置的硬件结构

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电压输入部分可以分别接入二组相电压或接入两组线电压和零序电压(VN)，也可通过开口二角接线方式接入两组线电压。

采集到的模拟量被送到输入放大器(IA) , IA对于模拟量呈现高阻特性。IA段由一些滤波器组成，用于处理测量值，并对带宽和处理速度进行优化。

模数部分山多路复用器和A/D转换器，以及一个和处理器之间进行数据传输的存储元件组成。

1.1.2微机处理器系统

微处理器系统（μC)除了要处理测量值，还要实现保护和控制各种功能，包括: ·测量量的滤波和预处理 ·测量值的连续监测

·监控各个保护功能元件的启动条件 ·比较限值和时序 ·逻辑功能信号的控制 ·开关设备控制命令的输出

·消息、故障数据和故障值的记录，可用于故障分析

·操作系统管理及相关功能，如数据记录，实时时钟，通讯，接口等 ·通过输出放大器(OA)实现信息发送 1.1.3二进制输入输出

微处理器系统通过开入开出模块从电力系统(如，远程复位)或是外部设备(如，闭锁命令)获得信急。开出量大多是用于开关设备的命令或是重要事件和状态的远程信号输出。 1.1.4装置前面板元件

装置具有集成式或分享式的前面板，通过LED和LCD，显示诸如继电器的功能状况，以及事件、状态和测量值等相关信息。

集成的控制和数字键以及LCD，方便了与远方设备的交互。所有信急都可以通过这些元件得到，包括配置参数和整定值，运行和故障信息以及测量值。当然，也可以修改配置参数。

另外，通过设备的而板也可以对断路器和其他设备进行直接控制。 1.1.5串行接口

装置提供了另外一个服务接口用于安装了DIGSI的PC机与装置进行远方通讯。此接口特别适用于通过MODEM对装置进行远方连接和操作。

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此接口也可以将设备和RTD(温度检测盒)进行连接，以获取外部的温度信号(例如:过负荷保护)，所有的数据都能通过系统串行口传输到中央控制中心或监测中心。串行口还可以通过多种传输协议和物理连接方法来适应特定的应用要求。

另外还有一个接口是用来连接一个外部的同期信号源，使内部的时钟保持同期 通过附加的通讯模块可以支持更多的通讯规约。 1.1.6电源

上述功能模块必须在电源模块(Vaux或PS)提供合适电压的情况卜才能正常工作，在电源系统(站用蓄电池)发生短路的情况卜，电压会突然跌落。一般情况下，电源回路之间会跨接电容器。(参考技术数据章节)。 1.2应用范围

SIPROTEC 4系列63数字式多功能继电器广泛应用于母线馈线的保护、控制和监测。设备可以用作中性点直接接地、低阻抗接地、不接地以及有中性点补偿设备接地的电网的线路保护，它可以应用在辐射状电网或环网中，它可以用于单端电源或多端电源的传输线保护中。该设备还可以用在电机保护中，适用于各种类型的异步电机。

该设备的功能非常强大，它可以用于保护，监测断路器的位置，或用于母线直接馈线或3/2接线系统的保护。该装置也可广泛应用于各种设备差动保护的后备保护，比如各种电压等级的线路、变压器、发电机、电动机和母线。 1.2.1保护功能

无方向性过流保护（50， 50N， 51， 51N）是该设备的一个最基本的功能。它包含两个定时限的过流元件，和一个可以应用于相电流或接地电流的反时限过流元件。在反时限元件里包含几个适用于不同标准的参数，用户可以根据需要对这些参数进行修改。

根据订购设备的版本号可以给无方向性过流保护元件加装方向性过流保护(67，67N)，断路器失灵保护（50BF），和对高阻抗接地的灵敏接地故障检测。灵敏高阻接地故障检测元件有方向性和无方向性两种可以选择。

除了上述的保护功能之外，设备还具备其他的保护功能，它们是和订购的设备的版本号对应的。这些额外功能包括频率保护（81 O/U），过电压保护（59）和低电压保护（27），负序保护（46），含电动机启动闭锁功能（66/68）的过负荷保护（49），电动机起动保护（48），以及自动重合闸功能（79）。其中，架空线的重合闸可以采用多种不同方式的重合模式。也可以外加自动重合闸装置。为了确保故障的快速检测，装置还加装了故障定位器。

也可以订购间歇性接地监测功能，它能够对暂态接地故障进行监测和累加。

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外接环境温度和冷却器温度探测器（通过外接的RTD 进行测量）。

在三相跳闸后重合之前， 7SJ64 装置会通过对电压和频率进行监测，判断重合条件是否满足。其中同期测量功能也可以由外部设备控制。 1.2.2控制功能

该设备还集成了控制功能，通过集成的控制面板，系统接口，开入量，或电脑上的DIGSI? 软件通过串行口能够对开关进行控制操作。

一次设备的状态可以通过辅助接点经由开入量端子传送给保护设备。一次设备当前的状态（位置）可以显示在保护设备上，用来完成联锁或合理性监测功能。保护能够控制的开关设备的数目取决于保护的输入输出接点的数目或者分配的可用作监测开关状态的输入输出接点的数目。根据被控设备的不同有时候需要一个开入量（单位置指示），有时候需要两个开入量（双位置指示）。

