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毕业设计（论文）报告 纸 毕业设计(论文)说明书 课题名称dgr2000 厂站自动化系统 dgr2301 线路保护测控装置 系/专 业电气与自动化系/自动化专业 班 级电气 0531 学 号 学生姓名 日 期2008530 指导教师签字： 教研室主任签字： 系教学主任签字： 2008 年 6 月 3 日 毕业设计（论文）报告 纸 摘摘 要要 dgr2000 厂站自动化系统是在多年实践应用和运行经验的基础上，研制推出的新 一代厂站自动化系统。 dgr2000 厂站自动化系统广泛吸取了国内外厂站自动化系统现有的先进技术和成 熟经验，提供了适合于电力、水利、石油、化工等行业 110kv 及以下电压等级发电厂 及变电站自动化系统的完整 由各种保护测控装置和自动装置组成。包括线路保护测控 装置、电容器保护测控装置、备自投及分段保护测控装置、变压器主保护装置、变压 器后备保护测控装置、低压变压器保护测控装置、电动机差动保护装置、电动机综合 保护测控装置、pt 保护及并列装置等，集保护、测量、控制功能为一体。由通讯管理 单元构成，通过现场总线与单元设备层联结，通过以太网与上位机监控层联结，并实 现转发调度的功能。通讯物理介质可选用屏蔽双绞线、光纤或其他类型的通讯介质。 由上位机监控计算机管理系统和外围设备构成，主要完成信息的收集与综合处理。上 位机监控层可根据系统的规模和重要程度灵活组态，适应各种不同的硬件配置。既可 配置为单机监控模式，也可配置为双机监控模式，互为备用，并可增加操作员工作站 及工程师工作站等组成局域网。 上位机监控制作平台是基于 window2000 的集成化开放式应用平台，适合于各级 电力保护及调度部门的实时监控。上位机监控不仅具备基本的监控和数据采集 （scada）功能，还包括微机保护设备的监视信息采集及分析等管理功能，并且还具 备了与管理信息系统（mis）互联，构成更大规模的信息系统的功能。 上位机监控在整体技术指标、可移植性、可扩展性、数据一致性、安全性、实时 性等方面都突破了以往同类系统的局限，在易操作、易维护及人机界面友好上也充分 发挥了现代计算机技术带来的方便，其设计视野宽广，可以满足用户多方面的需求。 关键词：通讯管理层，数据采集（scadagps 卫星时钟） 毕业设计（论文）报告 纸 an overview on the dgr 2000 substation automation system overview the dgr 2000 substation automation system is a new generation substation automation system developed by the nanjing nazi science & technology development ltd. on the basis of summing up the application experiences in this field both at home and abroad. taking the present world trend into consideration, dgr 2000 substation automation system has widely absorbed the experiences for foreign and domestic substation automation systems and provided an integral set of solutions for the substation automation systems at various voltage levels applied in the industries of electric power, water resources, petroleum and chemistry. dgr 2000 series protection monitoring devices are the dsp technique-based new generation protection monitoring products developed on the basis of digesting and absorbing the advanced experiences for the similar products both at home and abroad. the dgr 2000 series products can be installed either locally at the switchgear or centrally through panel-assembling operations. the perfect software and hardware design has made the system operate reliably for a long time at the hostile environments. the application of