DF3322E线路电流电压方向保护测控装置技术说明书.doc

DF3322E线路电流电压方向保护测控装置技术说明书 1 概 述 1.1 适用范围 DF3322E线路电流电压方向保护测控装置（以下简称装置），主要适用于输电线路，也可用于小型变压器及分段断路器，实现保护、测量、控制及通信功能，是一个综合的“四合一”装置。 母线 1 图1.1 装置典型使用 2 1.2 装置功能 a) 保护功能 1) 三段相电流过流保护（可选择带方向、复合电压闭锁、两相式/三相式、外部复压并联 启动、开入闭锁） 2) 三段零序过流保护（可选择带方向、零压闭锁，其中零序过流III段可选择跳闸或告警） 3) 相反时限过流保护（符合IEC255-3的三种特性可供选择） 4) 两段负序过流保护 (可选择带开入闭锁) 5) 低压保护（可选择带电流闭琐） 6) 三相二次重合闸(一次重合闸可选检无压，检同期或非同期。二次重合闸可选检无压) 7) 相电流过流加速保护（可选择前加速或后加速） 8) 零序过流加速保护（可选择前加速或后加速） 9) 过流母充保护（可选择复合电压闭锁、外部复压并联启动） 10) 零流母充保护（可选择零压闭锁） 11) 两段过负荷保护（过负荷跳闸，和过负荷告警） 12) 低周减载（可选择电流闭锁、电压闭锁、滑差闭锁） 13) 低压减载或低压解列（低压解列可选择开入闭锁） 14) 反向闭锁母线保护 15) 四路非电量保护 b) 辅助功能 1） 接地选线 2） 手合/遥合同期操作 3） 外部同期操作 4） 零序过压告警 5） 母线PT断线告警 6） 线路PT断线告警 7） 检修压板 8） 保护功能硬压板 9） 可实现动态录波功能，按事件触发录波，记录触发前5个周波，触发后10个周波 10）具有独立整定的16套定值 11）连续记录64份保护动作报告和64份告警报告 12）连续记录128份SOE报告和255份操作事项 13）在线自诊断功能 14）打印功能（定值、压板、报告、录波数据等） 15）功能强大的笔记本电脑维护分析功能 16）具有定值区复制、模拟报告、触发录波和触发自检等功能 c) 测控功能 1) 遥测功能：装置可选择两表法或三表法，完成一条线路Ia、Ib、Ic、Uab、Ubc、Uca、P、Q、cos?、F、3U0、Ux、?、?F，或Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、P、 3 Q、cos?、F、3U0、Ux、?、?F的测量 2) 遥信功能：装置可采集14路外部遥信 3) 脉冲电度采集功能：可采集4路脉冲电度 4) 遥控功能：可以完成1台断路器的操作 d) 通信功能 通信接口可以选择如下说明的接口之一 1) 可选的双以太网络接口，采用插卡方式，通信媒介可采用光纤或屏蔽电缆，通信速率为10/100Mbps，通信规约建立在国际标准的TCP/IP协议之上 2) 可选的FDKBUS接口，采用插卡方式，通信媒介采用屏蔽电缆，可实现双网冗余，通信速率为187.5k1Mbps，通信规约采用FNP（Fieldbus Network Protocol）规约 3) 可选的光纤FDKBUS环网接口，采用插卡方式，通信媒介采用光纤，可实现基于FDKBUS的光纤冗余双环通信方式，通信速率为187.5k1Mbps，通信规约采用FNP规约 4) 可选的标准RS485通信接口，通信媒介可采用屏蔽电缆，通信速率为9600bps，通信规约采用IEC60870-5-103规约 1.3 装置特点 a) 采用先进的工业级芯片，装置采用MOTOROLA的32位CPU芯片，硬件系统工作可靠， 抗干扰能力强 b) 采用14位A/D采集芯片，提高了数据采集的分辨率和测量精度 c) 主要芯片采用表面贴装技术 d) 电气隔离和电磁屏蔽设计符合国际标准,电磁兼容性能指标满足IEC61000-4中规定的最严 酷等级（级）的要求 e) 采用的保护原理成熟可靠，并且已经有丰富的现场运行经验 f) 保护功能相对独立，本间隔所完成的保护和测控功能决不依赖通信网 g) 装置通信接口采用插卡方式，可以满足不同类型的变电站对通信网络的要求 h) 可采用光纤冗余自愈双环网结构，或双以太网结构，提高了系统通信的可靠性 i) j) l) 具有多种网络结构可供选择，提高了系统组网的灵活性 具有与GPS的IRIG-B格式对时功能 装置采用嵌入式整面板密闭结构，内部为插件式，可以集中组屏，也可以就地安装 k) 采用大屏幕汉化液晶显示和东方徽形简化键盘。