CSC-121AE数字化说明书

CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 编 制 孟 岩 赵志宏 校 核 苏黎明 伍叶 凯 标准化审查 李连昌 审 定 黄少锋 出 版 号 V1 10 GS 文 件 代 号 F0SF 455 043 出 版 日 期 2012 年 04 月 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 技术支持服务热线 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 本说明书仅适用于本说明书仅适用于 CSC 121A ECSC 121A E 数字式断路器保护装置 并对应于数字式断路器保护装置 并对应于 V1 10GSV1 10GS 及以上版本的保护程序 及以上版本的保护程序 若配置测控功能 测控部分的说明见附录 若配置测控功能 测控部分的说明见附录 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 录 第一篇 装置的技术说明 1 1 概述 1 1 1 适用范围及主要功能配置 1 1 2 产品主要特点 1 1 3 装置执行的标准 3 2 技术条件 4 2 1 环境条件 4 2 2 电气绝缘性能 4 2 3 机械性能 4 2 4 电磁兼容性 4 2 5 安全性能 5 2 6 功率消耗 5 2 7 装置主要技术参数 5 3 装置硬件 7 3 1 装置结构 7 3 2 装置功能组件概述 8 3 3 CPU 插件 8 3 4 管理板 8 3 5 GOOSE 插件 8 3 6 开入板 9 3 7 开出插件 9 3 8 电源插件 9 3 9 人机接口 MMI 9 3 10 光纤通道接口 9 4 装置原理 10 4 1 保护程序整体简介 10 4 2 保护主要功能 10 4 3 保护启动元件 10 4 4 自动重合闸 11 4 5 失灵保护 17 4 6 三相不一致保护 21 4 7 充电过流保护 22 4 8 死区保护 23 4 9 保护功能投入及压板的说明 24 4 10 异常检测和一些判别 26 第二篇 用户安装使用 27 5 开箱检查 27 6 安装调试 27 6 1 安装 27 6 2 通电前的检查 27 6 3 装置通电检查 28 6 4 软件版本检查 30 6 5 打印功能检查 30 6 6 功能压板检查 30 6 7 开入量检查 31 6 8 开出传动 32 6 9 模拟量通道检查 33 6 10 整组模拟试验 33 7 整定值及整定计算说明 35 7 1 CSC 121A E 保护定值清单 35 7 2 保护整定计算说明 37 7 3 通信参数 40 8 装置端子说明及典型接线 41 8 1 装置端子说明 41 8 2 GOOSE 插件虚拟开入开出表 45 8 3 模拟量采样数字接口说明 47 9 人机接口及其操作 48 9 1 装置面板布置 48 9 2 正常运行与显示 49 9 3 菜单相关说明 49 10 运行及维护 54 10 1 装置投运前检查 54 10 2 运行情况下注意事项 54 10 3 设备更换软件或插件后的操作 54 10 4 运行定值区的切换方法 55 10 5 保护报告的调取 打印方法 55 10 6 其它说明 56 10 7 定期检修 56 10 8 过程层的数据异常处理方法 56 11 动作报告汇总及信息 58 11 1 事件报告 58 11 2 告警报告 59 11 3 运行报文 61 12 动作报告的格式和典型报告分析 62 12 1 装置保护动作报告及分析 62 12 2 故障录波报告调取及分析 64 13 运输 贮存和开箱检查 68 14 订货须知 68 15 附录 1 测控部分的说明 选配 69 15 1 测控功能说明 69 15 2 测控功能调试 70 15 3 开出传动 81 15 4 背板端子说明 82 15 5 测控定值清单 82 16 附图 83 附图 1 CPU 插件原理框图 83 附图 2 管理插件原理框图 84 附图 3 开入插件原理图 85 附图 4 开出插件原理图 86 附图 5 电源插件原理图 87 附图 6 CSC 121A E 背板端子图 88 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 1 第一篇 装置的技术说明 1 概述 1 1 适用范围及主要功能配置 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 以下简称装置或产品 主要适用于 220kV 及以上电 压等级的一个半断路器接线方式下的断路器保护的数字化变电站数字化变电站 装置包括自动重合闸 失灵保护 死区保护 充电过流保护 三相不一致保护等功能元件 可以满足一个半断路器接线中重合闸和断路器辅助保护按断路器装设的要求 对于一个半断路 器接线方式 无论是中间断路器还是边断路器 装置的软硬件都是相同的 装置位于变电站的间隔层 向上能以双以太网或三以太网以 IEC61850 8 1 与变电站层的监 控 远动 故障信息子站等设备通信 向下能与过程层的合并单元 智能单元等设备进行通信 取消电缆硬连接 简化二次回路 装置支持采样值 SV 和面向通用对象的变电站事件 GOOSE 功能 满足数字化变电站需求 装置可以按照 IEC61850 9 2 与过程层合并单元通信 接入采样值信息 装置可以按照 