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文档简介

DCAP-3114(V3.0)线路成套保护装置:技术说明书DCAP-3114线路成套保护装置技术说明书(V31001-CH-20130911)紫光测控有限公司UNISPLENDOUR M&C CO. , LTD DCAP-3114(V3.0)线路成套保护装置:技术说明书目录1 概述12 装置主要功能配置13 装置硬件资源配置24 主要技术指标24.1 额定参数24.2 环境条件24.3 功率消耗34.4 热稳定性34.5 测控技术指标34.6 保护技术指标44.7 触点容量74.8 绝缘性能84.9 抗干扰能力85 装置原理105.1 装置的构成105.2 保护原理说明106 菜单及数据表格说明346.1 实时数据表346.2保护参数表356.3 通信数据表格416.4系统参数表476.5模拟量校准表497 操作方法508 装置结构509 装置原理接线图5110 箱后端子接线图52581 概述DCAP-3114线路成套保护装置(以下简称装置)包括分相电流差动保护、零序电流差动保护、三段接地距离保护、三段相间距离保护、双回线相继速动保护、不对称故障相继速动保护、四段方向零序过流保护、两段TV断线启动的过流保护、零序过流加速段保护和三相一次重合闸功能。分相电流差动保护、零序电流差动保护和距离保护构成了完整的主后备保护。装置适用于110kV及以下电压等级的中性点接地系统高压输电线路。装置采用专用光缆(或光芯)作为通信通道。DCAP-3114线路成套保护装置支持IEC61850站控层通讯协议,支持通过GOOSE网络发布和订阅变电站事件。2 装置主要功能配置名称说明保护分相电流差动保护(可受CT断线闭锁;线路两侧CT变比可整定);零序电流差动保护;三段接地距离保护(采用阻抗圆特性);接地距离加速段保护;三段相间距离保护(采用阻抗圆特性);相间距离加速段保护;双回线相继速动保护;不对称相继速动保护;四段方向零序过流保护(可受CT断线或零序电压闭锁、可受方向判据控制);零序过流后加速;两段TV断线启动的过流保护;三相一次重合闸,偷跳重合(即不对应重合);合闸可检同期、检无压或不检;PT断线、TA断线、控制回路断线、装置失电告警;故障、告警、闭锁、重合闸等事件记录;支持硬压板投退并可灵活整定;8套保护定值及保护投退;故障录波。遥测量三相相电压,零序电压,同期电压;三相电流,零序电流;频率、线路侧同期电压频率。遥信量可检测16路遥信量,遥信变位信息及同时产生的SOE可上传给主机。遥控量可接受并执行主机的遥控命令,遥控出口可整定。当地报告记录故障告警记录。变位报告记录。操作记录。对时功能主机软件对时GPS对时B码对时数据的掉电保存录波数据、故障告警记录、变位记录、操作记录等保存在有备用电池支持的RAM中,在装置掉电时数据不会丢失。保护或控制参数保存在EEPROM中,在装置掉电或电池耗尽时数据不会丢失。打印功能主从机配置方式:同一总线上只能有1台主机(即打印管理机),最多31台从机。分为手动打印和自动打印:手动打印需要在“装置打印操作”菜单下启动相应的打印作业完成,此菜单下同时包括打印作业的取消操作;自动打印需要在“修改打印参数”菜单下将自动打印方式投入,此时若有新的事故告警、变位信息或操作记录发生时会自动打印出这些信息报告。参数整定说明:修改打印参数:连接打印机的装置整定为主机,其它装置整定为从机。同时,在主机上把各从机的通信站号依次整定在从机站号整定项的位置,通信站号不宜重复整定,不需要的从机站号整定项整定为0。如果主机或从机需要自动打印功能,必须将各自的自动打印方式投入。规约选择:主机连接打印机的232串口规约选择为“打印机”,各装置连接打印网络的通信口规约选择为“打印网络”。通讯协议DCAP2002、103、Modbus数字化功能1.IEC61850站控层协议,支持61850数据模型、缓存/非缓存报告、定值组控制、控制模型、文件传输、时钟同步等,支持从装置中读取IEC61850模型2.GOOSE发布和订阅详细内容请参考DCAP系列IEC61850通讯说明书3 装置硬件资源配置名称数量说明装置工作电源1可以是DC220V或DC110V,在订货时须注明。控制回路电源1可以是DC220V或DC110V,在订货时须注明。开关控制回路1有内置防跳继电器及合闸保持继电器。