人机界面友好美观，菜单丰富，操作简单 4 2 技术参数 2.1 额定参数 a) 直流工作电压：220V或110V（标称范围20%，直流中交流分量不大于直流额定值的5%） b) 交流输入电压：100/V或100V, 频率50Hz（标称范围2.5Hz） c) 交流输入电流：5A或1A,频率50Hz（标称范围2.5Hz） 2.2 电流电压精确工作范围 a) 交流电流：0.05In20In(In为额定值，以下相同) b) 交流电压：0.5V150V c) 交流零序电流：0.01A1.5A或0.1A20A或0.5A100A 2.3 功率消耗 a) 直流电压回路：在额定电压下，正常工作时<15W，动作时<20W b) 交流电压回路：小于1.0VA/相（Un=57V） c) 交流电流回路：小于1.0VA/相（In=5A），<0.5VA/相（In=1A） 2.4 交流过载能力 a) 交流电流回路：2倍额定电流，连续工作, 20倍额定电流，允许1秒 b) 交流电压回路：1.2倍额定电压，连续工作 2.5 输出触点容量 a) 输出触点容量：在电压不大于250V，电流不大于1A，时间常数L/R=50.75ms的直流有 感负荷回路中，触点断开容量为50W，允许长期导通电流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=50.75ms的直流 有感负荷回路中，触点断开容量为30W，允许长期导通电流3A。 2.6 环境条件 a) 环境温度：-25+55，24小时内平均温度不超过+35 b) 环境湿度：5%95% c) 贮存温度：-25+70，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢 复后，装置能正常工作 d) 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 5 面无凝露 e) 大气压力：80kPa110kPa f) 工作位置：偏离基准位置不超过5 电介质，不允许充满水蒸汽及有较严重的霉菌存在 h) 使用地点应具有防御雨、雪、风、沙、灰的设施 g) 使用地点不允许有爆炸危险的介质，周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导 2.7 主要技术指标 2.7.1 定值范围及误差 a) 相电流过流保护 1) 电流定值 范围：0.2In20In 误差：不超过3% 2) 低压定值 范围：2V100V 误差：不超过3% 3) 负序电压定值 范围：2V60V 误差：不超过3% 4) 动作时间定值 范围：过流段为0s80.0s，过流段和过流段为0.1s80.0s 误差：不超过15ms或1.5%；速断误差<40ms 5) 方向元件 接线方式：90接线 最大灵敏角: -30，误差5 动作范围：170 10 b) 零序过流保护 1) 零序电流定值 范围：0.01A1.5A、或0.1A20A、或0.5A100A三种可以选择 误差：不超过0.05A或3% 2) 动作时间定值： 范围：零流段为0s80.0s，零流段和零流段为0.1s80.0s 误差：不超过40ms或3% c) 相反时限过流保护 1) 电流整定值 范围：0.2In20In 2) 时间常数整定值 范围：0.01s9.0s 6 3) 动作时间 误差：小于1s时不大于30ms；1s10s时误差不超过5%；大于10s时误差不超过10% d) 重合闸 动作时间定值范围：0.1s 9.0s 动作时间定值误差：不超过40ms或3% e) 加速保护 动作时间范围：0s1.0s 动作时间误差：不超过40ms f) 过负荷保护 1) 电流定值 范围：0.2In20In 误差：不超过3% 2) 动作时间定值 范围：0.1s80.0s 误差：不超过40ms或3% g) 低周减载 1) 频率定值 范围：45.0Hz49.5Hz 误差：不超过0.02Hz 2) 动作时间定值 范围：0.1s80.0s 误差：不超过40ms或3% 3) 滑差闭锁定值 范围：110.00Hz/s 误差：1Hz/s3Hz/s不超过0.5Hz/s、3Hz/s10Hz/s不超过1Hz/s(在F=0.5Hz, t=0.1s条件下测试) h) 低压减载和低压解列 低压定值范围：32.00V100.00V 低压定值误差：不超过3% 2.7.2 测量回路 a) 测量精度： 1) 电流和电压：0.5% 