通过改变相关设置如操作权限（本地控制／远控）和操作模式（有闭锁/ 无闭锁，有密码/ 无密码），可以限制对一次设备的操作能力。

对开关状态的闭锁程序（例如: 开关柜联锁）可以通过集成的用户配置逻辑功能进行设定。

1.2.3设备信息和测量值，事件和故障记录

操作信息提供了电力系统和设备的状态信息。测量值和计算值，可以直接显示在 设备屏幕上，或通过串行接口进行通讯。

设备的信息可以通过安装在设备面板上的发光二极管（LED）显示出来(LED 是可以用户定义的），可以通过输出接点进行外部处理，通过用户自定义功能进行关联或通过串行接口进行发布。

如果发生故障（系统故障），重要的事件和状态变化会被记录在故障记录（事件 日志和跳闸日志）里面。设备也记录瞬时故障的值，以便于事后的分析。 1.2.4通讯

串行口可以用于与操作、控制和记录设备进行通讯。

面板上的9 针的D 型接口可以和电脑进行通讯。通过SIPROTEC 的操作软件DIGSI，在用户操作界面上可以完成操作和赋值任务，比如确认和修改设定参数和设定值，配置用户需要的逻辑，获取操作记录和测量值记录。查询设备状态和测量值，发布控制命令。

根据用户订购的装置的不同，在设备的背面可以配有额外的端口。它们用于同其它的数字操作、控制和存储设备进行广泛地通讯。

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服务接口可选用电缆数据线或光纤，也可通过MODEM 通讯. 因此, 通过装有操作软件的PC 可以对装置进行远方访问，比如：一台中心PC 可对若干台装置进行操作。

7SJ64 装置还可以配置一个附加端口，它专门用来和RTD 盒（电阻式温度测量装置）进行通讯，用来获取外部的温度信号。它也能够使用电缆数据线或光纤。

保护装置可以通过系统接口和电站的控制中心连接起来，进行和控制中心之间的通讯。同样，连接方式可以有数据电缆线连接或光纤连接两种方式。数据传输遵守IEC60870870-5-103 的传输协议。通过这种协议也可以将保护装置接入SINAUT?LSA 和SICAM? 自动化系统中。

EN100 模块可以使保护装置通过IEC61850 协议，接入变电站自动化系统的100M 以太网中。此外，通过该端口，还可以实现DIGSI 通讯和基于GOOSE 机制保护间的通讯。

SIPROTEC? 4 也可以选择支持PROFIBUS FMS 的现场总线。遵守DIN 19245协议的 PROFIBUS FMS 是一个开放性的总线标准，它在过程控制和自动化工程方面有着非常广泛的应用，而且具有非常优秀的性能。 PROFIBUS 协议覆盖了保护和过程控制工程所需要的所有信息类型。保护装置也可以通过PROFIBUS 接入SICAM?自动化系统。

除了基于PROFIBUS FMS 的现场总线之外，也能通过MODBUS ,DNP3.0 协议和PROFIBUS DP 对保护设备进行组态。这些协议只能完成PROFIBUS FMS 的部分功能。 1.3 特点 1.3.1 特点概述

? 功能强大的32 位微处理器。

? 从模拟量采集输入到开关量输出，例如分合断路器或操作其它设备，全部过程皆为数字化处理。

? 因为二进制开入开出，及直流或交流转换器使用，使得装置内部的数据处理模块和外部传感器，控制器以及直流电源，能够做到电气完全隔离。

? 具备线路，馈线，电机和母线所需的全部保护功能。

? 装置操作简便，可通过装置面板或使用DIGSI 软件来操作装置。 ? 连续计算测量和计量数据，并在前面板显示。

? 最大值/ 最小值的存储（从指针功能）和长期记录平均值功能。

? 记录事件信息和故障数据，可以记录八次系统故障（电网故障）的实时信息以及故障瞬时值，最长的记录时间为5 秒。

? 持续监视测量值，装置的软硬件可持续自检。

? 可通过数据电缆， modem 或是光缆，用串口和SCADA 或变电站站控单元通信。

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? 装置时钟电源由电池提供，可以和IRIG-B （通过卫星）或是DCF77 信号，二进制输入信号或是通过系统接口对时命令，保持时间同期。

? 统计：记录设备发出的跳闸信号的数量，记录最后一次关断电流记录，断路器每相短路电流的累加。

? 运行时间累计：被保护设备运行小时的统计。

? 提供方便的调试环境，例如接线检查，方向判定，开入开出量状态检查，系统接口及系统接口信息的快速检查。

1.3.2 过电流保护 50, 51,50N, 51N

? 相电流和接地电流IN 或电流和3I0，各有两个定时限过流元件和一个反时限过流元 件。

? 具有两相过电流(IA, IC) 运行保护功能。

? 51和51N 可以采用标准的特性曲线，也可以由用户自定义特性曲线。 ? 闭锁功能，能够和任何元件进行交互闭锁。 ? 如合闸于故障，任何过流元件都可以瞬间跳闸。 ? 二次谐波涌流制动。 1.3.3 接地故障保护 50N,51N

