GB/T 14598．127-2013 量度繼電器和保護(hù)裝置 第127部分：過/欠電壓保護(hù)功能要求 （完整版）
1 范圍
1 范圍
本部分規(guī)定了過/欠電壓繼電器的最低要求。本部分包括保護(hù)功能、測(cè)量特性和延時(shí)特性的技術(shù)規(guī)范。
本部分規(guī)定了對(duì)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)確度和動(dòng)態(tài)性能的影響因素，還包括檢驗(yàn)性能和準(zhǔn)確度的試驗(yàn)方法。
本部分涵蓋的過/欠電壓功能如下：
量度繼電器和保護(hù)裝置的通用要求按IEC 60255-1的規(guī)定。
2 規(guī)范性引用文件
2 規(guī)范性引用文件
下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
IEC 60044(所有部分) 儀用互感器(Instrument transformers)
IEC 60255-1 量度繼電器和保護(hù)裝置 第1部分：通用要求(Measuring relays and protection equipment—Part 1：Common requirments)
3 術(shù)語(yǔ)和定義
3.1 時(shí)間-特性量理論曲線 theoretical curve of time versus characteristic quantity
表示理論動(dòng)作時(shí)間與其特性量之間關(guān)系的曲線。
3.2 動(dòng)作時(shí)間上限值和下限值曲線 curves of maximum and minimum limits of the operate time
時(shí)間-特性量理論曲線兩邊的極限誤差曲線，表示每個(gè)特性量值對(duì)應(yīng)的最大、最小動(dòng)作時(shí)間。
3.3 特性量定值(啟動(dòng)值) setting value(start)of the characteristic quantity
GS
用于規(guī)定時(shí)間-特性量理論曲線的基準(zhǔn)值。
3.4 啟動(dòng)時(shí)間 start time
在規(guī)定的條件下，對(duì)處于復(fù)歸狀態(tài)下的量度繼電器，從其特性量發(fā)生變化的時(shí)刻起至繼電器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)時(shí)刻止的持續(xù)時(shí)間。
3.5 動(dòng)作時(shí)間 operate time
在規(guī)定的條件下，對(duì)處于復(fù)歸狀態(tài)下的量度繼電器，從其特性量發(fā)生變化的時(shí)刻起至繼電器動(dòng)作時(shí)刻止的持續(xù)時(shí)間。
[IEC 60050-447：2010，447-05-05]
3.6 返回時(shí)間 disengaging time
從輸入激勵(lì)量值產(chǎn)生能夠引起繼電器返回的規(guī)定變化的時(shí)刻起，至繼電器返回的時(shí)刻止的持續(xù)時(shí)間。
[IEC 60050-447：2010，447-05-10]
3.7 復(fù)歸時(shí)間 reset time
在規(guī)定的條件下，對(duì)處于動(dòng)作狀態(tài)下的量度繼電器，從其特性量發(fā)生變化的時(shí)刻起至繼電器復(fù)歸時(shí)刻止的持續(xù)時(shí)間。
[IEC 60050-447：2010，447-05-06]
3.8 過沖時(shí)間 overshoot time
以下兩個(gè)時(shí)間之差：繼電器在規(guī)定的輸入激勵(lì)量下的動(dòng)作時(shí)間；在此激勵(lì)量下持續(xù)施加、然后突然降到低于整定值(對(duì)于過電壓繼電器)或突然升到高于整定值(對(duì)于欠電壓繼電器)而不至于引起繼電器動(dòng)作，所能施加的最長(zhǎng)時(shí)間。
3.9 自定時(shí)限動(dòng)作閾值 threshold of independent time operation
GD
繼電器動(dòng)作時(shí)間從它定時(shí)限動(dòng)作變?yōu)樽远〞r(shí)限動(dòng)作的特性量臨界值。
3.10 復(fù)歸系數(shù) reset ratio
返回系數(shù) disengaging ratio
