GB/T 14598．127-2013 量度繼電器和保護裝置 第127部分：過/欠電壓保護功能要求 （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。本部分包括保護功能、測量特性和延時特性的技術規(guī)范。
本部分規(guī)定了對穩(wěn)態(tài)準確度和動態(tài)性能的影響因素，還包括檢驗性能和準確度的試驗方法。
本部分涵蓋的過/欠電壓功能如下：
量度繼電器和保護裝置的通用要求按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
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。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 量度繼電器和保護裝置 第1部分：通用要求(Measuring relays and protection equipment—Part 1：Common requirments)
3 術語和定義
3.1 時間-特性量理論曲線 theoretical curve of time versus characteristic quantity
表示理論動作時間與其特性量之間關系的曲線。
3.2 動作時間上限值和下限值曲線 curves of maximum and minimum limits of the operate time
時間-特性量理論曲線兩邊的極限誤差曲線，表示每個特性量值對應的最大、最小動作時間。
3.3 特性量定值(啟動值) setting value(start)of the characteristic quantity
GS
用于規(guī)定時間-特性量理論曲線的基準值。
3.4 啟動時間 start time
在規(guī)定的條件下，對處于復歸狀態(tài)下的量度繼電器，從其特性量發(fā)生變化的時刻起至繼電器發(fā)出啟動信號時刻止的持續(xù)時間。
3.5 動作時間 operate time
在規(guī)定的條件下，對處于復歸狀態(tài)下的量度繼電器，從其特性量發(fā)生變化的時刻起至繼電器動作時刻止的持續(xù)時間。
[IEC 60050-447：2010，447-05-05]
3.6 返回時間 disengaging time
從輸入激勵量值產(chǎn)生能夠引起繼電器返回的規(guī)定變化的時刻起，至繼電器返回的時刻止的持續(xù)時間。
[IEC 60050-447：2010，447-05-10]
3.7 復歸時間 reset time
在規(guī)定的條件下，對處于動作狀態(tài)下的量度繼電器，從其特性量發(fā)生變化的時刻起至繼電器復歸時刻止的持續(xù)時間。
[IEC 60050-447：2010，447-05-06]
3.8 過沖時間 overshoot time
以下兩個時間之差：繼電器在規(guī)定的輸入激勵量下的動作時間；在此激勵量下持續(xù)施加、然后突然降到低于整定值(對于過電壓繼電器)或突然升到高于整定值(對于欠電壓繼電器)而不至于引起繼電器動作，所能施加的最長時間。
3.9 自定時限動作閾值 threshold of independent time operation
GD
繼電器動作時間從它定時限動作變?yōu)樽远〞r限動作的特性量臨界值。
3.10 復歸系數(shù) reset ratio
返回系數(shù) disengaging ratio
繼電器剛好退出啟動狀態(tài)(啟動信號由開變?yōu)殛P)的電壓與元件的實際啟動電壓之間的比值。
注：該系數(shù)通常規(guī)定為一個百分數(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
保護功能包括輸入、輸出、測量元件、時間延遲特性和功能邏輯，如圖1所示。制造廠應提供具體實現(xiàn)的功能框圖。
圖1 保護功能簡要框圖
4.2 輸入激勵量/激勵量
輸入激勵量為測量信號，例如電壓。其額定參數(shù)和相關標準在IEC 60255-1中規(guī)定。輸入激勵量可用導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。
保護功能的激勵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規(guī)定保護功能的激勵量類型。例如：
· 單相電壓測量值；
· 三相電壓(相間電壓或相電壓)測量值；
· 中性點接地電壓或剩余電壓測量值；
· 正序、負序或零序分量電壓測量值。
還應規(guī)定激勵量的測量類型。例如：
· 信號量的有效值；
· 信號基波分量的有效值；
· 信號特定諧波分量的有效值；
· 信號的峰值；
· 信號的瞬時值。
4.3 開關量輸入信號
如果采用任何(外部或內部驅動的)開關量輸入信號，它們對保護功能的影響都應在功能邏輯框圖上明確標示。必要時可附加文字說明。