? 两个定时限过流元件和一个反时限过流元件，针对接地系统的高阻抗接地故障。 ? 51元件和 51N 元件可以采用标准的特性曲线，或用户自定义其特性曲线。 ? 二次谐波涌流制动。

? 当保护区内发生故障时，任何过电流元件都能够迅速跳闸。 1.3.4 方向过电流保护 67,67N

? 和无方向性电流保护相似，方向过流保护具有三个带方向的过流元件，它能够对相电流和接地电流进行保护。它们能够独立于无方向性过流保护元件单独地设定动作值和动作时限。

? 通过电压交叉极性和记忆电压进行故障方向判断，方向灵敏度不受动态限制。 ? 选相和分相计算判定故障方向，针对相间故障，接地故障和零序电流。 1.3.5 动态冷负荷启动功能50C, 50NC, 51C,51NC, 67C, 67NC

? 可动态切换过电流保护的整定值，当冷负荷启动条件满足时。 ? 通过断路器位置和电流阈值，来判定冷负荷启动条件。 ? 可通过自动重合闸(AR) 激活。

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? 可通过开入量启动。 1.3.6 单相过电流保护

? 通过灵敏的和不灵敏的零序电流互感器来获取电流的测量值。

? 可以用作差动保护，动作电流可以是来自变压器侧或发电机侧或电动机侧及其它中性点接地电流。

? 可以用作外壳漏电保护，用来对变压器外壳和大地之间的非正常的电流泄漏进行防护。 1.3.7 电压保护27, 59

? 两个低压元件27-1 和 27-2 测量正序电压或电压的最小值。 ? 27-1和27-2 可选择电流作判据。

? 两个过电压元件 59-1 和59-2 用来检测运行的最大电压，还可以检测负序电压。 ? 对于单相接入，装置可以接入相电压或线电压。 ? 可以对过电压保护和低电压保护的元件设定返回系数。 1.3.8 负序保护46

? 电流负序元件的计算。

? 两个定时限元件46-1 和46-2 和一个反时限元件46-TOC，46-TOC 使用标准特性曲线。 1.3.9 电机启动保护 48

? 基于电动机启动电流的反时限跳闸特性。 ? 转子堵转定时限延迟。 1.3.10 电机启动抑制 66, 86

? 转子温度的测量近似值。

? 只有转子有足够的热裕度时才允许启动。 ? 若需紧急启动，可取消重启抑制。 1.3.11 频率保护81 O/U

? 监视系统频率下降 (f<) 和上升 (f>)，有四组频率定值和时延值，可分别独立整定 ? 忽略谐波和相角的突变。 ? 欠压阈值可调。 1.3.12 热过负荷保护 49

? 热过负荷能力的曲线图（过负荷保护具有全范围保护能力）。 ? 真有效值计算。

? 可以调整的过热报警水平。

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? 根据电流幅值调整报警限值。

? 为静止状态的电动机设定额外的时间常数。

? 通过外接的RTD 和温度传感器来检测环境温度和冷却器温度。 1.3.13 监视功能

? 由于装置本身能够对内部的测量电路，硬件，软件以及电源供应进行监测，所以设备的可靠性得到了很大的提升。

? 通过求和和平衡检测技术可以监测电流互感器和电压互感器的二次回路。 ? 跳闸回路监视。 ? 相序检测。

1.3.14 接地故障检测50N(s), 51N(s),67N(s), 59N/64

? 从三相电压可以测量或计算出中性点偏移电压。 ? 检测中性点接地或是不接地网络的故障相。 ? 两元件接地故障检测: 50Ns-1 和50Ns-2。 ? 高灵敏度 ( 低至1 mA)。

? 具有定时限和反时限延时的过流元件。

? 反时限过流保护具有一条用户定义的和两条对数反时限电流/ 时间曲线。 ? 故障方向可通过计算零序量 (I0, V0)，接地故障功率来判定。 ? 任何元件都可以设置为带方向和无方向，正向和反向分别可设定。 ? 可调方向特征曲线。 ? 可用于附加的接地故障保护。 1.3.15 间歇性接地故障保护

? 监测和累加间断性接地故障。 ? 延时跳闸的时间是可以设定的。 1.3.16 自动重合闸 79

? 一次重合或多次重合。

? 第一次重合和后面的重合之间有独立的时间间隔设定。

? 可以选择启动重合闸的保护元件，可以根据相间故障和接地故障的不同进行选择。 ? 相间故障和接地故障有不同的保护程序。

? 可以和时限过流保护元件以及接地故障元件进行配合。这些保护可以被重合闸程序迅速闭锁和释放。

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? 7SJ64具有同期功能，可实现同期重合闸。 1.3.17 故障定位

