7110B第三章节装置功能及实现原理.docx
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7110B第三章节装置功能及实现原理
第三章装置功能及实现原理
3-1.装置的功能
1.保护及配置功能
序号
保护及配置功能
1
电流速断保护(带方向闭锁;低压闭锁;负序电压闭锁;可选配)
2
限时电流速断保护(带方向闭锁;低压闭锁;负序电压闭锁;可选配)
3
过流保护(带方向闭锁;低压闭锁;负序电压闭锁;后加速;可选配)
4
电流闭锁电压速断(带方向闭锁;可选配)
5
定时限过负荷保护
6
反时限过负荷保护(采用一般;非常;极端三种标准曲线方程;可选配)
7
负序电流保护
8
过电压保护
9
低电压保护
10
零序过流Ⅰ段保护(带方向闭锁、零序电压闭锁;可选配)
11
零序过流Ⅱ段保护(带方向闭锁、零序电压闭锁;可选配)
12
零序过流Ⅲ段保护(带方向闭锁;零序电压闭锁;后加速;可选配)
13
零序过压保护
14
母线充电保护
15
重合闸与后加速
16
BZT备用电源自动投入
17
小电流接地选线(用于中性点非接地系统、中性点经消弧线圈接地系统)
18
系统单相接地
19
母线及TV监视
20
低频低压解列(带低压闭锁、方向闭锁、滑差闭锁;可选配)
21
高频高压解列(带低压闭锁、滑差闭锁;可选配)
22
三相二次重合闸(可用于电力/铁路;一、二次可选配;检无压、检同期、不检定;可选配)
23
TV、TA断线报警
24
环境温度报警
25
录波功能
注:
装置的保护监控功能(除母线TV监视外)可以灵活进行软件二次配置,但必须是装置调试口与计算机的RS-232接口连接后,用新世纪公司专用功能配置软件设置。
在上位机或单元上无法设置和修改,只能显示查看其配置情况。
具体功能设置根据用户所签技术协议及商务合同配置,若某项功能未被开放,则相关的设置和功能取消,同时取消相关的画面显示,因此在装置出厂前必须根据要求对其进行软件二次配置。
2.测量功能
序号
电气参数
精度
1
电流(Ia、Ib、Ic、Io)
0.2%
2
电压(Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、Uo、Ux)
0.2%
3
频率(fm、fx)
0.01Hz
4
功率(P、Q)、功率因数(COSΦ)
0.5%
5
积分电度(Ph、Qh)
-
6
直流信号(4~20mA或0~5V)
1%
7
环境温度T
-
注:
功率的计算方法
母线TV为Y/Y接法时,功率用三瓦计算法;母线TV为V/V接法时,功率用二瓦计算法。
3.监视功能
序号
项目
备注
1
20路开关量
采用数字滤波技术和防接点抖动确认时间,保证遥信正确率100%
1、开关量输入的
号端子接断路器常闭,
号端子接断路器常开(双位置遥信)
2、弹簧未储能状态、SF6气压状态监视
3、装置的20路开关量状态信号都可作为遥信量上传调度,但要在装置公共定值配置中将需要遥信上传的某位开关量配置,可选择开关量状态作为0到1变位上传或状态量作为1到0变位上传。
2
系统异常告警
控制电源失电告警、合闸回路断线告警、跳闸回路断线告警、TA断线告警、TV断线告警,可通过控制字选择告警是否投入。
3
装置自检
对装置内部监视,发生异常时告警。
4.控制功能
序号
项目
备注
1
断路器控制
装置自带分/合按键实现就地操作
就地/远方切换,可通过面板或软件设置;
