CSC-213光纤电流差动保护装置说明书_V10.doc

CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说 明 书 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 编 制 侯捷 校 核 李继晟 标准化审查 梁路辉 审 定 李静正 印刷版本号 V1 00 文 件 代 号 0SF 455 039 出 版 日 期 2006 8 8 版权所有 北京四方继保自动化股份有限公司 注 本公司保留对此说明书修改的权利 如果产品与说明书有不符之处 请您及时与我公 司联系 我们将为您提供相应的服务 技术支持 电话 010 62986668 传真 010 62981900 重 要 提 示 感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品 为了安全 正确 高效地使用本装置 请您务必注意以下重要提示 1 本说明书仅适用于 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 2 请仔细阅读本说明书 并按照说明书的规定调整 测试和操作 如有随机资料 请以随机资料为准 3 为防止装置损坏 严禁带电插拔装置各插件 触摸印制电路板上 的芯片和器件 4 请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测 5 装置如出现异常或需维修 请及时与本公司服务热线联系 6 本装置的操作密码是 8888 目目 次次 第一篇第一篇 装置的技术说明装置的技术说明 1 1 1概述概述 1 1 1 适用范围 1 1 2 装置主要特点 1 2 2 技术条件技术条件 3 2 1 环境条件 3 2 2 电气绝缘性能 3 2 3 机械性能 3 2 4 电磁兼容性 3 2 5 安全性能 4 2 6 热性能 过载能力 4 2 7 功率消耗 4 2 8 输出触点容量 4 2 9 装置主要技术参数 5 3 3 装置硬件装置硬件 7 3 1 装置结构 7 3 2 装置功能组件概述 7 3 3 交流插件 AC 9 3 4 保护 CPU 插件 CPU2 9 3 5 测控 CPU 插件 CPU1 9 3 6 逻辑插件 LOG 9 3 7 开出插件 DO 9 3 8 人机接口 MMI 9 3 9 电源插件 POW 9 3 10 插件布置 10 4 4 保护功能介绍保护功能介绍 11 4 1 功能简介 11 4 2 公共启动元件 12 4 3 光纤电流纵差元件 12 4 3 1 主要原理及功能 12 4 3 2 电流差动保护装置与通信系统的连接方式 13 4 3 3 启动元件 14 4 3 4 动作特性 14 4 3 5 TA 相关判别 15 4 3 6 压板 15 4 3 7 通信 15 4 3 8 辅助功能 17 4 4 过电流元件 19 4 5 低电压元件 19 4 6 零序过流元件 20 4 7 方向元件 20 4 8 小电流接地选线 21 4 9 反时限元件 21 4 10 加速元件 22 4 11 三相一次重合闸 22 4 12 慢速重合闸功能 24 4 13 分散式低周减载元件 24 4 14 分散式低压减载元件 25 4 15 过负荷元件 26 4 16 异常检测和判别 26 4 16 1 TA 异常检测 26 4 16 2 TV 断线检测 小电流接地系统判据 26 4 16 3 线路抽取电压断线检测 26 4 16 4 控制回路断线检测 27 4 16 5 断路器位置检测 27 4 16 6 电流电压相序自检 27 4 16 7 装置自检 27 4 17 定值及整定说明 27 4 17 1 压板清单 27 4 17 2 定值清单及说明 28 4 17 3 控制字定义 29 4 18 装置端子图 32 4 19 线示意图 33 4 20 装置配置表及订货须知 34 5 5 测控功能测控功能 36 5 1 测量表计 36 5 2 断路器控制 36 5 3 运行方式控制 36 5 4 事故记录和分析 36 5 4 1 故障记录 36 5 4 2 录波记录 37 5 4 3 事件顺序记录 SOE 38 5 4 4 操作记录 38 5 5 通信 38 5 6 诊断功能 38 5 7 EPPC 调试分析软件 39 第二篇第二篇 用户安装使用用户安装使用 40 6 6 开箱检查开箱检查 40 7 7 安装调试安装调试 40 7 1 安装 40 7 2 通电前的检查 40 7 3 绝缘电阻测量 40 7 4 装置通电检查 40 7 5 采样精度检查 41 7 6 开入 开出校验 41 7 7 跳合闸电流保持试验 41 7 8 站内通讯检验 41 7 9 保护功能试验 41 7 10 相序检查 41 8 8 人机接口及其操作人机接口及其操作 41 8 1 装置正面布置图 41 8 1 1 LCD 显示屏 42 8 1 2 四方键盘 42 8 1 3 LED 指示灯 43 8 1 4 复归按钮 43 8 1 5 RS232 调试端口 43 8 2 正常运行显示 43 8 3 装置菜单 44 8 4 菜单功能说明 44 9 9 运行及维护运行及维护 46 9 1 装置投运 46 9 2 装置运行 46 9 3 运行注意事项 47 9 4 装置的维护 47 9 5 运行环境 47 9 6 常见故障及对策 47 1010 运输 贮存运输 贮存 49 1111 附图和附表附图和附表 50 11 1 电源插件原理图 50 11 2 