2) 功率：1% 3) 频率：0.01Hz b) 测量范围： 1) 电流：01.2In 2) 电压：0120V 7 c) 被测信号频率范围：45Hz55Hz 2.7.3 数字量输入 装置可采集14路外部开入量(其中开入11开入14可通过“开入属性”设置为遥信或脉冲电度)； a) 开关量（遥信）： 1) 2) 3) 4) 1) 2) 3) 去抖时间设置范围：09999ms SOE分辨率：不大于2ms 隔离方式：光电隔离，耐压500V 触点方式：无源触点 脉冲宽度要求：大于10ms 脉冲幅度：12V或24V 隔离方式：光电隔离，耐压500V b) 脉冲量： 2.7.4 温度影响 装置在-25+55温度下动作值因温度变化而引起的变差不超过3% 2.7.5 绝缘性能 a) 表2.1 装置绝缘电阻试验 绝缘电阻 装置绝缘电阻满足表2.1所示要求。 b) 介质强度 装置能承受表2.2所示的工频耐压试验，一分钟无击穿或闪络现象。 表2.2 装置工频耐压试验 8 2.7.6 冲击电压 装置能承受表2.3所示的标准雷电波冲击试验。 表2.3 装置标准雷电波冲击试验 2.7.7 抗电磁干扰性能 a) 脉冲干扰试验 能承受频率为1MHz及100kHz电压幅值共模2500V，差模1000V的衰减振荡波 脉冲干扰试验。 b) 静电放电试验 能承受IEC1000-4-2标准级，试验电压接触放电8kV，空气放电15kV。 c) 辐射电磁场干扰试验 能承受IEC1000-4-3标准级，干扰场强10V/m的辐射电磁场干扰试验。 d) 快速瞬变干扰试验 能承受IEC1000-4-4标准级。 2.7.8 重量 装置的总重量不大于8kg。 9 3 安装及硬件说明 3.1 装置安装 3.1.1 安装开孔图 装置采用19/3机箱，全封闭式、防水、防尘、抗振动的结构设计，可嵌入式安装于屏体及开关柜，机箱结构及尺寸见图3.1。 10 图3.1 装置安装开孔尺寸图 3.1.2 装置装配图 装置主要由交流插件、CPU插件、出口插件、电源插件、面板构成。各插件按照导轨槽上的插入位置标识来确定固定位置，硬件装配图见图3.2。 图3.2 装置内部硬件装配 装置内部插件联系原理见图3.3。 11 开入回路 EEPROM 1M RAM 交流 14位AD 插件 512K ROM CPU插件 通信接口 通信卡 MCU 开出回路 出口插件 电源插件 面 板通信网络 FDK网络或以太网 指示灯液晶键盘维护口 图3.3 插件联系原理 3.2 装置端子 本装置端子主要有D端子（电源插件端子），C端子（出口插件端子），B端子（CPU插件端子），和A端子（交流插件端子）。另外有通信板接头，RS485/232通信接头及装置屏蔽地接线螺丝。接线时应保证装置的屏蔽地可靠与变电站地网连接，端子的详细布置情况见图3.4。 12 图3.4 装置端子定义（后视图） 3.3 CPU插件 3.3.1 CPU插件功能说明 本插件是保护装置的核心插件，主要完成交流电量的采集、计算，保护逻辑功能的处理，外部开入信号的采集，部分通信功能的处理与发送，出口及信号的第一级处理等。本插件采用多种抗干扰技术，如：大规模EPLD技术，表面贴装技术，多层印制板设计等，保证了装置工作的可靠性及安全性。以下对插件的有关情况进行说明。 本插件所用CPU为高集成度32位工业控制用芯片，片外逻辑均通过I/O芯片隔离和CPU连接，具有极强的抗干扰能力。 13 采用14位A/D转换芯片，有13路模拟输入通道，模拟量经两级RC滤波接入模数转换回路。 有22路开关量输入回路(其中8路输入回路供内部使用)。 有8路开关量输出回路，用于驱动出口跳闸继电器和告警继电器。 设一个标准RS485/232通信接口。 3.3.2 CPU插件使用说明 图3.5 CPU插件布置示意 CPU插件上设有插座、插头及跳线器，改变跳线器可对部分功能或使用做出变更，使用时要格外注意。以下对CPU插件上的插座、插头及跳线的使用进行说明。 XS1：CK电缆插座； XS2：CPU电缆插座； XS6、XS8、XS9：用于开发及公司产品维护人员编程使用； 14 XS7：用于开入扩展插件使用（本装置不能使用）； 表3.1 CPU插件跳线说明 J5J12都必须设置为开入功能。 以上插座、插头和跳线器使用标号、位置情况及使用方法参见图3.5CPU插件布置示意。 3.3.3 CPU插件端子接线说明 本插件的端子主要用于开入和脉冲电度采集，及非电量保护功能的信号输入。