交流输入(AD)7途径:交流量内部小互感器(隔离变换)低通滤波A/D转换(数字信号)DSP(计算处理)。开关量输入(DI)16均经光电隔离。其中,开入量115为DC220V或DC110V输入的普通信号;开入量16可作为GPS对时信号,此时它是DC24V输入,而当它们作为普通信号时,输入电压同开入量115。开关量输出(DO)8均经光电隔离。通信接口4可以是RS-232、RS-485、光纤、网络接口、61850接口。4 主要技术指标4.1 额定参数交流电压额定值(Un):100V,380V交流电流额定值(In):5A,1A电源频率额定值: 50Hz直流电源额定值: 220V,110V4.2 环境条件环境温度:工作:温度范围 -20+55。贮存:温度范围 -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。大气压力:80110kPa(相对海拔高度2km及以下)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。最高温度为40时,平均最大相对湿度不大于50%。4.3 功率消耗交流电压回路:不大于0.5VA/相(额定电压下)交流电流回路:不大于0.5VA/相(额定电流下)直流回路:每个保护箱不大于20W(静态)或30W(动作)4.4 热稳定性长期运行:2In,1.5Un短时过载:10In,10s瞬时过载:40In,1s4.5 测控技术指标(1)交流工频输入量a) 标称值电压:100V,380V电流:1A,5A频率:50 Hzb) 测量精度电流、电压:0.2In 1.2In,0.2Un1.2Un: 0.5%;频率:0.02Hz。c) 影响量频率变化(4555 Hz)的影响:允许变差:电流、电压为0.5%;功率为1%。温度变化(-10+55)的影响:允许变差:电流、电压为0.5%;功率为1%。被测量的谐波含量(20%)的影响:允许变差:电流、电压为0.5%;功率为1%。被测量超量限(120%)的影响:允许变差:电流、电压为0.5%;功率为1%。自热(30min)的影响:允许变差:电流、电压为0.5%;功率为1%。被测线路间的相互作用的影响:允许变差:0.5%。功率因数变化的影响:允许变差:0.5%。(2)遥信量a) 输入回路采用光电隔离;b) 遥信量电压标称值:直流电压220V/110V,根据需要,亦可提供直流24V输入。c) 遥信量分辨率2ms(3)遥测响应时间遥测响应时间3s。(4)遥信响应时间遥信响应时间1s。(5)遥控输出接点容量直流220V,5A。(6)对时功能精确到毫秒级。4.6 保护技术指标(1) 分相电流差动保护启动电流高定值整定范围:0.1In2In整定误差:不超过5%启动电流低定值整定范围:0.1In2In整定误差:不超过5%高定值段动作延时在2倍整定值的电流下动作时间不超过35ms低定值段动作延时定值整定范围:0100ms整定误差:当整定为0s时,在2倍整定值的电流下动作时间不超过35ms,延时误差不超过(0.1%+25ms)。拐点1定值整定范围:0.1In2In拐点2定值整定范围:0.1In2In比率系数K1整定范围:0.250.75整定误差:不超过2%比率系数K2整定范围:0.250.75整定误差:不超过2%TA断线时可分相闭锁相电流差动保护。(2) 零序电流差动保护动作电流定值整定范围:0.1In2In整定误差:不超过5%动作延时定值整定范围:0100ms整定误差:当整定为0s时,在2倍整定值的电流下动作时间不超过35ms,延时误差不超过(0.1%+25ms)拐点定值整定范围:0.1In2In比率系数K整定范围:0.250.75整定误差:不超过2%TA断线时可闭锁零序电流差动保护。(3) 接地距离保护阻抗定值整定范围:0.125整定误差:不超过5%零序电抗线下倾角整定范围:045阻抗偏移角整定范围:045动作延时定值段整定范围:020s、段整定范围:0.120s整定误差:当整定为0s时,在0.7倍整定值下动作时间不超过40ms,延时误差不超过(0.1%+25ms)(4) 接地距离加速段保护阻抗定值整定范围:0.125整定误差:不超过5%动作延时定值整定范围:01s整定误差:当整定为0s时,在0.7倍整定值下动作时间不超过40ms,延时误差不超过(0.1%+25ms)(5) 