逻辑插件原理图 51 11 3 跳闸插件原理图 52 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 1 第一篇第一篇 装置的技术说明装置的技术说明 1 1概述概述 CSC 213 光纤纵联电流差动保护测控 装置适用于 110 kV 及以下电压等级的非直 接接地系统或小电阻接地系统 CSC 213 是以光纤纵联差动保护为主保护 以电流 电压保护为后备保护 同时具备三相重合 闸的新一代数字式线路纵联差动保护测控 装置 具备完善的保护 测量 控制与监 视功能 可作为地铁交流联络线 不同网 络之间的短联络线 重要负荷进线等重要 环节的保护与测控一体化装置 本装置采用了全新的设计理念 采用 保护与测控通过不同类型 MCU 来完成的硬件构架 保护插件采用 DSP 和 MCU 合一的 32 位单 片机 高性能的硬件体系保证了装置对所有继电器进行并行实时计算 并保持了总线不出芯 片的优点 有利于保护装置的高可靠性 测控插件采用 CSC 200 系列装置通用的软硬件平台 各种功能均按模块化设计 并同时配备有强大的诊断 调试工具 装置具有高度的稳定性 灵活性 可维护性以及对不同现场情况的适应性 1 11 1 适用范围适用范围 适用于 110 kV 及以下电压等级的非直接接地系统或经小电阻接地系统 对保护的配置选 择性要求较高的场合 如短线路保护等场合 CSC 213 装置既可集中组屏也可在开关柜就地 安装 1 21 2 装置主要特点装置主要特点 装置具有以下特点 a 保护与测控通过不同类型 mcu 来完成的硬件构架 保护插件采用 DSP 和 MCU 合一的 32 位单片机 高性能的硬件体系保证了装置对所有继电器进行并行实时计算 并保 持了总线不出芯片的优点 有利于保护装置的高可靠性 测控插件采用嵌入式 32 位微处理器和 16 位数据采集系统 具备很强的数据处理能力 b 电流差动信道可以配置两个光纤通信接口 可实现一主一备两个通道的通信方式 满足常规接线双通道切换的要求 也可实现三端差动保护以满足 T 接线路全线 速动保护要求 图图 1 1 装置实物图装置实物图 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 2 c 两种通信方式可选 专用光缆通信方式 2Mbps 速率数据接口传输 复用通信方式 2Mbps 速率数据 E1 接口传输和 64kbps 速率数据 PCM 同向 接口传输 两种方式可选 d 具有虚拟测试功能 实现遥信自动对点 SOE 事件自动触发 故障模拟 控制方案 在线仿真 e 提供基于以太网 485 的通信接口 内部集成丰富的规约库 为用户提供完善的组 网方案 f 独立完善的软硬压板处理系统 g 全面的设备运行信息和故障信息记录 为运行优化和事故分析提供充分的数据信息 h 与保护 CPU 系统完全独立的高精度测量表计系统 可满足运行监视和远程自动抄表 的要求 i 完善的软硬件自检功能和免调节电路设计 安装调试更简单 j 人机接口界面友好 操作简便 十一个指示灯实时指明装置运行状态 中文显示液 晶一目了然 k 支持网络对时和 GPS 脉冲对时 具备硬件时钟系统 l 基于 PC 机的辅助分析软件 轻松完成保护控制逻辑定制 事故分析 虚拟测试等功 能 m 高标准电磁兼容性能 密闭机箱设计 满足装置下放安装的苛刻要求 n 可集中组屏 也可分散安装在开关柜上或就地安装于户外开关场 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 3 2 2 技术条件技术条件 2 12 1 环境条件环境条件 装置在以下环境条件下能正常工作 a 工作环境温度 10 55 运输中短暂的贮存环境温度 25 70 在此 极限值下不施加激励量 装置不出现不可逆的变化 温度恢复后 装置应能正常工 作 b 相对湿度 最湿月的月平均最大相对湿度为 90 同时该月的月平均最低温度为 25 且表面无凝露 c 大气压力 80kPa 110kPa d 使用场所不得有火灾 爆炸 腐蚀等危及装置安全的危险和超出本说明书规定的振 动 冲击和碰撞 2 22 2 电气绝缘性能电气绝缘性能 2 2 1 介质强度 装置能承受 GB T14598 3 1993 eqv IEC60255 5 规定的交流电压为 2kV 强电回路 或 500V 弱电回路 频率为 50Hz 历时 1min 的介质强度试验 而无击穿和闪络现象 2 2 2 绝缘电阻 用开路电压为 500V 的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于 100M 符合 IEC60255 5 2000 的规定 2 2 3 冲击电压 装置能承受 GB T14598 3 1993 eqv IEC60255 5 规定的峰值为 5kV 强电回路 或 1kV 弱电回路 的标准雷电波的冲击电压试验 2 32 3 机械性能机械性能 2 3 1 振动 装置能承受 GB T 11287 idt IEC60255 21 1 规定的 I 级振动响应和振动耐受试验 2 3 2 冲击和碰撞 装置能承受 GB T 14537 idt IEC60255 21 2 规定的 I 级冲击响应和冲击耐受试验 以及 I 级碰撞试验 2 42 4 电磁兼容性电磁兼容性 2 4 1 脉冲群干扰 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 4 装置能承受 GB T 14598 13 eqv