PCS-921G断路器失灵保护及自动重合闸装置技术和使用说明书[资料分享]

1、各类材料 ZL_FZBH5111.0908ZL_FZBH5111.0908 PCS-921G 断路器失灵 保护及自动重合闸 装置 技术和使用说明书 符合线路保护及辅助装置标准化设计规范标准要求 各类材料 南瑞继保电气有限公司版权所有R1.01 本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相 符。 更多产品信息，请访问互联网：http:/www.nari- 版本升级说明: 对保护信号的输入输出做了说明，相关定值做了标记。 各类材料 目 录 1概述概述.1 1.1 应用范围 .1 1.2 保护配置 .1 1.3 装置特点.1 2技术参数技术参数.3 2.1 机械及环境参

2、数.3 2.2 额定电气参数 .3 2.3 主要技术指标 .3 3软件工作原理软件工作原理.5 3.1 保护程序结构 .5 3.2 正常运行程序 .5 3.3 启动元件.6 3.4 断路器失灵保护.7 3.5 死区保护回路.7 3.6 瞬时跟跳回路 .8 3.7 断路器三相不一致保护 .8 3.8 充电保护.8 3.9 自动重合闸 .8 3.10 保护与重合闸逻辑方框图.10 4硬件构成硬件构成.17 4.1 装置硬件框图和配置图.17 4.2 机械结构与安装.19 4.3 面板布置图.21 4.4 背板布置图.21 4.5 输入输出定义 .22 4.6 各插件简要说明.23 5定值内容及整定

3、说明定值内容及整定说明.32 5.1 通讯参数及整定说明.32 各类材料 5.2 设备参数定值 .33 5.3 保护定值及整定说明 .33 5.4 功能软压板定值.35 5.5 GOOSE 软压板定值 .36 5.6 描述定值 .36 6使用说明使用说明.38 6.1 指示灯说明.38 6.2 液晶显示说明 .38 6.3 命令菜单使用说明.40 6.4 装置的运行说明.43 7调试大纲调试大纲.45 7.1 试验注意事项 .45 7.2 交流回路校验 .45 7.3 输入接点检查 .45 7.4 整组试验 .45 7.5 输出接点检查 .47 7.6 GOOSE 调试大纲.48 各类材料 1

4、 1概述概述 1.11.1 应用范围应用范围 本装置适用于 220KV 及以上电压等级的结线与角形结线的断路器，符合国家电 2 1 1 网公司颁布的线路保护及辅助装置标准化设计规范要求。 PCS-921G 是新一代全面支持数字化变电站的保护装置。装置支持电子式互感器和 常规互感器，支持电力行业通讯标准 DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代变电 站通讯标准 IEC61850。 1.21.2 保护配置保护配置 PCS-921G 是由微机实现的数字式断路器保护与自动重合闸装置, 装置功能包括断 路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和自动重合闸。 1.31.3

5、装置特点装置特点 PCS-921 是新一代全面支持数字化变电站的保护装置。装置支持电子式互感器和常 规互感器，支持新一代变电站通讯标准 IEC61850。同时接线端子与国内广泛采用 的 RCS-900 系列的超高压线路保护基本兼容。 装置采用了 32 位高性能的 CPU 和 DSP、内部高速总线、智能 I/O，硬件和软件均采 用模块化设计，灵活可配置，具有通用、易于扩展、易于维护的特点。 装置采用双重化设计，具有双重化的采样回路和完全独立的启动和保护 DSP，可以 有效保证装置动作的可靠性。 装置具有失灵保护功能，分为分相起动失灵、保护三跳起动失灵、失灵相高定值起 动失灵三种情况，另外，充电保

