LFP-921B断路器保护及自动重合闸装置技术说明书(精)

1、LFP-921B 断路器失灵保护及自动重合闸保护装置1.适用范围LFP-921B 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 括自动重合闸，断路器失灵保护，三相不一致保护和死区保护，本装置适用于各种 电压等级的断路器 1 1 结线与角形结线。LFP-921B 在 LFP-921A 基础上修改，主要修改内容为：1:增加了充电保护功能（CPU1。2:将“ HHKK 输入接点改为 重合闸先合投入”同时内部相关逻辑功能做相 应修改（CPU2。2.装置的主要性能及特点2.1 本装置有三个独立的单片机：a CPU1 为断路器失灵保护,三相不一致保护和死区保护；b CPU2 为自动重合闸；c

2、 CPU3 用于通信及数据管理，内设整机总起动元件，该起动元件与 CPU1 和 CPU2保护在电子电路上（包括数据采集系统 完全独立,动作后开放保护出口电源 另外,CPU3还作为人 机对话的通讯接口。 保护整组复归后,CPU3 接收并整理，显 示,打印 CPU1与 CPU2 来的跳合闸报 告及电压电流波形。2.2 断路器失灵保护具有分相判别的相电流元件，采用按相接线方式。 具备零序电流开放元 件，低功率因素开放元件及负序电流开放元件，供用户选择使用。2.3 装置具有不一致保护功能，当断路器某相断开，线路上出现非全相时，可经 不一致保护 回路延时切除三相，可选择经过零序电流元件开放以提高可靠性。

3、 装 置还具0.5VA/ （In =1A备两相跳闸短延时联跳第三相的功能。2.4 装置具有死区保护功能，当断路器和 CT 之间出现保护死区时，本装置可快 速切除死区故障。2.5 重合闸为一次自动重合装置。能实现综合重合闸方式，单相重合闸方式，三相重合闸方 式及停用方式。同时,与 LFP-900 系列线路保护配合实现特殊重合闸 方式。a 可由保护起动和不对应起动；b 用数字充电方式构成一次合闸脉冲回路，未充好电时，禁止重合出口，充电指 示灯不亮，并经控制字使重合闸沟通三跳回路动作；c 单相和三相重合时间可分别整定，三相重合闸经控制字可整定为检无压或检 同期重合，还可整定为不检定重合方式；d 11

4、 结线线路同一侧的两台重合装置的重合顺序可切换，后合侧延迟时间可整定,先重合开关合于故障时，后合重合装置立即闭锁并发三跳命令。3.技术数据3.1 额定数据直流额定电压：220V,110V 允许偏差+15%, -20%交流额定电压：100V, 57.7V交流额定电流：5A, 1A额定频率：50HZ3.2 功耗交流电流回路在额定电流时：1VA/（In =5A交流电压回路额定功耗：0.5VA/直流电源功耗：正常 50W跳闸 80W3.3 电源工作电源：V 允许偏差).2V芳 V 允许偏差).15V 光耦隔离电源：24V 允许偏差V3.4 主要技术指标3.4.1 CPU3 装置总起动元件1 电流突变量

5、起动元件 LEQ定值固定为：0.2In2 零序过流起动元件定值范围：0.1I n 10In定值误差： 5%3.4.2 CPU1 断路器失灵保护1 起动元件 LE定值固定为：0.2In零序过流起动元件定值范围：0.1In 10In0.5VA/ （In =1A2 起动失灵保护的过流元件 L AH , LBH , LCH , LAL , LBL 丄 CL 0.1In10In定值误差： 5%3 起动死区保护的过流元件 L SQ整定范围：O.lln 101 n定值误差： 5%4 起动低功率因素的过流元件 L PL整定范围：O.lln 10I n定值误差： 5%5 判断电流有无的低定值过流元件 LA 丄

6、B 丄 C定值固定为：0.06In6 起动失灵保护、三相不一致保护的零序过流元件L 01 , L02 定值范围：0.1ln 10I n定值误差： 5%7 起动失灵保护的低功率因素元件 PL定值范围：450 900 其中 860 890 为该元件退出 定值误差： 58 起动失灵保护的过电压元件 U zd定值范围：60V 90V整定范围定值误差： 5%9 失灵、死区、不一致保护动作时间：0.01 6S343 CPU2 自动重合闸1 起动元件 LE定值固定为：0.2ln零序过流起动元件定值范围：0.1ln 10In2 判断电流有无的低定值过流元件 LA 丄 B 丄 C定值固定为：0.06In3 线路

