LFP901A超高压输电线路成套保护装置.docx

LFP-901A型超高压线路成套快速保护装置的应用本装置为出微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置O本装置包括以工频变化量方向元件和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变 化量距离元件构成的快速I段保护，有三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过 流作为后备的全套后备保护。保护有分相出口，用作220KV及以丄的输电线路的主保护及后备保护。装置设有重合闸岀口。根据需要，实现单相重合，三相重合和综合重合闸方式。2装置的性能特征2.1本装置有三个独立的单片机a) CPU1为装置的主保护，由工频变化量方向继电器和零序方向继电器经通道配合构 成全线路快速跳闸保护，出1段工频变化量距离继电器构成快速独立跳闸段；出 二个延时零序方向过流段构成接地后备保护。b) CPU2为三阶段式相间和接地距离保护，以及重合闸逻辑。c) CPU3为起动和管理机，内设整机总起动元件，该起动元件与方向和距离保护在电 子电路上(包括数据采集系统)完全独立，动作后开放保护出口电源。另外，CPU3 还作为人机对话的通讯接口。保护跳闸，整组复归后，CPU3接收CPU2来的电压 电流信号，进行测距计算。2.2出工频变化量方向继电器和零序方向继电器构成的主保护全线路跳闸时间小于25 ms o由工频变化量距离继电器实现了近处故障跳闸时间小于10ms,线路中间故障小于 15mso由三段式相间和接地距离保护和二延时段零序保护构成了完整的阶段式后备功 能。2.3 CPU1和CPU2分别作为主保护及后备保护，功能独立，又互相补充a) CPU1强调快速性，采样率为每周波20点，主要继电器采用积分算法，速度快且 安全性高。CPU2作为后备保护强调准确性，采样率为每周12点，主要继电器采 用付氏算法，计算精度得以提高。b) CPUk CPU2功能上互相补充，CPU1先选择故障相然后对故障相进行测量；CPU2 则先对各相进行测量，判为区内故障时再由选相程序选择跳闸相别，因此，在任 何复杂的故障形式下，均不可能因选相的错误而导致测量错误。c) CPU1中工频变化量方向元件有非常高的灵敏度，可测量很大的故障过渡电阻； CPU2则强调后备功能的齐全，在各种复杂故障形式下不失去保护。d）CPU1内保护以反应故障分量的继电器为主体，而CPU2内的主要继电器则全部工 作在全电流全电压方式。2.4装置除设置了独立的总起动元件外，方向保护和距离保护内均设有本保护的起动 元件，构成独立完整的保护功能。起动元件的主体以反应工频变化量的过流继电器实现，同时又配以反应全电流的零 序过流继电器，互相补充。2.5装置中反应工频变化量的起动元件和CPU1中的选相元件及方向元件均采用浮动门 坎，正常运行及系统振荡时变化量输岀回路的不平衡输出均自动构成自适应式的门坎； 浮动门坎电压始终略高于不平衡电压，在一般运行情况下曲于不平衡分量很小而装置 有很高的灵敏度。当系统振荡时，自动降低灵敏度，不需要设置专门的振荡闭锁回路。 因此，装置有很高的安全性，起动元件有很高的灵敏度而又不会频繁起动，测量元件则 不会误测量。2.6距离保护性能a）三阶段式相间和接地距离保护中的不对称短路动作特性和对称短路暂态特性如图 1.1a,图11b为三相短路稳态特性，为了确保皿段距离元件的后备作用，皿段距 离元件三相短路特性包含原点。a.正向不对称故障暂、稳态特性b.对称故障稳态特性正向对称故障暂态特性图阻抗继电器基本特性b）继电器由正序电压极化，因而有较大的测量故障过渡电阻的能力。当用于短线路时, 为了进一步扩大测量过渡电阻的能力，还可将I、U段阻抗特性向第I象限偏移。c）接地距离继电器设有零序电抗特性，可防止接地故障时继电器超越。d）正序极化电压较高时，由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性；当正序电压 下降至15%以下时，进入三相低压程序，由正序电压记忆量极化，并且在继电器动作前 设置正的门坎，母线三相故障时继电器不可能失去方向性；继电器动作后则改为反门坎, 保证正方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。同时，进低压程序时，III段继 电器采用反门坎，因而三相短路皿段稳态特性包含原点，不存在电压死区。2.7振荡闭锁分为四部分a）在起动元件第一次动作初始开放160ms,以保证正常运行下突然发生故障时能快速 开放。b）不对称故障时由不对称开放元件So开放，保证了在任何不对称故障时的快速开放。c）测量Vlcos,的幅值，该电压在系统振荡时反应振荡屮心电压，在三相短路时反应 弧光压降，在三相短路第一部分振闭不能开放的前提下，由本元件经短延时开放。