LSA1116线路变压器组保护测控装置说明书

------------------------------------------------------------------------LSA1116线路变压器组保护测控装置说明书1

本配置及规格：

适用于66KV及以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中的线路变压器组保护及测控。

保护方面的主要功能有：

1）三相（或两相）式三段电流保护（速断、限时电流速断、过流），（带后加速、低压闭锁、方向保护）

2）三相一次重合闸(不对应启动、保护启动、检无压)

3）低频减载(带欠流闭锁，滑差闭锁)

4）零序方向保护

5）过负荷告警

6）PT断线

7）零序过流保护

8）电流越限告警

9）断路器失灵告警

10）电流回路异常

前7项保护均有软件开关，可分别投入和退出

远动功能

1）遥测：Ia、Ib、Ic、Ua

、Ub

、Uc

、F、P、Q、COSФ、3U0、3I0、I0

2）遥信：16个遥信（其中压力异常、弹簧未储能、远方就地信号、闭锁合闸、闭锁分闸、闭锁分合闸、手合、手跳、合位、分位装置已经定义，其余6个遥信用户可自行定义）

3）遥控：本线路的遥跳、遥合

通讯功能

装置可通过CAN网口进行通讯。

2

保护的主要技术参数

2.1

额定参数

交流电压：100V、57.7V

交流电流：5A、1A

频率：50Hz

直流电源：220V、110V，允许偏差+15%，-20%

直流电压：+5V、±12V

2.2

功耗

交流电流回路：

额定电流5A时，每相不大于1.0VA

额定电流1A时，每相不大于0.5VA

交流电压回路：

额定电压时，每相不大于0.5VA

直流电源回路：

正常工作，每个保护单元不大于25W

2.3

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

允许工作10s

40倍额定电流

允许工作1s

交流电压回路：1.5倍额定电压

连续工作

直流电源回路：80%～110%额定电压

连续工作

2.4

定值误差

电流和电压定值误差：＜±5%整定值

时间定值误差：

＜±1%整定时间+30ms（延时段）

＜40ms±10ms（无延时段）

df/dt误差:

1)在1~3

Hz/s范围内<0.2

Hz/S

2)3~10

Hz/s范围内<0.6

`Hz/S

返回系数:

过量继电器为0.95

欠量继电器为1.05

2.5

允许环境温度

正常工作温度：

0℃～40℃

极限工作温度：

-25℃～60℃

运输和贮存温度：

-40℃～70℃

2.6

电磁兼容性能

高频电气干扰

通过IEC255-22-IMH脉冲群干扰试验及GB6162

100kHz脉冲干扰试验。

静电放电通过

IEC255-22-2中严酷等级为Ⅲ级的静电放电试验。

辐射电磁场干扰

通过GB/T14598-1996规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。

快速瞬变干扰

通过IEC255-22-4标准规定的Ⅳ级(4kV±10%)快速瞬变干扰试验。

2.7

绝缘耐压

满足电力行业标准：DL478

2.8

机械性能

能够承受严酷等级为I级的震动响应，冲击响应。

2.9

遥测计量等级

电流,电压,频率:

0.2级

其他

0.5级

遥信分辨率

<0.2S

3

保护逻辑原理

外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种保护继电器，并计算各种遥测量。

Ia、Ib、Ic、输入为保护用模拟量输入，MIA、MIB

、MIC为测量用专用测量CT输入，保证遥测量有足够的精度。I0,零序电流输入作小电流接地选线用输入，零序电流的接入最好用专用零序电流互感器接入，若无专用零序电流互感器，在保证零序电流能满足小接地系统保护选择性要求前提下用三相电流之和即CT的中性线电流。

Ua、Ub、Uc输入在本装置中作为低周保护和测量用电压输入，与MIA、MIC一起计算形成本线路的P、Q、COSф。ULa作为重合闸检线路无压输入。

3.1

电流保护方向元件

三段相电流保护采用同一个方向元件，每段可独立投退。装置规定由母线流向线路为正方向，方向元件采用90°接线。当线电压均小于10V时，电压取故障前的记忆电压；当PT断线后，方向元件退出，为无方向的电流保护。正方向动作方程为：

－90°＜arg（Irej-30°/

Ur）＜90°

三相方向元件DA、DB、DC输入的交流量Ir、Ur。

装置采用记忆电压消除近区三相短路时方向元件的电压死区，死区线电压门槛取3V，方向元件的计算一直进行。当线电压大于3V时，使用当前线电压，否则使用记忆电压。

3.2

电流保护低电压闭锁元件

三段式电流保护为了提高保护灵敏度，每段均设置独立的低压闭锁元件，可以独立投退。每相电流保护只判断与之相关的线电压。

3.3

三段式电流保护

3.3.1

低压闭锁电流保护与电流方向保护

电流超过定值，线电压小于低电压定值，同时方向元件满足条件二个周波后，程序即判为保护启动条件满足，此时方向检查自动退出。具体原理见图3.1。

3.3.2

电流保护（三段式）

电流超过定值且时间大于整定延时后，装置即出口跳闸，同时发信。

3.4

关于后加速级保护

后加速开放时间为（2Thjs＋2秒）。即在断路器由跳位变合位后，无论手合或自动重合闸，后加速均开放（2Thjs＋2秒）。后加速保护应躲过线路外带用户变压器的励磁涌流，当其动作电流按躲过最大负荷电流整定时，应延时躲过励磁涌流，延时约200ms。后加速保护逻辑与电流保护完全一致。