7、、母线无电压判别元件 U XL , UML , UBXH , UCXH 定值固定为：0.7Un 5%5 检同期角度 DGCH定值范围：00 900定值误差：?n I 为额定电流T I ?为浮动门坎，随着电流变化量输出增大而逐步自动增高，取 1.25 倍可保证 门坎电压始终高于不平衡电流输出。max？I 是取三相电流中工频变化量最大一相的半波积分值(2 零序过流起动元件，零序过流门坎值可以整定，零序过流继电器满足条件，起动元件就动作。(1,(2 判据任一项满足时，总起动元件动作并展宽 7 秒，去开放出口继电器正电 源。(3 TWJ 起动元件,当 HHKK 为” 1 时,任一相 TWJ 动作而前述

8、两项判据不满 足时，开放出口 15 秒。4.5 保护的程序结构aw计算图 4.2 保护的程序结构 每一 CPU 的基本程序结构见图 4.3,主程序按固定的米 样周期接受采样中断进入采样及计 算程序，除管理 CPU(CPU3,只有在主程序中允 许接受通讯中断与 CPU3 交换数据。采样部分执行电流电压的采样、 滤波及数据 整理。当起动元件动作时，进入故障测量程序，进行各种故障的测量计算，发出跳合闸命令。当起动元件未动作时，执行正常 运行程序，例如检查开关位置，检查 PT 断线，电流电压自动零漂调整等。起动元 件的整组复归时间为最后一 次操作后 7 秒。程序采用实时数据计算，在每一个采样周期完成全

9、部计算。另外，在故障计算 程序中，故障测量是平行计算的，相当于各测量元件同时并行工作。因此，本保护 有较高的固有安全性和 可靠性。4.6 保护部分(CPU1CPU1 内设有断路器失灵保护，三相不一致保护和死区保护。断路器失灵保护和死区保护的有关输入量的处理见方框图4.4;方框图 4.5 表示了联跳回路、两相联跳三相、死区保护的动作逻辑；方框图 4.6 则表示了失灵保护 和三相不一致保护的动作逻辑。图中所用的符号说明：LQ :起动元件；TWJA、TWJ B、TWJ C :分别为 A、B、C 相的跳闸位置继电器HHKK:开关在合后位置；TA, TB ,TC:外部输入的 A, B, C 相跳闸信号；

10、LAH , LBH , LCH :分别为 A, B, C 相起动失灵保护的高定值过流元件；LA,B,CH :起动失灵保护的高定值过流元件任一相动作时动作；LSQ:起动死区保护的过流元件任一相动作时动作；L01:起动失灵保护的零序过流元件；L_POW:发变三跳起动失灵保护的低功率因素开放元件；I2_OV:发变三跳起动失灵保护的负序过流开放元件；LA,B,CL :起动三相失灵的低定值过流元件,任一相动作时动作；TABC1:母线与线路三相跳闸信号；TABC2:远跳，过电压,发变三跳信号；LA , LB , LC :分别为 A, B, C 相过流元件，起动值为 0.061 n；LA,B,C :起动值为

11、 0.06I n 的过流元件，任一相动作时动作SW1:失灵保护经零序过流元件开放SW3:投入时收到外部跳闸信号时失灵保护瞬时联跳相应相SW4:投入低功率因素元件开放的发变三跳起动失灵保护SW5:投入经零序过流元件开放的发变三跳起动失灵保护SW7:投入负序过流开放的发变三跳起动失灵保护；SW8:投入死区保护。TOCT*JB1IWJCIO IOQZD起动起动LQ10 4.0110 L021.0 IDZLL01次灵次灵L024-TKJCT*JBT1.25ZiIt+0 2InLQIEIQLQL10即匸丄（U扎TA）堆LTDILCI1失灵失灵L02-nT*JCT*JBIllfJAIMAXAI1.25Al

12、tIOQZDII：10LO!IOL02图 4.3 断路器失灵保护和死区保护输入量处理图 4.4 联跳回路及死区保护动作逻辑图图 4.5 失灵保护及不一致保护动作逻辑图瞬时联跳回路该回路经 SW3 由用户设定,当收到 A, B, C 单相跳闸信号时,而且该相高定值 电流元件动作，经 SW3 瞬时起动分相跳闸回路 TA、TB、TC。当收到三相跳闸 信号 T ABC 或T ABC2 时,而且任一相高定值电流元件动作，经 SW3 瞬时起动分 相跳闸回路 TJA、 TJB、TJC。联跳三相回路当收到而且仅收到二相跳闸信号时，经 15ms 延时联切三相。联跳三相回路中 A, B,C 相跳闸均保持信号,两两