the field bus technique and the standard communication transmission protocol has enhanced the reliability, speed and universality of the automation communication system. the personalized interface design and perfect self-diagnosis function make the operation easier and maintenance simpler. keywords:intellectualized system, comprehensive security system, control subsystem, comprehensive wiring system scadags starclock 毕业设计（论文）报告 纸 目 录 第一章第一章 绪论绪论.1 1 简介.1 2 特点.1 3 系统构成.1 4 系统主要功能.2 5 上位机监控功能.3 6 厂站自动化系统结构图.4 第二章第二章 dgr2301 线路保护测控装置概述线路保护测控装置概述.7 1 型号及使用范围.7 2 装置特点.7 3 技术指标.7 4 主要功能.8 5 装置外观示意图.9 第三章第三章 dgr2301 线路保护测控装置线路保护测控装置.11 1 主要功能.11 2 保护功能.11 3 定值参数一览表.16 4 保护定值整定说明.19 5 装置构造图.19 第四章第四章 dgr2301 线路保护测控装置的通讯线路保护测控装置的通讯.20 1 wtx200 通讯管理单元概述25 2 主要技术参数.25 3 功能与接线说明.25 第五章第五章 dgr2301 装置装置使使用说明用说明.27 1 装置外观说明.29 2 菜单操作说明.30 3 装置调试介绍.36 第六章第六章 装置调试与记录装置调试与记录.39 致谢致谢.51 参考文献参考文献.52 毕业设计（论文）报告纸 1 第一章 绪论 1 1 简介简介 dgr2000 厂站自动化系统是在多年实践应用和运行经验的基础上，研制推出的新一代厂站自 动化系统。 dgr2000 厂站自动化系统广泛吸取了国内外厂站自动化系统现有的先进技术和成熟经验，提 供了适合于电力、水利、石油、化工等行业 110kv 及以下电压等级发电厂及变电站自动化系统的 完整解决方案。 2 2 特点特点 完整的厂站自动化解决方案，系统结构清晰、组成灵活、扩展方便。 面向厂站自动化的整体设计，融保护、测量、控制、通讯功能为一体，大大减少了用户现场的 安装和调试工作量。 采用先进的现场总线技术，支持以太网通讯，标准通讯规约，大大提高了系统的兼容性及可靠 性。 间隔层设备采用高速处理器和高精度采样芯片、具备高可靠的电磁兼容性能。 间隔层设备可集中组屏，也可按站内一次设备分布式配置，直接安装在开关柜上，既相对独立 又节省了投资。 继电保护功能独立，不依赖于通讯网络。 友好的人机界面，全汉化菜单式操作，用户操作更方便。 3 3 系统构成系统构成 系统采用分层分布式结构，分为现场单元设备层、通讯管理层、上位机监控层。 3.1 现场单元设备层 由各种保护测控装置和自动装置组成。包括线路保护测控装置、电容器保护测控装置、备自投 及分段保护测控装置、变压器主保护装置、变压器后备保护测控装置、低压变压器保护测控装置、 电动机差动保护装置、电动机综合保护测控装置、pt 保护及并列装置等，集保护、测量、控制功 能为一体。 3.2 通讯管理层 由通讯管理单元构成，通过现场总线与单元设备层联结，通过以太网与上位机监控层联结，并 实现转发调度的功能。通讯物理介质可选用屏蔽双绞线、光纤或其他类型的通讯介质。 毕业设计（论文）报告纸 2 3.3 上位机监控层 由上位机监控计算机管理系统和外围设备构成，主要完成信息的收集与综合处理。上位机监控 层可根据系统的规模和重要程度灵活组态，适应各种不同的硬件配置。既可配置为单机监控模式， 也可配置为双机监控模式，互为备用，并可增加操作员工作站及工程师工作站等组成局域网。 4 4 系统主要功能系统主要功能 4.1 数据采集及处理功能 完成开关量、模拟量、电度量等信息的采集及处理，并将处理后的信息上传。 4.2 控制操作功能 控制各电气间隔的断路器、电动隔离刀闸的分闸/合闸操作，控制变压器的有载调压。控制操 作可由站级工作站实现，也可在各间隔层测控终端通过手动操作完成。 4.3 报警及事件记录功能 将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、soe、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统 一管理，分类记录并处理。 4.4 历史记录功能 负责定期地将处理后的数据保留入历史库，以供趋势分析、统计计算之用。 4.5 显示打印功能 支持多窗口、分层显示各种接线图、地理图、系统图、曲线、潮流图、事件列表、保护信息、 报表、棒图等。可人工、自动或定时打印各种报表、曲线、事件等。 4.6 保护设备管理功能 保护设备库管理、定值召唤及设置定值、保护信息的处理等。 