? 本功能可以由跳闸命令、外部命令、或启动后的返回进行启动。 ? 故障距离以二次欧姆值，英里或公里的形式计算和给出。 1.3.18 断路器失灵保护 50BF

? 它能够检测实际电流和/ 或判断断路器辅助接点位置。 ? 当任何保护元件动作并发出跳闸信号时启动。 ? 外部保护装置的二进制输入可以启动失灵保护。 ? 也可通过综合控制功能启动。 1.3.19 RTD-盒

? 用RTD 盒和外部温度传感器，测量周围环境或冷却液温度。 1.3.20 相序

? 通过设定（静态）或开入量（动态），可对相序进行选择 ABC 或 ACB。 1.3.21 断路器维护

? 通过统计的方法来测定断路器的损耗状况，从而帮助确定维护所需要时间间隔。 ? 装置有一些独立的子功能 (ΣI 程序，ΣIx 程序和 2P 程序) ； 7SJ64 还配置了I2t 程序。

? 每个子功能通过一个具体过程对选定相进行阈值比较，所有子功能的数据采集与处理均执行这样的处理过程。 1.3.22 用户自定义功能

? 用户可以使用外部和内部信号进行组合建立用户自定义逻辑功能。 ? 可以使用布尔运算（与，或，非，异或等）。 ? 可对所需延时和限值进行设定。

? 测量值处理，包括零点抑制，增加传感器输入的拐点和零漂监视。 ? 通过外接浏览器进行CFC 在线调试( 仅限7SJ64)。 1.3.23 断路器控制

? 断路器分合可由控制键( 仅限带图形显示的模式)，前面板的功能键，系统接口( 如SICAM 或SCADA)，或通过带DIGSI 的电脑的接口来执行。 ? 通过断路器辅助触点进行监视。 ? 断路器状态的监视和闭锁条件的检验。

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2 功能 2.1概述

各种不同设备功能的设定值，可通过电脑上DIGSI 软件的运行和服务接口进行维护和操作，一些参数也可以通过装置前面板上的控制键进行设定。 2.2 过流保护50, 51, 50N, 51N

综合时限过电流保护是7SJ62/63/64 继电器的主保护功能。每一个相电流和接地电流都提供有三个元件。所有的元件都相互独立并且可以任意组合。

如果在不接地系统或者经过隔离接地的系统中，希望三相装置能和两相保护设备一起工作，那么时间过流保护可以配置成在三相模式下允许两相同时运行。

高电流定值元件50-2 和过流元件50-1 运行时都是有定时限，而第三个元件51，总是反时限运行。

应用：无方向过流保护适用于由单独的电源供电的放射网络或者开环网络，且适用于所有线路、变压器、发电机，电动机和母线的差动保护的后备保护。 2.3 方向过流保护67, 67N

在方向定时限过电流保护中，相电流和接地电流由三个元件提供。所有元件都可以根据用户的需要单独设置，并自由组合。

电流高值元件67-2 和电流低值元件67-1 根据定义的跳闸时间运行，第三元件67-TOC 根据反时限跳闸。

应用：

? 方向过电流保护使7SJ62/63/64 继电器可以用作系统保护，此时通过对故障电流幅值以及故障方向来保证保护间的相互配合。

? 在2.2 部分所描述的定时限过电流保护（无方向）可以会被用作双重化的后备保护或者也可以将其取消。另外，独立元件（如67-2 和/ 或67N-2）也可以与方向过电流保护配合使用。

? 对于由单电源供电的并联线路或变压器，只有方向过电流保护有选择地切除故障。 ? 在双端供电网络或环网中，定时限过电流保护必须要增加方向判定。 2.4 动态冷负荷启动

动态冷负荷启动功能，可以动态的改变方向或是无方向过流保护的启动值和延时 设置。

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应用:

? 长时间的无压状态后，如果刚启动或是刚启动不久，某些电力系统元件（比如 空调系统，供热装置，电机）需要大功率来启动，所以有必要动态提高启动定值。在这种情况下，提高启动门槛值可处理该情况。

? 进一步，可以通过自动重合闸功能修改启动值，对应于它的准备就绪状态和未准备就绪状态。

前提条件注意：

动态冷负荷启动是在4 个整定组(A-D) 之外，可独立定义的。 可以改变启动阈值和延时时间。 2.5 单相过流保护

单相过流保护通过判断灵敏电流输入INS 或普通电流输入IN 的电流进行判断的保护，其采用的电流输入回路与保护版本及订货序号有关。

应用:

? 电压变压器普通接地故障保护； ? 灵敏箱体漏电保护。 2.6 电压保护 27, 59

电压保护是保护电气设备免于低电压和过电压的威胁。不论是低电压还是过电压对设备都是有害的，如过电压会引起绝缘损害；而低电压会将会影响系统的稳定。

应用:

? 电压异常偏高的情况经常出现，如轻载的长距离输电线路；孤立系统中发电机的电压调节失败；或是系统中切除某台满载发电机的负荷后。

? 欠压保护检测系统中的输电线路和电力设备上发生的电压崩溃，阻止不正确运行状态的出现和系统失稳的可能。 2.7 负序保护 46

负序保护检测系统中的不平衡负荷。 应用

? 负序保护用于电机保护时有特别的意义。三相感应电机不平衡负荷会产生反转的电磁场，表现为转子的倍频电流。转子表面感应出涡流，引起转子端部和槽边缘过热。这些特别容易导致电机通过串接熔断器的真空触点跳闸。对于单极连接有熔断器的电机，在状态不变的条件下，电机只产生很小的脉冲力矩并且会被很快抑制住。另外，不平衡系统电压还会导

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致热过负荷而危害电机。因为电机负序阻抗比较小，较小的不平衡电压可能导致较大的负序电流。

? 此外，负序保护功能可用来监视CT 回路断线，故障和极性问题。

? 负序保护还有效应用于故障电流小于最大负荷电流的单相和两相故障监视。 前提条件为了避免间歇性启动，负序保护只有在单相电流大于0.1 × INom，且所有相电流小于4 x INom 时被开放。

2.8 电机保护 ( 电机启动保护48, 电机重启抑制 66)

对于电动机保护的应用， 7SJ62/63/64 继电器具有电动机启动时间监视特性和重启闭锁功能。电动机启动时间监视特性通过防止电动机频繁启动或启动时间延长对过负荷保护起补充作用。重启闭锁功能是在当启动可能会超过所允许的时间，转子过热时防止电动机重启。 2.9 频率保护 81 O/U

频率保护功能能够检测到系统或是电力装置异常的过、欠频。如果频率变化到允许范围之外时，将会适当地作出切机或切负荷等反应。

应用:

? 当系统中有功功率需要增加时，或当发电机调节器或发电机组功率自动控制（AGC）系统出现故障时，系统频率将会降低。频率保护功能也能应用到在独立电网中（特定情况下）的发电机中。这是由于逆功率保护不能在系统侧电源故障的情况下动作。使用频率降低保护可以使发电机脱离电力系统独立运行。

? 当从系统中切除大量的负荷（独立网络）时，或当发电机调节器发生故障时，系统频率会升高。系统频率的升高将导致存在发电机空充长线路引起自激磁的危险。 2.10 热过负荷保护 49

热过负荷保护用来防止被保护设备因热过负荷而损坏。此保护功能以被保护设备热容量为模型。过负荷热量积累及散热过程均被加以考虑。

应用:

? 特殊情况下，热过负荷保护要对电动机，发电机和变压器的状态进行监控。 ? 如果可以利用一个附加温度输入，热容量可以将实际环境或冷却液温度考虑在内。 2.11 监视功能

该装置具有全面的硬件和软件监视功能。另外还有测量值的合理性监视，电压和电流互感器电路便在很在程度上整合到监控功能中。 2.12 接地故障保护64, 67N(s), 50N(s), 51N(s)

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根据变量的不同，多功能保护继电器 7SJ62/63/64 的第四个电流输入，可以配置成一个灵敏输入互感，或一个1/5A 的标准互感器。

在第一种情况下, 由于互感器的高灵敏性，可以为中性点不接地的，或者补偿系统中的接地故障检测设计灵敏的保护功能。接地故障检测流入很大的接地电流是不合适的，因为灵敏的接地故障检测继电器接线端的线性范围不超出1.5A。

如果继电器配备的是标准的1A/5A 的互感器，就能正确检测出较大的电流。 应用

? 灵敏接地故障检测可以用于中性点不接地或中性点补偿接地系统的接地故障检测、确定受到接地故障影响的相并指明接地故障的方向。

? 对于中性点直接接地或低电阻接地的系统，灵敏接地故障检测被用来检测经高阻抗接地的故障。

? 本功能还可用作补充的接地故障保护。 2.13 间歇性接地故障保护

间歇性接地故障的典型特征表现为经常自动消失一段时间之后，再次发生。可以持续几毫秒到几秒之间。这就是对于普通时限的过电流保护而言，其故障时，根本不能检测或者不具有选择性的原因。如果故障持续时间过短，不是在保护范围中的所有保护设备都可以启动，因此不能确保选择性跳闸。

由于过电流保护对于此类故障的时间延迟太短，而不能一开始就切除故障线路。只有当故障转变为永久性故障后，才可以被短路保护有选择性的切除。但是此类间歇性接地故障已经可能造成对设备的热损坏。7SJ62/63/64 继电器便是具有以下的特殊功能：可以检测出此类间歇性接地故障，并累积它们的持续时间。

如果在一段时间内其和达到一整定值，则说明已经达到热过负荷限制。如果接地故障 分布超过一个较长时间，或者接地故障消失而不会经一段时间后重新发生时，运行设备将会冷却，在这种情况下，并不需要跳闸。

应用

? 例如，由于在电缆连接处绝缘不良或者有水进入，被保护的电缆上发生间歇性接地障。 2.14 自动重合闸 79

经验表明，架空线路上大约85% 的绝缘故障都是瞬时性故障，通过电弧与地形成回路，当保护装置动作后电弧回路消失。这意味着故障线路可以再次连接起来，通过自动重合闸经过一个绝对时间就可以重新连接起来。