13、相与后分别为 AB, BC,CA 二相的跳闸保持信号,如有二相以上跳闸，这时三相又不动作，则短延时 15ms 后发三相跳闸。死区保护回路某些结线方式下（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。 此时需要失 灵保护动作跳开有关断路器。考虑到这种站内故障，故障电流大，对系统影响较大。而失灵保护动作一般要 经较长的延 时,所以 LFP-921B 中考虑了动作时间比失灵保护快的死区保护。死区保护的动作逻辑为：当装置收到三跳信号 T ABC1、T ABC2 ,或 T A、T B、T C同时动作，这时过流元件 L SQ

14、 动作，对应断路器跳开，装置收到三相 TWJ , 受 SW8 （SQ控制经整定的时间 延时（TSQ 起动死区保护。出口回路与失灵保护一致 动作后跳相邻断路器。断路器失灵保护 1:故障相失灵按相对应的线路保护跳闸接 点和失灵过流高定值都动作后先经可整定的延 时（TST 发三相跳闸命令跳本断路器 三相，再经可整定的延时（TSL 发失灵保护动作跳相邻断路器。故障相失灵可通过整 定控制字 SW1（L0SL 选择是否经可整定定值（L01 的零序过流开放。2:非故障相失 灵由三相跳闸输入接点保持失灵过流高定值动作元件，并且失灵过流低定值动作元 件同时动作，此时输出的动作逻辑先经可整定的延时（TST 发三相

15、跳闸命令跳本断路 器三相，再经可整定的延时（TSL发失灵保护动作跳相邻断路器。3:发、变三跳起动失灵由发、变三跳、收远跳、等起动的失灵保护可分别经 低功率因素、过电压、和零序过流三个辅助判据开放。三个辅助判据均可由整定 控制字投退。输出的动作逻辑先经可整定的延时（TST 发三相跳闸命令跳本断路器三相，再经 可整定的延时（TSL 发失灵保护动作跳相邻断路器。失灵保护及死区保护动作均闭锁重合闸。注：低功率因素元件动作原理装置采用比相器算法构成低功率因素元件,其动作条件：ZD cos |cos |式中：为一相电压与电流的相角差测量值ZD为装置整定值 PLzd,整定值范围为 009045。实际计算中，

16、当装置整定为 ZD时,低功率因素元件动作范围是 ZD ZD-180, ZD ZD-诃UT-2J-UfrlQUri5S5 Ktscs5.1 保护动作符号1 TLT -单相联跳保护动作；2 LTst -三相联跳保护动作；3 TST -经整定值延时三跳出口动作；4 TSL -经整定值延时失灵保护动作；5 T2P -两相跳闸短延时联跳三相；6 TSQ -经整定值延时死区保护动作；7 BYZ -不一致保护动作；8 TEN -充电保护动作（I、II 段动作9 CH -重合闸动作；10 NPR -重合闸未充电/停用/三重方式/等由重合闸勾通的三相跳闸。5.2 装置报警符号1 RAM ,EPROM,EEPRO

17、M - RAM,EPROM,EEPROM 区检测错误；2 TWJ -TWJ 接点与对应相电流同时存在；3 CPU1 COMU,CPU2 COMU - MONI 与 CPU1,CPU2 通讯错误;4 VFC - VFC 检测错误;5 PT - PT 断线报警；6 DATA ERROR -数据检测错误;7 EEPROM WR -写 EEPROM 错误;8 OPT DC -光耦错误;9 LOQ -零序电流长期起动；1OTA,TB,TC,HJ -跳闸,合闸出口回路异常；11 LQ -电流突变量长期起动。装置报警经 10 秒延时后,报警继电器 BJJ 动作，其中 EEPROM WR, TA , TB ,

18、TC , HJ 将闭锁整套装置。5.3 开关量输入符号1 CH_1 -重合先合投入压板；2 CD -充电保护投入压板3 TWJA - A 相跳闸位置接点；4 TWJB - B 相跳闸位置接点；5 TWJC - C 相跳闸位置接点；6 TA - A 相跳闸接点；177 TB - B 相跳闸接点；8 TC - C 相跳闸接点；9 TRABC1 -线路保护三相跳闸接点；10 TRABC2 -发电机，变压器，过压或远跳保护三相跳闸接点；11 HYJ -合闸压力降低接点；12 BCH -闭锁重合闸接点;23413 CH1, CH2 -重合闸方式接点。6.使用和安装6.1 输入输出端子装置的输入输出接线端