4.7 故障录波分析功能 对系统采集的扰动数据处理保存，并进行波形显示、故障分析、打印等。 4.8 操作票系统功能 能生成、预演、执行、管理及打印操作票。 毕业设计（论文）报告纸 3 5 5 上位机监控功能上位机监控功能 5.1 概述 上位机监控制作平台是基于 window2000 的集成化开放式应）用平台，适合于各级电力保护及 调度部门的实时监控。上位机监控不仅具备基本的监控和数据采集（scada 功能，还包括微机保 护设备的监视信息采集及分析等管理功能，并且还具备了与管理信息系统（mis）互联，构成更大 规模的信息系统的功能。 上位机监控在整体技术指标、可移植性、可扩展性、数据一致性、安全性、实时性等方面都突 破了以往同类系统的局限，在易操作、易维护及人机界面友好上也充分发挥了现代计算机技术带来 的方便，其设计视野宽广，可以满足用户多方面的需求。 上位机监控的主要技术特点如下： 上位机监控是一个高度集成的应用平台，在平台上综合了 scada、保护设备管理、信息管 理、操作票管理等功能，并向远程网络系统开放。 上位机监控的体系结构采用网络分布式，数据及进程可动态迁移，极大地发挥硬件资源的 潜力，提高了系统的可靠性，优化了系统性能。 上位机监控的软件支撑系统采用了 microsoft 的 window2000 操作系统，能更好的与世界先 进的系统接轨，保证本系统的连续发展及可维护性。 上位机监控数据库采用了透明数据管理方式，数据库的描述采用面向对象利用人机交互图 形描述，使繁杂的工作更简单更方便，也提高了系统的可维护性。 上位机监控的设计目标是不依赖于硬件系统独立于硬件平台的，可在多种硬件平台（包括 各种体系的工作站、微机及小型机）。 上位机监控的软件实行是利用建立在 activex 基础上的 32 位的 ms visual c及 ms visual basic 及其它软件编译平台，采用面向对象的设计思想，软件功能模块可重新系统组态，保 证了系统的可扩展性及可维护性。 上位机监控基于全图形的人机界面，各功能接点机具有统一风格的操作方式，易学易用。 其人机界面机具有多种图形画面功能，同时支持多媒体功能。 上位机监控以全双工方式同各种类型的 iec608705103、polling 和 cdt 规约的厂站 设备通讯，并可实现多种方式的透明、半透明、不透明规约转换及转发。 上位机监控实现多机热备，自动切换，提高了硬件可靠性，软件系统具有多种安全保密措 施。可满足工业界最严格的安全性要求。 上位机监控还具有异地系统维护、系统调试、软件更新、故障排除等功能。 上位机监控中提供了多种可供用户选择的功能。例如： 采用智能 ic 卡管理操作员的上下岗及各种操作，以提高系统的安全性 可采用 gps 卫星时钟，提高系统的定时准确性，解决全网 soe 分辨率问题 画面转换为 av 信息，可在电视屏幕上可见并可利用无线鼠标实现远程操作 提供故障录波功能 5.2 技术特点 “监控”的设计思想不同于以往所见到一些电力自动化系统，并不是为哪一个或哪一类电力自 动化系统设计的，它是用来开发具体应用系统的一个平台或称为制作软件包。“监控”一方面采用 毕业设计（论文）报告纸 4 了微内核的设计思想，系统核心部分提供了最基本的实时监控软件的功能；另一方面采用了开放的 设计思想，实现了功能有效增加及裁剪，“监控”提供了大量的功能模块，并允许用户自主开发功 能模块。正是因为采用以上两项技术，才使用户可根据具体需要设计、拼装符合自我要求的自动化 系统。 “监控”采用了微内核的调度机制、开放分布式的系统结构、层次化的功能实现方式、面向目 标的设计方法；系统实时数据库是层次关系型结构；人机界面采用智能图形化交互方式。 5.3 软件模块说明 5.3.1 数据采集功能模块 数据采集负责解释 rtu 报文，进行预处理，将各 rtu 数据汇总后发向主站端数据处理进程， 同时也负责将主站端的操作和控制命令转化成 rtu 命令报文下发至 rtu，返回执行结果等。数据 采集程序位于专用的前置处理设备中，一切规约参数、数据均由主站下发，因而该装置适用范围广， rtu 的改变无需改变装置，只要将规约参数重新下装即可。 前置装置采用并行处理通讯，紧耦合方式，从根本上解决了通讯处理在整个 scada 系统中的 瓶颈问题。 5.3.2 数据处理功能模块 （1）遥测处理 遥测处理可疑分子进行越限检查，产生报警（三对上下限表示不同程度），还可以进行电压正 常、异常统计，电压合格率计算，电流变化率计算，功率因数计算等。所有计算均可以产生相应的 报警。 死区系数用户可以设定。还可以进行代路、对端处理。 （2）遥信处理 遥信处理可以进行变位报警（正常变位和事故变位）、统计断路器的开断次数、对 soe 进行 处理、显示、打印等。本系统的遥信处理具有双遥处理功能，对各种保护信号也可作为遥信处理。 （3）电度脉冲处理 电度处理将脉冲量分别累计在 5 分钟、15 分钟、1 小时、天、月、年统计中，以避免误差的累 积。本 scada 甚至可以在停运后部分地恢复电度累计值。电度处理对电度进行峰谷平段化分，可 以分别统计。 