d）非全相运行再故障时，可由反应零、负序电流相位的元件开放健全相单相接地， 由反应健全二相电流差的工频变化量的过流继电器开放健全相相间故障。以丄四个部分结合，保证了距离保护在各种故障情况下的快速开放。2.8自动重合闸部分自动重合闸用于单或双母线方式，可选用单相重合，三相重合或综合重合的方式, 可根据故障的严重程度引入闭锁重合闸的方式。重合闸的起动有保护起动和开关位置不对应起动二种，当与本公司其它产品一起使 用，有二套重合闸时，二套装置的重合闸可以同时投入不会出现二次重合，与其它装 置的重合闸配合时，可考虑用压板仅投入一套重合闸装置。2.9键盘操作简单，采用菜单式工作方式，仅有+、一、上、下、左、右等共九个按 键，非常易于掌握。2.10配有液晶信号显示。正常运行时，可显示所测量的电流，电压幅值和相位，线路 故障时则显示跳闸相别，跳闸类型和测距结果。2.11装置背后端子有一个串行口，可与打卬机相联。另有一个串行口作为对外通讯 用。3技术数据3 1额定数据：直流电源：220V, 110V,允许偏差+15%,20%交流电压：100V/V3 ,30%交流电流：5A, 1A频率：50Hz, 60Hz3.2功耗：交流电流回路在额定电流时： v1VA/（p （ I n =5A）0.5VA/?( I n =1A)交流电压回路额定功耗0.5VA/?直流电源功耗：正常：35W跳闸：50W3.3电源：工作电源：12V,允许偏差 02V+ 5V,允许偏差 015V光耦隔离电源24V允许偏差2V3.4主要技术指标：3.4.1整组动作时间工频变化量距离元件：近处410 ms末端20ms距离保护1段：=2 0 ms方向保护全线路跳闸时间：25ms3.4.2起动元件： 1起动，起动值0.2 I n零序过流起动元件,0.1, 0.2, 0.3ln可整定。3.4.3方向保护部分：I)相电流差突变量选相元件起动值：02ln15%U)工频变化量方向元件：最小动作电流：0.21 n最小动作电压：5V叫工频变化量距离元件：动作速度：2Uz叫零序方向元件：最小动作电压：0.5V1V最小动作电流：0. 11 nV)零序过流元件定值误差：5%VI)U、111段零序跳闸延迟时间:0 10s44距离保护部分：1)整定范围：0.01 25Q(I n=5A)0.05 125Q(I n=1A)n)距离元件定值误差：5%叫精确工作电压：0.25V时）30. 11 n25I n0 10 sIV) 最小精确工作电流V) 最大精确工作电流VI) II、III段跳闸时间3.4.5故障测距测距误差土 2.5%3. 4.6重合闸：检同期元件角度误差v3 检同期有压元件0.7U#-N 5% 检无压元件0.3U#-N 5%3.5允许环境温度：正常工作温度：0C40C极限工作温度：一10C50C3.6抗干扰性能符合国标：GB61623.7绝缘耐压标准满足部标：DL4786整定方法及用户选择6.1装置的定值单见表6 ,表6 . 1是保护运行的额定值。定值单屮的定值均为二次 值。6.2表6. 2是方向保护定值单。6.2. 16.2.2D Z z d :工频变化量距离继电器的定值，按全线路阻抗的0 . 80 . 8 K:零序补偿系数=(ZOL Z1L) /3 Z1L其屮ZOL和Zl L分别为线路的零序和正序阻抗$6.2.3I o q z d零序过流起动元件定值，按躲过最大零序不平衡电流整定，定值 分 0. lln, 0. 2 I n , 0 . 3 I n 三档。6.2.46.2.5I o z d 2零序过流11段整定值，应保证线路末端接地故障有足够的灵敏度。I o z d3:零序过流in段整定值，应保证经最大过渡电阻故障时有足够的灵 敏度。6.2.6I o z dCF:合闸于故障线路零序过流保护定值，应保证线路末端故障有足 够的灵敏度。6.2.7 Ig：相过电流元件定值，用作辅助选相，反应工频变化量的选相元件和该相 过流元件同时动作选该相跳闸，同时由该过流元件保持直到开关跳开，故障消失。因此 该过流元件定值按线路末端故障有2 5倍以丄灵敏度整定。(因为后备保护如零序II、 in段不经选相直接三相跳闸，不受选相元件控制，因此，该定值不需考虑相邻线故障时 的灵敏度）。6.2.8 T02 z d :零序11段时延整定。6.2.9 T03 z d :零序III段时延整定，注意T03 z d是本线路开关未跳闸前的时延， 跳闸后（如非全相运行或重合闸后），山段时延改为T03 z d-DTo （当SW4为“1” 时，DT=500ms , SW4 为 “0” 时，DT = 0）6.2.10方向保护运行方式控制字SW:运行方式字在定值输入时输入，用作保护运行功能的切换，表6. 2已对各位的功 能作了说明，这里仅对Z#- c oni的投入选择原则作一点说明。