19、子图见图 6.1。装置的电压及接点的输入输出采用 30 线转插件。图中 A, B二插头是输出接点,C为输入交流电压和开关量,DD为电流端子及 直流电 源端子,EE 为 RS232 串行接口,FF 为串行打印机。1819图 6.1 输入输出端子图6.2 结构与安装装置为单层 4U 标准机箱，用嵌入式安装于保护屏上，机箱结构和屏面开孔图分别见图 6.2.a 和图 6.2.bA CBDD1678910NO. A1234BCSLJ-1BJJ-1BSJ-1XJH-1XJT-1GSJ2-1GSJ2-2XJH-2XJT-2BJJ-2BSJ-2SLJ5-2SLJ6-1SLJ5-1TJC-3TJB-3TJA-3

20、A5678910NO. ABCJSJ-1JSJ-2SLJ3-1SLJ3-2TJC-1TJB-1TJA-1BSLJ4-1SLJ4-2HJ-1SLJ2-1SLJ1-1TJC-2TJB-212345678910NO. ABC UNXUBX1TWJ-A 输入 公共 CH1TRC CH2TRB重合先合TWJ-B TRABC1 线路三跳低气压TWJ-C 复归信号对时 UCX发变三跳闭锁重合UNM UAX打印 UAMTRA12358769TXDRXDGND4EE 与 PC 通讯IB I0 DC+358769TXDGND4FF （去打印机BUSY12358769IBIA 4IC 101112IAIC10DC-

21、地TJA-2DD 交流电流输入、直流电源输入各输出、输入 端子排列示意图 勾通三跳 公共 SLJ2-1 跳闸出口跳闸出口二组12 保护勾通三跳公共I50图 6.2.a 机箱结构图图 6.3 面板布置图图 6.2.b 屏面开孔图6.3 装置面板布置图图 6.3 是面板布置图，其中：1 DC 为直流逆变电源,设有电源监视灯；2 AC 为交流电压、电流输入模件；3 OPT 光耦模件，将输入开关量信号经光电隔离输入到装置内部；4 VFC 为电压频率变换器，将交流模拟量电压转换成相应的频率信号，5 为试验电流，电压输入端；5 CPU1 为断路器失灵保护,三相不一致保护和死区保护,0P 为运行正常监视 灯

22、，DX 为 PT 断线报警；6 CPU2 自适应自动重合闸,0P 为运行正常监视灯,CD 是重合闸 充电”指示 灯，充电”时间到灯亮；7 MONI 为管理 CPU；其 1 是四行液晶显示器，正常运行时，显示当前时间，测量电流电压的幅值和 相位。20其 2 是 9 位小键盘，用以查寻和修改定值，检查装置内状态等。其 3 是保护定值换档拨轮开关，共 08 九组定值。另一档 9 是专供由串行口与 上位机联系，由远方修改整定值使用。其 4 为一个二投切换开关，正常运行时应置运行位置，当修改定值时，除通过 键盘修改外，必须将此开关置修改位置，新的定值才能进入装置。8 SIG 为信号及转换模件,OP 为装

23、置正常运行监视灯,TA、TB、TC 为保护 跳闸信号，CH 为重合闸信号；9 OUT1、OUT2 为各输出继电器。7.整定方法及用户选择装置的定值单见表 7.17.47.1 装置运行额定值表 7.1 是保护运行的额定值。定值单中的定值均为二次值。表 7.1 LFP-921B 断路器保护装置运行额定值序号定值名称定值符号典型值整定值1 额定电流2 额定电压相3 系统频率注意：下面各定值单中的定值按 In=5A 给出，括号（中是对应于 In=1A 时的定 值范围。7.2 管理机（MONI 定值单管理机的定值单如表 7.2 所示7.2.1 lOqzd:零序过流起动元件定值，按躲过稳态最大零序不平衡电

24、流整定，定 值取 0.1 到 0.5 In,级差 0.011 n。7.2.2 LINE:系统中的断路器编号。序号序号定值符号定值符号典世值典世值整宦值整宦值1獭定电流獭定电流In5A(1A)2额泄电压额泄电压Vn57. TV/相相3系统频率系统频率F50Hz(60Hz)723 ADDR:由变电站监控装置识别的装置编号，在 0 至 255 范围内任意设定724 方式控制字 SW:PRN:为打印控制字，当为“ 1 时，被保护线路发生故障后待保护整组复归后自 动起动打 印故障报告。如为“ 0 时,则由人工按下打印按钮后才起动打印报告。表 7.2 LFP-921B 装置管理机整定单序号定值名称定值符号