IEC60255 22 1 规定的 1MHz 和 100kHz 脉冲群干扰 试验 第一半波电压幅值共模为 2 5kV 差模为 1kV 2 4 2 静电放电干扰 装置能承受 GB T 14598 14 idt IEC60255 22 2 规定的 级 接触放电 6kV 静电放 电干扰试验 2 4 3 辐射电磁场干扰 装置能承受 GB T 14598 9 idt IEC60255 22 3 规定的 级 10V m 的辐射电磁场 干扰试验 2 4 4 快速瞬变干扰 装置能承受 GB T 14598 10 idt IEC60255 22 4 规定的 级 通信端口 2 kV 其它 端口 4kV 的快速瞬变干扰试验 2 52 5 安全性能安全性能 装置符合 GB 16836 规定的外壳防护等级不低于 IP20 安全类别为 I 类 2 62 6 热性能 过载能力 热性能 过载能力 装置的热性能 过载能力 符合 DL T 478 2001 的以下规定 a 交流电流回路 在 2 倍额定电流下连续工作 20 倍额定电流下允许 10s 40 倍额定 电流下允许 2s b 交流电压回路 Un 100 V 在 2 倍额定电压下连续工作 180V 电压下允许 2 分钟 3 Un 100V 在 1 4 倍额定电压下连续工作 180V 电压下允许 2 分钟 2 72 7 功率消耗功率消耗 装置的功率消耗符合 DL T 478 2001 的以下规定 a 直流电源回路 不大于 25W b 交流电流回路 当In 5A 时 不大于 0 3VA 相 当In 1A 时 不大于 0 1VA 相 c 交流电压回路 在额定电压下不大于 0 3VA 相 2 82 8 输出触点容量输出触点容量 a 跳闸触点容量 在电压不大于 250V 电流不大于 1A 时间常数 L R 为 5 0 75 ms 的直流有感负荷回路中 触点断开容量为 50W 长期允许通过电流不大于 5A b 其它触点容量 在电压不大于 250V 电流不大于 0 5A 时间常数 L R 为 5 0 75 ms 的直流有感负荷回路中 触点断开容量为 30W 长期允许通过电流 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 5 不大于 3A 2 92 9 装置主要技术参数装置主要技术参数 2 9 1 额定参数 a 直流电压 220V 或 110V 按订货要求 b 交流电压 100V 或V 3 100 c 交流电流 5A 或 1A 按订货要求 d 频率 50Hz 2 9 2 整定范围 a 差动整定值 0 1 20 In b 电流整定范围 0 1 20 In c 电压整定范围 1 0 120 0V d 频率整定范围 45 0 49 5Hz e 时间整定范围 0 0 20 00S f 重合闸时间整定范围 0 0 20 00S 2 9 3 动作值误差 a 差动动作值误差不超过 2 5 b 电流动作值误差不超过 2 5 c 电压动作值误差不超过 2 5 d 频率动作值误差不超过 0 02Hz e 频率变化率误差不超过 0 5Hz s f 延时段动作值平均误差不超过 40ms 或 1 5 g 差动动作延时 35ms 大于 1 5 倍定值 h 事件记录分辨率 1ms 2 9 4 测量表计精度 a 电流 电压 0 2 级 b 功率 电度 0 5 级 2 9 5 通信端口规范 a 电 RS485 端口 屏蔽双绞线接口 b 电以太网端口 UTP5 双绞线 RJ45 接口 2 9 6 精确工作范围 a 电压 0 4V 120V b 电流 0 05 20 In CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 6 c 频率 40 50Hz 2 9 7 跳合闸电流 a 跳闸电流 0 5 4 A b 合闸电流 0 5 4 A 2 9 8 差动通讯端口规范 a 光纤类型 单模 b 光波长 1310nm 1550nm 可选 c 光接收灵敏度 38dBm d 发送电平 10dBm e 光纤联接器类型 SC 型 f 采用专用光缆时传送距离小于 50km 若专用光缆时传送距离大于 50km 请在订货时注明 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 7 3 3 装置硬件装置硬件 3 13 1 装置结构装置结构 装置采用符合 IEC60297 3 标准的高度为 4U 宽度为19 英寸的机箱 整体嵌入式安 2 1 装 后接线 安装开孔尺寸见图 3 1 图 3 1 装置外形尺寸及安装开孔尺寸 3 23 2 装置功能组件概述装置功能组件概述 装置继承了 CSC 200 系列装置功能模块化设计思想 实现了功能模块的标准化 装置由 交流插件 保护 CPU 插件 测控 CPU 插件 逻辑插件 出口插件 电源插件和人机接口组件 构成 硬件结构图如图 3 2 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 8 图 3 2 硬件模块示意图 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 9 3 33 3 交流插件 交流插件 ACAC 交流模块包含电压变换器和电流变换器 它们将 TA TV 二次侧电流电压转换为数据 采集系统可以处理的信号并起到电气隔离的作用 测量用电流模拟量由专用测量 CT 输入 以保证有足够的精度 测量用电压与保护电压 TV 输入共用 零序电流用于零序过流保护或 小电流接地选线功能 