5 性能規(guī)范
5.1 與特性量有關的準確度
對于自定時限繼電器和它定時限繼電器，制造廠應申明與特性量有關的準確度和返回系數(shù)。
對于它定時限繼電器和自定時限繼電器，制造廠應申明與特性量有關的準確度及其適用的定值范圍。
5.2 與動作時間有關的準確度
對于自定時限繼電器，規(guī)定的動作時間的最大允許誤差應表示為以下之一：
· 時間定值的百分數(shù)；
· 時間定值的百分數(shù)和固定的最大時間誤差兩者之間的較大值。例如，±5％或±20ms兩者的較大值；
· 固定的最大時間誤差。
對于它定時限繼電器，基準極限誤差由制造廠申明的給定誤差確定。對于具有遞減延時功能的繼電器，應在它定時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，以理論時間的百分數(shù)表示。應申明以下基準極限誤差之一：
· 時間理論曲線由特性量的多個定值繪制而成，該曲線在它定時限有效范圍內，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；
· 特性量它定時限部分特性的有效范圍內的給定誤差。
對于它定時限和自定時限繼電器，制造廠應申明與動作時間有關的最大極限誤差及其適用的延時定值范圍。
制造廠應申明延時定值是否包含特性量的內部測量時間和輸出觸點動作時間。
5.3 與復歸時間有關的準確度
對于瞬時復歸的繼電器，制造廠應申明元件的復歸時間。
對于定時限延時復歸的繼電器，規(guī)定的復歸時間的最大允許誤差應表示為以下之一：
· 復歸時間定值的百分數(shù)；
· 復歸時間定值的百分數(shù)，和固定的最大時間誤差中的較大值。例如，±5％或±20ms中的較大值；
· 固定的最大時間誤差。
制造廠應申明與復歸時間有關的最大極限誤差及其適用的延時定值范圍。
制造廠應申明復歸延時定值是否包含內部測量時間(返回時間)。
5.5 電壓互感器要求
制造廠應申明維持性能等級要求的電壓互感器的類型(見IEC 60044系列標準)。
6 功能試驗方法
6.1 概述
本章所描述的試驗為型式試驗。這些試驗應規(guī)定檢驗過/欠電壓保護繼電器的硬件和固件(如果適用)的所有方面的試驗方法。這表示電壓應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，或以等效信號從適當?shù)慕涌谳斎?。同樣，動作信號應盡可能從輸出觸點獲得，或以等效信號從適當?shù)慕涌讷@得。
如果由于任何原因導致不可能測量從信號輸入到輸出的結果，制造廠應申明這些特性量的施加點和測量的信號接口。對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行試驗。
為了確定在穩(wěn)態(tài)條件下繼電器的準確度，輸入的特性量應為額定頻率的正弦波，其幅值宜根據(jù)試驗要求而變化。
下列條款中描述的某些試驗能合并，以優(yōu)化試驗過程。在符合定值的設定范圍和步長條件下，依靠被試繼電器的技術，可能減少試驗點的數(shù)量。然而，如果不能達到準確值，宜使用列舉的試驗點或最接近的有效定值。
下列條款中，使用的試驗定值以有效范圍的百分數(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。使用的實際定值能用下列公式計算出：
SAV＝(Smax－Smin)×X＋Smin
式中：
SAV——試驗中使用的實際定值；
Smax——最大有效定值；
Smin——最小有效定值；
X——在試驗方法中表示的試驗點的百分數(shù)值(見表1～表4)。
例如，表1中的動作電壓定值，假定有效定值范圍為60V～180V，使用的實際動作電壓定值宜為60V、120V、180V。
6.3 啟動時間和動作時間的穩(wěn)態(tài)誤差測定
為了測定動作時間的穩(wěn)態(tài)誤差，電壓應無延時地施加于繼電器，并監(jiān)視元件的啟動和動作輸出觸點。電壓應在波形的過零點從試驗初始值切換到試驗終了值。試驗應分相進行。宜使用足夠多的試驗點，以不同的動作電壓值和貫穿它定時限部分特性的有效范圍，來評估延時或時間系數(shù)范圍內的性能。每個試驗點應重復至少5次以確保其結果的可重復性，采用5次試驗的最大值和平均值進行分析。記錄的動作輸出觸點動作時間提供了動作時間準確度的測量值，所記錄的啟動輸出觸點動作時間提供了元件啟動時間的測量值。建議使用表1和表2中的試驗點，其中，表1用于過電壓元件，表2用于欠電壓元件。
表1 過電壓元件試驗點
| 時間定值 | 動作電壓定值 | 初始試驗電壓值 | 終了試驗電壓值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終了試驗電壓值不應大于最大耐壓。 | |||
表2 欠電壓元件試驗點
| 時間定值 | 動作電壓定值 | 初始試驗電壓值b | 終了試驗電壓值 |