6、护和不一致保护动作时也起动失灵保护。 装置具有三相不一致保护功能，当断路器某相断开，线路上出现非全相时，可经三 相不一致保护回路延时跳开三相，三相不一致保护功能可由控制字选择是否经零序 或者负序电流开放。不一致保护动作后可选择是否启动失灵保护。 装置具有死区保护功能，某些接线方式下（如断路器在 CT 与线路之间）CT 与断路 器之间发生故障时，虽然故障线路保护能快速动作，但在本断路器跳开后，故障并 不能切除。此时死区保护将以较短时限动作。死区保护出口回路与失灵保护一致， 动作后跳相邻断路器。 装置具有充电保护功能，当向故障母线（线路）充电时，可及时跳开本断路器。 装置具有一次自动重合闸功能。能

7、实现单相重合闸方式、三相重合闸方式、禁止重 合闸方式及停用重合闸方式。重合闸启动方式有两种，一是由线路保护跳闸启动重 合闸；二是由跳闸位置启动重合闸。结线线路同一侧的两台重合装置的重合顺 2 1 1 序通过设置不同重合时间来实现。当重合闸命令发出 200ms 后，如果再收到任何跳 闸命令，保护立即放电。 装置具有友好的人机界面，液晶为 320240 点阵，可以通过整定选择中文或英文 显示。 具有完善的事件报文处理，可保存最新 256 次动作报告，64 次故障录波报告。 各类材料 具有与 COMTRADE 兼容的故障录波。 具有灵活的通讯方式，配有 2 个独立的以太网接口和 2 个独立的 RS-

8、485 通信接口。 支持电力行业通讯标准 DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代变电站通讯标 准 IEC61850。 装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，装置 的抗干扰能力大大提高，达到了电磁兼容各项标准的最高等级。 各类材料 2 2技术参数技术参数 2.12.1 机械及环境参数机械及环境参数 机箱结构尺寸：482mm177mm291mm；嵌入式安装 正常工作温度：040 极限工作温度：-1050 贮存及运输：-2570 2.22.2 额定电气参数额定电气参数 直流电源：220V，110V 允许偏差: +15，-20 交流电压：（额定电

9、压 Un）V3100 交流电流：5A，1A （额定电流 In） 频 率：50Hz/60Hz 过载能力：电流回路：2 倍额定电流，连续工作 10 倍额定电流，允许 10S 40 倍额定电流，允许 1S 电压回路：1.5 倍额定电压，连续工作 功 耗：交流电流：1VA/相（In=5A） 0.5VA/相（In=1A） 交流电压：0.5VA/相 直 流：正常时35W 跳闸时50W 2.32.3 主要技术指标主要技术指标 .1 启动元件启动元件 电流变化量启动元件，整定范围 0.1In0.5In 零序过流启动元件，整定范围 0.1In0.5In .2 过流元件过流元件 整

10、定范围: 0.1In 20In 定值误差: 5% .3 低功率因素辅助判据低功率因素辅助判据 定值范围: 450 900 定值误差: 30 各类材料 .4 失灵、死区、不一致保护动作时间失灵、死区、不一致保护动作时间 0.01 10S .5 检同期角度检同期角度 定值范围: 00 900 定值误差: 0.06In 时判为该相有流，其返回系数为 0.9。当任一 各类材料 相有流时线路有流成立。 注：以下所涉及到的零序电流定值均为注：以下所涉及到的零序电流定值均为（3 3 倍零序电流）倍零序电流）, ,负序电流定值均为负序电流定值均为（1 1 倍负序

11、倍负序 0 3I 2 I 电流）电流） 0.1 断路器失灵保护逻辑方框图断路器失灵保护逻辑方框图 保护三跳启动失灵的低功率辅助判据必须同时满足过流及低功率因素两个条件， 其低功率因素过流值为 0.04In，低功率因素角见定值表。 下图中失灵 A 相电流值动作表示 A 相电流 IA失灵相电流值，B 相，C 相与此类 似；负序电流满足表示一倍负序电流大于负序电流定值；零序电流满足表示三倍的零 序电流大于失灵零序电流定值。 当断路器为三相联动断路器时，如果出口处发生三相故障，且断路器失灵，那么 零负序电流、低功率因素的辅助判据会失效，需要增加失灵相高定值启动失灵逻辑。 当三相跳闸开