相间距离保护记忆门槛欠压定值定值10V,误差不超过5%阻抗定值整定范围:0.125整定误差:不超过5%电抗线下倾角整定范围:045阻抗偏移角整定范围:045动作延时定值段整定范围:020s、段整定范围:0.120s整定误差:当整定为0s时,在0.7倍整定值下动作时间不超过40ms,延时误差不超过(0.1%+25ms)(6) 相间距离加速段保护阻抗定值整定范围:0.125整定误差:不超过5%动作延时定值整定范围:01s整定误差:当整定为0s时,在0.7倍整定值下动作时间不超过40ms,延时误差不超过(0.1%+25ms)(7) 双回线相继速动保护动作延时定值延时100ms,误差不超过(0.1%+25ms)(8) 不对称故障相继速动保护动作延时定值延时100ms,延时误差不超过(0.1%+25ms)(9) 四段方向零序过流保护动作电流定值整定范围:0.3In6In整定误差:不超过5%零序过流1段动作延时定值整定范围:01s整定误差:当整定为0s时,在1.5倍整定值下动作时间不超过35ms。延时误差不超过(0.1%+25ms)零序过流24段动作延时定值整定范围:0.110s整定误差:不超过(0.1%+25ms)零序过流方向:动作区180,误差不超过5零序电压门槛1.73VTA断线时可闭锁零序过流保护。(10) 零序后加速保护动作电流定值整定范围:0.3In6In整定误差:不超过5%零序过流加速段动作延时定值整定范围:0.11s整定误差:误差不超过(0.1%+25ms)TA断线时可闭锁零序过流加速段保护。(11) TV断线启动的过流保护动作电流定值整定范围:0.4In12In整定误差:不超过5%动作延时定值整定范围:0.120s整定误差:不超过(0.1%+25ms)(12) 偷跳和重合闸偷跳延时定值延时10ms,误差不超过(0.1%+40ms)重合闸延时定值整定范围:0.520s整定误差:不超过(0.1%+40ms)重合闸检同期压差定值整定范围:0.1Un0.3Un整定误差:不超过5%重合闸检同期角差定值整定范围:530整定误差:不超过3重合闸检无压定值0.3Un,误差不超过5%(13) TA断线告警告警延时定值延时10s,误差不超过(0.1%+25ms)TA断线时可分相闭锁相电流差动保护、可闭锁零序电流差动保护、可闭锁零序过流保护、可闭锁零序过流加速段保护。(14) TV断线告警告警延时定值延时10s,误差不超过(0.1%+25ms)正序欠压定值定值0.2Un整定误差:不超过2%负序过压定值定值0.2Un整定误差:不超过2%TV断线闭锁接地距离保护、闭锁相间距离保护、开放过流保护。(15) 故障录波功能当任一保护动作而发出跳闸命令时,可启动故障录波。故障录波数据中包含启动时刻前至少两个周波的采样值,其余为启动时刻后的采样值。4.7 触点容量长期接通DC220V/5A。4.8 绝缘性能(1) 绝缘电阻产品的各带电的导电电路对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,以及产品中电气上无联系的各带电的导电电路之间,用开路电压为500V的测试仪器测定其绝缘电阻不小于100M。(2) 介质强度产品的各带电的导电电路对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,以及产品中电气上无联系的各带电的导电电路之间,能承受2kV(额定绝缘电压63V)、500V(额定绝缘电压63V)(有效值)、50Hz的交流试验电压,历时1min,而无击穿或闪络现象。(3) 冲击电压产品的各带电的导电电路对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,以及产品中电气上无联系的各带电的导电电路之间,能承受冲击电压波形为标准雷电波,峰值为1kV(额定绝缘电压63V)或5kV(额定绝缘电压63V)的试验电压,此后无绝缘损坏。检验过程中,允许出现不导致绝缘损坏的闪络现象。如果出现闪络,则此时介质强度试验电压值为规定值的75%。4.9 抗干扰能力(1) 承受衰减振荡脉冲群干扰能力能承受频率为1MHz及100kHz衰减振荡脉冲群(第一个半波电压幅值2.5kV,差模为1kV)干扰检验,干扰过程中装置不误动或者拒动,干扰结束后装置工作正常。(2) 承受静电放电干扰能力能承受严酷等级为4 级的静电放电干扰检验,干扰过程中装置不误动,干扰结束后装置工作正常。