IEC61850 定义的 GOOSE 服务与间隔层其它装置进行信息交换完 成逻辑配合 也可以与过程层智能单元进行通信 实现对一次设备的信息收集和控制功能 装置满足直采直跳或者组网方式 装置满足直采直跳或者组网方式 本系列装置通过国际权威机构荷兰 KEMA 公司 IEC61850 一致性检测与认证 具备良好的互 操作性 1 2 产品主要特点 a 完全符合完全符合 Q GDW 161 线路保护及辅助装置标准化设计规范线路保护及辅助装置标准化设计规范 Q GDW 441 智智 能变电站继电保护技术规范能变电站继电保护技术规范 装置设计依据 Q GDW 161 线路保护及辅助装置标准化设计规范 Q GDW 441 智能 变电站继电保护技术规范 装置的输入输出量 压板 端子 报告和定值等按照标准的要求规 范执行 b 高性能 高可靠 大资源的硬件系统高性能 高可靠 大资源的硬件系统 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 有利于装置的高可靠性 采用全新的前插拔组合结构 保持了前插拔维护方便的优点 兼有后插拔强弱电分离 强 电回路直接从插件上出线的优点 其内部总体结构为网络化设计 有利于提高硬件的可靠性 灵活性和可扩展性 简化的硬 件实现了 积木式 结构 例如增加开入 开出 只须增加插件而不影响 CPU 插件 大容量的故障录波 全过程记录故障 故障录波报告可以打印输出 也可以 COMTRADE 兼容格式输出至串口或以太网接口 可以保存不少于 24 次录波 打印时可以选择数据或图形方 式 完整的事件记录 可保存动作报告 告警报告 启动报告和操作记录均不少于 2000 条 停 电不丢失 装置高性能的硬件系统 多层印制板 SMT 表面贴装和涂敷工艺 加上完善的软件抗干扰 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 2 措施 使得装置的整体抗干扰能力通过了 IEC61000 4 标准中相关 EMC 的 10 项抗扰度最高等级 要求 c 硬件自检智能化硬件自检智能化 通过装置的硬件实时在线检测和自检 可根本上杜绝因装置硬件损坏造成的不正确动作 并可大大减轻装置定期检验的工作量 装置内部各模块采用智能化设计 增加了开入量 开出量 模拟量和电源的在线自检 实 现了装置各模块的全面实时自检 双 CPU 和双 A D 采集 并实现了 A D 的互检 继电器检测采用新方法 可以检测继电器励磁回路线圈完好性 实现了继电器状态的检测 与异常告警 开入状态经两路光隔同时采集后 才予确认和判断 对机箱内温度进行实时监测 d 用户界面人性化用户界面人性化 采用大液晶显示 可实时显示时间 压板 电压 电流 定值区 重合闸等信息 汉化操作菜单简单易用 对运行人员和继保人员赋予不同权限 确保安全性 装置提供四个快捷键 可以实现 一键化 操作 方便了现场运行人员的操作 具有遥信对点功能 可以对保护动作 告警 压板 开入 模拟上送录波等量模拟对点 方便后台调试 装置面板采用一体化设计 一次精密铸造成型的弧面结构 具有造型美观 精度高 造价 低 安装方便等特点 e 动作过程透明化动作过程透明化 多功能的操作和故障分析软件 安装本公司故障分析软件的外接 PC 机 通过装置的以太网 或面板的标准 RS 232 串口 可对装置进行各种操作 并可接收装置的各种信息并进行分析 如 故障录波信息 使用本公司 PC 机分析软件 CSPC 分析故障和保护的动作行为 清晰显示保护动 作全过程 使动作过程透明化 f 通信接口多样化通信接口多样化 装置可以提供最多三路高速的电以太网接口 可选光纤以太网接口 两路 RS 485 接口 串 行打印接口 用户可以根据工程需要选订 在装置的前面板上还提供一个用于调试分析的 RS 232 接口 便于外接 PC 机 可采用 IEC60870 5 103 规约或四方公司 CSC 2000 规约 支持 IEC61850 标准通信 实现与 变电站自动化系统和保护信息管理系统的接口 装置 CPU 插件提供三组光以太网 用以连接合并单元 MU 装置 实现采样 SV 功能 g 支持支持 IEC61850 标准通信标准通信 装置完全支持 IEC61850 标准通信 可以提供符合 IEC61850 要求的设备模型文件 ICD 文 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 3 件 支持 IEC61850 定义的有关网络服务 可以支持多种站内网络配置方式 h 多种对时方式多种对时方式 装置支持 IEEE1588 对时方式 装置提供 GPS 对时接口 包括脉冲对时方式 IRIG B 码对时方式 另外 装置还提供网络 对时方式 可选择电 B 码对时或光 B 码对时 1 3 装置执行的标准 北京四方继保自动化股份有限公司企业标准 Q HDSFJ009 CSC 120 系列数字式综合重合 闸及断路器辅助保护装置 其它标准 IEC61850 1 IEC61850 2 IEC61850 3 IEC61850 4 IEC61850 5 IEC61850 6 IEC61850 7 1 IEC61850 7 2 IEC61850 7 3 IEC61850 7 4 IEC61850 8 1 IEC61850 9 2 IEC61850 10 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 4 2 技术条件 