繼電器剛好退出啟動(dòng)狀態(tài)(啟動(dòng)信號(hào)由開變?yōu)殛P(guān))的電壓與元件的實(shí)際啟動(dòng)電壓之間的比值。
注：該系數(shù)通常規(guī)定為一個(gè)百分?jǐn)?shù)，因此過電壓元件的返回系數(shù)小于100％，而欠電壓元件的返回系數(shù)大于100％。
4 功能規(guī)范
4.1 概述
保護(hù)功能包括輸入、輸出、測(cè)量元件、時(shí)間延遲特性和功能邏輯，如圖1所示。制造廠應(yīng)提供具體實(shí)現(xiàn)的功能框圖。
圖1 保護(hù)功能簡(jiǎn)要框圖
4.2 輸入激勵(lì)量/激勵(lì)量
輸入激勵(lì)量為測(cè)量信號(hào)，例如電壓。其額定參數(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在IEC 60255-1中規(guī)定。輸入激勵(lì)量可用導(dǎo)線從電壓互感器引入，或采用某種通信規(guī)約(如IEC 61850-9-2)的數(shù)據(jù)包從通信接口輸入。
保護(hù)功能的激勵(lì)量不一定是直接來自電壓互感器的二次電壓。因此，量度繼電器說明書應(yīng)規(guī)定保護(hù)功能的激勵(lì)量類型。例如：
· 單相電壓測(cè)量值；
· 三相電壓(相間電壓或相電壓)測(cè)量值；
· 中性點(diǎn)接地電壓或剩余電壓測(cè)量值；
· 正序、負(fù)序或零序分量電壓測(cè)量值。
還應(yīng)規(guī)定激勵(lì)量的測(cè)量類型。例如：
· 信號(hào)量的有效值；
· 信號(hào)基波分量的有效值；
· 信號(hào)特定諧波分量的有效值；
· 信號(hào)的峰值；
· 信號(hào)的瞬時(shí)值。
4.3 開關(guān)量輸入信號(hào)
如果采用任何(外部或內(nèi)部驅(qū)動(dòng)的)開關(guān)量輸入信號(hào)，它們對(duì)保護(hù)功能的影響都應(yīng)在功能邏輯框圖上明確標(biāo)示。必要時(shí)可附加文字說明。
5 性能規(guī)范
5.1 與特性量有關(guān)的準(zhǔn)確度
對(duì)于自定時(shí)限繼電器和它定時(shí)限繼電器，制造廠應(yīng)申明與特性量有關(guān)的準(zhǔn)確度和返回系數(shù)。
對(duì)于它定時(shí)限繼電器和自定時(shí)限繼電器，制造廠應(yīng)申明與特性量有關(guān)的準(zhǔn)確度及其適用的定值范圍。
5.2 與動(dòng)作時(shí)間有關(guān)的準(zhǔn)確度
對(duì)于自定時(shí)限繼電器，規(guī)定的動(dòng)作時(shí)間的最大允許誤差應(yīng)表示為以下之一：
· 時(shí)間定值的百分?jǐn)?shù)；
· 時(shí)間定值的百分?jǐn)?shù)和固定的最大時(shí)間誤差兩者之間的較大值。例如，±5％或±20ms兩者的較大值；
· 固定的最大時(shí)間誤差。
對(duì)于它定時(shí)限繼電器，基準(zhǔn)極限誤差由制造廠申明的給定誤差確定。對(duì)于具有遞減延時(shí)功能的繼電器，應(yīng)在它定時(shí)限部分特性的有效范圍的最大限值(GD)處申明給定誤差的值，以理論時(shí)間的百分?jǐn)?shù)表示。應(yīng)申明以下基準(zhǔn)極限誤差之一：
· 時(shí)間理論曲線由特性量的多個(gè)定值繪制而成，該曲線在它定時(shí)限有效范圍內(nèi)，由分別代表最大限值和最小限值的兩條極限誤差曲線所限定；
· 特性量它定時(shí)限部分特性的有效范圍內(nèi)的給定誤差。
對(duì)于它定時(shí)限和自定時(shí)限繼電器，制造廠應(yīng)申明與動(dòng)作時(shí)間有關(guān)的最大極限誤差及其適用的延時(shí)定值范圍。
制造廠應(yīng)申明延時(shí)定值是否包含特性量的內(nèi)部測(cè)量時(shí)間和輸出觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間。
5.3 與復(fù)歸時(shí)間有關(guān)的準(zhǔn)確度
對(duì)于瞬時(shí)復(fù)歸的繼電器，制造廠應(yīng)申明元件的復(fù)歸時(shí)間。
對(duì)于定時(shí)限延時(shí)復(fù)歸的繼電器，規(guī)定的復(fù)歸時(shí)間的最大允許誤差應(yīng)表示為以下之一：
· 復(fù)歸時(shí)間定值的百分?jǐn)?shù)；