5.3.3 人机界面功能模块 系统提供了丰富的人机交互交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远地显示功能， 可显示接线图、地理图、系统图、曲线、潮流图、事件列表、随机事件控制板、报表、波形仪、分 析图、信息窗、三维立体棒图等。具有母线变色、实时曲线、电压棒图、有功分布分析、潮流动态 显示、报警器件闪烁、报警确认变色、图元条件变色、在线帮助等功能。还可以进行事故重演、事 故推画面。 5.3.4 图形系统及打印模块 图形系统既是系统人机接口，也是交互界面的制作平台。具有多窗口、多层、多字体、全矢量、 三维效果、超文本、速度快等特点。有多种缩放、漫游方式，支持汉字显示、扫描图象显示和多种 设备的拷贝输出，全鼠标操作。 图符可以有一种或两种以上的颜色，可任意旋转、放大、缩小。或任意组合成微拓朴构件以加 快作出图速度。 图形系统提供了一系列的管理、维护工具以方便调试其间的制作工作。如：界面制作、图形打 印、报表打印、报表自动生成、元件模板管理、文本编译、图形参数定义等。 毕业设计（论文）报告纸 5 5.3.5 历史记录功能模块 历史记录负责定期地将处理后的数据保留入历史库，以供趋势分析、统计计算之用。 scada 系统对历史量的存贮可按不同频度如 1 分钟、5 分钟、15 分钟、1 小时、天、月、年等， 但历史量连续存贮，正如数据库一节中所述，依靠定期外介质备份保证空间的容量。 历史数据存贮中可以是直接从实时库中提取的值，也可以是经过计算后的值，甚至是历史库自身的 统计值，如 max，min，平均，累计和等。 5.3.6 报警及事件记录模块 将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、soe、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统 一管理，激发事件记录分类别进行记录。重要报警信息，如事故报警、保护动作等随时弹出显示、 即时打印。为了缩小系统进程开销，用户可以对报警管理进行参数设置，对用户不关心的信息可以 使系统不处理，不产生报警。 报警既可以随时显示和打印，又可以列表方式显示和人工打印。 5.3.7 保护设备库管理功能模块 上位机监控可对所有的保护设备建立库，可记录该保护设备的类型、通讯方式、通讯规约方式、 保护设备的各定值。 利用该库，上位机监控完成与保护设备报文通讯，查询各保护设备的运行状态。 可对该库进行查询、打印报表等工作，并可将该库转换为其它格式。 5.3.8 保护定值召唤及设置 利用与保护设备的通讯，可将有关该设备的定值进行上行召唤与下行设置处理。 5.3.9 保护信息的处理 上位机监控可对各保护设备提供的保护事件信息及保护故障信息一一记录、存档，同时利用多 媒体设备进行报警处理并可在打印机上输出。 5.3.10 其他功能模块 上位机监控在远程可以利用 modem 卡实现远程自动联网，从而可以完成各种操作。 5.4 技术指标 从数据采集到主站显示3 秒 间隔层设备全部扫描一次6 秒 遥调下发4 秒、遥控下发3 秒 数据处理速度 遥调、遥控超时后取消该动作，时间为 2 秒 画面显示速度 画面调入3 秒、数据刷新3 秒 进程切换或恢复 进程切换20 秒、进程恢复30 秒 数据容量 32 站，每站 256 个遥测，1024 个遥信，256 个遥控，64 个电度 平均无故障运行 无故障运行时间10000 小时，系统可用率 99.8% 毕业设计（论文）报告纸 6 毕业设计（论文）报告纸 7 第二章 dgr2301 线路保护测控装置概述 1 1 使用范围使用范围 dgr2301 线路保护测控装置适用于 35kv 及以下电压等级的发电厂及变电站的继电保护及测 量、控制。 装置集保护、测量和操作控制功能于一体。既可在开关柜就地安装，也可集中组屏安装。既可 用于直流电源操作回路，也可用于交流电源操作回路。 2 2 特点特点 先进的 32 位高速处理器，强大的运算判断处理能力。 中文液晶显示，人机界面友善、操作方便。 采用多层印制板及表面贴装技术，强弱电严格分离，达到高标准电磁兼容性能。 采用高分辨率采样芯片，精度高，测量精确。 采用高可靠性设计，并具有完善的自检功能。保证装置可靠运行。 体积小、重量轻，可集中组屏，也可分散安装在开关柜上。 装置具有以太网、can、rs485 等通讯接口，方便与各类系统及其他智能设备连接通讯。 3 3 技术指标技术指标 交流电流5a 或 1a 交流电压100v 交流频率50hz 直流电源220v 或 110v 额定参数 交流电源220v / 50hz 交流电流回路in 5a（每相不大于 0.05va） 交流电压回路u un（每相不大于 0.05va） 正常工作不大于 15w 功率消耗 电源回路 保护动作不大于 20w 2 倍额定电流 连续工作 10 倍额定电流 允许 10s交流电流回路 20 倍额定电流 允许 1s 交流电压回路1.2 倍额定电压 连续工作 过载能力 直流电源回路0%120%额定电压 连续工作 动作电流0.1 20in 级差0.01a电流元件 误差3 电压元件动作电压0.5 120v 毕业设计（论文）报告纸 8 级差0.1v 误差3 9030（相间保护） 动作范围 17050（接地保护）方向元件 误差 1 动作范围45hz 55hz 滑差闭锁范围0.5hz 5hz/s频率元件 