GB/T 14598．127-2013 量度继电器和保护装置 第127部分：过/欠电压保护功能要求 （完整版）
1 范围
1 范围
本部分规定了过/欠电压继电器的最低要求。本部分包括保护功能、测量特性和延时特性的技术规范。
本部分规定了对稳态准确度和动态性能的影响因素，还包括检验性能和准确度的试验方法。
本部分涵盖的过/欠电压功能如下：
量度继电器和保护装置的通用要求按IEC 60255-1的规定。
2 规范性引用文件
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
IEC 60044(所有部分) 仪用互感器(Instrument transformers)
IEC 60255-1 量度继电器和保护装置 第1部分：通用要求(Measuring relays and protection equipment—Part 1：Common requirments)
3 术语和定义
3.1 时间-特性量理论曲线 theoretical curve of time versus characteristic quantity
表示理论动作时间与其特性量之间关系的曲线。
3.2 动作时间上限值和下限值曲线 curves of maximum and minimum limits of the operate time
时间-特性量理论曲线两边的极限误差曲线，表示每个特性量值对应的最大、最小动作时间。
3.3 特性量定值(启动值) setting value(start)of the characteristic quantity
GS
用于规定时间-特性量理论曲线的基准值。
3.4 启动时间 start time
在规定的条件下，对处于复归状态下的量度继电器，从其特性量发生变化的时刻起至继电器发出启动信号时刻止的持续时间。
3.5 动作时间 operate time
在规定的条件下，对处于复归状态下的量度继电器，从其特性量发生变化的时刻起至继电器动作时刻止的持续时间。
[IEC 60050-447：2010，447-05-05]
3.6 返回时间 disengaging time
从输入激励量值产生能够引起继电器返回的规定变化的时刻起，至继电器返回的时刻止的持续时间。
[IEC 60050-447：2010，447-05-10]
3.7 复归时间 reset time
在规定的条件下，对处于动作状态下的量度继电器，从其特性量发生变化的时刻起至继电器复归时刻止的持续时间。
[IEC 60050-447：2010，447-05-06]
3.8 过冲时间 overshoot time
以下两个时间之差：继电器在规定的输入激励量下的动作时间；在此激励量下持续施加、然后突然降到低于整定值(对于过电压继电器)或突然升到高于整定值(对于欠电压继电器)而不至于引起继电器动作，所能施加的最长时间。
3.9 自定时限动作阈值 threshold of independent time operation
GD
继电器动作时间从它定时限动作变为自定时限动作的特性量临界值。
3.10 复归系数 reset ratio
返回系数 disengaging ratio
继电器刚好退出启动状态(启动信号由开变为关)的电压与元件的实际启动电压之间的比值。
注：该系数通常规定为一个百分数，因此过电压元件的返回系数小于100％，而欠电压元件的返回系数大于100％。
4 功能规范
4.1 概述
保护功能包括输入、输出、测量元件、时间延迟特性和功能逻辑，如图1所示。制造厂应提供具体实现的功能框图。
图1 保护功能简要框图
4.2 输入激励量/激励量
输入激励量为测量信号，例如电压。其额定参数和相关标准在IEC 60255-1中规定。输入激励量可用导线从电压互感器引入，或采用某种通信规约(如IEC 61850-9-2)的数据包从通信接口输入。
保护功能的激励量不一定是直接来自电压互感器的二次电压。因此，量度继电器说明书应规定保护功能的激励量类型。例如：
· 单相电压测量值；
· 三相电压(相间电压或相电压)测量值；
· 中性点接地电压或剩余电压测量值；
· 正序、负序或零序分量电压测量值。
还应规定激励量的测量类型。例如：
· 信号量的有效值；
· 信号基波分量的有效值；
· 信号特定谐波分量的有效值；
· 信号的峰值；
· 信号的瞬时值。
4.3 开关量输入信号
如果采用任何(外部或内部驱动的)开关量输入信号，它们对保护功能的影响都应在功能逻辑框图上明确标示。必要时可附加文字说明。
5 性能规范
5.1 与特性量有关的准确度