2 1 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 95 同时该月的月平均最低温度为 25 且表面无凝露也不结冰 c 大气压力 70kPa 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 2 电气绝缘性能 2 2 1 介质强度介质强度 装置能承受 GB T14598 3 IEC60255 5 IDT 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 的 规定 2 2 3 冲击电压冲击电压 装置能承受 GB T14598 3 IEC60255 5 IDT 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 3 机械性能 2 3 1 振动振动 装置能承受 GB T 11287 IEC60255 21 1 IDT 规定的 I 级振动响应和振动耐受试验 2 3 2 冲击和碰撞冲击和碰撞 装置能承受 GB T 14537 IEC60255 21 2 IDT 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 3 3 地震地震 装置符合 IEC60255 21 3 要求 2 4 电磁兼容性 2 4 1 脉冲群干扰脉冲群干扰 装置能承受 GB T 14598 13 eqv IEC60255 22 1 规定的 级 1MHz 和 100kHz 脉冲群干扰 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 5 试验 第一半波电压幅值共模为 2 5kV 差模为 1kV 2 4 2 静电放电干扰静电放电干扰 装置能承受 GB T 14598 14 IEC60255 22 2 IDT 规定的 级 接触放电 6kV 静电放电 干扰试验 2 4 3 辐射电磁场干扰辐射电磁场干扰 装置能承受 GB T 14598 9 IEC60255 22 3 IDT 规定的 级 10V m 的辐射电磁场干扰 试验 2 4 4 快速瞬变干扰快速瞬变干扰 装置能承受 GB T 14598 10 IEC60255 22 4 IDT 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 4 5 浪涌 冲击 抗扰度浪涌 冲击 抗扰度 装置能承受 GB T 14598 18 IEC60255 22 5 IDT 规定的 级浪涌干扰试验 2 4 6 工频磁场抗扰度工频磁场抗扰度 装置能承受 GB T 17626 8 IEC61000 4 8 IDT 规定的 V 级工频磁场干扰试验 2 4 7 射频场感应的传导骚扰抗扰度射频场感应的传导骚扰抗扰度 装置能承受 GB T 14598 17 IEC60255 22 6 IDT 规定的 级射频场感应的传导骚扰抗扰 度试验 2 4 8 脉冲磁场抗扰度脉冲磁场抗扰度 装置能承受 GB T 17626 9 IEC61000 4 9 IDT 规定的 V 级脉冲磁场干扰试验 2 5 安全性能 装置符合 GB T 14598 27 外壳防护等级不低于 IP20 安全类别为 I 类 2 6 功率消耗 产品的功率消耗满足 DL T 478 的规定 达到以下水平 直流电源回路 不大于 30W 当保护动作时不大于 40W 2 7 装置主要技术参数 2 7 1 额定参数额定参数 a 交流电压Un 电压采样值为 32 位整型 1LSB 10mV b 交流电流In 电流采样值为 32 位整型 1LSB 1mA c 交流频率 50Hz d 直流电压 220V 110V 由用户订货时选定 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 6 e 开入输入直流电压 24V 默认 也可以选择 220V 或 110V 2 7 2 失灵保护元件失灵保护元件 a 整定范围 0 05In 0 5In 级差 0 01A b 整定值误差 不大于 3 2 7 3 充电过流保护元件充电过流保护元件 a 整定范围 0 05In 20In 级差 0 01A b 整定值误差 不大于 3 2 7 4 自动重合闸自动重合闸 a 检同期角度误差 不大于 3 b 检同期有压元件 0 7Un 3 c 检无压元件 0 3Un 3 2 7 5 时间元件时间元件 a 整定范围 0 01s 10 00s 三相不一致保护为 0 1s 10 00s 级差 0 01s b 整定值误差 不大于 1 5 或 20ms 2 7 6 以太网光纤接口 站内二次设备数据 以太网光纤接口 站内二次设备数据 a 光纤类型 多模光纤 推荐62 5 125um b 光波长 1310nm 1300nm c 光纤发送功率 20dBm 14dBm d 光纤接收功率 31dBm 14dBm e 光通信有效传输距离 2km f 光纤连接器类型 ST型 可选SC型 2 7 7 IRIG B对时光纤接口对时光纤接口 a 光纤类型 多模光纤 推荐62 5 125um b 光波长 850nm 820nm c 光纤接收功率 24dBm 10dBm d 光纤连接器类型 ST型 2 7 8 模拟量测量精度模拟量测量精度 a 电压 电流 0 2级 b 功率 0 5级 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 