(3) 承受辐射电磁场干扰能力能承受场强为10V/m,频率为30MHz1000MHz的垂直及水平方向的辐射电磁场干扰检验,干扰过程中装置不误动和拒动(点频测试),干扰结束后装置工作正常。(4) 承受快速瞬变干扰能力能承受严酷等级为A级的快速瞬变干扰检验,干扰过程中装置不误动或者拒动,干扰结束后装置工作正常。(5) 承受浪涌(雷击)干扰的能力能承受严酷等级为4级的浪涌(雷击)干扰试验。试验期间及试验后的产品的性能符合该标准的规定。(6) 承受射频场感应的传导干扰的能力能承受严酷等级为3级的射频场感应的传导抗干扰试验,试验期间及试验后的产品的性能符合该标准的规定。(7) 电磁发射试验能符合GB/T14598.16中规定的射频传导发射限值和辐射发射限值的规定。(8) 承受工频磁场干扰的能力能承受严酷等级为5级的工频磁场抗干扰试验,试验期间及试验后的产品的性能符合该标准的规定。(9) 承受脉冲磁场干扰的能力能承受严酷等级为4级的脉冲磁场抗干扰试验,试验期间及试验后的产品的性能符合该标准的规定。(10) 承受阻尼振荡磁场干扰的能力能承受严酷等级为4级的阻尼振荡磁场抗干扰试验,试验期间及试验后的产品的性能符合该标准的规定。(11) 工频抗扰度试验能承受GB/T14598.19第4章规定的严酷等级为A级的工频抗扰度试验。5 装置原理5.1 装置的构成装置的整体构成框图见图5.1。DSP单元光电隔离跳合闸输出开入信号光电隔离接点输出模拟信号隔离变压器键盘及显示光电隔离光电隔离多通信口图5.15.2 保护原理说明(1) 启动逻辑启动逻辑由4个部分组成:相电流突变量启动元件、零序过流启动元件、电流差动差流越限启动元件、零序电流差动零序差流越限启动元件等。下面的内容只适用于前2个启动元件,差流越限启动元件在后面单独说明。装置上电后启动元件自动投入。对于启动元件,每个采样点计算一次,当连续指定次数满足启动条件时认为启动元件启动。2个启动元件之间是或的关系。即任何一个启动元件启动,认为整组启动。启动元件启动后当整组复归时才能复归。否则一直保持启动后状态。电流突变量:a) 相电流突变量启动元件判据:,且连续6次满足其中:A、B、C相电流突变量启动元件的固定门槛相电流突变量启动元件的浮动门槛,的延迟输出(一个周期)b) 零序过流启动元件判据: ,且连续延时满足其中:零序过流启动元件的定值(2) 差流越限启动元件差流越限启动元件分为相电流差流越限启动元件和零序电流差流越限启动元件,两者均有各自独立的投退,均为保护整组启动元件的一部分。判据:u 对于相电流差流越想启动元件:三相差流任何一相大于0.8倍的差动启动低定值,且本侧或对侧的电压异常。(电压异常条件可由相电流差动电压异常开放元件投退来投入和退出。当退出时不受电压异常的影响,此时如果发生了TA断线差流越限启动元件会动作)u 对于零序电流差流越限启动元件:零序电流差流大于0.8倍的零序电流差动启动定值,且本侧或对侧的电压异常。(电压异常条件可由零序电流差动电压异常开放元件投退来投入和退出。当退出时不受电压异常的影响,此时如果发生了TA断线差流越线启动元件会动作)其中,本侧电压异常判据:相电压异常:A相电压异常:B相电压异常:C相电压异常:相电压变化量异常:A相电压变化量异常:B相电压变化量异常:C相电压变化量异常:零序电压异常:零序电压变化量异常:对侧电压异常:对侧计算后通过光纤通讯传送到本侧(3) 分相电流差动分相电流差动保护有独立的投退和压板。下面描述中已经把对侧的电流根据两侧的边比折算到本侧。分相电流差动可设置启动高定值和启动低定值。高定值段内部延时10ms,低定值段的延时可整定。分相电流差动分A相电流差动、B相电流差动、C相电流差动等三个差动元件。差动电流 制动电流 差动开放条件(或的关系):可由相电流差动电压异常开放元件投退来投入和退出差动保护的电压异常开放条件。当投入时,只有电压异常时差动保护被开放;当退出时,不管电压是否异常差动保护始终开放,此时如果发生TA断线差动保护可能会动作。本侧异常本侧异常本侧异常本侧异常对侧异常对侧异常对侧异常对侧异常式中:表示A、B、C参与运算的电流为折算到本侧的CT变比下的电流,其中本侧和对侧CT变比在定值表中整定。电流差动动作区如下图所示:电流差动判据:n高定值:低定值:n高定值:低定值:n高定值:低定值:式中:表示A、B、C表示第一个拐点电流 表示第二个拐点电流 表示第一个比率系数 表示第二个比率系数表示差动启动电流高定值表示差动启动电流低定值下面的逻辑图中的表示或(4) 零序电流差动零序电流差动保护有独立的投退和压板。