具体接线见图3.6（24V开入回路端子接线）、图3.7（220V开入回路端子接线）。本插件端子的屏蔽地端子已经通过短接片与装置机壳连接，不用单独处理。 D B 电 源 CPU 开入11开入12开入11-12开入13开入14开入13-14开入01开入02开入03开入04开入05开入06开入07开入08开入09开入10开入01-10屏蔽地 图3.6 24V开入回路端子接线 15 DB 电 源 CPU 开入11开入12开入11-12地开入13开入14开入13-14地开入01开入02开入03开入04开入05开入06开入07开入08开入09开入10开入01-10地屏蔽地 图3.7 220/110V开入回路端子接线 本装置可接14路外部开入，其中开入11-14可根据需要在开入属性菜单中设置成脉冲电度或遥信功能，注意两者只能选择其一。用于非电量保护功能时，开入11-14必须设置为“遥信”，不用此保护功能时可做普通开入功能使用。 开入采集回路采用可靠的光电隔离器件及成熟的设计电路，使装置内部电路与外部复杂环境隔离，从而保证了保护装置的可靠运行，开入采集的原理示意图如图3.8。 外部接点 图3.8 开入回路原理 16 3.4 电源插件 3.4.1 电源插件功能说明 本插件主要提供CPU及其外围芯片的工作电源，采集运放等芯片的工作电源，外部开入采集的工作电源，开出回路的工作电源及通信插件的工作电源。 本插件的主要功能说明如下： 本插件工作电压为直流220V或110V两种（直流电源电压等级由定货时予以确定），直流输入经逆变后输出装置所需四组直流电压：（四组电压均不共地，且采用浮地方式，同机壳不相连）。另外还有如下工作电压等级。 +5V： 为CPU及其外围芯片提供工作电源。 ?12V： 开出24V： 开入24V： 为模拟输入回路运放及A/D芯片提供工作电源。 为开出回路提供电源。 为开入回路提供电源。 本插件上有一个网络接口，采用插板方式，通信媒介可以采用光纤或屏蔽电缆。可实现FDKBUS网络、光纤双环自愈网、以太网等网络方式。 电源插件工作原理图见图3.9。 D01 D02 +12V D05 D06 开出+24V D08开出24V地12V地-12V+5V5V地 YJ1 D03 YJ2 +5V开出+24VD04 DYJ YJ 5V地开出24V地 图3.9 电源插件原理 17 3.4.2 电源插件使用说明 电源插件的布局图见图3.10。要注意本插件上插座的使用情况， XS11：CK电缆插座 XS12：CPU电缆插座 XS13：LCD电缆插座 XS14：以太网板插座 XS15：FDKBUS通信板插座 XS11、XS12、XS13插座为装置内部电缆的插座，XS14及XS15插座的使用要根据用户订货来确定，当使用FDKBUS方式时使用XS15，使用以太网形式时使用XS14。装置的使用情况出厂后即确定。 注：装置内部电缆的使用情况见装置的装配图。 图3.10 电源插件布置 3.4.3 电源插件端子接线说明 装置端子图(后视图)最左边一列为装置电源接线端子D，包括开入采集用的开入+24V及开入24V地，装置电源失电监视用的常闭节点一对，装置屏蔽地端子，装置的电源端子，具体布置如图 3.11。本插件端子的屏蔽地端子已经通过短接片与装置机壳连接，不用单独处理。 18 D 电 源 0102030405060708 +KM -KM 图3.11 电源端子及基本接线 3.5 交流插件 3.5.1 交流插件功能说明 本插件将系统电压互感器、电流互感器二次侧强电信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。交流插件的交流回路原理参见图3.12。 A2A2A1A1A1A2 A0A0A0A1BA1A1A1A1A1A1A2A2A0A0 A0A0A0A0图3.12 交流插件原理 19 3.5.2 交流插件使用说明 交流插件接线端子能可靠保证交流插件在插拔的过程中电流回路不开路，电压回路不短路，保证装置维护的安全性。具有交流插件紧固镙丝，有效地保证了在运行过程中交流连接的可靠性。 本插件可根据需要选择额定电流5A或1A两种。零序CT可选择0.01A2.0A、0.1A30A或0.5A150A。 本装置的交流插件的交流量有三相电压Ua、Ub、Uc，零序电压3U0，线路电压UX，三相测量电流IA、IB、IC，三相保护电流Ia、Ib、Ic，零序电流I0，其中IA、IB、IC的CT为测量专用高精度CT，以保证测量精度。 