电抗器电缆差动保护装置

1、国 电 南 自Q/GDNZ.JB051-2007标准备案号：708-2007 PSR 691U 电抗器（电缆）差动保护装置 说 明 书 国电南京自动化股份有限公司GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTDPSR 691U电抗器（电缆）差动保护装置说明书Ver1.1国电南京自动化股份有限公司2008年11月版本声明本说明书适用于电抗器（电缆）差动保护装置装置V1.1版本 产品说明书版本修改记录表10987654321.1说明书与程序对应修正之后版本2008-11-111.0初始版本2007-11-11序号说明书版本号修 改 摘 要软件版本号修改日期* 技术支持 电话：（

2、025）83421394-8120 传真：（025）83421394-8118* 本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符* 2008年11月 第2版 第1次印刷 目 次1 装置概述42 技术性能及指标42.1 额定电气参数42.2 主要技术指标52.3 环境条件52.4 功率消耗52.5 过载能力52.6 绝缘性能52.7 耐湿热性能62.8 电磁兼容性62.9 机械性能63 功能74 原理说明74.1 差动保护74.2 差动速断保护74.3 差流越限告警84.4 TA断线84.5 三段式复合电压过流保护84.6 零序过流保护84.7 过负荷保护84.8 非电量保护84

3、.9 谐波制动85 整定81 装置概述PSR 691U电抗器（电缆）差动保护装置是在消化吸收国内外先进经验的基础上专门为串联电抗器，电缆线路（可与各类综合自动化配套）开发的产品。该类产品将线路的测量，保护，操作回路集成在一个机箱内，结构小巧，可在恶劣的工业环境下（如高，低温，震动，有害气体，灰尘，强电磁干扰等）长期可靠地运行。产品可按功能就地安装在开关柜上，并具有运传，记忆各种操作或故障信息等功能，同时亦提供独立的中央信号空接点。技术特点 采用国际最流行的高速处理器，主频为200 MHz，内置资源丰富，外围电路设计简单，保证产品的制造质量及其稳定性。充足的硬件资源，4M字节Flash Memo

4、ry存储器，8M字节SDRAM。 带有USB接口，可通过U盘直接升级装置程序，也可把装置的动作信息和故障录波数据直接存入U盘，方便故障分析。 测量三相电流和零序电流（Ia，Ib，Ic，Io），三相或线电压（Uan，Ubn，Ucn，Uab，Ubc，Uca），有功功率P，无功功率Q，功率因素cos，频率f，有功电量kWh，无功电量kVarh。 电流、电压、功率、电度的测量值不仅反映基波，还可正确反映213次谐波，从而使测量结果与专用测量表计一致。 最多14路用户可自定义名称的开入量接口（其中2路为与模拟量输出接点复用）。 保护元件的出口方式可通过跳闸矩阵进行整定，方便用户选择要动作的继电器。所有继

5、电器出口接点可选择为跳闸接点（自动返回）或信号接点（复归后返回）。 自带操作回路，可自适应0.5A5A开关跳合闸电流。 GPS对时可采用硬接点分脉冲或秒脉冲方式，同时也支持IRIG-B对时方式（RS485接口）。 两个100M以太网通信接口，一个RS485通信接口，支持IEC60870-5-103，Modbus等规约。 9条故障录波，每条录波包含1.9秒的采样点和幅值录波，采样点录波最大包含14路模拟量（间隔为1mS），幅值录波最大包含40个模拟量幅值和32个开关量（间隔为5mS）。录波采用标准Comtrade格式。 1000条事件记录，最近200条失电保持。 采用全图形化编程技术以及稳定、可

6、靠的保护继电器库，提高程序的可靠性及正确性。 整机静态功耗低（约6W），液晶模块采用新工艺，取消导电橡胶连接，寿命大为提高。 高抗干扰性能，通过10项电磁兼容检测认证，快速瞬变、静电放电、浪涌抗干扰性能均达到最高等级(级)标准。 工作环境温度范围：-2555（液晶无模糊、迟钝现象）。2 技术性能及指标2.1 额定电气参数 电源直流额定电压：DC220V或DC110V；允许偏差：-20% 15%；波纹系数：不大于5。 额定电流、电压交流电流：5A或1A；交流电压：100V或100/V。2.2 主要技术指标 精确工作范围电流：0.04In20In (In =5A或In=1A)；电压：1V150V；