最好用专用零序电流互感器接入 若无专用零序电流互感器 在保证 零序电流能满足小接地系统保护选择性要求前提下用三相电流之和即 CT 的中性线电流 3 43 4 保护保护 CPUCPU 插件 插件 CPU2CPU2 保护 CPU 模块是本装置的保护功能模件 包含 MCU 和 DSP 合一总线不出芯片的 CPU 系统 保护用模拟量采集系统 开入开出管理系统 硬压板管理系统 事故报文的暂存系统 和光纤通信接口系统 采用多层印制板和表面贴装工艺制作 并采取了多种抗干扰隔离措施 3 53 5 测控测控 CPUCPU 插件 插件 CPU1CPU1 测控 CPU 模块是本装置的管理模块 包含 CPU 系统 测量量采集系统 报文的数据库 管理系统 实时硬时钟系统和人机接口管理系统 采用多层印制板和表面贴装工艺制作 并 采取了多种抗干扰隔离措施 3 63 6 逻辑插件 逻辑插件 LOGLOG 逻辑模块提供保护跳合闸控制 遥控跳合闸控制 动作 告警信号输出等功能 并起到 电气隔离的作用 其中 所有重要出口只能在启动继电器开放以后才能执行 避免器件损坏 所造成的误动 3 73 7 开出插件 开出插件 DODO 跳闸模块提供断路器位置监视 手跳手合 跳合闸保持及防跳等功能 其中跳合闸保持 电流具有自适应特性 不需要更改回路的电气参数 3 83 8 人机接口 人机接口 MMIMMI MMI 模块采用内部通讯方式与测控 CPU 模块进行数据交换 为用户提供对装置的本地 操作接口 包括 LCD 显示屏 LED 指示灯 操作按键以及 RS232 调试端口 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 10 3 93 9 电源插件 电源插件 POWPOW 电源模块利用逆变原理将直流 220V 110V 输入转换为装置工作所需的四组直流电压 几组工作电压均不共地且采用浮地方式 起到电气隔离的作用 为提高电源回路的抗干扰性 能 模块在内部其直流输入和引出的外部 24V 电源回路中均装设抗干扰滤波器件 模块还 配备有完善的电源保护功能 欠压 过压 过流 过功率等 以防止电源故障造成装置损坏 电源模块提供 9 路 220V 或 110V 强电开入 构成装置的主要开关量输入接口并提供可靠的 电气隔离 避免为开关输入信号安装附加的 220V 或 110V 电平转换器件 3 103 10 插件布置插件布置 MMI 模块安装在装置前面板内 其他插件由后面插拔 图 3 3 为装置插件布置图 该 图指出了标准配置下的插件位置及排列顺序 工程应用中 插件布置图可能随着硬件配置的 不同有所差异 具体情况请参照各装置背板端子图 图 3 3 插件布置图 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 11 4 4 保护功能介绍保护功能介绍 CSC 213 型光纤差动保护测控装置可适用于 110kV 及以下电压等级的中性点非直接接 地系统或直接接地系统的线路保护及测控装置 可在开关柜就地安装 4 14 1 功能简介功能简介 装置具有如下保护功能 a 分相电流差动保护 CT 断线告警及闭锁差动保护 CT 饱和检测 故障录波 TV 断 线告警 b 三段式可经低电压闭锁的定时限过流保护 可经方向闭锁 其中 段可整定为反时 限段 c 三段式定时限零序过流保护 可经方向闭锁 其中 段可整定为反时限段 d 小电流接地选线 e 过负荷保护 跳闸或告警可选 f 合闸加速保护 前加速 后加速和手合后加速 g 低周减载保护 h 低压解列功能 i 三相一次重合闸 检同期 检无压或非同期 j 保护信号远传远跳功能 k 32 组定值区 l 软硬压板的管理功能 m 故障录波 装置具有如下测控功能 a 9 路开入遥信采集 装置遥信变位 事故遥信 b 正常断路器遥控分合 小电流接地探测遥控分合 c Ua Ub Uc Ia Ic P Q COS F 等模拟量的遥测 d 正向 反向有功电度 正向 反向无功电度 e 事件 SOE 记录 f 2 路脉冲 P Q 输入 g 硬压板 功能遥信量的采集处理 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 12 4 24 2 公共启动元件公共启动元件 1 相电流启动元件 MAX Ia Ib Ic MIN Idz1 Idz2 Idz3 Ijs 其中 Ia Ib Ic 分别是 A B C 相的电流 Idz1 Idz2 Idz3 分别是过流 I II III 段的电流定值 Ijs 是过流加速段的电流定值 2 零序电流启动元件 3I0 MIN I0dz1 I0dz2 I0dz3 I0js 其中 3I0 是零序电流 I0dz1 I0dz2 I0dz3 分别是零序过流 I II III 段的电流定值 I0js 是零序加速段的电流定 值 满足以上任一条件保护启动 进入故障处理程序 4 34 3 光纤电流纵差元件光纤电流纵差元件 4 3 14 3 1 主要原理及功能主要原理及功能 电流差动保护系统的构成见图 4 1 图中 M N 为两端均装设 CSC 213 光纤电流差动保 护装置 保护与通信终端设备间采用光缆连接 CSC 213 数字 通信 终端 设备 C CS SC C 2 21 13 3 数字 通信 终端 设备 M CB TATA CB N I IM M A A B B C CI IM M A A B B C C I IN N A A B B C CI IN N A A B B C C 微微波波或或光光 纤纤通通道道 图 4 