对于自定时限继电器和它定时限继电器，制造厂应申明与特性量有关的准确度和返回系数。
对于它定时限继电器和自定时限继电器，制造厂应申明与特性量有关的准确度及其适用的定值范围。
5.2 与动作时间有关的准确度
对于自定时限继电器，规定的动作时间的最大允许误差应表示为以下之一：
· 时间定值的百分数；
· 时间定值的百分数和固定的最大时间误差两者之间的较大值。例如，±5％或±20ms两者的较大值；
· 固定的最大时间误差。
对于它定时限继电器，基准极限误差由制造厂申明的给定误差确定。对于具有递减延时功能的继电器，应在它定时限部分特性的有效范围的最大限值(GD)处申明给定误差的值，以理论时间的百分数表示。应申明以下基准极限误差之一：
· 时间理论曲线由特性量的多个定值绘制而成，该曲线在它定时限有效范围内，由分别代表最大限值和最小限值的两条极限误差曲线所限定；
· 特性量它定时限部分特性的有效范围内的给定误差。
对于它定时限和自定时限继电器，制造厂应申明与动作时间有关的最大极限误差及其适用的延时定值范围。
制造厂应申明延时定值是否包含特性量的内部测量时间和输出触点动作时间。
5.3 与复归时间有关的准确度
对于瞬时复归的继电器，制造厂应申明元件的复归时间。
对于定时限延时复归的继电器，规定的复归时间的最大允许误差应表示为以下之一：
· 复归时间定值的百分数；
· 复归时间定值的百分数，和固定的最大时间误差中的较大值。例如，±5％或±20ms中的较大值；
· 固定的最大时间误差。
制造厂应申明与复归时间有关的最大极限误差及其适用的延时定值范围。
制造厂应申明复归延时定值是否包含内部测量时间(返回时间)。
5.5 电压互感器要求
制造厂应申明维持性能等级要求的电压互感器的类型(见IEC 60044系列标准)。
6 功能试验方法
6.1 概述
本章所描述的试验为型式试验。这些试验应规定检验过/欠电压保护继电器的硬件和固件(如果适用)的所有方面的试验方法。这表示电压应从继电器的接口输入，即或直接从常规电压互感器输入端子输入，或以等效信号从适当的接口输入。同样，动作信号应尽可能从输出触点获得，或以等效信号从适当的接口获得。
如果由于任何原因导致不可能测量从信号输入到输出的结果，制造厂应申明这些特性量的施加点和测量的信号接口。对于定值为一次值的继电器，可选择某一电压互感器变比来进行试验。
为了确定在稳态条件下继电器的准确度，输入的特性量应为额定频率的正弦波，其幅值宜根据试验要求而变化。
下列条款中描述的某些试验能合并，以优化试验过程。在符合定值的设定范围和步长条件下，依靠被试继电器的技术，可能减少试验点的数量。然而，如果不能达到准确值，宜使用列举的试验点或最接近的有效定值。
下列条款中，使用的试验定值以有效范围的百分数表示，0％代表最小有效定值，100％代表最大有效定值。同样，50％宜代表可用有效范围的中点。使用的实际定值能用下列公式计算出：
SAV＝(Smax－Smin)×X＋Smin
式中：
SAV——试验中使用的实际定值；
Smax——最大有效定值；
Smin——最小有效定值；
X——在试验方法中表示的试验点的百分数值(见表1～表4)。
例如，表1中的动作电压定值，假定有效定值范围为60V～180V，使用的实际动作电压定值宜为60V、120V、180V。
6.3 启动时间和动作时间的稳态误差测定
为了测定动作时间的稳态误差，电压应无延时地施加于继电器，并监视元件的启动和动作输出触点。电压应在波形的过零点从试验初始值切换到试验终了值。试验应分相进行。宜使用足够多的试验点，以不同的动作电压值和贯穿它定时限部分特性的有效范围，来评估延时或时间系数范围内的性能。每个试验点应重复至少5次以确保其结果的可重复性，采用5次试验的最大值和平均值进行分析。记录的动作输出触点动作时间提供了动作时间准确度的测量值，所记录的启动输出触点动作时间提供了元件启动时间的测量值。建议使用表1和表2中的试验点，其中，表1用于过电压元件，表2用于欠电压元件。
表1 过电压元件试验点
| 时间定值 | 动作电压定值 | 初始试验电压值 | 终了试验电压值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终了试验电压值不应大于最大耐压。 | |||
表2 欠电压元件试验点
| 时间定值 | 动作电压定值 | 初始试验电压值b | 终了试验电压值 |
| 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 当注入电压为0或低于阈值时，某些继电器可闭锁欠电压元件。在这种情况下，0点试验由最低电压阈值点试验来代替。 |