级差0.01hz 工作范围0 99.99s 级差0.01s时间元件 误差10ms 电流、电压0.2 级 有功、无功0.5 级测量精度 遥信分辨率1ms 正常工作10 55 温度范围 正常储存25 70 能承受频率为 1mhz 及 100khz 电压幅值共模 2500v，差模 1000v 的衰 减震荡波脉冲干扰试验 能承受 iec6100042 标准级、试验电压 8kv 的静电接触放电试验 能承受 iec6100044 标准级的快速瞬变干扰试验 能承受 iec6100045 标准级、开路试验电压 4kv 的浪涌干扰试验 安全与电磁兼容 能承受 iec61000410 标准级阻尼振荡磁场干扰试验 4 4 主要功能主要功能 4.1 保护功能 装置适用于 35kv 及以下电压等级的发电厂及变电站，功能涵盖了电力变压器保护、线路保护、 母联保护、电容器保护、备用电源自投、电动机保护、pt 保护等。 具体保护功能介绍参见后续章节中相应型号保护测控装置的说明部分。 4.2 测量功能 装置可实时采集测量电压、电流、频率、有功功率、无功功率及功率因数。 装置设有 16 路开关量接口，可用于采集断路器位置接点、刀闸位置接点、保护压板接点、外 部闭锁接点等开关量。 4.3 控制功能 装置可接收远方遥控命令进行断路器的分闸、合闸控制操作。也可通过装置键盘菜单操作对断 路器进行手动分闸、合闸控制操作。 装置提供了一个名称为“闭锁遥控”的开入回路，可以将外部的“远方/就地”切换开关位置 毕业设计（论文）报告纸 9 接点接入该回路，来实现对远方遥控操作的闭锁。当切换开关在“就地”位置时，由通讯发来的遥 控分闸和遥控合闸命令被禁止执行，当切换开关在“远方”位置时，由通讯发来的遥控分闸和遥控 合闸命令被允许执行。 装置默认取“远方/就地”切换开关的“就地”位置接点接入，当现场确实需要接入“远方” 位置接点时，可以将定值项中的“闭锁遥控开入取反”控制字投入，从而实现同样的闭锁功能。 装置可以用于直流电源控制回路，也可以用于交流电源控制回路。两种情况下装置的外部端子 排定义不相同，请参阅附图。 保护定值的修改、保护功能的投退均可由远方遥控进行。 4.4 事件报告功能 装置具有事件报告记录功能，可以将发生的重要事件生成报告保存，装置失电后报告不丢失。 事件包括动作事件、告警事件、遥信变位事件和操作命令事件。装置事件的存放采用循环方式，即 有最新事件报告保存时，最老的事件自动被删除。 动作事件报告的内容为装置发生保护动作的保护类型、保护动作的发生时间、以及保护动作时 刻的故障量数据。 告警事件报告的内容为装置发生保护告警的保护类型、保护告警的发生时间。以及装置自检发 现故障时的故障名称和时间。 遥信变位事件报告的内容为装置的开入量遥信发生变位的时间和变位后状态。 操作命令事件报告的内容为修改定值、遥控分合闸操作、装置键盘分合闸操作的发生时间和操 作名称。 各种事件报告中，操作命令事件报告是不可删除的，其他事件报告可以人工手动删除。 4.5 故障录波功能 装置具有故障录波功能，可以将系统发生故障时的故障量进行录波保存，录波数据为 8 个周波 的实时采样数据。录波数据可以由通讯接口传送到上位机监控系统，在监控系统软件中可以显示录 波数据和波形。 装置可以保存最近 4 次保护装置发生动作的故障录波报告，装置电源关闭后录波数据不丢失。 毕业设计（论文）报告纸 51 毕业设计（论文）报告纸 11 第三章 dgr2301 线路保护测控装置 dgr2301 微机线路保护测控装置适用于 35kv 及以下电压等级的线路保护、测量及控制。 1 1 主要功能主要功能 1.1 保护功能 三段式电压元件闭锁的定时限方向过流保护 反时限方向过流保护 三段式定时限零序方向过流保护 反时限零序方向过流保护 独立的加速保护 小电流接地告警 过负荷发信或跳闸 带低电压闭锁和滑差闭锁的低频减载 低压解列 三相一次重合闸，可选非同期或检同期或检无压方式 母联充电保护 1.2 测控功能 遥信：16 路外部开关量遥信输入； 遥测：电压、电流、有功、无功、功率因数、频率； 遥控：断路器遥控分闸、合闸接点输出； 1.3 通讯功能 装置具有 can、rs485、以太网等通讯接口，可以与厂站自动化系统及智能设备连接通讯。 2 2 保护功能保护功能 2.1 相间过流保护 相间过流保护配置了三段式定时限过流保护以及独立的反时限过流保护，并可选择方向元件和 电压元件闭锁。 2.1.1 方向元件 方向元件采用 90接线方式，按相启动。各相电流元件受表 1 所示相应方向元件的控制；为 消除出口三相短路时方向死区，方向元件带有记忆功能。 毕业设计（论文）报告纸 12 方向元件电流电压 fxaiaubc fxbibuca fxcicuab （表） 90接线方向元件电流与电压的对应关系 方向元件动作区域如下图所示，动作灵敏角为30，动作范围9030。 30 30 30 u r ir 120 （图） 方向元件动作区域 图中 ir 是电流元件；ur 是相应的电压元件。 2.1.2 低电压元件 当三个线电压中的任意一个低于低电压定值时，低电压元件就动作，开放过流保护。利用低电 压元件可以保证装置在电机反向充电等非故障情况下不出现误动作。 2.1.3 三相过流元件 装置实时进行三段过流判别。