1 数字式电流差动保护系统构成示意图 电流差动保护主要功能有 a 分相式电流差动保护 b 具有 TA 断线闭锁功能 TA 断线后闭锁差动保护功能 c 具有 TA 饱和检测功能 d 具有 TA 变比补偿功能 线路两侧 三侧 保护可以使用变比不同的 TA e 具有 2Mbps 高速通信口 可采用专用通道 2Mbps 可复接 G 703 标准 64kbps 同向 接口 也可复用 2Mbps E1 接口 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 13 f 具有双通道冗余功能 两个通道可分别采用专用或复用 64kbps 或 2Mbps 任意组合 g 经由保护的通信通道可传送 远跳 命令和 远传 命令 h 保护间的数据通信采用 32 位 CRC 校验 i 可应用于双端电源系统 弱电源系统和 T 接线 4 3 24 3 2 电流差动保护装置与通信系统的连接方式电流差动保护装置与通信系统的连接方式 连接方式有专用方式和复用方式两种 1 专用方式 连接方式见图 4 2 图 4 3 CSC系列 电流差 动保护 CSC系列 电流差 动保护 TXA RXA TXB RXB RXB TXB RXA TXA M侧N侧 M 侧保护装置 N 侧保护装置 专用光缆2M速率 IMA B C IMA B C INA B C INA B C 图 4 2 双通道冗余方式 CSC系列 电流差 动保护 CSC系列 电流差 动保护 CSC系列 电流差动 保护 TXA RXA TXB RXB RXB TXB RXA TXA RXB TXB RXA TXA M侧 T侧 N侧 M侧保护装置 T侧保护装置 N侧保护装置 图 4 3 三端系统接线方式 2 复用方式 连接方式见图 4 4 以 A 通道为例 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 14 CSC系列 电流差 动保护 CSC系列 电流差 动保护 光信号或微波信号 64kbps接口或 2Mbps E1 接口 光信号 CSC 186A 或 CSC 186B 通信接口 M侧保护装置 数字传输装置 数字传输装置 通信接口 M侧保护装置 光信号 TXA RXA RXA TXA 64kbps接口或 2Mbps E1 接口 CSC 186A 或 CSC 186B 图 4 4 复用连接方式示意图 4 3 34 3 3 启动元件启动元件 采用公共启动元件 对于弱电源系统 启动条件如下 a 收到对侧启动信号 b 某一相差流大于分相差动定值 c 对应相间电压低于 0 6 倍相应电压额定值 注 如果弱电源侧无 TV 不能提供电压量时 强电源侧保护可通过控制字选择 启动相互闭 锁退出 功能 则强电源侧保护可不受对侧启动元件闭锁 而能快速跳闸 注 单相接地故障跳闸控制位投入时 也判别单相低电压 单相故障跳闸控制位置 0 时 不判别单相低电压 4 3 44 3 4 动作特性动作特性 1 两端系统电流差动保护两端系统电流差动保护 分相差动的动作曲线见图 4 5 动作方程如下 ID IH ID 0 6IB 0 ID 3IH ID 0 8IB IH ID 3IH 上式中 ID M N IB M N IH max IDZ 2 5ICap IDZ 为 分相差动定值 按大于 2 5 倍电容电流整定 ICap 为正常运行时实测电容电流 I差差动动 I制制动动 5IH IH 3IH k 0 6 k 0 8 动作区 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 15 图 4 5 差动保护的制动特性 2 三端系统电流差动保护三端系统电流差动保护 三端系统电流差动保护的配置与两端系统完全相同 只是差动电流和制动电流的计算 方法不同 ID M N T 为差动电流 IB M N T 为制动电流 式中假设 M 侧的电流模值为最大 4 3 54 3 5 TATA 相关判别相关判别 1 线路两端 TA 变比补偿 当线路两端 TA 变比不一样时 可根据整定的 TA 变比补偿系数 使两侧的电流一 致 TA 一次额定电流的大的装置 补偿系数整定为 1 其它装置的补偿系数整定为本侧 TA 一次额定电流除以一次额定电流的最大值 2 TA 异常检测 计算出正常两侧的差电流连续 12s 大于 0 15In 时报 长期有差流 若同时断线相电 流小于 0 06In 时判为 TA 断线 TA 断线后闭锁电流差动保护 长期有差流与 TA 断线后保护逻辑相同 3 TA 饱和检测 采用模糊识别法对 TA 饱和进行检测 当判别出 TA 饱和后 根据饱和的严重程度自适应 抬高制动系数 4 3 64 3 6 压板压板 电流差动保护只有在线路两侧 或三侧 保护装置差动压板均处于投入状态时才能动作 两侧压板互为闭锁 装置能对此作出检测 若差动压板的状态不一致 会告警 差动压板不 一致 装置压板模式设置为软压板模式时 差动保护用软压板投退 装置压板模式设置为软硬 压板串联模式时 差动保护用软 硬压板投退 4 3 74 3 7 通信通信 电流差动保护正常工作的前提条件是两侧 三侧 装置通信的同步 装置通信的同步包括 两个方面 采样同步和时钟同步 4 3 7 14 3 7 1 时钟同步时钟同步 1 装置可采用的通信方式 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 16 a 以 2Mbps 速率采用专用光纤通道 b 以 64kbps 速率复接基群设备的 G 703 同向接口 c 以 