下面描述中已经把对侧的电流根据两侧的边比折算到本侧。差动电流 制动电流 差动开放条件:同分相电流差动保护的开放元件,可由零序电流差动电压异常开放元件投退来投入和退出零序差动保护的电压异常开放元件。当投入时,只有电压异常时开放零序差动保护;当退出时,不管电压是否异常零序差动保护始终开放,此时如果发生TA断线零序差动保护可能会动作。参与运算的电流为折算到本侧的CT变比下的电流,其中本侧和对侧CT变比在定值表中整定。零序电流差动动作区如下图所示:零序电流差动判据:nn式中:表示拐点电流表示比率系数表示差动启动电流(5) 相间及接地距离保护相间和接地距离继电器为姆欧继电器,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,还可将第1、2段阻抗特性向第象限偏移。当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;当正序电压下降至一门槛值以下时,则由正序电压记忆量极化,并且在继电器动作前使动作范围向正向偏移,因而母线三相故障时继电器不会失去方向性;继电器动作后改为动作范围向反向偏移,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,第3段继电器动作范围始终向反向偏移,因而三相短路时第3段稳态特性包含原点,不存在电压死区。A)记忆状态距离继电器特性距离继电器的测量方法分二种,以三相相电压的大小来区分,当三相相电压均小于门槛值时,判断为近距离三相故障,进入记忆状态距离继电器程序,因为这时只可能有三相短路和系统振荡两种情况。系统振荡由振荡闭锁回路区分,这里只需考虑三相短路。三相短路时,一般情况下各相间阻抗一样,但为了保证母线故障转换至线路构成三相故障时仍能快速切除故障,对三相阻抗均进行计算,任一相动作跳闸时认为三相故障。记忆状态距离继电器动作原理如下:工作电压:极化电压:比相方程: (1)这里:下标op:工作电压下标p:极化电压为整定阻抗下标M为记忆故障前电压为正序电压正方向故障时的,如图2所示,有:图2在记忆作用消失前: 因此, 代入式(1)并整理得:设故障线母线电压与系统电势同相位,其暂态动作特性如图3。图3测量阻抗在复平面上的动作边界为至连线为直径的圆。当不为零(与故障前负荷有关)时,将是以到连线为弦的圆,特性将向第或第象限偏移。图中动作后包含原点表明正向出口经或不经过渡电阻故障时都能正确动作,并不表示反方向故障时会误动作。反方向故障时的动作特性必须以反方向故障为前提导出。图4图4是反方向故障的计算用图,反方向故障时有:在记忆作用消失前:因此, 代入式(1)并整理得:图5的动作边界为以与连线为直径的圆,如图5,当在圆内时动作,实际上处在第象限,可见,继电器有明确的方向性,不可能误判方向。以上的结论是在记忆电压消失以前成立,即继电器的动作特性是暂态动作特性。当记忆电压消失后,则:正方向故障时:反方向故障时:于是正方向故障时: 反方向故障时:可见,正方向故障时的动作边界和反方向故障时的动作边界相同(如图6),继电器的动作边界经过原点,因此,母线和出口故障时,继电器处于动作边界。图6为了保证母线故障,特别是经弧光电阻三相故障时不会误动,对1、2段距离继电器设置了门坎电压,其幅值取最大弧光压降。同时,当1、2段距离继电器暂态动作后,将继电器的门坎倒置,相当于将特性圆包含原点,以保证继电器动作后能保持到故障切除。为了保证第3段距离继电器的后备性能,第3段距离元件的门坎电压总倒置的,因此,其特性包含原点。B)非记忆状态相间距离继电器特性非记忆状态第3段相间距离继电器比较如下工作电压和极化电压的相位:工作电压:极化电压:式中继电器的极化电压采用正序电压,不带记忆。对相间故障,其正序电压基本保留了故障前电压的相位,故障相的动作特性如图3和图5,继电器有很好的方向性。三相短路时,由于极化电压无记忆作用,其动作特性为一过原点的圆,如图6。但近处三相短路时由记忆状态距离继电器测量,因此,这里既不存在死区也不存在母线故障失去方向性的问题。非记忆状态1、2段相间距离继电器由二部分组成:a) 由正序电压极化的方向阻抗继电器工作电压:极化电压:这里1、2段的极化电压较第3段增加了一个偏移角,其作用也同样是为了在短线路使用时增加允许弧光电阻的能力,如图7所示。