当任意一相电流大于定值，装置保护逻辑将立即启动，经历整定 的延时后出口跳闸。装置过流一段（速断）出口跳闸的延时不大于 30ms（包括继电器的固有动作 时间）。为了躲开线路避雷器的放电时间，本装置中过流一段也设置了可以独立整定的延时时间。 装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下： i idn ； idn 为 n 段电流定值（n 1，2，3）， i 为相电流； t t dn ； tdn 为 n 段延时定值（n 1，2，3）； 相应过流相的方向条件及低电压条件满足（若投入）； 2.1.4 反时限元件 反时限保护元件是动作时限与被保护线路中电流大小自然配合的保护元件，通过平移动作曲线， 可以非常方便的实现全线路的配合。本装置提供三种反时限方式（依据 iec2254 标准），可以通 过整定控制字选择其中一种，构成反时限过流保护。 毕业设计（论文）报告纸 13 一般反时限非常反时限极端反时限 1)( 14.0 02.0 p p i i t t 1)( 5.13 p p i i t t 1)( 80 2 p p i i t t 其中：为时间常数，范围为（0.051）； p t 为启动电流，i 为故障电流； p i t 为跳闸时间。 本装置相间电流及零序电流均带有定、反时限保护功能，相间过流反时限、零序过流反时限动 作条件如下： i ip ； i 为故障电流（相电流或零序电流），ip 为启动电流； t t ；t 为跳闸时间； 2.2 零序过流保护 本装置配置三段式定时限特性以及独立的零序反时限过流保护，可分别选择经零序方向元件闭 锁。 2.2.1 零序方向元件 零序方向元件灵敏角为110，动作范围17050。零序正方向定义为：当 ct 一次 侧电流从母线流向线路时，ct 二次侧的电流流入装置的极性端。3u0 为装置计算值。 110 30 u0 i0 110 （图） 零序方向元件动作区域 2.2.2 零序过流元件 零序过电流元件的实现方式基本与过流元件相同。装置零序过流一段（瞬动段）出口跳闸的延 时不大于 40ms（包括继电器的固有动作时间）。本装置中零序过流一段也设置了可以独立整定的 延时时间。 装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下： i0 i0n ；i0n 为零序 n 段电流定值（n 1，2，3）， i0 为零序电流； t t0n ；t0n 为零序 n 段延时定值（n 1，2，3）； 相应的零序方向条件满足（若投入）； 2.2.3 零序过流反时限方式 零序过流反时限方式与相间过流反时限方式相同。（参见过流反时限元件） 毕业设计（论文）报告纸 14 2.3 小电流接地告警 小电流接地告警是针对不接地系统或小电流接地系统而设计的。当检测到接地零序电流大于接 地告警定值时发出告警信号。 2.4 加速保护 装置设置了独立的相间及零序加速保护，加速回路包括手合后加速及重合闸加速有独立的电流 定值及相应的时间定值可以整定。为保证重合到永久性三相短路后可靠跳闸，后加速不经方向元件 闭锁。 装置的手合加速回路不需由外部手动合闸把手的触点来启动，此举主要是考虑到目前许多厂站 采用综合自动化系统后，已经取消了控制屏，在现场不再安装手动操作把手，或仅安装简易的操作 把手。考虑到合闸后可能不立即故障，后加速元件展宽 3 秒。 加速方式可选择前加速或者后加速，由控制字设置来选择。 手合加速回路的启动条件： 断路器在分闸位置的时间超过 15s； 断路器在分闸变为合闸，加速允许时间展宽 3s。 2.5 过负荷保护 过负荷保护可通过整定控制字选择发信或跳闸。过负荷元件监视三相电流，当有任一相电流大 于定值，经设定的延时后动作（跳闸或告警）。 2.6 低频减载保护 装置设置低频减载元件，可以实现分散式的频率控制。考虑低频减载功能只在稳态时作用，故 取 uab 线电压作为频率的测量计算依据，当uab 电压正常时（大于 30v）才计算频率。为区分故 障、电机反向充电和真正的有功缺额，装置设置了滑差闭锁元件和低压闭锁元件，一旦滑差超过整 定值，立即闭锁低频减载元件。当频率恢复到 49.5hz 以上时解除滑差闭锁。当三个线电压中任一 个小于低压闭锁定值时也立即闭锁低频减载保护。 综上所述，低频减载元件的动作判据为： uab 30v； fhc； 为频率变化率，fhc 为滑差闭锁定值；（若投入） t f d d t f d d ulmin udz； ulmin 为线电压最小值，udz 为低电压闭锁定值；（若投入） f f ；f 为频率，f 为低频减载定值； 本线路有载，负荷电流 i 0.1a； t tf ；tf 为低频减载动作时间定值。 2.7 低压解列 利用本装置的低压解列元件可以实现低压控制。为防止装置上电时母线 pt 无压而引起低压解 列保护动作，装置在检测到母线 pt 有压（三相线电压均大于 70v），并且开关在合位 3 秒后才投 毕业设计（论文）报告纸 15 入低压解列保护。为了防止由于人为误断开连接交流小母线的空气开关，而使装置在 pt 断线告警 前误动作，程序设定了 10v 的门槛电压。当线路开关在合位，且三个线电压均低于整定值，但均 大于 10v，低压解列动作跳开本线路。pt 断线时可以选择闭锁本保护。 