2Mbps 速率复接二次群设备的 2Mbps E1 接口 2 通道控制字设置方法 a 采用专用光纤通道时 装置定值均应设为 内时钟 即数据发送采用装置的内 部时钟 接收时钟从接收数据码流中提取 b 在保护复用数字通信系统 64kbpsPCM 同向接口时 装置定值均应设为 外时钟 即数据发送时钟和接收时钟均从接收数据码流中提取 c 在保护复用数字通信系统 SDH 和 PDH 2Mbps E1 接口时 装置定值均应设为 内时钟 电流差动保护复用数字通信系统时 必须保证数字通信系统 同步通信系统和准同步通 信系统 为同步网 否则电流差动保护会因为复用数字通信系统两侧的时钟差异而产生定时 的滑码现象 3 通道配置 装置可选择单通道或双通道方式 订货时须注明 4 3 7 24 3 7 2 采样同步采样同步 电流差动保护可以由控制位设置 主机方式 或 从机方式 用于保护采样的同步 采样同步原理见图 4 6 两侧的电流差动保护必须一侧设为主机方式 另一侧设为从机方 式 该设置与通道方式无关 调整法方法 设定主机保护装置的采样时刻作为基准 其余各侧的装置通过不断的调整 以使所有的保护装置的采样时刻一致 从而达到满足差动保护的要求 该方法优点在于采样 同步后的差动保护算法处理较为简单 运算中与通道延迟参数 Td 无直接的关系 在整个通 信处理中 采样同步处理与电流数据的处理是分开的 由于产生采样时刻的晶振稳定性好 精度高 采样同步完成之后 在正常的情况下 这一同步完全凭惯性 也能保持一段较长的 时间 这就给测量通道延迟参数 Td 带来充分的时间 前后两次采样时刻的误差测量和调整 之间的时间间隔也可以较长 因此 它真正受通道媒介的误码干扰的影响较少 由于通信路 由的切换完成时间一般是毫秒级的 因此 它完全可以适应通信路由发生变化的情况 但在 通道延迟参数 Td 的测量计算中 仍然要求收发路由相等 保护装置用于采样同步的通信处 理时间也较少 有利于通信传送电流数据的效率的提高 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 17 图 4 6 采样同步原理图 4 3 7 34 3 7 3 帧校验说明帧校验说明 数据通信的帧格式见表 4 1 表 4 1 控制字采样标号IA相量IB相量IC相量开关量CRC 1 字节1 字节4 字节4 字节4 字节2 字节4 字节 保护正常运行时 两侧 三侧 保护进行数据通信 收信侧保护接收到一帧数据后利用 CRC 冗余循环检验码对收信数据检验 当 CRC 检出一帧收信数据有错 舍弃该帧数据 舍弃 一帧数据相当于保护延时动作 3ms 收信数据 CRC 检验无误时 该帧数据有效 在保护计算 中可以使用 4 3 84 3 8 辅助功能辅助功能 4 3 8 14 3 8 1 远传 远跳功能远传 远跳功能 1 远传命令 保护装置设有 1 个经光电隔离的 远传命令 开入端子 装置借助数字通道 利用每帧 数据中的控制字向对侧传送 对侧保护收到远传命令后不是直接跳闸 而是输出 1 付空触点 供用户灵活选择使用 2 远方跳闸 为使母线故障及断路器与电流互感器之间故障时对侧保护快速跳闸 装置设有一个 远 方跳闸 开入端子 用于传送母差 失灵等保护的动作信号 保护启动时 有 远方跳闸 开入 会向对侧传送信号 对侧收到 远方跳闸 信号后 判别满足定值中的条件后驱动永跳 4 3 8 24 3 8 2 差动保护试验功能差动保护试验功能 1 装置自环试验 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 18 将装置 通道环回 控制位置 1 定值设为 主机 内时钟 将装置的 RX 和 TX 用尾纤对接 即可单装置自环 模拟 A B C 相区内故障 通道环回 控制位投入 10 分钟后 装置告警 通道环回长期投入 提示用户装置在 通道环回 状态 此时仍然可以作装置自环试验 如果投上检修状态压板 装置不告警 通道环回长期投入 正常运行时 必须退出该功能 2 通道远方环回试验功能 为方便用户进行带通道整组试验 装置提供带通道远方环回试验功能 正常运行时 必 须退出该功能 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 19 将两端装置的差动定值按照实际运行情况整定好后 将 M 侧装置 通道环回 控制位置 1 M 侧投入检修状态压板 就可在 M 侧进行模拟区内短路试验 此时 N 装置收到 M 侧的采 样报文后再回传给 M 侧 图 4 7 差动保护逻辑框图 A相差动区内 C相差动区内 B相差动区内 A相TA断线 C相TA断线 B相TA断线 Y5 Y6 Y7 1 H5 通道正常 Y2 1 H3 保护动作 手合于差动区内 重合于差动区内 收到对侧远方跳闸 本侧启动 Y15 远方跳闸受启 动元件闭锁 动作闭锁 重合 有远方跳闸开入 Y16 有远传命令开入 向对侧传送信号 向对侧传送信号 Y14 开放 差动 Y13 1 H7 本侧启动 差动压板投入 Y3 对侧启动 对侧差动压板投入 1 启动相 互闭锁 对侧跳位 1 H1 Y4 Y1 Y12 Y8 收到对侧远传命令驱动远传命令开出 弱电源启动 1 H2 断线相 TA断线后差动元件 Y11 TA断线后闭锁差动 投入 Y9 非断线相分相差动 定值区内 1 H6 1 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 20 4 44 4 过电流元件过电流元件 三段式定时限过流保护各段电流及时间定值可独立整定 