· 復(fù)歸時(shí)間定值的百分?jǐn)?shù)，和固定的最大時(shí)間誤差中的較大值。例如，±5％或±20ms中的較大值；
· 固定的最大時(shí)間誤差。
制造廠應(yīng)申明與復(fù)歸時(shí)間有關(guān)的最大極限誤差及其適用的延時(shí)定值范圍。
制造廠應(yīng)申明復(fù)歸延時(shí)定值是否包含內(nèi)部測(cè)量時(shí)間(返回時(shí)間)。
5.5 電壓互感器要求
制造廠應(yīng)申明維持性能等級(jí)要求的電壓互感器的類型(見IEC 60044系列標(biāo)準(zhǔn))。
6 功能試驗(yàn)方法
6.1 概述
本章所描述的試驗(yàn)為型式試驗(yàn)。這些試驗(yàn)應(yīng)規(guī)定檢驗(yàn)過/欠電壓保護(hù)繼電器的硬件和固件(如果適用)的所有方面的試驗(yàn)方法。這表示電壓應(yīng)從繼電器的接口輸入，即或直接從常規(guī)電壓互感器輸入端子輸入，或以等效信號(hào)從適當(dāng)?shù)慕涌谳斎?。同樣，?dòng)作信號(hào)應(yīng)盡可能從輸出觸點(diǎn)獲得，或以等效信號(hào)從適當(dāng)?shù)慕涌讷@得。
如果由于任何原因?qū)е虏豢赡軠y(cè)量從信號(hào)輸入到輸出的結(jié)果，制造廠應(yīng)申明這些特性量的施加點(diǎn)和測(cè)量的信號(hào)接口。對(duì)于定值為一次值的繼電器，可選擇某一電壓互感器變比來進(jìn)行試驗(yàn)。
為了確定在穩(wěn)態(tài)條件下繼電器的準(zhǔn)確度，輸入的特性量應(yīng)為額定頻率的正弦波，其幅值宜根據(jù)試驗(yàn)要求而變化。
下列條款中描述的某些試驗(yàn)?zāi)芎喜?，以?yōu)化試驗(yàn)過程。在符合定值的設(shè)定范圍和步長(zhǎng)條件下，依靠被試?yán)^電器的技術(shù)，可能減少試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量。然而，如果不能達(dá)到準(zhǔn)確值，宜使用列舉的試驗(yàn)點(diǎn)或最接近的有效定值。
下列條款中，使用的試驗(yàn)定值以有效范圍的百分?jǐn)?shù)表示，0％代表最小有效定值，100％代表最大有效定值。同樣，50％宜代表可用有效范圍的中點(diǎn)。使用的實(shí)際定值能用下列公式計(jì)算出：
SAV＝(Smax－Smin)×X＋Smin
式中：
SAV——試驗(yàn)中使用的實(shí)際定值；
Smax——最大有效定值；
Smin——最小有效定值；
X——在試驗(yàn)方法中表示的試驗(yàn)點(diǎn)的百分?jǐn)?shù)值(見表1～表4)。
例如，表1中的動(dòng)作電壓定值，假定有效定值范圍為60V～180V，使用的實(shí)際動(dòng)作電壓定值宜為60V、120V、180V。
6.3 啟動(dòng)時(shí)間和動(dòng)作時(shí)間的穩(wěn)態(tài)誤差測(cè)定
為了測(cè)定動(dòng)作時(shí)間的穩(wěn)態(tài)誤差，電壓應(yīng)無延時(shí)地施加于繼電器，并監(jiān)視元件的啟動(dòng)和動(dòng)作輸出觸點(diǎn)。電壓應(yīng)在波形的過零點(diǎn)從試驗(yàn)初始值切換到試驗(yàn)終了值。試驗(yàn)應(yīng)分相進(jìn)行。宜使用足夠多的試驗(yàn)點(diǎn)，以不同的動(dòng)作電壓值和貫穿它定時(shí)限部分特性的有效范圍，來評(píng)估延時(shí)或時(shí)間系數(shù)范圍內(nèi)的性能。每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)重復(fù)至少5次以確保其結(jié)果的可重復(fù)性，采用5次試驗(yàn)的最大值和平均值進(jìn)行分析。記錄的動(dòng)作輸出觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間提供了動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確度的測(cè)量值，所記錄的啟動(dòng)輸出觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間提供了元件啟動(dòng)時(shí)間的測(cè)量值。建議使用表1和表2中的試驗(yàn)點(diǎn)，其中，表1用于過電壓元件，表2用于欠電壓元件。