12、入满足时，如果过流高定值动作，且控制字“三跳失灵高定值”投入， 失灵动作。 失灵动作时以第一时限跳开本侧开关，以第二时限跳开相邻开关。 1 失灵三跳本 断路器时间 失灵跳相邻 断路器时间 1 保护三跳 低功率因素满足 负序电流满足 零序电流满足 低功率因素过流满足 A相跳闸开入 失灵保护A相电流值 B相跳闸开入 失灵保护B相电流值 C相跳闸开入 失灵保护C相电流值 1 失灵动作 跳本断路器 失灵动作跳 相邻断路器 充电保护动作 失灵跳相邻 断路器时间 失灵动作跳 相邻断路器 电流量启动 三跳经低功 率因数 1 不一致保护动作 不一致启动失灵 1 注：低功率因素过流满足:相过流元件大于0.04I

13、n A相跳闸开入 B相跳闸开入 C相跳闸开入 电流量启动 1 三跳失灵高定值动作 三跳失灵高定值 定值118 定值101,102 开入11 开入12 开入13 开入19 定值106 定值105 定值104 开入11 开入12 开入13 定值103 定值103 定值103 定值101,102 定值135 定值139 定值138 定值107 定值108 动作308 动作309 动作309定值108 动作312,313,314 动作307 图 PCS-921G 断路器失灵保护逻辑 各类材料 0.2 断路器死区保护逻辑方框图断路器死区保护逻辑方框图 下图中死区电流动

14、作表示 A、B、C 三相电流中的最大相电流大于死区电流定值。 死区保护 时间定值 死区保护动作 死区保护投入 1 死区电流动作 TWJA TWJB TWJC A相跳闸开入 B相跳闸开入 C相跳闸开入 保护三跳 开入11 开入12 开入13 开入19 开入15 开入16 开入17 定值103 定值109 定值122 动作305 图 3.10.2 断路器死区保护 0.3 联跳回路逻辑方框图联跳回路逻辑方框图 15ms 0 跟跳本断路器 跟跳本断路器 跟跳本断路器 1 1 1 1 1 两相跳闸 联跳三相 三相跟跳 1 A相跟跳 B相跟跳 C相跟跳 B相跳闸开入 C相跳闸开入 单 相

15、 跟 跳 两相 跳闸 联跳 三相 三相 跟跳 1 A相跳闸开入 失灵保护A相电流值 B相跳闸开入 失灵保护B相电流值 C相跳闸开入 失灵保护C相电流值 电流量起动 A相跳闸开入 失灵保护相电流值 保护三跳 跟跳本断路器 开入11 开入12 开入13 定值103 定值103 定值103 定值101,102 开入11 开入12 开入13 开入19 定值103 定值121 定值121 定值121 定值121 动作302 动作303 动作304 动作305 动作306 图 3.10.3 联跳回路 注：电流量启动包含电流变化量启动元件与零序电流启动元件。 各类材料 0.4 断路器三相不

16、一致保护逻辑方框图断路器三相不一致保护逻辑方框图 不一致投入 不一致时间不一致动作 1 1 不一致经零负序电流 TWJA A相有流 TWJB B相有流 TWJC C相有流 失灵保护零序过流 失灵保护负序过流 E 开入15 开入16 开入17 定值104 定值105 定值137 定值136 定值119 定值307 图 3.10.4 断路器三相不一致保护 由于不一致保护的零序及负序电流定值即为失灵保护的零序及负序电流定值，因 此失灵保护零序过流表示不一致保护的零序电流辅助判据条件满足，失灵保护负序过 流表示不一致保护的负序电流辅助判据条件满足，两者为不一致保护的辅助判据，由 “不一致经零负序电流”

17、控制字控制其投退。 0.5 充电保护逻辑方框图充电保护逻辑方框图 充电过流段 时间定值 充电保 护动作 充电过流保护段 充电保护 1 充电过流段 时间定值 充电过流保护段 A相电流IA B相电流IB C相电流IC Imax Icd1: 充电过流段电流定值 Icd2: 充电过流段电流定值 Icd0: 充电零序过流定值 Imax: A、B、C三相电流中的最大相电流值 开入20：投入充电保护硬压板 ImaxIcd1 ImaxIcd2 3I0Icd0 1 定值110 定值112 定值113 定值111 定值114 定值123 定值124 动作312 软压板202 开入20 动作313