过流保护各段判别逻辑一致 启动条件为 MAXMAX I MINMIN I I 为 n 段过流定值 I 为相电流 d d 动作条件为 a MAX I Idzn Idzn 为 n 段电流定值 I 为相电流 b T Tn Tn 为 n 段延时定值 c 过流相的方向条件满足及低电压元件动作 根据系统的需求情况 可以用控制字设置 段及以上故障永跳 则过流 段出口时 闭锁重合闸 过流三段可用控制字整定为反时限方式 装置压板模式设置为软压板模式时 过流保护用软压板投退 装置压板模式设置为软硬 压板串联模式时 过流保护用软 硬压板投退 方向元件及低电压元件由控制字选择投退 过流 段不带方向 过流 段不带电压闭锁 Y2 TV断线 1 H1 Y4 过流 段满足方向条件 过流 段满足电压条件 Y1 过流 段区内 Y3 Y6 1 H5 过流 段时间 Y7 手合 重合 1 H2 过流 段时间 Y8 Y9 Y10 1 H3 保护动作 保护动作 闭锁重合闸 过流压板 TV 断线后退出方向和电压 三段永跳投 入 过流 段正方向 过流 段不带方向 min Uab Ubc Uca Idn Idn 为 n 段零序电流定值 3I0 为零序电流 b T Tdn Tdn 为 n 段延时定值 c 方向条件满足 零序电流三段可用控制字整定为反时限方式 装置压板模式设置为软压板模式时 零序保护用软压板投退 装置压板模式设置为软硬 压板串联模式时 零序保护用软 硬压板投退 零序方向元件用控制字投退 图 4 9 零序电流逻辑框图 4 74 7 方向元件方向元件 方向元件采用 90 接线方式 按相起动 各相电流元件仅受表 4 2 中所示相应方向元件 的控制 动作区范围为 90 30 如图 4 10 所示 误差 2 最灵敏角为 30 为消除死 区 方向元件带有记忆功能 表表 4 24 2 方向元件的对应关系方向元件的对应关系 相间方向元件 IU AIaUbc BIbUca CIcUab 零序正方向 Y2 TV断线 零序压板 零序 段 保护动 作 三跳 自产3I0 自产3U0 Y1 零序方向元件 零序 段 零序压板 零序 段带方向 零序 段 零序压板 Y3 Y4 零序 段时间 零序 段时间 零序 段时间 Y14 Y15 1 H10 段及以上故障永跳投入 零序 段带方向 零序 段带方向 1 1 1 保护动作 闭锁重合闸 手合 重合 1 H2 Y8 1 H2 零零序序电电流流加加速速 零序加速段 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 22 动作区 0 0 图图4 4 1010 相间方向元件动作区域相间方向元件动作区域 图图 4 4 1111 零序零序 方向元件方向元件动作区域动作区域 零序方向元件动作区为 Arg 3U0 3I0 180 120 及 120 180 3U0 为自产 外部 3I0 端子接线不需倒向 边缘模糊角度误差Idjs Idjs 为加速电流定值 b T Tdjs Tdjs 为过流加速延时定值 c 电压条件满足 零流加速动作条件为 a 3I0 I0djs I0djs 为零序加速电流定值 b T T0djs T0djs 为零序加速延时定值 装置压板模式设置为软压板模式时 加速保护用软压板投退 装置压板模式设置为软硬 压板串联模式时 加速保护用软 硬压板投退 过流加速低压闭锁用控制字选择 4 114 11 三相一次重合闸三相一次重合闸 装置设有三相一次重合闸功能 具有检同期 检无压功能 如图 4 12 4 11 14 11 1 启动条件 a 保护跳闸启动 b 开关位置不对应启动 4 11 24 11 2 充放电条件 采用快速放电延时充电的方式 断路器合位时重合闸开始充电 充电时间为 15 秒 充 电过程中面板重合闸绿灯闪烁 充电满后绿灯长亮 满足以下任一条件 重合闸放电 a 控制回路断线 b 弹簧未储能告警 c 闭锁重合闸开入端子高电位 d 永跳 e 手跳或遥跳 f 检无压或检同期不成功 g 开关位置长期跳位 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 24 线路无流 保护启动 闭锁重合闸开入 控制回路断线 开出传动 有跳位 2s 弹簧未储能开入 Y1 开关位置长期跳位 手跳或遥跳 1 H2 闭锁重合闸的保护段 动作 保护出口 Y2 有TWJ Y3 Y4 Y5 Y6 1 H3 不检定 Y12 重合闸时间 1 H1 抽取电压Ux 0 7Uxn Y10 母线电压U 0 7Un 母线电压U 0 3Un Y8 检检线线路路无无压压母母线线有有压压 Y7 抽取电压Ux 0 3Uxn Y9 重合闸投入 不检定 检检母母线线无无压压线线路路有有压压 检检同同期期 检检线线路路母母线线均均无无压压 检检线线路路无无压压母母线线有有压压 检检线线路路母母线线均均无无压压 检检母母线线无无压压线线路路有有压压 1 H6 重合闸动作 15s0 02秒 线路 母线角差 同期角 Y13 图 4 12 重合闸逻辑框图 4 11 34 11 3 重合方式 重合闸方式由控制字选择 可以选择 不检定 检线路无压母线有压 检母线无压 线路有压 检线路母线均无压 以及 检同期 方式 检同期重合时 则两侧电压须均大于 0 7 倍相应电压额定值 两侧电压角度相差在 重 合闸同期角度 范围内 检无压重合时 检线路无压母线有压 检母线无压线路有压 检线路母线均无压 可组合使用 组合使用时是 或 的关系 无压门槛为 0 3 倍的额定值 有压门槛为 0 7 倍 的额定值 如果线路母线均有压 则自动转为检同期 