综上所述，低压解列元件的动作判据为： 三相平衡电压，且 ulmin 70v，开关在合位，此状态保持时间超过 3s； ulmax udz，且 ulmin 10v；ulmax 、ulmin 为线电压最大、最小值； t tdz ； tdz 为低压解列时间定值； 2.8 重合闸 2.8.1 启动方式 三相一次重合闸有两种启动方式：保护启动和不对应启动（考虑开关偷跳起动重合闸），在保 护动作或开关偷跳后重合闸功能开放 10 秒钟，如果此时段内无闭锁条件，并且三相均无电流则进 行重合闸的逻辑判断。 2.8.2 充电条件 重合闸满足下列条件开始充电： 开关处于合位 无闭锁重合闸信号 满足以上条件 15 秒，重合闸充电完成，重合闸逻辑投入。 2.8.3 放电条件 下面任一条件满足，重合闸放电： 手动及遥控分闸 低频减载动作 低压解列动作 过负荷跳闸动作 弹簧未储能 闭锁重合闸压板投入 当重合方式为检同期或检无压时，发生线路侧 pt 断线 当重合方式为检同期时，发生母线侧 pt 断线或线路侧 pt 断线 开关位置状态异常 2.8.4 重合方式 重合方式可选择不检同期、检无压或者检同期。线路无压定值固定为 0.3un，线路有压定值固 定为 0.7un。同期角度为 30 度。当保护发出跳闸命令后，装置监视开关位置，开关跳开后经重合 闸延时，发重合闸命令，延时 120ms 后检测开关位置，如果开关已处于合位则收回合闸命令，如 600ms 后开关仍然处于分位则认为合闸失败。 2.8.5 线路抽取电压 线路抽取电压 ux 可以接线路侧的任一相电压或任一线电压，通过定值设定 ux 是相电压或线 电压，装置自动识别 ux 的相别。 2.9 pt 断线检测 2.9.1 母线 pt 断线检测 母线有任一线电压小于 30v，或者负序电压大于 8v，同时有一相电流大于 0.1a，持续 10 秒则 毕业设计（论文）报告纸 16 判为母线 pt 断线。 如果重合闸为检同期方式，检测到母线 pt 断线后，则闭锁重合闸功能。 2.9.2 线路 pt 断线检测 如果重合闸选择检同期或检无压方式，则进行线路 pt 断线的检测。如果线路电压小于 0.3un 而任一相电流大于 0.1a 则经 10 秒延时发“线路 pt 断线”信号，闭锁重合闸。 2.9.3 pt 断线与过流保护 如果定值项“pt 断线闭锁过流”为投入，则在检测到母线 pt 断线后，经方向元件或电压元件 闭锁的过流保护退出运行，低压解列保护退出运行；如果定值项“pt 断线闭锁过流”为退出，则 在检测到母线 pt 断线后，过流保护中的低电压元件和方向元件退出运行。 2.10 母联充电保护 在实际运用中，某些变电站不需要备用电源自投功能，而只需要母联的过流保护和充电保护， 可以用本装置来完成母联的过流保护和充电保护功能。 充电保护的动作逻辑如下： “母联充电保护投退”选项投入 imax 0.1a；imax 为三相保护电流中的最大值； 以上两个条件满足后，充电保护投入 ton 秒，ton 秒后自动退出；ton 为“母联保护投入时间” 定值； 在 ton 秒内，若 imax icddz，则延时 t 秒后动作于跳闸；t 为“母联充电动作时间”定值； 2.11 零序过压告警功能 零序过压告警功能可通过控制选项“自产零序电压”，选择零序电压是外部输入，还是由软件 计算得到。若该控制字选择“退出”，则零序电压由外部输入；若该控制字选择“投入”，则零序 电压由软件计算得到。 2.12 过负荷保护 过负荷保护可选择告警或跳闸功能。过负荷告警或跳闸可由控制字分别投退，其动作条件如下： i igfh ； igfh 过负荷保护电流定值（跳闸或告警）， i 为相电流； t t gfh ； tgfh 过负荷保护延时定值 （跳闸或告警）； 3 3 定值参数一览表定值参数一览表 保 护 定 值 定值名称整定范围说明 1过流一段投退投入/退出 2过流一段电流定值0.0080.00a 3过流一段时间0.0100.0s过流一段延时定值 4过流一段低压投退投入/退出过流一段低电压闭锁投退 毕业设计（论文）报告纸 17 5过流一段方向投退投入/退出过流一段方向闭锁投退 6过流二段投退投入/退出 7过流二段电流定值0.0080.00a 8过流二段时间0.0100.0s 9过流二段低压投退投入/退出 10过流二段方向投退投入/退出 11过流三段投退投入/退出 12过流三段电流定值0.0080.00a 13过流三段时间0.0100.0s 14过流三段低压投退投入/退出 15过流三段方向投退投入/退出 16过流闭锁电压定值0.0120.0v低电压闭锁过流电压定值 17过流反时限投退投入/退出 18过流反时限电流0.0080.00a过流反时限启动电流定值 19过流反时限时间0.0100.0s过流反时限时间常数 20过流反时限方式一般/非常/极端 21过流反时限方向投入/退出过流反时限方向闭锁投退 22母联充电保护投退投入/退出 23母联充电投入时间0.0100.0s 24母联充电动作电流0.0080.00a 25母联充电动作时间0.0100.0s 26过负荷告警投退投入/退出 27过负荷告警电流0.0080.00a 28过负荷告警时间0.0100.0s 29过负荷跳闸投退投入/退出 30过负荷跳闸电流0.0080.00a 