的值可取030。图7b) 防超越电抗继电器工作电压:极化电压:为参考阻抗。正方向故障时,参照图2,有:因此,其比相方程转化为:即:当时,该继电器为与轴平行的电抗继电器特性,实际上可取,因此,该电抗特性下倾(图7),能有效地防止送电端的保护受对侧助增而使过渡电阻呈容性时的超越。以上方向阻抗与电抗继电器两部分结合,扩大了在短线上使用时允许过渡电阻的能力。C)非记忆状态接地距离继电器特性非记忆状态第3段接地距离继电器比较工作电压和极化电压的相位:工作电压:极化电压:比相方程: (2)其中。采用当前正序电压,非记忆量,这是因为接地故障时,正序电压主要由非故障相形成,基本保留了故障前的正序电压相位。因此,第3段接地距离继电器的特性与三相低压时的暂态特性完全一致(见图3和图5),继电器有很好的方向性。非记忆状态1、2段接地距离继电器由二部分组成a) 由正序电压极化的方向阻抗继电器工作电压:极化电压:这里1、2段的极化电压与第3段极化电压有所不同,1、2段极化电压引人移相角,其作用是在短线路应用时,将方向阻抗特性向第象限偏移,以扩大允许故障过渡电阻的能力。其正方向故障时的特性如图8所示。取值范围为045。图8由图8可见,该继电器可测量很大的故障过渡电阻,但在对侧电源助增下可能超越,因而引人了第二部分零序电抗继电器以防止超越。b) 防超越零序电抗继电器工作电压:极化电压:为参考阻抗。比相方程为:(3)正方向故障时,参照图2可得:即:式中,上式为典型的零序电抗特性。如图8中直线A。设90,则当与同相位时,直线A平行于R轴,不同相时,直线的倾角恰好等于相对于的相角差。假定与过渡电阻上压降同相位,则直线A与过渡电阻上压降所呈现的阻抗相平行,因此,零序电抗特性对过渡电阻有自适应能力。实际上90(可取7590),下倾角是零序电抗特性的补偿角,当实际系统中由于两侧零序阻抗角不一致而使与过渡电阻上压降有相位差时,由于补偿角的作用,继电器仍不会超越。由带偏移角的方向阻抗继电器和零序电抗继电器二部分结合构成的接地距离继电器有很好的方向性,能测量很大的故障过渡电阻且不会超越。(6) 振荡开放元件装置的振荡闭锁分三个部分,任意一个动作开放保护。i) 在起动元件动作起始160ms以内其动作条件是,起动元件开放瞬间,若按躲过最大负荷整定的三相过流元件不动作或动作时间尚不到10ms,则将振荡闭锁开放160ms。因此,该元件在正常运行突然发生故障时立即开放160ms,当系统振荡时,三相过流元件先动作,其后再有故障时,该元件已被闭锁,另外当区外故障或操作后160ms再有故障时也被闭锁。ii) 不对称故障开放元件:不对称故障时,振荡闭锁回路还可由不对称分量元件开放,该元件的动作判据为:(4)以上判据成立的依据是:a) 系统振荡或振荡又区外故障时不开放系统振荡时,接近于零,式(4)不开放是容易实现的。振荡同时区外故障时,相间和接地阻抗继电器都会动作,这时式(4)不应开放。这种情况考虑的前题是系统振荡中心位于装置的保护范围内。对短线路,必须在系统角180时继电器才可能动作,这时线路附近电压很低,外部短路时的故障分量很小,因此,容易取K0和K2的值以满足式(4)不开放的条件。对长线路,区外故障时,故障点故障前电压较高,有较大的故障分量,因此,式(4)的不利条件是长线路在电源附近故障时。不过这时线路上零序电流分配系数较低,短路电流小于振荡电流,因此,仍很容易以最不利的系统方式验算K0和K2的取值。本装置中K0和K2的取值是根据最不利的系统条件下,振荡又区外故障时振荡闭锁不开放为条件验算,并留有相当裕度的。b) 区内不对称故障时振闭开放当系统正常发生区内不对称相间故障时,将有较大的负序分量,这时式(4)左侧大于右侧,振荡闭锁开放。当系统振荡伴随区内故障时,如果短路时刻发生在系统电势角未摆开时,振荡闭锁将立即开放。如果短路时刻发生在系统电势角已摆开状态,则振荡闭锁将在系统角逐步减少时开放。因此,采用不对称分量元件开放振荡闭锁保证了在任何情况下,甚至系统已经发生振荡的情况下,发生区内不对称故障时瞬时开放振荡闭锁以切除故障,振荡或振荡又区外故障时则可靠闭锁保护。iii) 对称故障开放元件:在起动元件开放160ms以后或系统振荡过程中,如发生三相故障,则上述二项开放措施均不能开放保护,本装置中另设置了专门的振荡判别元件,其测量振荡中心电压:是正序电压电流的夹角,为正序电压。