检同期或检无压重合时 装置必须接入线路抽取 Ux 线路电压 Ux 的大小和相别由保护 自动识别 不需用户整定 装置压板模式设置为软压板模式时 重合闸功能用软压板投退 装置压板模式设置为软 硬压板串联模式时 重合闸功能用软 硬压板投退 重合方式选择通过控制字整定 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 25 4 124 12 慢速重合闸功能慢速重合闸功能 提供一个可整定的重合闸开放时间 最长允许整定至 6 分钟 以便所保护线路发生故 障跳闸后 系统另一侧带小水电等电压恢复时间长 短时间内不能满足重合闸检同期 检无 压电压要求 导致保护整组复归重合闸失败的情况下使用 4 134 13 分散式低周减载元件分散式低周减载元件 当系统频率低于整定频率时 低周元件启动 根据滑差的大小来区分故障情况 电机 反充电和真正的有功缺额 从而判定是否切除负荷 由于低周减载元件只在稳态时起作用 故取 AB 相间电压进行计算 当此电压低于低周减载闭锁电压定值时 低周减载元件自动 退出 试验时需加三相平衡电压 低周动作后重合闸放电 a 频率 低周减载电压闭锁定值 且负序电压 U2 5V c df dt MAX 低周减载时间定值 100ms 以上条件均满足后低周动作 动作后永跳闭锁重合闸 TV 断线闭锁该元件 直至电压 恢复 装置压板模式设置为软压板模式时 低周减载功能用软压板投退 装置压板模式设置 为软硬压板串联模式时 低周减载功能用软 硬压板投退 注 面板信号灯数量有限 低周减载 与低压减载共用指示灯 Y3 低周减载时间 TV断线 频率 频率定值 df dt 电压闭锁定值 max IA IB IC 0 1In 跳位 Y2 Y1 1 H1 低周减载压板 低周电流闭锁投入 负序电压U2 MAX 85V 低压减载电压定值 b IA IB IC 任一相电流 0 04In 或 断路器合位 取 TWJ 位置判 c UKK 30V 三个线电压均要满足此条件 且负序电压 U2 5V d d UKK dt 低压减载电压 d U dt 定值 其中 UKK UAB UBC 2 e UKK MAX 低压减载时间定值 100ms 注 a UKK为线电压 30V 下限是考虑到当电压低于 30 Un 线电压 100V 系统早已 崩溃 且为与 TV 断线区分 b 电压突变闭锁判据是为了防止在系统发生短路故障时 母线电压迅速降低 或 负荷反馈导致电压异常等情况下低压减载误动的判据 以上条件均满足时低压减载动作 动作后永跳闭锁重合闸 TV 断线时自动退出低压 减载功能 装置压板模式设置为软压板模式时 低压减载保护功能用软压板投退 装置压板模式设 置为软硬压板串联模式时 低压减载保护功能用软 硬压板投退 注 面板信号灯数量有限 低周减载与低压减载共用指示灯 Y1 低压减载时间 max IA IB IC 0 04In 跳位 1 H1 min UAB UBC UCA 30 V UAB UBC 2 低压定值 d UAB UBC 2 dt 电压变化率定值dU dt TV断线 低压减载压板 负序电压U2 0 04In或者断路器在合位 检 TWJ 用于检测三 相失压 以上条件满足 1s 后报 TV 断线告警 或 TV 三相失压 电压恢复正常后经 10s 确认 后报 TV 恢复正常 4 16 34 16 3 线路抽取电压断线检测线路抽取电压断线检测 CSC 213 光纤纵联差动保护测控装置 说明书 28 当重合闸投入且装置整定为重合闸检同期或检无压方式 检线路无压母线有压 检线路 有压母线无压 检线路母线均无压 时 TWJ 未动作或线路有流 任一相电流 0 04In 时检查 输入的线路电压 若小于 0 3 倍的 Ux 额定值 经 10s 延时确认后报线路 TV 异常 线路电 压正常后 经 10s 延时线路 TV 异常信号复归 4 16 44 16 4 控制回路断线检测控制回路断线检测 正常运行时 TWJ 和 HWJ 均不动作 经 10s 延时报 控制回路断线 控制回路断线则 重合闸放电 4 16 54 16 5 断路器位置检测断路器位置检测 若三相无电流 同时 TWJ 动作 认为线路不在运行状态 开放准备手合于故障加速元件 如线路有电流但 TWJ 动作 经 10s 延时报 TWJ 异常 4 16 64 16 6 电流电压相序自检电流电压相序自检 在系统无异常时通过比较三相电流 电压的相位 判别相序是否接错 4 16 74 16 7 装置自检装置自检 在系统无异常时 则进行装置硬件自检 包括 A D RAM EEPROM ROM 开出与模入等 全部硬件回路 如果告警 可参照表表 9 9 1 1 处理 4 174 17 定值及整定说明定值及整定说明 CSC 213 线路保护装置保护类型为 40H 定值类型为 90H 4 17 14 17 1 压板清单压板清单 保护项保护项软压板软压板硬压板硬压板 电流差动电流差动电流差动电流差动差动压板差动压板 过流一段过流一段过流一段过流一段过流压板过流压板 过流二段过流二段过流二段过流二段过流压板过流压板 过流三段过流三段过流三段过流三段过流压板过流压板 零序电流一段零序电流一段零序电流一段零序电流一段零序压板零序压板 零序电流二段零序电流二段零序电流二段零序电流二段零序压板零序压板 零序电流三段零序电流三段零序电流三段零序电流三段零序压板零序压板 相电流加速相电流加速相电流加速相电流加速加速压板加速压板 零序电流加速零序电流加速零序电流加速零序电流加速加速压板加速压板 三相一次重合闸三相一次重合闸三相一次