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如果自动重合闸后故障点仍一直存在（电弧没有消失，发生了金属性故障），那么保护元件将再次跳开线路断路器。在某些系统中可能会进行多次重合闸。

应用

? 集成在7SJ62/63/64 中的自动重合闸也可以由外部保护装置控制（如，后备保护）。为了实现这个功能，必需要从跳闸继电器引出一个输出量连接到7SJ63 继电器的一个开关量输入上。

? 7SJ62/63/64 继电器也可以和一个外部重合闸装置配合工作。

? 使用7SJ62/63/64 继电器来保护发电机、电动机、变压器、电缆和电抗器等元件时，自动重合闸模块不能应用，所以这种情况下此应用也应当被闭锁。 2.15 故障测距

故障的距离测量是保护的一项辅助功能。 应用

? 如果故障可以被快速定位和切除，系统输送功率容量可以提高。 2.16 断路器失灵保护50BF

断路器失灵保护功能用于监控收到跳闸信号后断路器的动作情况。 2.17 由灵活保护功能实现的逆功率保护

灵活保护功能允许执行一个单元件或者多元件带方向的保护。每个方向元件可以单相或者三相运行。这些元件可以随意使用正向有功，反向有功，正向无功或者反向无功作为测量值。这些元件可以是超过启动门槛或低于启动门槛启动。 2.18 温度检测功能( 通过RTD 盒实现)

共两个温度检测单元(RTD-盒)带12个测量传感器可以用于温度检测，并且为保护 装置所识别。

应用

? RTD 盒主要用于监视电动机、发电机和变压器的温度情况。对旋转电机, 还需监视轴承温度是否越限。通过温度探测器来测量对被保护目标不同位置的温度，并且通过一个或者两个7XV566 RTD 盒传送到保护装置。 (RTD = Resistance Temperature Detector) 。 2.19 相序旋转

保护装置7SJ62/63/64 可以通过开关量输入和参数来实现相序的旋转。 应用

? 相序旋转可以保证所有的保护和测量功能运行正常。即使是逆时针旋转，也无

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需将两相翻转。 2.20 功能逻辑

逻辑功能配合实现保护功能和辅助功能，处理从系统中收到的数据和信息。详细包括： 故障检测 / 启动逻辑 处理跳闸逻辑 2.21 辅助功能

辅助功能章节描述了装置的一般功能。 2.22 断路器控制

在SIPROTEC ? 7SJ62/63/64 继电器中集成了对诸如断路器等电气设备的控制功能。断路器的控制命令有四种来源：

? 在就地的继电器输入键盘上进行操作（除了那些不带键盘输入的继电器外）。 ? 利用 DIGSI? 操作

? 通过网控中心或站控系统（如SICAM? 系统）进行远方操作。 ? 自动功能( 如，利用二进制输入)

可以对单母线方式或多母线方式连接的开关柜进行控制操作。原则上，可以控制的设备数量仅取决于继电器开关量输入及输出的数量。采用联闭锁控制功能，还可以提供很高的操作可靠性，避免误操作。对于每个断路器或操作机构的操作命令都提供了一个可选的标准联闭锁检测功能。 2.22.1 控制装置

以通过继电器的操作面板（集成的或分立的）对开关柜进行操作。同样也可以使用个人电脑通过服务端口进行操作，还可以从远方的站控设备通过通讯口进行操作。

应用

? 单母线或双母线方式连接的开关柜。必备条件可以控制的设备数量取决于 开关量输入数量 开关量输出数量 2.22.1.1 描述

(1)对字符的显示通过键盘控制 使用方向键

选择需要操作的设备并选择相应控制菜单。输入密码后，

会显示一个可以选择操作类型（如：闭合，打开或放弃）的窗口，通过▼和▲键可以选择希望进行的操作类型。此时会进行一系列的联闭锁条件检查。通过检查后必须再次按下ENTER

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键确认并发出控制命令。如果在一分钟内未确认该命令执行，则命令执行过程中断。在命令发出前的任何时候都可以通过按下ESC 键取消当前操作。

(2)在图形显示模式下通过键盘控制

在继电器的就地用户界面上也可以进行相关操作。在图形界面下面有三个单独的按钮就是为此而设的。按CTRL 键在LCD 屏幕上显示控制模式。只有在控制模式下才会出现OPEN 与CLOSE 按钮，也只有此时才能对设备进行操作。在其它时候LCD 必须返回到缺省的显示模式下，不能对设备进行操作控制。

控制显示模式下，通过方向键

可以选择需要操作的设备。任何按下I

键或O 键选择操作。接着一个对应操作状态的开关图标会在控制显示上闪动。要求用户按下屏幕下缘的ENTER 键确认。此时会进行一系列的联闭锁条件检查。通过检查后必须再次按下ENTER 键确认并发出控制命令。如果在一分钟内未确认执行，则闪动的设备状态恢复到与当前对应的显示状态。在命令发出前的任何时候都可以通过按下ESC 键取消当前操作。