3.5.3 交流插件端子接线说明 本装置可独立完成一条线路（也可用于分段断路器或变压器断路器）的交流量采集。电流的工作范围及电压的接线形式（线电压或相电压）需在定货时确定。典型相电压的交流接线见图3.13。交流插件的屏蔽地已与机壳屏蔽地相连。 母A线BIC 测量CT 保护CT 图3.13 典型交流端子接线 20 3.6 出口板插件 3.6.1 出口板插件功能说明 本插件上设有启动继电器，用来闭锁跳闸继电器的24V电源,在装置未启动时防止出口继电器误出口。保护动作后，由本插件的继电器跳、合相应的断路器，再给出保护动作信号触点，同时点亮面板指示灯。检测到告警时，由本插件的告警继电器发出告警信号。 3.6.2 出口板插件接线说明 端子1-4提供带保持的跳、合闸信号触点。1为保护跳闸信号公共端，2为保护跳闸信号触点，3为低周跳闸信号触点，4为重合闸信号触点 端子5、6为跳位继常开触点 端子7、8为控制回路断线常开触点 端子9、10提供同期/闭锁母线保护常开触点，端子31、32提供同期/闭锁母线保护常闭触点 端子11、44接直流操作电源。11接正，44接负 端子12、33、34、35为跳闸连片。12为跳闸连片公共端，33为保护跳1连片，34为保护跳2连片，35为低周低压跳连片，接线时12与33、12与34、12与35之间各接一跳闸连片，如无连片则12与33、12与34、12与35短接 端子13为合闸连片。接线时13与14接合闸连片，若无连片则13与14要短接 端子38、17分别接跳闸线圈和合闸线圈。如断路器带防跳回路，37接断路器位置辅助触点，如不带则37与17要短接 端子14为强电合闸入口，可接直流220V或110V（根据装置型号中的直流电压参数确定，以下同）直流实现合闸 端子18为强电跳闸入口，可接直流220V或110V直流实现跳闸 端子39为直接合闸入口，可接直流220V或110V直流实现合闸 端子15为直接跳闸入口，可接直流220V或110V直流实现跳闸 端子19、21分别为跳闸闭锁、合闸闭锁，引入直流220V或110V，即可分别闭锁跳闸操作、合闸操作。20为跳合闸闭锁，引入直流220V或110V即可既闭锁跳闸操作，又闭锁合闸操作。 端子22为本地远动切换控制。根据装置型号引入直流220V或110V即可实现远方到本地的切换 端子23、24为外部信号复归触点，其中23为，24为 端子25、26为告警触点。当发生母线PT断线、线路PT断线、过负荷告警、零序过流告警、零序过压告警、装置本机故障或线路的告警故障时，该触点闭合 端子27-30提供不带保持的跳、合闸信号触点。27为动作信号公共端，28为保护跳闸触点，29为低周低压跳闸触点，30为重合闸触点 端子36为手合输出端子，当不使用手合同期功能时应将端子36和端子14短接。当使用手合同期功能时应将手合同期开关在端子36和14间接入，并配合外部同期操作开入信号一起使用。 端子40为防跳触点，使用防跳功能时，应将40与44短接 端子41为五防触点。需要五防闭锁功能时，可在11与41之间接入五防闭锁。若不需要五防闭锁功能，应将11与41短接 21 端子42、43为跳闸闭锁备自投触点，手跳及遥控跳闸时可用来闭锁备自投装置 22 ) 保护启动 跳位继电器 手跳重动继电器合闸回路保护动作2 低周动作 出跳闸回路 本 跳闸地 远方 保护动作 低周动作重合闸 重合允许 合位告警 信 号 指 示箱内接线 号复归本地信手跳闭锁 跳闸位置 跳闸闭锁 复归信号 本地控制 手合开入合闸跳闸动远 复归继电器 本地远动控制继电器 合闸闭锁 口重合闸回 闭锁母线远控预置继电器 本地远动控制切换 合闸 告警路护 保防跳闭锁保护动作1C 合闸保持 合位继电器 跳闸 保持防跳 起动 手跳闭锁备投 保护跳 保护动作信 号重合闸指跳位继接示控回断线 告警 内部开关量信号 跳合闸低周跳接重合闸点 闭锁母线常闭 同期/闭锁母线常3.6.3 出口板插件使用说明 24(+) 图3.14 出口板插件原理 23 3.7 通信板 3.7.1 通信板种类 通讯板共有3种类型、5个具体型号可选，分别为：FDK 通信板类（可选“FDK电缆通讯板E”或“FDK光纤通讯板E”）、以太网通信板类（可选“Ethernet电缆通讯板E”或“Ethernet光纤通讯板E”）、打印及对钟板类。 3.7.2 FDK通信板 可提供1到2路FDKBUS 接口以及IRIG-B格式输入接口，可采用双绞线或塑料光纤两种介质，对应FDK 通信板分别为“FDK电缆通讯板E”和“FDK光纤通讯板E”两种，板上无现场可设置元件。