7、频率：45Hz55Hz。 测量精度电流：0.2级（含谐波）；电压、有功功率、无功功率、功率因数：0.5级（含谐波）；频率：0.01Hz；4-20mA输出：0.5级。 定值误差整定值误差：不超过3%；动作时间误差：定时限保护，不超过(1%整定值40)ms；反时限保护，不超过5%整定值或40ms。 遥信分辩率小于2ms。 GPS对时分脉冲或秒脉冲：要求GPS装置提供接口为空光耦，耐压大于50V；IRIG-B：DC时码，RS485接口。 接点容量操作回路的跳闸电流与合闸电流：0.5A5A 自适应；跳闸空接点：10A （DC220V 闭合容量）；信号空接点：5A （DC220V 闭合容量）。2.3 环

8、境条件环境温度： -2555；相对湿度：595（产品内部不凝露，不结冰）；大气压力：66kPa106kPa2.4 功率消耗交流电流回路：当In=5A 时，每相不大于0.5VA；当In=1A 时，每相不大于0.3VA。交流电压回路：当额定电压时，每相不大于0.5VA。直流电源回路：当正常工作时，不大于6W；当装置动作时，不大于15W。2.5 过载能力交流电流回路： 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。交流电压回路： 1.5倍额定电压，可连续工作。2.6 绝缘性能 绝缘电阻在正常试验大气条件下，装置的外引带电回路部分和外露非带电金属部分及外壳之间，以及电气

9、上无联系的各回路之间，用500V的兆欧表测量其绝缘电阻值不小于100 M。 介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中，任一被试回路施加电压时，其余回路等电位互联接地。 冲击电压在正常试验大气条件下，装置的直流输入回路、交流输入回路、输出触点等各回路对地，以及电气上无联系的各回路之间，能承受1.2/50s的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压为5kV。2.7 耐湿热性能装置能承受GB/T 7261第20章规定的交变湿热试验。试验温度402、相对湿度（933），试验时间为48h（每一周期时间为24h），在试验结束

10、前2h内，测量各外引带电回路部分对外露非带电金属部分及外壳之间、以及电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻应不小于1.5M；介质强度不低于规定介质强度试验电压值的75。2.8 电磁兼容性试 验 项 目要 求1辐射电磁场骚扰试验满足GB/T 14598.92002（IEC 60255-22-3:2000，IDT）规定的级试验2快速瞬变干抗试验满足GB/T 14598.101996（idt IEC 60255-22-4:1992）规定的级试验31MHz脉冲群干扰试验满足GB/T 14598.131998（eqv IEC 60255-22-1:1988）规定的级试验4静电放电试验满足GB/T 14598

11、.141998（idt IEC 60255-22-2:1996）规定的4级试验5电磁发射试验满足GB/T 14598.162002（IEC 60255-25:2000，IDT）规定的A类试验6浪涌（冲击）抗扰度满足GB/T 17626.51999（idt IEC 61000-4-5:1995）规定的4级试验7射频场感应的传导骚扰度满足GB/T 17626.61998（idt IEC 61000-4-6:1996）规定的3级试验8工频磁场抗扰度满足GB/T 17626.81998（idt IEC 61000-4-8:1993）规定的4级试验9脉冲磁场抗扰度满足GB/T 17626.91998（i

12、dt IEC 61000-4-9:1993）规定的4级试验10直流电源电压突降和电压中断影响允许GB/T 83671987（eqv IEC 60255-11:1979）中要求100 ms的电压中断，30电压突降0.5 s2.9 机械性能项目要 求1振动装置能承受GB/T 11287-2000中规定的严酷等级为1级的振动响应试验，规定的严酷等级为1级的振动耐久试验。2冲击装置能承受GB/T 14537-1993中规定的严酷等级为1级的冲击响应试验，规定的严酷等级为1级的冲击耐久试验。3碰撞装置能承受GB/T 14537-1993中4.3规定的严酷等级为1级的冲击碰撞试验。3 功能l 差动保护l