在通常的情况下，控制显示会在设备状态变位后显示新的当前实际设备状态。并且在屏幕下方显示\信息。而在命令执行反馈前会短时闪现\信息。

如果由于联闭锁条件不满足而造成操作失败，则会在屏幕上显示一条错误信息。说明为什么控制命令不能被执行（参见SIPROTEC?4 系统描述）。必须按下ENTER 对错误信息运行相应后才能进行下一步控制操作。

(3)使用DIGSI? 软件进行操作

也可以通过PC 机运行DIGSI ? 软件通过控制端口对设备进行操作控制。具体操作过程详见SIPROTEC?4 系统描述（机构控制）。

(4) 使用系统接口进行控制

对设备机构的操作还可以通过串行系统接口在机构控制系统中进行控制。此时，必须在设备及系统中具备相应硬件条件。另外，还需要对设备的串行接口进行一些设置（参见SIPROTEC? 系统描述)。 2.22.2 命令类型

与系统操作相对应，对于设备的控制命令也有不同的类型。 2.22.2.1 描述

(1)系统命令

这些命令是直接输出到操作机构去改变设备状态： ? 断路器( 非同期方式)、闸刀、接地闸刀的操作命令。

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? 步进命令，如调节变压器分接头命令。

? 设置点命令，带可配置的时间设置，控制Petersen 线圈。 (2)内部 / 伪命令

这些命令并不直接输出，只是启动内部功能、模拟状态变化或确认状态的变化： ? 对于告警信息或刀闸状态等与过程相关的设备的状态手动置位。如在通讯中断 情况下的状态置位。手动置位的设备状态以闪动方式显示，并且可以与实际状态对应显示。

? 对于内部设定时的标示命令。如删除/ 调整操作权限（远方或就地），一个参数设定的改变， SCADA 系统或整定数据传输堵塞。

? 对于内部缓冲区或数据状态的置位/ 复位命令。 ? 对于一个过程对象附加信息的置位/ 复位命令，例如： 输入闭锁 输出闭锁 2.22.3 命令顺序

出于设备安全的考虑，操作命令的顺序是非常重要的，只有通过预设的严格的检 测条件后，才能发出操作命令。对于每个独立的控制命令，都提供了标准的联闭锁检 测条件。另外，还可以由用户自己定义每个命令的附加联闭锁检测条件。并且监测实 际的命令执行过程。以下列表简要描述了命令的整个执行过程。 2.22.3.1 描述

(1)检测顺序 注意观察以下内容：

? 命令入口，如从继电器面板的键盘上输入。 – 校核密码-> 操作权限

– 检测闭锁状态 ( 联闭锁有效/ 无效) ? 选择联闭锁无效 ? 用户可编程联闭锁逻辑 操作权限校核

设备位置校核( 设置值与实际相比较) 联闭锁，区域控制 ( 使用CFC 逻辑)

系统联闭锁( 使用SCADA 系统或站控系统集中控制) 双重操作( 闭锁双重并行操作) 保护闭锁( 保护功能闭锁操作)

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? 固定命令检测

内部时钟 ( 软件看门狗，用于检测命令发出到实际操作执行的时间) 定值修改( 若出于定值修改更新过程中，则操作命令被拒绝执行或延时执行) 设备允许操作状态指示输出 ( 如果一个待操作设备已配置，但未定义开关量输 入，则被操作命令不被执行)

输出闭锁 ( 如果设置了对断路器的输出闭锁，当命令执行时若该闭锁有效，则 操作命令不被执行)

硬件故障

命令执行中( 对于一个设备一次只能执行一个命令，与设备相关的双重操作将 被闭锁)

多选- 检测( 对于多路复用的情形，例如多个继电器输出共用一个端子的情形，可以通过确定当前输出继电器来确定不同的检测条件)

(2)监视命令执行 以下信息将被监视：

? 由于用户取消而中断的命令执行 ? 运行时间监视 ( 返回监视时间信息) 2.25.4 联闭锁

系统联闭锁检测是通过用户自定义逻辑(CFC) 来实现的。 2.25.4.1 描述

在 SICAM/SIPROTEC 4 系统中的机构联闭锁检测通常分为以下几类： ? 系统的联闭锁取决于基于当地控制系统或中央控制系统的参数。 ? 间隔联闭锁取决于间隔设备的反馈参数。

? 交叉间隔联闭锁则是通过GOOSE 规约在间隔设备与继电器之间直接传递数据（基于IEC61850， V4.51 标准； GOOSE 数据交换规约则是通过EN100-module 实现的）。

联闭锁检测的范围则是由继电器的设置决定的。关于GOOSE 的详细情况，请参阅SIPROTEC 系统描述。

对于集中控制系统中的需要进行联闭锁操作的刀闸等设备则在间隔单元中进行参数设置（通过配置矩阵）。

对于所有的命令，都可以选择执行（通常情况下）或不执行（联闭锁功能关闭）联闭锁检测。

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? 对于本地操作，通过切换开关切换“Normal/Test”