操作回路具有硬件防跳保持功能;
2
隔离开关控制
如果配置电动刀闸:
可对母线侧、线路侧、旁路侧隔离开关进行控制
3
继电器输出
装置提供14路继电器出口,其中12路用于保护监控控制输出,2路用于告警及中央信号输出
5.统计功能
序号
项目
备注
1
断路器运行时间
即每次合闸开始累计到分闸的运行时间,为本次投入运行的时间,与以前运行累计时间相加为总累计时间,单元投运前的累计运行时间由键盘输入。
2
断路器跳合闸次数
自单元投入运行起,记录操作合闸、操作分闸、保护分闸、重合闸、外部分闸,分别统计断路器操作次数,单元投运前的次数,由键盘输入。
序号
项目
备注
3
母线电压合格率统计
母线电压在Un±10V和频率在fn±1%(0.5或0.6HZ)范围内为合格
4
断路器合闸动作时间
指合闸出口到断路器的触点返回时间
5
合闸时最大冲击电流
记录合闸时三相测量电流中最大相
6.事件记录和故障录波
EDCS-7110B保护监控装置支持事件记录和故障录波功能,与电力系统安全运行相关的所有事件均能进行记录,时间分辨率小于1ms,在线记录事件16条,掉电不丢失,便于故障原因分析和设备缺陷诊断。
用户可根据运行需要,设定故障录波的触发方式(命令启动、开关量启动、保护启动启动、保护动作启动)只要事件出现,装置就能自动将发生该事件前后的电流、电压、开关状态等信息完整真实的记录下来。
7.事故报警信号、故障报警信号产生原理及使用原则
A.产生事故报警信号的原因
a.各种保护动作事故信号;
b.开关量输入状态变化触发的事故信号。
B.产生故障报警信号的原因
a.各种保护动作故障信号;
b.开关量输入状态变化触发的故障信号。
c.TA、TV断线报警信号;
d.控制电源失电报警信号;
e.分、合闸回路断线报警信号;
f.装置温度越限报警信号。
C.装置前面板有指示灯指示故障、事故信号,同时支持故障、事故信号继电器输出,用于连接事故音响、预告音响小母线。
D.消除事故报警、故障报警信号操作
报警出口根据需要可配置为延时出口或连续出口方式。
当配置为延时出口方式,
报警输出整定时间返回;当配置为连续出口方式时,报警输出持续动作。
以上两种方式都可以通过主机或单元专用复归命令清除使报警出口继电器释放。
3-2.保护原理
1.功率方向
本装置的相间方向元件采用90°接线方式。
按相启动,各相电流元件与以下图中相应电压构成方向元件。
相间方向元件
I
U
A
IA
UBC
B
IB
UCA
C
IC
UAB
图3-1a以A相方向元件为例的
正方向动作相量图
图3-1b以A相方向元件为例的
反方向动作相量图
以上表格表示:
方向元件对应关系。
注:
电流超前电压方向角为“-”,电流滞后电压方向角为“+”;
正方向动作区间,-120°≤arg≤30°;
反方向动作区间,60°≤arg≤180°及-180°≤arg≤-150°。
其中,-180°~0°相当于单元显示的180°~360°。
3-3.保护动作原理与逻辑
1.三段式电流保护
电流速断、限时电流速断、过流保护构成三段式电流保护,每段可选择经正、反方向闭锁、低电压闭锁或负序电压闭锁,并且每段可配置不同时限。
负序电压反应系统不对称故障,低电压反应系统对称故障。
动作判据:
A.复合电压元件:
min(Uab、Ubc、Uca)
其中,Uab、Ubc、Uca为线电压,U2为负序电压,Uxz为低电压定值,Ufxz为负序电压定值。
B.