31过负荷跳闸时间0.0100.0s 32pt 断线检测投退投入/退出 33pt 断线闭锁保护投入/退出闭锁使用电压元件的保护 34零序过流一段投退投入/退出 35零序一段电流定值0.0080.00a 36零序一段时间0.0100.0s 37零序一段方向投退投入/退出 38零序过流二段投退投入/退出 39零序二段电流定值0.0080.00a 40零序二段时间0.0100.0s 41零序二段方向投退投入/退出 42零序过流三段投退投入/退出 43零序三段电流定值0.0080.00a 44零序三段时间0.0100.0s 45零序三段方向投退投入/退出 毕业设计（论文）报告纸 18 46零序反时限投退投入/退出 47零序反时限电流0.0080.00a零序反时限启动电流定值 48零序反时限时间0.0100.0s零序反时限时间常数 49零序反时限方式一般/非常/极端 50零序反时限方向投入/退出零序反时限方向闭锁投退 51小电流接地告警投入/退出 52小电流接地电流0.0080.00a小电流接地告警电流定值 53小电流接地时间0.0100.0s小电流接地告警延时定值 54零序过压告警投入/退出零序过压告警功能投退 55零序过压0.0120.0v零序过压告警电压定值 56零序过压告警时间0.0100.0s 57低压解列投退投入/退出低压解列保护投退 58低压解列电压0.0120.0v低压解列电压定值 59低压解列时间0.0100.0s 60低频减载投退投入/退出低频减载保护投退 61低频减载频率定值45.050.0hz 62低频减载时间0.0100.0s低频减载延时定值 63减载电压闭锁投退投入/退出低频减载低电压闭锁功能投退 64低频减载闭锁电压0.0120.0v低频减载闭锁电压定值 65滑差闭锁投退投入/退出低频减载滑差闭锁功能投退 66滑差闭锁频率定值0.55.0hz/s 67重合闸投退投入/退出 68重合闸时间0.0100.0s 69重合闸方式选择非同期/检同期/检无压 70线路电压相别选择相电压/线电压线路抽取电压相别选择 71加速方式选择前加速/后加速加速保护方式选择 72过流加速投退投入/退出 73过流加速电流定值0.0080.00a 74过流加速时间0.0100.0s 75零序加速投退投入/退出 76零序加速电流定值0.0080.00a 77零序加速时间0.0100.0s 78自产零序电压投入/退出自产或外接零序电压 79电流遥测越限门槛0.051.00a 80电压遥测越限门槛0.210.0v 81直流遥测越限门槛0.14.0v 当遥测量变化幅度超过该定值， 自动上送最新遥测数据到后台 监控 82开关跳合位置检查投入/退出检查跳位和合位状态是否一致 83pt 电压接入方式相电压/线电压由电压接入装置方式定 84闭锁遥控开入取反投入/退出 “远方”/“就地”位置取反 见第二章控制功能部分说明 装 置 参 数 毕业设计（论文）报告纸 19 参数名称整定范围说明 1装置通讯地址199 2液晶显示自动关闭投入/退出1 小时无操作自动关闭 3装置操作口令19999 4 4 保护定值整定说明保护定值整定说明 线路保护测控装置适用于 35kv 及 10kv 线路保护。一般设置三段式电流保护、低周减载、三 相一次重合闸和后加速保护以及过负荷保护，每个保护通过控制字可投入和退出。为了增大电流速 断保护范围，可引入电压闭锁元件，构成电压闭锁速断保护和电流保护。在双电源线路上，为提高 保护性能，电流保护中引入方向元件闭锁，构成方向电流保护。其中各段电流保护的电压闭锁元件 和电流方向闭锁元件可单独投退。 4.1 电流速断保护（段） 作为电流速断保护，电流整定值 idz按躲过线路末端短路故障时流过保护的最大短路电流整定， 时限一般取 00.1 秒，写成表达式为： idz kimaximax ep /（zp minz1l） 其中：k 为可靠系数，一般取 1.21.3； imax为线路末端故障时的最大短路电流； ep 为系统电压； zp min为最大运行方式下的系统等效阻抗； z1为线路单位长度的正序阻抗； l 为线路长度 4.2 带时限电流速断保护（段） 带时限电流速断保护的电流定值 idz应对本线路末端故障时有不小于 1.31.5 的灵敏度整定， 并与相邻线路的电流速断保护配合，时限一般取 0.5 秒，写成表达式为： idz. kidz.2 其中：k 为可靠系数，一般取 1.11.2； idz.2 为相邻线路速断保护的电流定值 4.3 过电流保护（段） 过电流保护定值应与相邻线路的延时段保护或过电流保护配合整定，其电流定值还应躲过最大 负荷电流，动作时限按阶梯形时限特性整定，写成表达式为： idz. k maxidz.2 ，il 其中：k 为可靠系数，一般取 1.11.2； idz.2为相邻线路延时段保护的电流定值； il 为最大负荷电流 毕业设计（论文）报告纸 20 4.4 电压闭锁的电流保护 一般情况下，电压元件作闭锁元件，电流元件作测量元件。对、电流保护，电压元件应保 证线路末端故障有足够的灵敏度。对电流保护，电压元件应躲过保护安装处的最低运行电压。 低电压闭锁元件引入电流保护，可提高电流保护的工作可靠性，也可提高电流保护的灵敏度。 低电压元件的动作电压一般取 60%70%的额定电压。 4.5