FDKBUS通讯速率为187.5kbps。 a) 双绞线介质接口（FDK电缆通讯板E） 接口物理层: 隔离平衡传送，采用DB9/F孔式插座，5类8芯屏蔽双绞线； 通讯距离: 1200米，超过1200米需加中继器。 IRIG-B格式电平为24V。 FDKBUS 网接口引脚定义： 1：FDK-BUSA + 2：FDK-BUSA- 3、4、5：:空 6：IRIG-B+ 7：IRIG-B- 8：FDK-BUSB + 9：FDK-BUSB- b) 光纤介质接口（FDK 光纤通讯板E） 采用光纤双环网时，FDK 光纤通讯板上共有4个光纤收发器件，分为两组组成光纤双环网，每组发送（灰色）、接收（黑色）光器件各一个。采用1毫米塑料光纤（POF）。 通讯距离：两接点间不超过100米。 3.7.3 以太网通信板 可提供2路10BASE-T（或1路10BASE-F）以太网接口，可采用5类8芯屏蔽双绞线或多模光纤两种介质，对应以太网通讯板分别为“Ethernet电缆通讯板E”和“Ethernet光纤通讯板E”两种，板上有看门狗跳线（X4）、暂保留跳线（X14），正常运行过程中无须更改位置。下面的口为A网，上面口为B网。目前标准配置中可接2路10BASE-T接口或者1路10BASE-F接口。 以太网通信板上的DB9插座提供自身的RS232维护口、24V IRIG-B格式接口，接口定义为： 1：IRIG-B+； 2：RXD； 3：TXD； 5：RS232 GND； 6：IRIG-B-； a) 10BASE-T双绞线接口（Ethernet电缆通讯板E） 接口型式：RJ45-8插座； 引脚定义： 1、TPRX+ 2、TPRX- 3、TPTX+ 6、TPTX- 其余：空； 通信速率: 全双工 10M bps。 b) 多模光纤接口（Ethernet光纤通讯板E） 接口型式：ST标准多模光纤接收器、发送器，深灰色为发送器，浅灰色为接收器； 通信速率: 全双工 10M bps。 24 3.7.4 打印及对钟板 对应通讯板为“PRT电缆通讯板E”可提供RS232串行打印接口以及IRIG-B格式对钟输入接口，板上无现场可设置元件。 上面DB9口是24V IRIG-B格式对钟输入接口，引脚定义： 1、2、 3、4、5：:空 6：IRIG-B+ 7：IRIG-B- 8、9：空。 下面DB9口是RS232串行打印口，引脚定义： 2：RXD； 3：TXD； 5： GND； 其余管脚为空。 3.7.5 通信接线 本装置有多种通信方式供现场使用，通信方式1-4采用插件方式，表3.2中除去6通信方式外，其它要在定货时说明通信方式。 表3.2 通信方式 具体的通信插件背面端子定义见图3.15。 注： 1.维护口位于装置前面板，用于装置维护，其余通信口位于装置后部。 2.通信接口1通信接口4，出厂时根据需要装配其中一种。 3.RS485/RS232通信接口的选择由CPU插件上的跳线来决定，具体情况见CPU插件跳线说明。 25 26 通信接口1通信接口2FDKBUS屏蔽电缆FLFDKBUS光纤FDFDKBUS口光纤双环口通信接口3通信接口4 屏蔽电缆以太网EL光纤以太网EFCOM.IRIG_BCOM.IRIG_B 以太网口2光纤口2光纤口1 打印及对钟板RS485/RS232通信接口COM.IRIG_BRS485/RS232口维护口打印口 维护口图3.15 通信接口及定义 4 主要功能及原理 4.1 保护启动元件 装置设有启动元件，启动元件动作后开放出口回路24V电源。满足以下判据中任一个，启动元 a) 相电流突变量启动 件动作： it-i?i(t-T)-i?Iqd 其中：T采样周期， b) 过电流启动 （4.1） Iqd突变量启动定值； 至少有一段相电流过流保护投入，且在最大相电流大于过流电流定值时启动。 c) 零序电流启动 至少有一段零序过流保护投入（零序过流III段投跳闸），且零序电流大于零序过流电流定值时启动。 d) 反时限电流启动 相反时限过流保护投入，且在最大相电流大于反时限电流定值的1.1倍时启动。 e) 低压保护启动 1) 不投电流闭锁时，在最小线电压低于低压保护定值时启动。 2) 投电流闭锁时，在最小线电压低于低压保护定值，且最大相电流大于电流闭锁定值时启动。 f) 负序电流启动 至少有一段负序过流保护投入，且负序电流大于负序过流电流定值时启动。 