7 3 装置硬件 3 1 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 整体面板 带有锁紧 的插拔式功能组件 装置的安装方式为嵌入式 接线为后接线方式 装置安装开孔尺寸见图 1 1 装置外形图见图 1 2 图 1 1 装置安装尺寸图 图 1 2 装置外形图 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 8 3 2 装置功能组件概述 装置的插件配置如图 2 包括保护 CPU 插件 测控 CPU 插件 可选 管理板 GOOSE 板 开入插件 开出插件 电源插件 另外 装置面板上配有人机接口组件 X1 X14 为装置背后接 线端子编号 电源 X14X6 管理 开出 X12 X10 开入 X7 GOOSE 保护CPU X2 测控CPU X4 选配 CSC 121A E 数字式断路器保护装置插件布置图 启动CPU 图 2 装置插件布置图 3 3 CPU 插件 CPU 插件简化原理图见附图 1 插件背板端子为 X2 由 MCU 与 DSP 合一的 32 位单片机组成 保持总线不出芯片的优点 程序完全在片内运行 内存 Flash 为 8M 字节 RAM 为 2M 字节 在 CPU 的把手侧有 AD3 AD2 AD1 AD0 四组跳线插针 设置方法见第二篇 用户安装使用 跳 线插针旁边标有 H L 分别表示高电平和低电平 用来设置地址 CPU1 是保护 CPU 插件 并带光纤通信功能 它是装置的核心插件 主要完成采样 保护动作原理判断 事故录波功能 软硬件自检等 CPU 插件配有三个 100M 光纤 ST 接口 输入的采样值数据格式为 IEC61850 9 2 采样频率 支持 80 点 周波 该接口同时可以接收 SV 采样报文 3 4 管理板 也叫做通信板 Master 其简化原理图见附图 2 该插件是装置的管理和通信插件 背板 为 X6 是承接保护装置与外界通信及交换信息的管理插件 如与面板 PC 调试软件 监控后台 工程师站 远动 打印机等的联系 根据保护的配置组织上送遥测 遥信 SOE 事件报文和录 波信息等 管理板可以提供两路 RS485 口和三路高速的电以太网接口 可选光纤以太网接口 用户可根据需要设置 以满足不同监控和远动系统的要求 另外 管理板上设置有 GPS 对时功 能 可满足网络对时 脉冲对时 IRIG B 码对时方式 可选择电 B 码对时或光 B 码对时 的要 求 还配有串行打印口 GPS 对时方式的跳线方法见第二篇 用户安装使用 3 5 GOOSE 插件 GOOSE 插件具备 3 个 100M 光纤 ST 接口 插件背板端子为 X7 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 9 装置在线自动检测 GOOSE 报文的有效性 当出现报文延时到达或报文中断时 装置自动发 出告警信息 告警信息复位不消失 装置 GOOSE 插件 原则上不与站控层网络连接 只连接到过程层网络 完成间隔层装置之 间以及与过程层智能单元的通信 不同装置 GOOSE 报文的配合关系由系统配置器在系统集成时 确定 最终体现在 GOOSE 插件中 装置 GOOSE 插件替代了部分开入插件和开出插件的功能 被替代的这部分插件的信息在以 太网内传递 原来的这部分端子将被以太网上信息的形成的虚拟端子代替 原来大部分二次电 缆连线将被虚拟端子之间的联系替代 二次回路被 GOOSE 报文软化 该口同时具备 IEEE1588 对时功能 并支持 GMRP 网络组播协议 3 6 开入板 开入插件简化原理图见附图 3 开入板的背板接线端子为 X10 用来接入开关量输入信号 开入板有二组开入回路和自检回路 能对各路开入回路进行实时自检 开入板 24V 直接引 入 如需要其第二组开入也可接入 220V 或 110V 开入 需在订货时要注明 以便使用正确的开 入插件型号 注 如需要接注 如需要接 220V220V 或或 110V110V 开入 需更换插件 开入 需更换插件 3 7 开出插件 开出插件简化原理图见附图 4 开出插件背板接线端子为 X12 主要输出告警信号等触点 直接从板子上引出 抗干扰性能 好 3 8 电源插件 背板接线端子为 X14 采用了直流逆变电源插件 如附图 5 插件输入直流 220V 或 110V 订货时请注明 输出保护装置所需 3 组电源 1 24V 两组 开入板电源 2 5V 各 CPU 逻辑用电源 3 9 人机接口 MMI 固定在装置前面板上 设有液晶显示屏 各按键 复归按钮及和 PC 机通信的 RS 232 串口 3 10 光纤通道接口 装置配有三组光纤通道接口 用于模拟量采样 SV 实现直采功能 装置配有三组光纤通道接口 用于接收和发送 GOOSE 功能 实现直跳功能 装置针对站控层配有两组光纤通道接口 MASTER 插件 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 10 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 11 4 装置原理 4 1 保护程序整体简介 保护 CPU 软件包括主程序 采样中断程序和故障处理中断程序 正常时运行主程序 主程序完成装置的硬件自检 投切压板 固化定值 上送报告等功能 每隔一个采样间隔时间执行一次采样中断程序 进行电气量的采集 录波 突变量启动判别等 