3.5

三相一次重合闸

装置重合闸一般使用内部操作回路插件提供的断路器合位、跳位来判别，故控制回路断线应闭锁重合闸。

为了保证重合闸动作的一次性和在手动合闸于故障时不进行重合闸，重合闸需要有一个准备时间。在机械型继电器中，重合闸继电器由电容器的放电电流所激励，电容器的充电时间便是重合闸的准备时间。本装置则以软件逻辑模拟前述电容器的充放电时间，即在手动和自动合闸后，都需要经过20s的“充电”时间，重合闸功能才有效。断路器因故障跳闸或偷跳后，若重合闸已“充电”，则重合闸启动。经过重合闸延时后，就进行重合闸。

重合闸的启动有两种方式：不对应启动和保护启动。保护启动方式在保护动作跳开断路器后启动重合闸，断路器偷跳时不能启动重合闸。不对应启动时是在断路器由合位变为跳位后（非就地手动跳闸及远方遥控跳闸）进行重合。因此本装置逻辑判断上以不对应启动方式优先。

3.6

低频减载

装置频率测量取自母线电压Ua，故低频减载逻辑中加入了断路器合位判据，同时若母线电压小于欠压闭锁定值或频率超出42－52Hz的有效范围，低频减载自动闭锁。装置还设有低频减载外部投退压板的开入端子，可用于硬压板投退低频。低频减载设置滑差闭锁，用以区分系统频率下降的原因：当系统发生故障时，频率快速下降，滑差df/dt较大，此时闭锁低频减载；当系统有功不足时，频率缓慢下降，df/dt较小，此时开放低频减载。低频减载设置欠流闭锁：当负荷电流小于欠流定值时，可以认为该线路处于“休眠状态”，此时闭锁低频减载。欠流定值按躲过最小负荷电流整定。低频减载动作时，装置自动闭锁重合闸。

3.7

过负荷告警

装置独立设立过负荷告警，可投退，只判A相电流。过负荷告警原理见图3.4

3.8

零序方向告警（中性点不接地系统接地选线）

中性点不接地系统发生单相接地时，装置提供由零序套管CT供给的零序方向保护，用于单相接地告警或跳闸。标准配置中一般无跳闸功能，用户要求时，可以开放跳闸功能。

中性点不接地系统发生单相接地时，非故障线流过其自身电容电流，方向由母线流向线路，零序电流超前零序电压90°。故障线路流过母线上所有非故障线路的电容电流之和，方向由线路流向母线，零序电流落后零序电压90°。零序方向告警原理图见图3.5。

3.9

零序过流保护

装置独立设立零序过流保护，可投退，当零序电流I0超过定值且时间大于整定延时后，装置即出口跳闸，同时发信。零序过流保护原理见图3.6

3.10

母线接地告警

当装置接入PT开口三角电压时，该功能可判断小接地系统的单相接地。装置共提供四种投退方式，即10kVⅠ母接地、10kVⅡ母接地、35kVⅠ母接地、35kVⅡ母接地。用户可根据该装置接入的开口三角电压，灵活整定。装置亦根据投退类型发出不同的告警信号。

3.11

PT断线告警及闭锁保护

判据一：装置根据接入PT开口三角电压（3U0）和计算零序电压（3Uabc）判断PT是否断线。具体判据如下：

3Uabc＞57.7/4V且3U0＜57.7/8V，立即闭锁方向保护，延时4s发送。

3.12

断路器失灵告警

当装置发出跳闸脉冲2s后，开关仍无变位且保护没返回，则装置发断路器失灵告警信息。

3.13

电流越限告警

电流越限告警的投退和定值是由程序自动完成的，随三段式电流保护的投入而自动投入，同时取三段式电流保护电流定值最小者的90%，作为告警电流定值。若任一相电流超过该定值，则装置延时4s发信，该信号不上送。原理图如图3.9。

3.14

保护电流回路异常

正常情况下，保护采集两相电流或三相电流幅值不应有较大偏差。当不同相的电流相差超过20%，且超过10s延时时，则装置发电流回路异常自检信息，不闭锁保护，电流回路异常投退中用户可选择两相式保护或三相式保护。若选两相式保护，则只比较Ia、Ic，否则比较Ia、Ib、Ic。

4

接线端子说明

LSA1116线路变压器组保护测控装置的背部端子图，具体的电流接线可以根据现场的要求而定，不接的端子可以空着。

A为交流输入端子；

A1-A3分别接入三相相电压Ua、Ub、Uc、；

A5、A6为保护电流A相输入；

A7、A8为保护电流B相输入；

A9、A10为保护电流C相输入；

A11、A12为保护电流I0相输入；

A13、A14接入零序电压3U0；

A15、A16为测量电流A相输入；

A17、A18为测量电流B相输入；

A19、A20为测量电流C相输入；

A21、A22接入零序电流

3I0；

装置的保护电源和操作电源从端子上分开接入。装置内对保护电源采取了强化抗干扰措施。

B1-1～B1-3是CANBUS网口，联网时采用双绞线。

B1-10、B2-1～B2-7

、B2-8～B2-13是开关量输入端，输入信号经通讯口远传。

B2-14信号复归用于接入外部信号复归命令，例如集中组屏时，此端子引到屏上按钮，受控于屏上按钮的复归操作。

C1-6远控/就地端为受控的遥控正电源端。当切换开关安装在装置外部时使用该端子，当切换开关处于遥控位时，正电源引入遥控端。

C2-2保护跳闸；

C2-3重合闸；

C2-4、C2-5事故总信号接点，该继电器是磁保持的，掉电不复归；

C2-6、C2-7低周减载