? 对于自动控制命令，通过CFC 逻辑执行命令或关闭联闭锁功能

? 对于本地 / 远方命令，通过Profibus 执行一个附加的关闭联闭锁功能命令 (1)联闭锁检测的/无联闭锁检测的刀闸操作

SIPROTEC 4 设备中可编程的命令检测称为\标准联闭锁检测\。这个检测功能可以通过DIGSI 激活（联闭锁刀闸/ 标识）或关闭（无联闭锁）。

关闭联闭锁检测意味着继电器不再进行联闭锁条件检测。

联闭锁检测的刀闸操作意味着在命令的执行过程中要执行所有的联闭锁条件检测。如果有一个条件不满足，命令将被拒绝执行。并且由一个减号标记（例如“CO-”），同时输出一个信息提示。

下表列出可能的刀闸操作命令类型以及对应的告警信息。对于带 *) 的设备信息还会在事件记录中被记录。在DIGSI 中，显示为自产信息。

信息中带的加号\＋ \表示命令执行确认。即命令执行的结果与期望一致，或者说命令执行输入。减号\－ \是否定的信息回馈，表示命令被拒绝执行。可能的命令执行反馈及其结果详见SIPROTEC 4 系统描述。反馈信息下图显示一个刀闸或断路器操作命令成功执行时的相关操作指示及显示信息。

可以对所有的设备单独进行联闭锁检测编程，也可以对那些可以通过标记命令设置标记的设备进行相同操作。其它内部命令如手动进入或退出则不被检测。

操作断路器(Q0) 时的操作信息示例

(2)标准联闭锁的缺省设置(不可编程)

对于每个设备，标准的联闭锁检测均包含以下一些固定的不可编程的测试条件，这些测

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试都可以通过参数设置将其中部分功能关闭或激活。

? 设备状态检测（设置状态＝实际状态）：如果断路器已在操作命令执行后的状态下，则操作命令将被拒绝执行，同时显示错误信息（如果该检测功能有效，则不论联闭锁功能是否激活，其检测功能均有效）。这个条件在联闭锁检测或无联闭锁检测模式下均有效。

? 系统联闭锁：为了检查系统联闭锁情况，发送一个操作权限＝本地的就地命令到中央控制单元。此时不能通过DIGSI 对一个有系统联闭锁条件的刀闸进行操作。

? 区域控制/ 间隔闭锁：在联闭锁操作期间，执行一个集成在继电器中由CFC 构成的逻辑关系。

? 保护闭锁：当有保护元件动作时，闭锁合闸命令的执行。相反，分闸命令不会被闭锁。需要注意的是，热过负荷元件或灵敏接地故障检测元件的动作同样可以闭锁合闸命令。另一方面，当闭锁解除时，电动机重起动闭锁并不会自动闭锁电动机合闸命令。此时重起动闭锁必须通过其它的联闭锁条件来实现。其中一个方法是通过CFC 编程实现。

? 双重操作闭锁：双重操作或互相闭锁。当一条操作命令正在执行时会闭锁另外的命令发出。

? 本地操作权限：从用户面板上输入的操作命令（称为本地命令）只有在操作切换开关（若继电器无操作切换开关则通过设置）置于本地时才有效。

? 操作权限DIGSI：通过DIGSI 发出的本地或远方操作命令（命令源自DIGSI）只有在继电器允许远方操作（通过切换开关或设置）的情况下才有效。通过PC机上的DIGSI 软件连接到继电器上时，会分配给继电器一个虚拟设备号（VD）。只有针对该VD 号的命令才会被该设备执行（操作权限＝远方）。而远方操作命令则被拒绝执行。

? 操作权限远方：只有当切换开关（或继电器设置）在远方状态时，远方操作命令（命令源自远方）才会被执行。

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源自远方/ 就地/DIGSI 命令的相关信息确认会反馈给这些命令的来源点。与其路径（串行数据通道的配置）无关。

这些命令的确认并无如就地命令一样的回应显示，但是对于通常的命令及反馈信息均有记录。

(3)监视反馈信息

命令执行监视功能监视所有的命令执行过程以及反馈信息的时间。命令发出的同时启动监视功能（监视命令执行）。记录时间用来判断被控制设备是否在监视时间内完成全部操作。当反馈信息到达时，停止记录监视时间。如果没有信息返回，则显示\命令监视执行超时\同时命令执行终止。

命令与反馈信息同时记录在时间列表中。通常情况下，当相关设备的反馈信息（FB+）返回时命令的执行终止。在某些情况下，没有执行信息返回，则命令中断并显示相应信息.

反馈信息中的\＋ \表示命令执行成功。结果与期望相同，即结果肯定。而\－ \则是否定信息，表示命令执行未达到期望结果。

(4)命令输出与操作继电器

对刀闸设备的分合闸操作以及升降变压器分接头的操作命令类型详见SIPROTEC4 系统描述中的配置章节。

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