|||
6.4 复归时间的稳态误差测定
为了测定复归时间的稳态误差，应对继电器施加电压以引起元件动作。动作完成后，施加在继电器上的电压应调整到试验初始值并保持(至少)1s，然后无延时地立即调整到终了试验电压值，并监视元件相配的输出触点。如果输出触点不可用，则用附录A中描述的程序来测定继电器的复归时间。
宜使用足够多的试验点，以不同的动作电压值和贯穿它定时限部分特性的有效范围，来评估延时或时间系数范围内的性能。每个试验点应至少重复5次以确保其结果的可重复性，采用5次试验的最大值和平均值进行分析。监测启动触点所记录的时间提供了元件返回时间的测量值，同时其他合适的信号应被用来提供复归时间准确度的测量数据。建议采用表3和表4中的试验点，其中，表3用于过电压元件，表4用于欠电压元件。
表3 过电压元件试验点
| 复归时间定值b | 动作电压定值 | 初始试验电压值a | 终了试验电压值 |
| 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 初始试验电压不应大于最大耐压。 |
|||
表4 欠电压元件试验点
| 复归时间定值b | 动作电压定值 | 初始试验电压值 | 终了试验电压值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 终了试验电压值不应大于最大耐压。 |
|||
7 文档要求
7.1 型式试验报告
本部分中描述的功能元件的型式试验报告应符合IEC 60255-1。至少应记录以下方面：
· 被试设备：包括被试设备/功能的细节，其他细节如型号、固件版本等，也应适当记录；
· 试验设备：设备名称、型号、校准信息；
· 显示元件动作原理的功能框图，包括功能的开关量输入、输出信号的相互作用关系；
· 输入激励量的细节和功能所使用的测量类型；
· 对于功能中实现的动作和复归的特性曲线/动作的细节，最好用方程式表示；
· GD的实际电压值，以及在电压超过GD时功能行为的细节；
· 为改善元件对实际电力系统的适应性而使用的任何特定算法的细节和性能说明。对于不只在一个功能中使用的一般算法，例如电压互感器的监视算法，仅在用户记录文档中描述一次即可，但应说明该算法对所有使用它的功能动作的影响；
· 试验方法和定值：包括所使用的试验程序以及被试设备中为便于试验而采用的定值的细节，可能包括被测功能之外的一些定值。保证可采用相同的试验条件进行可信的重复试验；
· 试验结果：对于试验方法和定值中列出的每一种试验方案，应记录整套的试验结果，以便作为特定试验方案的参考。从这些试验结果中确定准确度；
· 试验结论：基于所记录的试验结果，应对第5章列出的所有要求进行明确说明。这些说明应和本部分所包含的性能指标进行适当的比较，以给出单项合格/不合格的结论，同时也给出整体功能全面的合格/不合格的结论。
7.2 其他用户文档
并非所有的用户都要求查看完整的型式试验文档，而是要求其中部分信息。为此，即使不要求包含在同一文档中，在通用的用户文档中应记录至少以下几方面：
· 显示元件动作原理的功能框图，包括功能的开关量输入、输出信号的相互作用关系；
· 输入激励量的细节和功能所使用的测量类型；
· 对于功能中实现的动作和复归的特性曲线/动作的细节，最好用方程式表示；
· GD的实际电压值，以及在电压超过GD时功能行为的细节；
· 为改善元件对实际电力系统的适应性而使用的任何特定算法的细节和性能说明。对于不只在一个功能中使用的一般算法，例如电压互感器的监视算法，仅在用户记录文档中描述一次即可，但应说明该算法对所有使用它的功能动作的影响；
· 应对第5章列出所有要求进行明确说明。
附录A 仅有跳闸输出的继电器的复归时间测定
A.1 概述
量度继电器和保护装置有不同的输出配置。对于仅有跳闸输出的设备，能用多种不同方法测定它定时限复归时间。以下条款描述了一种试验方法的示例。
A.2 试验方法
对于没有适当触点的继电器的复归时间的测定，能用以下方法测定其复归时间的基准准确度。在预先测定的时间内，向继电器施加2倍定值的电压(或最大允许值，如果2倍电压大于最大允许值)，装置不动作但能达到其跳闸值的90％。然后将电压瞬时减小到低于定值的预先测定值并固定一段时间。经过这一段时间后，再将电压瞬时增加至2倍定值直至元件跳闸。跳闸时间基于内部积分器的值来测定。如图A.1所示的曲线。将施加的电压减小到不同值，重复上述试验。这得到一系列跳闸时间，以此能推算出复归时间，并能通过足够多的点绘制出复归曲线。
图A.1 它定时限复归时间测定