| 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 當注入電壓為0或低于閾值時，某些繼電器可閉鎖欠電壓元件。在這種情況下，0點試驗由最低電壓閾值點試驗來代替。 |
|||
6.4 復歸時間的穩(wěn)態(tài)誤差測定
為了測定復歸時間的穩(wěn)態(tài)誤差，應對繼電器施加電壓以引起元件動作。動作完成后，施加在繼電器上的電壓應調整到試驗初始值并保持(至少)1s，然后無延時地立即調整到終了試驗電壓值，并監(jiān)視元件相配的輸出觸點。如果輸出觸點不可用，則用附錄A中描述的程序來測定繼電器的復歸時間。
宜使用足夠多的試驗點，以不同的動作電壓值和貫穿它定時限部分特性的有效范圍，來評估延時或時間系數(shù)范圍內的性能。每個試驗點應至少重復5次以確保其結果的可重復性，采用5次試驗的最大值和平均值進行分析。監(jiān)測啟動觸點所記錄的時間提供了元件返回時間的測量值，同時其他合適的信號應被用來提供復歸時間準確度的測量數(shù)據(jù)。建議采用表3和表4中的試驗點，其中，表3用于過電壓元件，表4用于欠電壓元件。
表3 過電壓元件試驗點
| 復歸時間定值b | 動作電壓定值 | 初始試驗電壓值a | 終了試驗電壓值 |
| 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 初始試驗電壓不應大于最大耐壓。 |
|||
表4 欠電壓元件試驗點
| 復歸時間定值b | 動作電壓定值 | 初始試驗電壓值 | 終了試驗電壓值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 終了試驗電壓值不應大于最大耐壓。 |
|||
7 文檔要求
7.1 型式試驗報告
本部分中描述的功能元件的型式試驗報告應符合IEC 60255-1。至少應記錄以下方面：
· 被試設備：包括被試設備/功能的細節(jié)，其他細節(jié)如型號、固件版本等，也應適當記錄；
· 試驗設備：設備名稱、型號、校準信息；
· 顯示元件動作原理的功能框圖，包括功能的開關量輸入、輸出信號的相互作用關系；
· 輸入激勵量的細節(jié)和功能所使用的測量類型；
· 對于功能中實現(xiàn)的動作和復歸的特性曲線/動作的細節(jié)，最好用方程式表示；
· GD的實際電壓值，以及在電壓超過GD時功能行為的細節(jié)；
· 為改善元件對實際電力系統(tǒng)的適應性而使用的任何特定算法的細節(jié)和性能說明。對于不只在一個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，但應說明該算法對所有使用它的功能動作的影響；
· 試驗方法和定值：包括所使用的試驗程序以及被試設備中為便于試驗而采用的定值的細節(jié)，可能包括被測功能之外的一些定值。保證可采用相同的試驗條件進行可信的重復試驗；
· 試驗結果：對于試驗方法和定值中列出的每一種試驗方案，應記錄整套的試驗結果，以便作為特定試驗方案的參考。從這些試驗結果中確定準確度；
· 試驗結論：基于所記錄的試驗結果，應對第5章列出的所有要求進行明確說明。這些說明應和本部分所包含的性能指標進行適當?shù)谋容^，以給出單項合格/不合格的結論，同時也給出整體功能全面的合格/不合格的結論。
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記錄至少以下幾方面：
· 顯示元件動作原理的功能框圖，包括功能的開關量輸入、輸出信號的相互作用關系；
· 輸入激勵量的細節(jié)和功能所使用的測量類型；
· 對于功能中實現(xiàn)的動作和復歸的特性曲線/動作的細節(jié)，最好用方程式表示；
· GD的實際電壓值，以及在電壓超過GD時功能行為的細節(jié)；
· 為改善元件對實際電力系統(tǒng)的適應性而使用的任何特定算法的細節(jié)和性能說明。對于不只在一個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，但應說明該算法對所有使用它的功能動作的影響；
· 應對第5章列出所有要求進行明確說明。
附錄A 僅有跳閘輸出的繼電器的復歸時間測定
A.1 概述
量度繼電器和保護裝置有不同的輸出配置。對于僅有跳閘輸出的設備，能用多種不同方法測定它定時限復歸時間。以下條款描述了一種試驗方法的示例。
A.2 試驗方法
對于沒有適當觸點的繼電器的復歸時間的測定，能用以下方法測定其復歸時間的基準準確度。在預先測定的時間內，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)，裝置不動作但能達到其跳閘值的90％。然后將電壓瞬時減小到低于定值的預先測定值并固定一段時間。經(jīng)過這一段時間后，再將電壓瞬時增加至2倍定值直至元件跳閘。跳閘時間基于內部積分器的值來測定。如圖A.1所示的曲線。將施加的電壓減小到不同值，重復上述試驗。這得到一系列跳閘時間，以此能推算出復歸時間，并能通過足夠多的點繪制出復歸曲線。
圖A.1 它定時限復歸時間測定