18、 动作314 图 3.10.5 充电保护逻辑 充电零序元件将以充电 II 段时间出口。 各类材料 0.6 沟通三跳逻辑方框图沟通三跳逻辑方框图 重合闸充电完成 1 三重方式 1 沟通三跳 保护三跳开入 B相跳闸开入 C相跳闸开入 A相跳闸开入 线路有流 电流量起动 电流量起动：电流变化量起动或零序电流起动 禁止重合闸定值 133 定值101,102 开入11 开入12 开入13 开入19 定值132 动作311 标志401 图 3.10.6 沟通三跳动作逻辑 0.7 跳闸逻辑方框图跳闸逻辑方框图 失灵保护与死区保护动作时有共同的出口，充电保护固定跳本断路器和

19、启动失灵出 口，不一致保护可经控制字“不一致启动失灵”来选择是否启动失灵出口，其余保护 动作均跳本侧断路器。 1 失灵出口 1 C相跟跳 不一致动作 沟通三跳 失灵跳本开关 三相跟跳 两相跳闸联跳三相 充电保护动作 失灵动作 死区保护动作 C相有流 =1 0 0 失灵动作时以下接 点闭合(C07-C08、C09-C10、C11-C12、C13-C14、C15-C16、C17-C18、C19- C20、C21-C22、E03-E04、E05-E06、E07-E08、E09-E10、E11-E12、E13- E14、E17-E18、E19-E20、E21-E22、E23-E24、E25-E26、E

20、27-E28)。 4) 断开保护装置的出口跳闸回路，将重合闸置于三重方式，沟三接点(D22- D24、D25-D26、D27-D28、D29-D30)应闭合； 5) 断开保护装置的出口跳闸回路，将重合闸置于三重方式，重合闸整定在“不检” 方式，等重合闸充电完成后加瞬时跳闸开入，合闸接点（D09-D11、D17- D19、D21-D23）应由断开变为闭合； 7.67.6 GOOSEGOOSE 调试大纲调试大纲 .1 GOOSEGOOSE 通信状态通信状态 在装置调试菜单中，配置“GOOSE 通信状态”和“GOOSE 报文统计”。其中 “GOOSE 通信状态”包含以下内容： “接收

21、帧计数” “发送帧计数” “接收中断错误计数” “发送中断错误计数” “接收错误计数” “发送错误计数” “接收缓冲区数据错误计数” “GOOSE 网络风暴计数” “GOOSE 报文统计”包含以下内容： “GOOSE 发送失败计数” “GOOSE 接收解码错误计数” .2 GOOSEGOOSE 告警信息告警信息 “GOOSE_A 网网络风暴报警” “GOOSE_B 网网络风暴报警” 每个 GOOSE 接收链路的“GOOSE-A 网断链” 每个 GOOSE 接收链路的“GOOSE-B 网断链” 每个 GOOSE 接收链路的“GOOSE 配置不一致” .3 GOOS

22、EGOOSE 发送功能发送功能 装置最大支持配置 8 个发送模块，推荐配置一个发送模块。为方便现场调试，最 大化配置了 12 个发送压板。当相应发送压板退出时，与之关联的 GOOSE 发送信息都是 清零处理。每个 GOOSE 发送信息中，包含 GOOSE 发送信息和发送装置的“投检修态” 开入信息，供接收侧判别接收信号是否有效使用。PCS-921 中 GOOSE 发送的信息包括： 跳 A，跳 B，跳 C，重合，失灵，沟三接点和重合加速等信号。为满足不同需求，12 个 各类材料 发送压板和各个发送信息可以灵活组合，具体对应的短地址如下表所示： 信号 0信号 1信号 2信号 压板A 相跳闸B 相跳