25、整定范围整定值1 零序起动电流2.5A（0.12 线路编号（根据实际系统编号3 地址码 04 运行方式控制字：PRN:为“ 1 时自动打印故障报告,为“ 0 时手动启 动打印 按钮7.3 LFP-921B 断路器保护（CPU1 定值单0P8 OPCDLFP-921Bnnl I0FOTAICCHLFP-921B 断路器保护定值单如表 7.3 所示表 7.3 LFP-921B 装置 CPU1 定值单序号定值名称定值符号整定范围整定值1 失灵保护过流元件高定值 0.550A(0.12 失灵保护过流元件低定值 0.550A(0.13 零序起动电流定值 0.52.5A(0.14 失灵零序过流定值 0.5

26、50A(0.15 三相不一致零序过流定值 0.550A(0.16 死区保护过流定值 0.550A(0.17 充电保护过流I段定值 0.550A(0.18 充电保护过流U段定值 0.550A(0.19 低功率因素过流定值 0.550A(0.110 负序过流整定值 0.550A(0.111 不一致时间整定值 0.01S 12 三相跳闸时间整定值 0.01S 13 失灵保护时间整定值 0.01S 14 死区保护时间整定值 0.01S 15 充电保护I段定值 0.01S 16 充电保护U段定值 0.01S 17 低功率因素角整定值 45 90运行方式控制字(某位=1,对应功能投入(1 L0SL (经零

27、序电流开放的失灵保护投入(2BYZ (不一致保护投入(3 LT (联跳投入(4 PL (低功率因素起动和经低功率因素开放的发变三跳失灵投入(5 STO (经零序电流开放的发变三跳失灵保护投入(6 BYZO (不一致保护经零序电流闭锁开放(7 I2(经过负序过流开放的发变三跳失灵保护投入(8 SQ 死区保护投入(9 CDBH1 (充电保护I段投入(10 CDBH2 (充电保护U段投入7.3.1 SLHzd:失灵保护过流继电器高定值。7.3.2 SLLzd:失灵保护过流继电器低定值。7.3.3 l0Qzd:零序过流起动元件定值，按躲过最大零序不平衡电流整定 机零序起动值一致,定值范围 0.11 n

28、 到 0.51 n,级差 O.OIIn。7.3.4 L01:失灵保护零序过流继电器定值。7.3.5 L02:不一致保护零序过流继电器定值。,与管理7.3.6 TBYZ:不一致保护时间整定值。7.3.7 TST:联跳三相时间整定值。7.3.8 TSL:失灵保护时间整定值。7.3.9 PLzd:低功率因素元件，角度整定值。7310 CPU1 方式控制字 SW:运行方式字在定值输入时输入,用作保护运行功 能的切换，表 7.3 已对各位功能作了说明。LFP-921B 装置断路器保护与原 LFP-921B 相比,CPU1 增加了充电保护功能。充电保护用两段电流和时间定值均可设置的带延时的电流保护实现。电

29、流取自 本断路器 CT,与断路器失灵保护共用。充电保护可经充电保护投入压板及整定值中充电保护投入控制字投退。7.4 重合闸(CPU2 定值单重合闸定值单如表 7.5 所示表 7.4 LFP-921B 装置 CPU2 定值单序号定值名称定值符号整定范围整定值1 零序起动电流整定值 0.52.5A(0.12 后合重合闸延时整定值 0.01S 3 充电时间整定值 0.01S 4 后合侧不合，跳闸延时整定值5 单重时间整定值 0.01S 6 三重时间整定值 0.01S 7 检同期角度整定值 0 90运行方式控制字(某位=1,对应功能投入(1 CH (重合闸投入(2 TQ (检同期投入(3 UL (检无压投入(4 KC (三重不检投入(5 M_BR (线-线串中开关设置投入(6 TWJD (TWJ 起动单重投入(7 TWJS (TWJ 起动三重投入(8 NGS (未充电沟三投入(9 UH (后合经检线路有压投入741lOqzd:零序过流起动值，按躲过最大零序不平衡分量整定，与管理机零序 起动值一致。742TYSzd:线路一端重合闸后合断路器增加