故障处理中断也是每隔固定时间执行一次 其中完成保护逻辑 CT 断线判别等 如果有异常发 出相应的告警信号和报文 对于普通告警 运行异常告警 发出信号提示运行人员注意检查处理 对于危机保护安全 和可靠性的严重的告警 装置故障告警 发出信号的同时闭锁保护出口 发生故障时 在故障处理中断中完成相应保护功能 直到整组复归 返回正常运行的主程 序 4 2 保护主要功能 4 2 1 自动重合闸功能自动重合闸功能 装置提供单相重合闸 三相重合闸 禁止重合闸 停用重合闸四种方式可选 可接入断路 器两侧的启动重合闸回路 满足一个半断路器中间断路器的要求 且边断路器和中间断路器软 硬件相同 为现场使用提供了方便 4 2 2 失灵保护失灵保护 失灵启动提供了三级跳闸逻辑 即瞬时重跳本断路器 线路保护单跳未断开开关延时三跳 本断路器 开关失灵延时跳相关断路器 4 2 3 死区保护死区保护 死区保护是专门为电流互感器与断路器之间的死区段设计的保护元件 当电流互感器与断 路器之间发生故障时 线路保护快速动作 如不能切除故障 此时死区保护的过流元件动作 同时收到三跳命令和开关的三跳位置触点 死区保护延时动作断开相关断路器 4 2 5 三相不一致保护三相不一致保护 由跳位不一致状态启动 由控制字控制 可经零序电流 负序电流元件开放 4 2 6 充电过流保护充电过流保护 线路投运或失去保护时投入该充电过流保护 装置包括两段充电过流保护 一段充电零序保护功能 经充电过流保护压板控制投退 也 可以由控制字控制各段保护分别投退 4 3 保护启动元件 CSC 121A 装置包括几个功能模块 自动重合闸 失灵保护 三相不一致保护 充电过流保 护 死区保护等 每个功能模块有各自不相同的启动元件 任一功能模块的启动元件启动 则 开放整个装置的跳合闸出口正电源 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 12 4 3 1 电流突变量启动元件电流突变量启动元件 i IQD或 3i0 IQD 其中 i i iK K i iK T K T i iK TK T i iK 2TK 2T 指 AB BC CA 三种相别 iK iK T iK 2T 分别为当前时刻和 1 周前 2 周前时刻的电流采样值 T 为每周采样点数 本装置是 24 点 3i0 为零序电流突变量 IQD 为突变量启动定值 当任意相间电流突变量或零序电流突变量连续 4 次大于启动定值时 保护启动 4 3 2 零序辅助启动元件零序辅助启动元件 零序辅助启动主要用在失灵保护功能模块中 启动判据为 3I0 3I0QD 3I0QD 为整定的零序电流启动定值 3I0 为零序电流测量值 满足以上条件并持续 30ms 后 保护启动 4 3 3 负序辅助启动元件负序辅助启动元件 负序辅助启动主要用在失灵保护功能模块中 启动判据为 I2 k I2SL I2SL 为整定的失灵负序定值 I2 为负序电流测量值 k 为启动元件灵敏度系数 程序中取为 0 9 满足以上条件并持续 30ms 后 保护启动 4 4 自动重合闸 4 4 1 重合方式重合方式 装置可实现四种重合方式 1 单相重合闸 单相故障单跳单重 多相故障进行三跳不重合 2 三相重合闸 任何故障三跳三重 3 禁止重合闸 仅放电 禁止本装置重合 不沟通三跳 对于一个半断路器接线 一般情 况下不使用该方式 4 停用重合闸 既放电 又闭锁重合闸 并沟通三跳 这四种重合闸方式均设置有控制字进行投退 其中停用重合闸还设置了 软压板 停用重 合闸的 软压板 与控制字中的停用重合闸是 或 的关系 即投入停用重合闸 软压板 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 13 控制字中的 停用重合闸 之一 即实现停用重合闸 4 4 2 重合闸检定方式重合闸检定方式 装置可实现在断路器三相跳开时的三种重合闸检定方式 1 检同期 断路器两侧电压均有压 满足同期条件进行同期重合 2 检无压 检任一侧无电压重合 若两侧均有电压 则自动转为检同期重合 3 不检定 检同期方式和检无压方式均不投入时 不须检定同期条件或无压条件 直接 进行重合 说明 a 对于单重方式 若不投入 单相重合闸检线路有压 控制字 则无论是否投入检同期 方式或检无压方式 也无论两侧电压如何 保护单跳 未闭锁重合闸时 都直接重合 b 检 无压 为检定电压低于额定电压的 30 检 有压 门槛是额定电压的 70 检同 期角度可整定 c 检同期或无压的相别和额定值可自动识别 不需要整定 即如果装置重合闸方式选为 三重方式 检定方式设为检同期或检无压方式 装置自动根据两侧接入电压的情况判别 鉴定相别 d 另外 为了防止重合到永久性故障 装置另设有 单相重合闸检线路有压 控制字 若投入 装置在重合动作前检测 II 线侧三相有压条件 如果有压条件满足 则重合动 作 如果不满足三相有压条件 不重合 若投入 若投入 单相重合闸检线路有压单相重合闸检线路有压 要检三相 要检三相 有压方可重合 所以此时有压方可重合 所以此时 IIII 线侧必须接入三相电压 以满足需检线路侧三相电压的特线侧必须接入三相电压 以满足需检线路侧三相电压的特 殊场合殊场合 e 使用三相失灵经低功率因数时 三相失灵经低功率因数时 IIII 线侧必须接入三相电压 以提供低功率因数计算需线侧必须接入三相电压 以提供低功率因数计算需 要的电压条件 要的电压条件 注意 对于边断路器 母线侧电压接于装置注意 对于边断路器 