23、闸C 相跳闸 发送压板 0 B02.SwitchOut_F0.Go_S0_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S0_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S0_BIN2 发送压板 1 B02.SwitchOut_F0.Go_S1_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S1_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S1_BIN2 发送压板 2 B02.SwitchOut_F0.Go_S2_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S2_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S2_BIN2 发送压板 3 B02.SwitchOut_F0.Go

24、_S3_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S3_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S3_BIN2 发送压板 4 B02.SwitchOut_F0.Go_S4_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S4_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S4_BIN2 发送压板 5 B02.SwitchOut_F0.Go_S5_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S5_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S5_BIN2 发送压板 6 B02.SwitchOut_F0.Go_S6_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S6_BI

25、N1B02.SwitchOut_F0.Go_S6_BIN2 发送压板 7 B02.SwitchOut_F0.Go_S7_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S7_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S7_BIN2 发送压板 8 B02.SwitchOut_F0.Go_S8_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S8_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S8_BIN2 发送压板 9 B02.SwitchOut_F0.Go_S9_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S9_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S9_BIN2 发送压

26、板 10 B02.SwitchOut_F0.Go_S10_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S10_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S10_BIN2 发送压板 11 B02.SwitchOut_F0.Go_S11_BIN0B02.SwitchOut_F0.Go_S11_BIN1B02.SwitchOut_F0.Go_S11_BIN2 信号 3信号 4信号 5信号 压板重合失灵沟三 发送压板 0 B02.SwitchOut_F0.Go_S0_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S0_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S0_BIN5 发送压板

27、 1 B02.SwitchOut_F0.Go_S1_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S1_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S1_BIN5 发送压板 2 B02.SwitchOut_F0.Go_S2_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S2_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S2_BIN5 发送压板 3 B02.SwitchOut_F0.Go_S3_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S3_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S3_BIN5 发送压板 4 B02.SwitchOut_F0.Go_S4_BIN3B02

28、.SwitchOut_F0.Go_S4_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S4_BIN5 发送压板 5 B02.SwitchOut_F0.Go_S5_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S5_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S5_BIN5 发送压板 6 B02.SwitchOut_F0.Go_S6_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S6_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S6_BIN5 发送压板 7 B02.SwitchOut_F0.Go_S7_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S7_BIN4B02.Switc

29、hOut_F0.Go_S7_BIN5 发送压板 8 B02.SwitchOut_F0.Go_S8_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S8_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S8_BIN5 发送压板 9 B02.SwitchOut_F0.Go_S9_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S9_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S9_BIN5 发送压板 10 B02.SwitchOut_F0.Go_S10_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S10_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S10_BIN5 发送压板 11 B0

30、2.SwitchOut_F0.Go_S11_BIN3B02.SwitchOut_F0.Go_S11_BIN4B02.SwitchOut_F0.Go_S11_BIN5 信号 6信号 压板重合加速 发送压板 0 B02.SwitchOut_F0.Go_S0_BIN6 发送压板 1 B02.SwitchOut_F0.Go_S1_BIN6 发送压板 2 B02.SwitchOut_F0.Go_S2_BIN6 发送压板 3 B02.SwitchOut_F0.Go_S3_BIN6 发送压板 4 B02.SwitchOut_F0.Go_S4_BIN6 发送压板 5 B02.SwitchOut_F0.Go_S

31、5_BIN6 发送压板 6 B02.SwitchOut_F0.Go_S6_BIN6 发送压板 7 B02.SwitchOut_F0.Go_S7_BIN6 各类材料 发送压板 8 B02.SwitchOut_F0.Go_S8_BIN6 发送压板 9 B02.SwitchOut_F0.Go_S9_BIN6 发送压板 10 B02.SwitchOut_F0.Go_S10_BIN6 发送压板 11 B02.SwitchOut_F0.Go_S11_BIN6 例如：发送压板 1 定义为合闸出口压板，则受该压板控制的重合信号在 GOOSE 配 置文件中需配置的短地址为：“B02.SwitchOut_F0.Go_S1_BIN3”。