g) 过流母充启动 过流母充保护投入，断路器由分到合（或手合），且最大相电流大于过流母充电流定值时启动 h) 零流母充启动 零流母充保护投入，断路器由分到合（或手合），且零序电流大于零流母充电流定值时启动 i) j) 过流前加速启动 “过流加速”和“重合闸前加速”配置投入，且最大相电流大于过流加速定值时启动。 零流前加速启动 “零流加速”和“重合闸前加速”配置投入，且零序电流大于零流加速定值时启动。 低压保护功能投入且满足以下任一条件启动 4.2 相电流过流保护 本装置设有三段相电流过流保护：过流段、过流段、和过流III段。 三段相电流过流保护都有自己独立的软压板、硬压板、配置及定值，三段都可以独立地用方式字来选择是否经功率方向、是否经复压闭锁、是否经外部复压并联启动、是否为三相式，及是否经 27 图4.1以过流I段为例说明相电流过流保护的动作逻辑。（未发生PT断线） 过流I方式字Max(Ia,Ib,Ic)方式字Max(Ia,Ic)开入闭锁定值方式字方式字出口 方式字功率方向满足 图4.1 相电流过流保护逻辑 a) 三相式 投入“三相式”配置时三相电流均从外部引入。 退出“三相式”配置时，表示选择两相式，保护不判断B相电流。 b) 复压闭锁和外部复压 方式字中选择“复压闭锁投入”时，相电流过流保护的复压动作判据为： min(Uab,Ubc,Uca) < 低电压定值，或 U2 >负序电压定值。其中：U2为负序电压。 方式字中选择“外部复压并联启动投入”时，过流保护的外部复压动作判据为：复压开入有效（开入为1）。 复压闭锁和外部复压并联启动功能同时投入时，任意一个动作条件满足，解除复压闭锁。 c) 相间功率方向元件 相间功率方向元件采用90?接线，按相启动方式，灵敏角为-30?。为消除出口处三相短路方向死区，功率方向元件带记忆功能，死区线电压门槛值为5V。三个相间功率方向元件如表4.1所示。 表4.1 相间功率方向元件 ge?j30I? 对于相间功率方向元件，其动作方程为：?90?arg （4.2） ?90gU 28 4.3 零序过流保护 本装置设有三段零序过流保护：零流段、零流段、和零流III段。 三段零流保护都有自己独立的软压板、硬压板、配置和定值，三段都可以独立地用方式字选择是否经功率方向，及是否经零压闭锁。 其中零流段可选择跳闸或告警。零流段方式字KG67N3中选择“零流段跳闸”时为零序过流段跳闸功能，选择“零序过流告警”时为零序过流告警功能。 装置零序CT 可选用测量范围分别是0.01-2A、0.1-30A和0.5-150A的三种CT，可根据应用场合适用。 图4.2以零流I段为例说明零序过流保护的动作逻辑（未发生PT断线），图4.3说明零序过流告警的逻辑。 I0方式字方向满足 方式字 出口 图4.2 零序过流保护逻辑 方式字零序过流I0图4.3 零序过流告警逻辑 告警 a) 零压闭锁 方式字中选择“零压闭锁投入”时，零序过流保护的零压闭锁判据为： 零序电压3U0 < 零序电压定值 b) 零序方向 每段零序过流保护的零序方向可用方式字来投退。零序方向元件的动作方程为： ?0e?j1103I?90?arg?90 （4.3） 3U0? c) 母线PT断线 在装置未检出母线PT断线时，零序过流保护的零压闭锁及零压方向的3U0均采用自产3U0(由Ua、Ub、Uc软件合成)。 当方式字KGPTM中选择“母线PT断线不闭锁零流的零压方向”，且检出母线PT断线时，装 29 置零序电流保护的零序方向和零序电压的3U0采用外接3U0(开口三角侧电压)。 4.4 相反时限过流保护 本装置设有相反时限过流保护功能，可用软压板和配置字投退。其特性符合IEC标准，可通过定值选择IEC A（一般反时限）、IEC B（非常反时限）、IEC C（极度反时限）三种反时限特性中的任一种，曲线特性见图4.4，数学表达式分别为式（4.4）、（4.5）、（4.6）。 a） IEC A（一般反时限） b） IEC B（非常反时限） c）IEC C（极度反时限） 图4.4 反时限曲线特性 t?13.5TpTp80Tpt? （4.4） （4.5） （4.6） t?0.022101010?I?I?1?1?Ip?Ip?1Ip?0.14? 式中： t动作时间； Tp时间整定值（T51P）； Ip电流整定值(I51P)； I故障电流。 保护启动/返回特性：启动门槛为1.1IP；如果电流小于1.1IP持续1个周波以上，保护返回。 保护动作时间特性：当2<(I/IP)<20时，动作时间误差不超过?5% 或 不大于30ms；当I/IP20时，保护按定时限动作。 