表1 過電壓元件試驗(yàn)點(diǎn)
| 時(shí)間定值 | 動(dòng)作電壓定值 | 初始試驗(yàn)電壓值 | 終了試驗(yàn)電壓值a |
| 最小值（0％） |
最小值（0％） | 0 | 1.2×GS |
| 50％ | 50％ | 0 | 1.6×GS |
| 最大值（100％） | 最大值（100％） | 0 | 2×GS |
| a終了試驗(yàn)電壓值不應(yīng)大于最大耐壓。 | |||
表2 欠電壓元件試驗(yàn)點(diǎn)
| 時(shí)間定值 | 動(dòng)作電壓定值 | 初始試驗(yàn)電壓值b | 終了試驗(yàn)電壓值 |
| 最小值（0％） | 最小值（0％）a | 2×GS | 0.8×GS |
| 50％ | 50％ |
2×GS | 0.4×GS |
| 最大值（100％） | 最大值（100％） |
2×GS | 0 |
a 當(dāng)注入電壓為0或低于閾值時(shí)，某些繼電器可閉鎖欠電壓元件。在這種情況下，0點(diǎn)試驗(yàn)由最低電壓閾值點(diǎn)試驗(yàn)來代替。 |
|||
6.4 復(fù)歸時(shí)間的穩(wěn)態(tài)誤差測(cè)定
為了測(cè)定復(fù)歸時(shí)間的穩(wěn)態(tài)誤差，應(yīng)對(duì)繼電器施加電壓以引起元件動(dòng)作。動(dòng)作完成后，施加在繼電器上的電壓應(yīng)調(diào)整到試驗(yàn)初始值并保持(至少)1s，然后無延時(shí)地立即調(diào)整到終了試驗(yàn)電壓值，并監(jiān)視元件相配的輸出觸點(diǎn)。如果輸出觸點(diǎn)不可用，則用附錄A中描述的程序來測(cè)定繼電器的復(fù)歸時(shí)間。
宜使用足夠多的試驗(yàn)點(diǎn)，以不同的動(dòng)作電壓值和貫穿它定時(shí)限部分特性的有效范圍，來評(píng)估延時(shí)或時(shí)間系數(shù)范圍內(nèi)的性能。每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)至少重復(fù)5次以確保其結(jié)果的可重復(fù)性，采用5次試驗(yàn)的最大值和平均值進(jìn)行分析。監(jiān)測(cè)啟動(dòng)觸點(diǎn)所記錄的時(shí)間提供了元件返回時(shí)間的測(cè)量值，同時(shí)其他合適的信號(hào)應(yīng)被用來提供復(fù)歸時(shí)間準(zhǔn)確度的測(cè)量數(shù)據(jù)。建議采用表3和表4中的試驗(yàn)點(diǎn)，其中，表3用于過電壓元件，表4用于欠電壓元件。
表3 過電壓元件試驗(yàn)點(diǎn)
| 復(fù)歸時(shí)間定值b | 動(dòng)作電壓定值 | 初始試驗(yàn)電壓值a | 終了試驗(yàn)電壓值 |
| 最小值（0％） | 最小值（0％） | 2×GS | 0.8×GS |
| 50％ |
50％ | 2×GS | 0.4×GS |
| 最大值（100％） | 最大值（100％） | 2×GS | 0 |
a 初始試驗(yàn)電壓不應(yīng)大于最大耐壓。 |
|||
表4 欠電壓元件試驗(yàn)點(diǎn)
| 復(fù)歸時(shí)間定值b | 動(dòng)作電壓定值 | 初始試驗(yàn)電壓值 | 終了試驗(yàn)電壓值a |
| 最小值（0％） | 最小值（0％）c | 0 | 1.2×GS |
| 50％ | 50％ | 0 | 1.6×GS |
| 最大值（100％） | 最大值（100％） |
0 | 2×GS |
a 終了試驗(yàn)電壓值不應(yīng)大于最大耐壓。 |
|||
7 文檔要求
7.1 型式試驗(yàn)報(bào)告
本部分中描述的功能元件的型式試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)符合IEC 60255-1。至少應(yīng)記錄以下方面：
· 被試設(shè)備：包括被試設(shè)備/功能的細(xì)節(jié)，其他細(xì)節(jié)如型號(hào)、固件版本等，也應(yīng)適當(dāng)記錄；
· 試驗(yàn)設(shè)備：設(shè)備名稱、型號(hào)、校準(zhǔn)信息；
· 顯示元件動(dòng)作原理的功能框圖，包括功能的開關(guān)量輸入、輸出信號(hào)的相互作用關(guān)系；
· 輸入激勵(lì)量的細(xì)節(jié)和功能所使用的測(cè)量類型；