13、差动速断保护l 差流越限l 三段式复合电压过流保护l 零序过流保护l 过负荷保护l 非电量保护l 1个遥控开关l 9条故障录波l I，U，P，Q，Cos，有功电度，无功电度，14路开关量采集l GPS对时（分脉冲，秒脉冲或IRIG-B方式）4 原理说明4.1 差动保护IAzd为A相制动电流，IA为A相差电流，Icd为差动定值，Ig为拐点电流值。拐点电流固定为0.7倍的额定电流Ie。Hia为A相首端电流，Lia为A相尾端电流，制动系数K可整定。A相动作方程：IAzd = Max（Hia，Lia） ，IA = | Hia+ Lia |如果制动电流IAzd小于拐点电流Ig，A相动作方程为IAIcd如

14、果制动电流IAzd大于拐点电流Ig，A相动作方程为IAIcd（IAzdIg）KB相、C相动作方程同理。4.2 差动速断保护任一相差动电流大于差动速断整定值时，装置瞬时动作跳闸。4.3 差流越限告警任一相差动电流大于差流越限整定值时，装置经差流越限延时动作发信。4.4 TA断线在额定电流下运行，任一侧的任一相TA断线时，装置可根据控制字发信或闭锁差动。4.5 三段式复合电压过流保护当任一相电流大于定值，经延时，装置跳闸。（可选择经复合电压起动）4.6 零序过流保护当3I0大于定值，经延时，装置跳闸或发信。4.7 过负荷保护当任一相电流大于定值，经延时，装置跳闸或发信。4.8 非电量保护装置带有4

15、个非电量保护，每个可以整定为跳闸或发信或退出。如不作为非电量保护，整定为退出时，这些点可以作为普通开入量使用。4.9 谐波制动考虑到电抗器尾端一次侧TA因负载较重或由于暂态分量影响造成TA饱和，故装置内设置谐波制动功能，可有效防止电抗器差动保护误动作。A相二次谐波和三次谐波制动差动保护动作方程： 且 NIAF2尾端A相二次谐波的幅值，NIAF3尾端A相三次谐波的幅值，NIA尾端A相基波的幅值，K2为二次谐波制动系数，一般取0.13；K3为三次谐波制动系数，一般取0.13。B，C相同A相。同时装置中增加了电抗器区内、区外故障识别元件，在区内故障时退出谐波制动元件，保证差动保护快速动作。5 整定定

16、 值 表序 号定 值 名 称单 位范 围备 注1过流一段定值A0.04In20InIn=5A或In=1A2过流一段延时S0.00060.003过流二段定值A0.04In20In4过流二段延时S0.00060.005过流三段定值A0.04In20In6过流三段延时S0.00060.007低压启动过流一段V10.0090.00按线电压整定8低压启动过流二段V10.0090.00按线电压整定9低压启动过流三段V10.0090.00按线电压整定10负序电压启动过流V1.000100.0按线电压整定11零序过流定值A0.05030.0012零序过流延时S0.00060.0013过负荷定值A0.04In2

17、0In14过负荷延时S0.00060.0015二次额定电流(Ie)A0.04In20In16差动保护定值Ie0.1002.00017差动速断定值Ie2.00010.0018比例制动系数0.3000.70019尾端平衡系数0.5002.00020差流越限定值Ie0.1001.00021差流越限延时S0.00060.00控 制 字 表序 号控 制 字 名 称选 项备 注1三相三继电器式退出 投入电流检测A,B,C三相2二相二继电器式退出 投入电流检测A,C两相3二相三继电器式退出 投入电流检测A,B,C三相 Ib=-（Ia+Ic）4非电量一跳闸退出 投入5非电量一发信退出 投入6非电量二跳闸退出 投入7非电量二发信退出 投入8非电量三跳闸退出 投入9非电量三发信退出 投入10非电量四跳闸退出 投入11非电量四发信退出 投入1