母线侧电压接于装置U UIXIX 端子 线路侧电压接于端子 线路侧电压接于U UIIXIIX 端子 对于中端子 对于中 间断路器 电压则分别接两单元的电压 间断路器 电压则分别接两单元的电压 4 4 3 重合闸充电时间计数器重合闸充电时间计数器 装置重合闸功能中 专门设置一个时间计数器 模仿 四统一 自动重合闸设计中电容器 的充放电功能 重合闸的重合功能必须在 充电 完成后才能投入 以避免多次重合闸 此充电时间计数器充满电时间为 15s 充电时间计数器充满时允许重合 点亮面板上的充电 灯 未充满时不允许重合 面板上的灯不亮 而显示屏右下角有充电中字样 4 4 3 14 4 3 1 在如下条件满足时 充电时间计数器开始计数 模仿重合闸的充电功能 在如下条件满足时 充电时间计数器开始计数 模仿重合闸的充电功能 a 断路器在 合闸 位置 即接进保护装置的跳闸位置继电器 TWJ 不动作 b 没有低气压闭锁重合闸和闭锁重合闸开入 c 重合闸非停用或禁止 d 没有装置故障告警 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 14 e 失灵保护 死区保护 充电过流保护 三相不一致等都没有动作 f 没有收到 保护三相跳闸输入 信号 4 4 3 24 4 3 2 在如下条件下 充电时间计数器清零 模仿重合闸放电的功能 在如下条件下 充电时间计数器清零 模仿重合闸放电的功能 a 重合闸方式为 停用重合闸 或 禁止重合闸 b 重合闸在单重方式时保护动作三跳或开关断开三相 c 收到外部闭锁重合闸信号 如手跳 永跳 操作箱失电闭锁重合闸等 d 重合闸启动前 收到低气压闭锁重合闸信号 经 200ms 延时后 放电 e 失灵保护 死区保护 三相不一致 充电过流保护动作的同时 放电 f 重合闸动作命令发出的同时 放电 g 重合闸 充电 未满时 跳闸位置继电器 TWJ 动作或有保护启动重合闸信号等开入 h 装置出现 致命 错误而装置故障告警 i 收到 保护三相跳闸输入 信号 4 4 4 沟通三跳状态沟通三跳状态 由于重合闸装置的原因不允许选跳时 重合闸装置进入沟通三跳状态 同时输出沟通三跳 空触点 在以下情况下 重合闸装置进入沟通三跳状态 a 重合方式在三重位置或停用位置 b 重合闸未充好电 c 装置失电 4 4 5 重合闸启动方式重合闸启动方式 4 4 5 14 4 5 1 线路保护跳闸启动重合闸线路保护跳闸启动重合闸 重合闸启动开入包括 保护跳闸输入 TA 保护跳闸输入 TB 保护跳闸输入 TC 这些端子 开入信号不允许来自跳闸固定继电器的接点 而要求来自跳闸重动继电器 即要求跳闸成功后 立即返回 重合闸在这些触点闭合又返回时启动 若重合闸收到任意一相跳闸信号时 当跳令返回后 启动单相重合闸 如果再收到两相以 上的跳闸信号 当两相跳令返回后 则启动三相重合闸回路 重合闸启动过程中本装置还将根据三个跳位继电器触点进一步判别 防止三跳按单重处理 若收到若收到 保护三相跳闸输入保护三相跳闸输入 开入信号 装置不重合 开入信号 装置不重合 4 4 5 24 4 5 2 断路器位置不对应启动断路器位置不对应启动 装置考虑了断路器位置不对应启动重合闸 主要用于断路器偷跳 装置仅利用三个跳位继 电器触点启动重合闸 二次回路设计必须保证手跳时通过闭锁重合闸开入端子将重合闸 放电 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 15 TWJ 启动重合闸时 单跳还是三跳的判别全靠三个跳位触点输入 单相 TWJ 启动重合闸和三 相 TWJ 启动重合闸可分别由控制字设定是否启动重合闸 如果控制字不投 三相断路器偷跳报 三跳闭锁重合闸 4 4 6 重合闸复归重合闸复归 重合闸在启动过程中 满足充电时间计数器放电条件 即复归 不再重合 若装置由于不 能满足同期或其他条件不能重合 等待一定延时后复归 此延时为相应重合闸延时定值加 12s 若装置发重合令 则重合闸模块固定在 4s 后复归 4 4 7 沟通三相跳闸逻辑沟通三相跳闸逻辑 在沟通三跳状态时收到单相或多相跳闸命令 任一相故障电流大于 0 1In 且零序或负序电 流大于零序启动电流定值时 保护发三跳令 瞬时三跳本断路器 沟通三相跳闸逻辑图见图 4 图中 Y 为与门 H 为或门 电流突变量启动 零序辅助启动 1 H1 禁止重合闸 保护跳闸输入TA 保护跳闸输入TB 保护跳闸输入TC 1 H2 保护跳闸输入两相 保护三相跳闸输入 充电未满 三重方式 1 H3 Y2 沟通三相跳闸 I 0 1In 3I0或3I2 I0QD Y1 图 4 沟通三相跳闸逻辑图 4 4 8 启动重合闸回路的接线原则启动重合闸回路的接线原则 对于边断路器 包括不完全串的断路器 线路两套保护分相跳闸触点并联 接入保护跳闸 输入 TA 保护跳闸输入 TB 保护跳闸输入 TC 端子 对于线线串中间断路器 两条线路的四套 保护分相跳闸触点并联接入保护跳闸输入 TA 保护跳闸输入 TB 保护跳闸输入 TC 端子 4 4 9 重合闸的先合闭锁后合的接线原则重合闸的先合闭锁后合的接线原则 为了防止先重侧重合于故障 线路保护三相跳开后 后重侧又去重合 建议用以下方法实 现 a 单重方式 直接利用三相跳位闭锁后重侧重合闸 不需另外接线 b 三重方式 线路保护发出的永跳触点 经压板接入本装置的 保护三相跳闸输入 开入 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 16 