由图9,设两侧等效电势有效值相同,系统等效阻抗为纯电抗,在系统正常运行或系统振荡时,恰好反应振荡中心的正序电压。图9在三相短路时,电压方程为:,其中为弧光电阻上的压降,如果忽略系统联系阻抗中的电阻分量,则。弧光电阻上的压降不大于,与故障电流大小无关。实际上系统阻抗中的电阻不等于零,可进行角度补偿,如图10所示。设线路阻抗角为,补偿角,设,用代替,从图10中可见,由于角较小(约为515),与很接近,因此可反应弧光压降。图10本装置采用的动作判据分二部分:a) ,延时150ms开放。实际系统中,三相短路时故障电阻仅为弧光电阻,弧光电阻上压降的幅值不大于,因此,三相短路时,该幅值判据满足,为了保证振荡时不误开放,其延时应保证躲过振荡中心电压在该范围内的最长时间。振荡中心电压为时,系统角为171,振荡中心电压为时,系统角为183.5,按最大振荡周期3s计,振荡中心在该区间停留时间为104ms。装置中取延时150ms己有足够的裕度。b) ,延时500ms开放。该判据作为判据a)的后备,以保证任何三相故障情况下保护不可能拒动。时,系统角为151,时,系统角为191.5,按最大振荡周期3s计,振荡中心在该区间停留时间为337ms,装置中取500ms已有足够的裕度。(7) 双回线相继速动双回线相继速动保护在保留阶段式保护的前提下,取其超范围距离元件构成末端故障相继速跳方式。其原理见下图,当两条线路中的第3段距离元件动作时,输出动作信号分别闭锁另一回线第2段距离相继速跳元件。该第2段距离相继速跳元件动作的条件是:1) 第2段距离动作;2)邻线第3段距离动作后又返回;3) 第2段距离经小延时不返回。例如,设对M侧保护,L1未端故障,短路初,保护1,3的第3段距离元件均动作,分别闭锁另一回线第2段距离相继速动元件,其后,保护2由第1段距离跳开,保护3的第3段距离返回,此时保护1的第2段距离等待100ms延时不返回,则立即跳闸。(注:整组启动后300ms之内有效)(8) 不对称故障相继速动不对称故障时,利用近故障侧切除后负荷电流的消失,可以实现不对称故障时相继跳闸。当线路末端不对称故障时,如下图示,N侧第1段动作快速切除故障,由于三相跳闸,非故障相电流同时被切除,M侧保护测量到任一相负荷电流突然消失,而第2段距离元件连续动作不返回时,将M侧开关经100ms延时跳闸,将故障切除。(9) 零序过流14段零序过流元件在零序电压大于0.03Un时开放。零序过流14段元件可带零序方向元件。a) 零序方向元件判据:无TV断线 且 零序电压大于0.03Un 且 且 20ms延时到其中:为零序电流领先零序电压的角度为零序阻抗角当TV断线动作时,开放方向元件当零序电压低于0.03Un时,开放方向元件b) 零序方向过流1段零序过流1段有独立的投退和压板判据: 且 延时到其中:为零序过流1段定值可通过投退选择,零序过流1段元件是否受零序方向元件的控制启动元件没有动作时闭锁零序过流1段c) 零序方向过流24段零序方向过流24段的逻辑与1段的逻辑完全相同。(10) 零序过流加速段零序过流加速段有独立的投退和压板。判据: 且 延时到其中: 为零序过流加速段定值只有在加速阶段内有效过流加速段在启动元件动作后有效(11) TV断线TV断线由3个判据组成,这3个判据之间是或的关系。判据1:U2 0.2Un电压定值 且 10s延时到判据2:U1 0.2Un 且 至少有一相有流 且 10s延时到判据3:U1 有压定值) 且 (同期电压UX 检同期角差定值 且 10s延时到注1:UAB为母线电压注2:UX为依据“同期电压二次额定值”投退,而调整为线电压后的值。注3:AAB为UAB的相位,AX为UX的相位注4:ADZ为重合闸检同期角差定值注5:AZD为线路侧同期电压的角度调整值,线路正常运行时,该值应为(AABAX)。(15) 合闸加速a) 合闸加速阶段(断路器分后30ms以后 且 任一相电流有流) 或 断路器由分到合的一段时间内(固定为2s)断路器保持合状态,此时属于合闸加速阶段。b) 重合闸加速阶段在重合闸动作且重合闸没有失败,此时进入合闸加速阶段,则属于重合闸加速阶段。(16) 偷跳重合闸逻辑偷跳重合闸有独立的投退和压板。偷跳重合闸还设有闭锁信号。偷跳重合闸动作时启动重合闸逻辑,由重合闸逻辑完成合闸。a) 偷跳保护的充电条件:偷跳保护投入 且 压板有效 且 闭锁信号无效 且 断路器合 且 15s充电延时到充电过程中任何一个充电条件不满足时不继续充电。