4.5 负序过流保护 装置设有两段负序过流保护：负序过流段和负序过流段。 两段负序过流保护都有自己独立的软压板、硬压板、配置和定值，两段都可以独立地用方式字选择是否经开入闭锁。本装置的负序过流保护适用于正相序的系统（ABC相序）。 负序电流的计算：I21?) ；其中：I2为负序电流。 ?IC?(IA?2?IB3 图4.5以负序过流I段为例说明负序过流保护的动作逻辑。 30 负序过流I 负序过流II2I50Q1 出口 图4.5 负序过流保护逻辑 4.6 低压保护 本装置设有低压保护功能，低压保护有独立的软压板、硬压板、配置和定值。 为适应某些现场采用电流保护性能较差，对电流保护的保护区很小甚至为零，可能影响到与相邻保护之间的配合的情况，可以用带电流闭锁的低压保护来改善对此情况的保护性能。低压保护对运行方式变化较大，而且线路较短的情况有较大优势，并可避免在正常负荷较小，但故障电流较大时CT选型对保护的影响。 图4.6说明低压保护的动作逻辑。 母线PT方式字KG27硬压板开入定值硬压板开入无效 图4.6 低压保护逻辑 出口 a) 电流闭锁 低压保护可选择是否经电流闭锁。方式字中选择“低压保护电流闭锁投入”时： 1) 低压保护的电流闭锁判据为：max(Ia,Ib,Ic)<低压保护电流闭锁定值I27； 2) 低压保护的返回判据是：min(Uab,Ubc,Uca)<低压保护电压定值V27且max(Ia,Ib,Ic)< 有流定值。其中有流定值在系统参数中整定。 b) 母线PT断线 “母线PT断线检查”配置投入，且发生母线PT断线告警时闭锁低压保护。 4.7 重合闸 本装置可实现三相一次重合闸或三相二次重合闸。重合闸功能有独立的软压板、硬压板、配置和定值。图4.7说明三相一次重合闸动作逻辑。 31 T79_1不为0 出口图4.7 三相一次重合闸逻辑 图4.8说明三相二次重合闸动作逻辑。 T79_2不为0 出口图4.8 三相二次重合闸逻辑 a) 充电条件 图4.9说明重合闸充电逻辑，重合闸充电允许后点亮“重合允许”灯。 断路器在合位 开入闭锁定值 图4.9 重合闸充电逻辑 b) 启动方式 重合闸启动方式有两种：分别是保护跳闸和偷跳启动重合闸。偷跳启动重合闸可通过配置字投退。 可用相电流过流保护、零序电流保护、相反时限过流保护、低压保护、加速保护及负序过流保护中的任一种保护的方式字来选择动作完毕后是否启动重合闸。保护动作后，检定无流时启动一次重合闸，检无流时间为1秒，超过1秒认为跳闸失败，重合闸功能退出。保护跳闸后闭锁偷跳启动重合闸。 c) 重合闸方式 装置可选择非同期、检同期或检无压重合，检同期和检无压定值可整定。本装置线路抽取电压可由同期相别定值选定为Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca中的任一种。在检无压及检同期同时投入32 时，如果检出有压则自动转入检同期；只投入检无压功能而退出检同期功能时，装置一旦检测到无压条件不满足，则退出重合闸过程而不进行同期判断；当只投入检同期功能时，当在定值描述的检测时间内同期条件不满足时退出重合闸，在使用过程中要加以注意区分不同的情况。 对同期的处理情况分为三种，同网、异网及单电源，同期过程与同期操作相同，详见同期操作部分。 d) 放电条件 满足以下任一条件时重合闸放电（即闭锁重合闸）：重合闸配置、软压板或硬压板退出，控制回路断线，低周跳闸，过负荷跳闸，低压解列跳闸或低压减载跳闸，遥控跳合闸，手动跳合闸，及重合闸闭锁开入信号有效。 4.8 加速保护 装置设有独立的过流加速保护和零流加速保护，二者共用后加速投入时间，但各自有独立的软压板、硬压板、配置和定值。 可通过配置字选择重合闸加速方式。若重合闸前加速投入，则后加速功能退出。当重合闸前加速动作，一次重合闸后线路仍有故障，则由时限保护（三段电流保护、三段零序电流保护、负序过流保护、低压保护或反时限过流保护）按延时动作。若重合闸前加速配置退出，且过流加速方式字或零流加速方式字中投入“启动重合闸”，则重合闸动作后，后加速功能会自动投入。 a) 过流加速 图4.10说明相电流过流前加速的动作逻辑，图4.11说明相电流过流后加速的动作逻辑。 重合闸充电允许 Max(Ia,Ib,Ic)方式字KG50PA方式字KG50PA出口 图4.10 过流前加速逻辑 33 图4.11说明相电流过流后加速的动作逻辑（未发生PT断线）。 重合闸已动作 Max