端子 可实现启动失灵及闭锁重合闸功能 也可接入本装置的闭锁重合闸开入端子 4 4 10 重合闸的逻辑框图重合闸的逻辑框图 重合闸的逻辑框图见图 5 图 9 图中 Y 为与门 H 为或门 单重方式 保护三跳或三相跳位 Y1 Y2 低气压200ms 保护未启动 重合闸出口 装置故障告警 闭锁重合闸开入 开出传动 充电保护动作 失灵延时动作 死区动作 三相不一致动作 1 H3 充电未满 1 H1 1 H4 重合闸直接放电 重合闸停用方式 重合闸三重方式 装置故障告警 装置断电 充电未满 1 H5 重合闸沟通三跳状态 保护三相跳闸输入 1 H2 禁止重合闸方式 停用重合闸方式 图 5 重合闸放电及沟通三跳逻辑 C D 线路保护跳令收回跳闸启动重合闸 A相启动重合闸 A相无流 Y1 B相启动重合闸 B相无流 Y2 C相启动重合闸 C相无流 Y3 1 H1 A相启动重合闸 B相启动重合闸 三相均无流 Y4 B相启动重合闸 C相启动重合闸 三相均无流 Y5 C相启动重合闸 A相启动重合闸 三相均无流 Y6 1 H2 Y7 单相跳闸启动重合闸 三相跳闸启动重合闸 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 17 图 6 跳闸启动重合闸逻辑 A B 分相跳闸位置TWJA 分相跳闸位置TWJB 分相跳闸位置TWJC 1 H1 控制字 单相TWJ启动重合闸 线路保护跳闸 分相跳闸位置TWJA 分相跳闸位置TWJB Y1 分相跳闸位置TWJB 分相跳闸位置TWJC Y2 分相跳闸位置TWJC 分相跳闸位置TWJA Y3 1 H2 Y4 Y5 控制字 三相TWJ启动重合闸 单相偷跳启动重合闸 三相偷跳启动重合闸 相应相无流 任一相无流 图 7 偷跳启动重合闸逻辑 UIX O 7Un UII O 7Un 两侧角度 O 7Un UII 0 3Un UIX O 7Un Y3 1 H2 检无压条件满足 图 8 检同期和检无压逻辑 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 18 A C D B 充电满 单相跳闸启动重合闸 单相偷跳启动重合闸 控制字 单相重合闸 1 H1 Y1 TL1 1 H2 充电满 单相偷跳启动重合闸 控制字 三相重合闸 Y2 1 H3 合闸出口 充电满 单相跳闸启动重合闸 Y3 充电满 三相偷跳启动重合闸 三相跳闸启动重合闸 检同期条件满足 检无压条件满足 不检定 控制字 三相重合闸 1 H4 1 H5 Y4 1 H6 TL3 图 9 重合闸逻辑 4 5 失灵保护 装置的失灵保护分为三个阶段 保护跳闸瞬时重跳 延时三跳 开关失灵延时跳相关断路 器 整个失灵保护功能可经控制字投退 控制字 断路器失灵保护 投入后 即投入失灵保护跳相关断路器逻辑 延时跳三相的逻 辑 控制字 断路器失灵保护 和 跟跳本断路器 均投入后 投入失灵瞬跳的逻辑 4 5 1 失灵保护的启动失灵保护的启动 装置的失灵启动设置了三个启动元件 电流突变量启动 零序辅助启动 负序辅助启动 任一元件动作失灵保护就启动 失灵保护启动后 开放整个保护的出口正电源回路 另外 有保护三相跳闸开入后 可不经电流突变量或零负序电流起动失灵 4 5 2 保护跳闸输入保护跳闸输入 保护跳闸输入包括充电保护动作或收到外部跳闸开入 有 A 相 B 相 C 相或三相保护跳闸输入后 投入失灵保护逻辑的判别 4 5 3 瞬时重跳功能瞬时重跳功能 失灵保护启动后 收到单相跳闸命令 且相应相电流大于 0 1In 同时零序电流大于失灵保 护零序电流定值或负序电流大于失灵保护负序电流定值 则瞬时重跳该相 跳闸命令或电流收 回 瞬时重跳命令收回 若收到两相或三相跳闸命令 或在沟通三跳状态时收到单相跳闸命令 任一相电流大于失 灵相电流定值且该相低功率因数条件满足 或者零序电流大于失灵保护零序电流定值或负序电 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 19 流大于失灵保护负序电流定值 则瞬时重跳三相 外部跳闸命令收回或电流条件不满足 瞬时 重跳命令就收回 4 5 4 延时三跳功能延时三跳功能 装置设置了失灵延时三跳回路 来提供单跳延时跳三相的功能 该功能受控制字 断路器 失灵保护 投退 但不受 跟跳本断路器 控制字控制 在收到单相跳闸命令后 若相应相电流大于 0 1In 同时零序电流大于失灵保护零序电流定 值或负序电流大于失灵保护负序电流定值 经设定的延时 失灵跟跳本断路器时间 跳本断路 器三相 若收到两相或三相跳闸命令 或在沟通三跳状态时收到单相跳闸命令 任一相电流大于失 灵相电流定值且该相低功率因数条件满足 或者零序电流大于失灵保护零序电流定值或负序电 流大于失灵保护负序电流定值 经设定的延时 失灵跟跳本断路器时间 跳本断路器三相 在发出跳闸令后 若外部跳闸信号返回或有流条件返回 则跳三相信号也返回 4 5 5 延时跳相关断路器延时跳相关断路器 收到单相跳闸命令 且相应相电流大于 0 1In 同时零序电流大于失灵保护零序电流定值或 负序电流大于失灵保护负序电流定值 经失灵跳相邻断路器时间跳相关断路器 若收到两相或三相跳闸命令 或在沟通三跳状态时收到单相跳闸命令 任一相电流大于失 灵相电流定值且该相低功率因数条件满足 或者零序电流大于失灵保护零序电流定值或负序电 流大于失灵保护负序电流定值 经失灵跳相邻断路器时间跳相关断路器 4 5 6 低功率因数元件低功率因数元件 