· 對(duì)于功能中實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作和復(fù)歸的特性曲線/動(dòng)作的細(xì)節(jié)，最好用方程式表示；
· GD的實(shí)際電壓值，以及在電壓超過GD時(shí)功能行為的細(xì)節(jié)；
· 為改善元件對(duì)實(shí)際電力系統(tǒng)的適應(yīng)性而使用的任何特定算法的細(xì)節(jié)和性能說明。對(duì)于不只在一個(gè)功能中使用的一般算法，例如電壓互感器的監(jiān)視算法，僅在用戶記錄文檔中描述一次即可，但應(yīng)說明該算法對(duì)所有使用它的功能動(dòng)作的影響；
· 試驗(yàn)方法和定值：包括所使用的試驗(yàn)程序以及被試設(shè)備中為便于試驗(yàn)而采用的定值的細(xì)節(jié)，可能包括被測(cè)功能之外的一些定值。保證可采用相同的試驗(yàn)條件進(jìn)行可信的重復(fù)試驗(yàn)；
· 試驗(yàn)結(jié)果：對(duì)于試驗(yàn)方法和定值中列出的每一種試驗(yàn)方案，應(yīng)記錄整套的試驗(yàn)結(jié)果，以便作為特定試驗(yàn)方案的參考。從這些試驗(yàn)結(jié)果中確定準(zhǔn)確度；
· 試驗(yàn)結(jié)論：基于所記錄的試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)對(duì)第5章列出的所有要求進(jìn)行明確說明。這些說明應(yīng)和本部分所包含的性能指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^，以給出單項(xiàng)合格/不合格的結(jié)論，同時(shí)也給出整體功能全面的合格/不合格的結(jié)論。
7.2 其他用戶文檔
并非所有的用戶都要求查看完整的型式試驗(yàn)文檔，而是要求其中部分信息。為此，即使不要求包含在同一文檔中，在通用的用戶文檔中應(yīng)記錄至少以下幾方面：
· 顯示元件動(dòng)作原理的功能框圖，包括功能的開關(guān)量輸入、輸出信號(hào)的相互作用關(guān)系；
· 輸入激勵(lì)量的細(xì)節(jié)和功能所使用的測(cè)量類型；
· 對(duì)于功能中實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作和復(fù)歸的特性曲線/動(dòng)作的細(xì)節(jié)，最好用方程式表示；
· GD的實(shí)際電壓值，以及在電壓超過GD時(shí)功能行為的細(xì)節(jié)；
· 為改善元件對(duì)實(shí)際電力系統(tǒng)的適應(yīng)性而使用的任何特定算法的細(xì)節(jié)和性能說明。對(duì)于不只在一個(gè)功能中使用的一般算法，例如電壓互感器的監(jiān)視算法，僅在用戶記錄文檔中描述一次即可，但應(yīng)說明該算法對(duì)所有使用它的功能動(dòng)作的影響；
· 應(yīng)對(duì)第5章列出所有要求進(jìn)行明確說明。
附錄A 僅有跳閘輸出的繼電器的復(fù)歸時(shí)間測(cè)定
A.1 概述
量度繼電器和保護(hù)裝置有不同的輸出配置。對(duì)于僅有跳閘輸出的設(shè)備，能用多種不同方法測(cè)定它定時(shí)限復(fù)歸時(shí)間。以下條款描述了一種試驗(yàn)方法的示例。
A.2 試驗(yàn)方法
對(duì)于沒有適當(dāng)觸點(diǎn)的繼電器的復(fù)歸時(shí)間的測(cè)定，能用以下方法測(cè)定其復(fù)歸時(shí)間的基準(zhǔn)準(zhǔn)確度。在預(yù)先測(cè)定的時(shí)間內(nèi)，向繼電器施加2倍定值的電壓(或最大允許值，如果2倍電壓大于最大允許值)，裝置不動(dòng)作但能達(dá)到其跳閘值的90％。然后將電壓瞬時(shí)減小到低于定值的預(yù)先測(cè)定值并固定一段時(shí)間。經(jīng)過這一段時(shí)間后，再將電壓瞬時(shí)增加至2倍定值直至元件跳閘。跳閘時(shí)間基于內(nèi)部積分器的值來測(cè)定。如圖A.1所示的曲線。將施加的電壓減小到不同值，重復(fù)上述試驗(yàn)。這得到一系列跳閘時(shí)間，以此能推算出復(fù)歸時(shí)間，并能通過足夠多的點(diǎn)繪制出復(fù)歸曲線。
圖A.1 它定時(shí)限復(fù)歸時(shí)間測(cè)定