b) 偷跳保护的放电条件:偷跳保护退出 或 压板无效 或 闭锁信号有效 或 偷跳保护动作且断路器合 或偷跳保护动作且过2s延时时立即放电。c) 偷跳保护的动作条件:在检测偷跳允许的条件下如果发生断路器由合到分 且 断路器处于分状态 且 三相均无流(17) 外部启动重合闸外部启动重合闸逻辑有独立的投退和压板。同时还设有启动重合闸信号。外部启动重合闸逻辑动作时启动重合闸逻辑,由重合闸逻辑完成合闸。a) 外部启动重合闸逻辑启动条件:启动重合闸信号有效且至少保持35msb) 外部启动重合闸逻辑返回条件:逻辑退出 或 压板无效 或 断路器处于合状态 或 重合闸动作 或 外部启动重合闸失败(18) 三相一次重合闸a) 重合闸充电和放电重合闸放电条件;下面的条件是或的关系重合闸退出或压板无效 或 重合闸闭锁信号有效 或 闭锁重合闸保护动作 或 TV断线 或 手跳或遥跳 或 控制回路断线 或 重合闸检无压或检同期时同期电压异常 或 重合闸动作 或 重合闸失败重合闸充电条件:下面的条件是与的关系重合闸放电条件不满足 且 断路器合 且 保护未启动b) 重合闸不检重合闸检无压禁止 且 重合闸检同期禁止 且 重合闸启动c) 重合闸检无压重合闸检无压使能 且 重合闸投入 且 重合闸压板有效 且 同期电压正常 且 母线电压大于额定值的70% 且 断路器分 且 重合闸检无压元件判据(同期电压小于电压额定值的30%时检无压元件动作)d) 重合闸检同期重合闸检同期使能 且 重合闸投入 且 重合闸压板有效 且 同期电压正常 且 断路器分 且 母线电压大于额定值的70% 且 同期电压大于额定值的70% 重合闸检同期元件判据(检同期压差条件满足 且 检同期角差条件满足)e) 重合闸动作有保护动作启动重合闸:重合闸充电完毕 且 启动重合闸的保护动作 且 断路器分 且 三相均无流保护动作启动重合闸见下图:保护闭锁重合闸见下图:有外部启动重合闸:重合闸充电完毕 且 三相均无流 且 外部启动重合闸元件动作重合闸启动后开始计时重合闸动作重合闸延时到 且 满足重合闸条件u 检同期和检无压均不检u 检无压且检无压条件满足u 检同期且检同期条件满足u 检无压且检同期时检无压满足或检同期满足重合闸动作后输出合闸脉冲,脉冲宽度为200ms。f) 重合闸失败重合闸检无压失败重合闸条件为检无压时,如果到了重合闸延时且重合闸检查无压延时后不能满足检无压条件,则判断为重合闸失败重合闸检同期失败重合闸条件为检同期时,如果到了重合闸延时且重合闸检同期延时后在重合闸检同期失败时间内如果不能满足检同期条件,则判断为重合闸失败重合闸检无压和检同期失败重合闸条件为检无压和检同期均投入,如果到了重合闸延时和检同期延时和检无压延时后在检同期失败时间内不能满足检无压条件和检同期条件,则判断为重合闸失败。(19) 控制回路断线控制回路断线保护有独立的投退和压板。当跳位继和合位继的状态相同时控制回路断线保护10s延时动作。(20) 整组复归保护启动后必须经过整组复归元件来复归启动元件。启动元件启动后在整组复归延时内不允许复归,该时间为6s。下面是整组复归的两种情况,两种情况属于 或 关系。a) 启动元件启动后如果保护元件没有动作当三相电流均小于In 且 负序电流小于0.06In且 零序电流小于0.18In 时 整组复归b) 启动元件启动后如果保护元件动作,但此时重合闸已经放电且重合闸脉冲无效三相电流均无流 且 断路器分 时 整组复归(21) NVRAM电池电压低告警装置内部有可充电电池,在装置通电的时候自动给电池充电。装置掉电后,由电池给Nvram供电,在电池充满电的情况下,可保证1年时间的供电。(22) 装置内部异常告警装置运行中循环检测内部部分电路的工作是否正常,异常告警包括保护参数RAM区错误、AD采样中断异常等,详见“故障名称表”说明。(23) 开关位置的判断开关位置可取自单独的TWJ信号,或者取自TWJ和开关常开辅助触点信号的组合。两种方式的选择依赖于装置的“修改开入设置”菜单下的“断路器位置信号”的选择,当“断路器位置信号”选择为任一开入有效时,判断开关位置使用组合方式(即:如果TWJ和HWJ信号状态相反,则开关位置取自TWJ信号,否则,开关位置取自断路器位置信号硬压板所设的开入信号),当“断路器位置信号”选择为对所有开入信号都无效

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