计算低功率因数角时计算相电压和相电流之间的角度 并归算到 0 90 cos 为分相低功率因数 当三相任一相低功率因数小于该值时 低功率因数条件满足 任一相电压低于 8V 或电流小于 0 04In 时 或 PT 断线 认为该相低功率因数条件满足 4 5 7 失灵保护的复归失灵保护的复归 a a 启动后未收到保护跳闸信号 8s 后整组复归 b b 启动后曾收到线路保护跳闸信号 若外部保护跳闸信号返回或者相应相的电流继电器未 动 8s 后整组复归 c c 若启动后收到三跳信号 如果三跳信号返回或零序过流 负序过流均不满足 计数 8s 后 整组复归 d d 失灵保护发跳闸令 失灵保护发跳相关断路器命令后 若外部保护跳闸信号返回或开放 元件返回 则收回跳闸令 保护整组复归 否则 持续 1s 后保护整组复归 4 5 8 失灵保护的逻辑图失灵保护的逻辑图 失灵保护的逻辑图如图 10 12 所示 图中 Y 为与门 H 为或门 以下同 图中 ISL 为失灵保护相电流定值 3I0SL 为失灵保护零序电流定值 I2SL 为失灵保护负序 电流定值 SALT 为失灵三跳本断路器时间定值 SLT 为失灵跳相邻断路器时间定值 set 为低 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 20 功率因数角定值 cos 为低功率因数 断路器失灵保护 跟跳本断路器 为控制字 cos A cos set IA 0 04In UA0 1In 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H1 Y1 断路器失灵保护跟跳本断路器 失灵瞬跳本断路器A相 保护跳闸输入TB IB 0 1In 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H2 Y2 断路器失灵保护跟跳本断路器 失灵瞬跳本断路器B相 保护跳闸输入TC IC 0 1In 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H3 Y3 断路器失灵保护跟跳本断路器 失灵瞬跳本断路器C相 1 H4 保护跳闸输入TA 保护跳闸输入TB 保护跳闸输入TC 1 H5 沟通三跳状态 Y4 保护跳闸输入两相 保护三相跳闸输入 1 H6 IA ISL IB ISL IC ISL 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H7 Y5 IA ISL A相低功率因数满足 Y6 IB ISL B相低功率因数满足 Y7 IC ISL C相低功率因数满足 Y8 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H8 Y9 断路器失灵保护跟跳本断路器 失灵瞬跳本断路器三相 SALT 图 11 失灵瞬跳逻辑图 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 21 保护跳闸输入TA IA 0 1In 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H1 Y1 保护跳闸输入TB IB 0 1In 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H2 Y2 保护跳闸输入TC IC 0 1In 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H3 Y3 保护跳闸输入TA 保护跳闸输入TB 保护跳闸输入TC 1 H5 沟通三跳状态 Y4 保护跳闸输入两相 保护三相跳闸输入 1 H6 IA ISL IB ISL IC ISL 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H7 Y5 IA ISL A相低功率因数满足 Y6 IB ISL B相低功率因数满足 Y7 IC ISL C相低功率因数满足 Y8 3I0 3I0SL I2 I2SL 1 H8 Y9 失灵跳相关断路器 SLT 1 H4 1 H9 断路器失灵保护 图 12 失灵延时跳相关断路器逻辑图 CSC 121A E 数字式断路器保护装置 说明书 22 4 6 三相不一致保护 三相不一致保护可由控制字投退 三相不一致保护功能可经零序电流 负序电流元件判别开放 可由控制字投退 4 6 1 启动元件启动元件 保护依靠三相跳位不一致状态判别开关是否三相不一致 三相不一致状态消失则三相不一 致保护复归 若长期有三相跳位不一致输入触点信号 则告警 报 闭锁不一致保护 4 6 2 三相不一致保护的动作条件三相不一致保护的动作条件 三相不一致保护已启动 控制字投入 不一致经零负序电流 时 满足失灵保护零序电流 定值或失灵保护负序电流定值 等待延时 三相不一致保护时间 到后三相不一致动作 三相不一致保护已启动 控制字不投入 不一致经零负序电流 时 不再判别零序电流和 负序电流 定值条件 等待延时 三相不一致保护时间 到后三相不一致动作 4 6 3 三相不一致保护的逻辑图三相不一致保护的逻辑图 三相不一致保护的逻辑图见图 14 图中 3I0 SET 失灵保护零序电流定值 I2 SET 为失灵保护负序电流定值 TBP 为三相不一 致保护时间定值 3I0 3 I0 SET I2 I2 SET 1 H2 控制字 不一致经零负序电流 分相跳闸位置TWJA 分相跳