Z#- c om是为了 在大电源，长线路末端故障时，母线电压变化很小的情况下，提高方向保护灵敏度而设 置的，可根据系统/线路阻抗比来确定，在最大运行方式下ZS/ZLA0. 5时，不投 Z c o m o6.3表6. 3是距离保护定值单。6.3.1 Zz d 1 :距离继电器1段整定值，相间和接地距离继电器I段取同一个定值。 可整定在线路阻抗的0 . 80 . 9o6.3.26.3.5分别为接地距离和相间距离，2段和3段的阻抗整定值，按段间配合的 需要整定。6.3.6 K:零序补偿系数K= （Z/OL-Z/ I L） /3 Z/ 1 26.3.7 P S/ 1 :正序灵敏角，按线路正序阻抗角整定6.3.8 P S/0:零序灵敏角，按线路零序阻抗角整定6.3.9 1/ oq z d :零过 流起动值，按躲过最大零序不平衡分量整定。6.3.10 I / 1 q z d :按躲过线路最大负荷电流整定。6.3.116.3. 16分别为接地和相间距离保护II段和111段时延整定值，以及单相和三相 重合闸延时，按系统时延配合需耍整定。6.3.17 Dgh为检同期合闸方式时母线电压对线路电压的整定角差。6.3.18 Dg 1 :为扩大测量过渡电阻的能力，接地距离特性圆向第I象限偏移角。6.3.19 Dg2:相间距离特性圆向第一象限偏移角，除超短线路，一般应取0。 6.3.20距离保护运行方式控制字SW:其中的SW2, S W3是在三相合闸时，可分别投入加速不受振闭控制的2段或3段距离 保扒 当三相重合闸不可能出现系统振荡时投入。如SW2, SW3均不投则加速受振闭 控制的2段距离。6.4表64是管理模件上总起动元件定值单： 总起动元件用以开放出口继电器正电源，其反应工频变化量的过流起动元件不出外部输 入I。z d为总零序起动元件定值，按躲过线路最大不平衡零序电流整定。 其中的(7,8), (9,10), (11,12)项要求将线路对侧的系统按大、中、小三种运行方式给 出零序电源阻抗值。如不能给出，测距程序自动按本侧参数计算。6.5输入端子说明见图5. 4,其中CA1是输入开关量的公共端子。CA2, CA3, CA4分别为零序、主保护和 距离保护投入压板，须注意的是当零序方向过流不投而主保护投入或主保护不投而零序 保护投入时，工频变化量距离无件AZ不退出当零序保护和主保护都不投时，AZ也 退出。CB2-TVW是跳闸位置继电器的三相并联接点。CB3通道试验是屏上对闭锁式通道进行通 道交换信号的试验按钮。CB5打卬按钮，该位接通时，打卬机开始打卬报告。表6. 1 LFP-9 O1A型线路保护装置运行额定值序号额定值名称额定值符号典型值整定值1额定电流I n5A(1A)2额定电压Vn57.7V/ 相3额定频率F50Hz*注意：下面各定值单中的定值范围定值按I n = 5A给出，括弧()中是对应 于I n = 1 A时的定值范围。表6. 2 LFP-9 O1A型线路保护装置方向保护定值单序号名称符号整定范围整定值1零序地流起动值1 Oqzd0.5-2.5A(0. 1-0.5A)2线路编号LI NE根据实际编号3通讯地址Addr0-2544运行方式控制字：PRN为“1”时自动打印故障报告表6 4LFP-9 0 1A型线路保护装置距离保护定值序号定值名称定值符号整定范围整定值1工频变化战阻抗DZzd0.1-10Q(0.5-50Q)2接地阻抗零序补偿系数K0-23零序起动电流Oqzd0.5-2.5A(0.1-0.5A)4567零序过流n段 零序过流m段零序方向比较过流定值 合闸于故障线零序定值I0zd20zd3OzdFOzdCF0.5-100A(0. 1-20A)89PT断线时相过流定值PT断线时零序过流定值IPTzdOPTzd0.5-100A(0. 1-20A)101112零序过流II段动作时间零序过流皿段动作时间PT断线过流延时T02zdT03-zdTPTzd0.01-10S13方向保护运行控制字（某位汀，对应功能投入）SW:1）L03F （零序过流111段经方向判别）2）DF（工频变化量方向保护投入）3）F0（零序方向高频保护投入）4）DT（若DT投入，跳闸前，H1段动作时间=T03zd,跳闸后HI段动作时间=T03zd- 500ms）5）GST（三跳方式）6）L02ST （零序11段三跳，并闭锁重合）7）BCPP （多相故障闭锁重合闸）8）PM（允许式通道，否则为闭锁式）9）Zoom （方向元件补偿阻抗投入）10）RD （单电源负荷端）序号定值名称定值符号整定范围整定值1距离I段Zzd10.01-10Q( 0.05- 50Q)2345接地距离n段 接地距离皿段 相间距离n段 相间距离皿段IIOW % 3 20.01-25Q( 0.05- 1 25Q)6接地阻抗零序补偿系数K0-278止序灵敏角 零邓灵敏角Ps1PsO55 -859零序起动电流I Oqzd0. 5-2.5A(0. 1-0.5A)10振荡闭锁过流元件11qdzd