功率方向元件:
采用90°接线方式,电流取自本线路TA,电压取自母线TV。
正方向动作区间,-120°≤arg≤30°;
反方向动作区间,60°≤arg≤180°及-180°≤arg≤-150°。
其中,-180°~0°相当于单元显示的180°~360°。
电流超前电压方向角为“-”,电流滞后电压方向角为“+”。
C.过流元件:
电流取的本侧TA,当任一相满足条件时,保护动作。
Ia>Ixz,Ib>Ixz,Ic>Ixz
其中,Ia、Ib、Ic为相电流,Ixz为正方向电流整定值,Ixf为反方向电流整定值,txz为正方向动作延时,txf为反方向动作延时,tbs为闭锁出口延时。
注:
+Fa——A相正方向元件启动
+Fb——B相正方向元件启动
+Fc——C相正方向元件启动
-Fa——A相反方向元件启动
-Fb——B相反方向元件启动
-Fc——C相反方向元件启动
说明书后面遇到均是如此。
图3-2a电流速断保护正/无方向逻辑框图
图3-2b电流速断保护反方向逻辑框图
电流速断保护配置表:
Kb1
电流速断保护投入
Kb2
电流速断方向闭锁
Kb3
电流速断带正方向
Kb4
电流速断带反方向
Kb5
电流速断带低电压启动
Kb6
电流速断带负序电压启动
Kb7
电流速断正/无方向动作出口
Kb8
电流速断正/无方向保护闭锁出口
Kb9
电流速断正/无方向保护启动重合闸
Kb10
电流速断反方向动作出口
Kb11
电流速断反方向保护闭锁出口
Kb12
电流速断反方向动作启动重合闸
Kb13
一次重合闸
Kb14
二次重合闸
Kb15
录波配置
Kb16
正/无方向动作闭锁BZT出口
Kb17
反方向动作闭锁BZT出口
图3-3b限时电流速断反方向逻辑框图
限时电流速断保护配置表:
Kb1
限时电流速断保护投入
Kb2
限时电流速断方向闭锁
Kb3
限时电流速断带正方向
Kb4
限时电流速断带反方向
Kb5
限时电流速断带低电压启动
Kb6
限时电流速断带负序电压启动
Kb7
限时电流速断正/无方向动作出口
Kb8
限时电流速断正/无方向保护闭锁出口
Kb9
限时电流速断正/无方向动作带重合闸
Kb10
限时电流速断反方向动作出口
Kb11
限时电流速断反方向保护闭锁出口
Kb12
限时电流速断反方向动作启动重合闸
Kb13
一次重合闸
Kb14
二次重合闸
Kb15
录波配置
Kb16
正/无方向动作闭锁BZT出口
Kb17
反方向动作闭锁BZT出口
图3-4a过流保护正/无方向逻辑框图
过流保护配置表:
Kb1
过流保护投入
Kb2
过流保护方向闭锁
Kb3
过流保护带正方向
Kb4
过流保护带反方向
Kb5
过流保护带低压启动
Kb6
过流保护带负序电压启动
Kb7
过流保护正/无方向动作出口
Kb8
过流保护正/无方向保护闭锁出口
Kb9
过流保护正/无方向动作启动重合闸
Kb10
过流保护反方向动作分闸出口
Kb11
过流保护反方向保护闭锁出口
Kb12
过流保护反方向动作启动重合闸
Kb13
一次重合闸
Kb14
二次重合闸
Kb15
录波配置
Kb16
正/无方向动作闭锁BZT出口
Kb17
反方向动作闭锁BZT出口
2.电流闭锁电压速断
当系统运行方式变化很大时,瞬时电流速断保护范围很小,甚至没有保护区,为了在不增加保护动作时间的前提下,扩大保护范围,采用电流电压联锁保护。
动作判据:
A.电压元件:
min(Uab、Ubc、Uca) B. 功率方向元件: 电流取本线路TA,电压取母线侧TV; 正方向动作区间,-120°≤arg≤30°; 反方向动作区间,60°≤arg≤180°及-180°≤arg≤-150°。 其中,-180°~0°相当于单元显示的180°~360°。 C.过流元件: 电流取本线路TA; Ia>Isz,Ib>Isz,Ic>Isz; 其中,Ia、Ib、Ic为相电流,Isz为电流定值,tbs为闭锁出口延时。 以上两个条件同时满足保护启动。 图3-5b电流闭锁电压速断反方向逻辑框图 电流闭锁电压速断配置表: Kb1 电流闭锁电压速断投入 Kb2 电流闭锁电压速断方向闭锁 Kb3 电流闭锁电压速断带正方向 Kb4 电流闭锁电压速断带反方向 Kb5 电流闭锁电压速断正/无方向出口 Kb6 电压速断正/无方向保护闭锁出口 Kb7 电压速断正/无方向动作启动重合闸 Kb8 电流闭锁电压速断反方向出口 Kb9 电压速断反方向保护闭锁出口 Kb10 电压速断反向动作启动重合闸 Kb11 TV断线闭锁 Kb12 正/无方向动作闭锁BZT出口 Kb13 反方向动作闭锁BZT出口 Kb14 一次重合闸 Kb15 二次重合闸 Kb16 录波配置 3.定时限过负荷保护 动作判据: Ia>Ihz,Ib>Ihz,Ic>Ihz,任一相满足条件时保护动作。 其中,Ia、Ib、Ic为三相测量或保护电流,可经控制字选择TA,Ihz为电流整定值,th1为告警延时,th2为分闸出口延时,tbs为闭锁出口延时。 定时限过负荷配置表: Kb1 过负荷保护投入 Kb2 过负荷动作报警 Kb3 过负荷保护动作出口 Kb4 过负荷保护闭锁出口 Kb5 电流类型选择: 保护(√)/测量(ⅹ) Kb6 电流类型Ⅱ选择: 三相平均值(√)/最大值(ⅹ) Kb7 过负荷动作闭锁BZT出口 Kb8 录波配置 4.反时限过负荷保护 本装置反时限过流保护符合IEC标准,可通过整定选择IECA(一般反时限)、IECB(非常反时限)、IECC(极端反时限)三种反时限特性任一种。 注: 其中 t: 动作时间;Tp: 反时限热积累系数;I: 故障电流; tbs: 闭锁出口延时;Iq: 反时限启动电流。 反时限过负荷配置表: Kb1 反时限过负荷保护投入 Kb2 反时限过负荷保护启动报警 Kb3 反时限过负荷保护动作出口 Kb4 反时限过负荷保护闭锁出口 Kb5 反时限动作返回方式: 瞬时(√)/累计(ⅹ) Kb6 反时限特性曲线选择1(说明见第四章) Kb7 反时限特性曲线选择2 Kb8 电流类型选择: 保护(√)/测量(ⅹ) Kb9 反时限过负荷动作闭锁BZT出口 Kb10 录波配置 5.负序过流保护 主要反映线路不对称短路故障。 负序电流根据保护TA计算。 动作判据: I2>Ifz I2为负序电流,Ifz为负序电流整定值,tfi为保护分闸出口延时,tbs为闭锁出口延时。 图3-8负序过流保护逻辑框图 负序过流保护配置表: Kb1 负序过流保护投入 Kb2 负序过流保护动作出口 Kb3 负序过流保护启动重合闸 Kb4 负序过流保护闭锁出口 Kb5 TA断线闭锁 Kb6 负序过流动作闭锁BZT出口 Kb7 一次重合闸 Kb8 二次重合闸 Kb9 录波配置 6.过电压保护 本保护任一线电压高于定值即Ugy>Ugz启动保护,其中Ugy为Uab、Ubc、Uca线电压,Ugz为过电压保护定值,tgu1为告警延时,tgu1为分闸出口延时,tbs为闭锁出口延时。 动作判据: Uab>Ugz、Ubc>Ugz、Uca>Ugz,任一项满足条件保护动作。 过电压保护配置表: Kb1 过电压保护投入 Kb2 过电压保护动作出口 Kb3 过电压保护闭锁出口 Kb4 过电压保护动作闭锁BZT出口 Kb5 录波配置 7.低电压保护 本保护可通过配置选择任一线电压或三相线电压同时低于定值起动保护,并可设置TV断线闭锁功能,Udy 动作判据: Uab 图3-10低电压保护逻辑框图 低电压保护配置表: Kb1 低电压保护投入 Kb2 低电压保护动作出口 Kb3 低电压保护闭锁出口 Kb4 低电压判别相数: 单相(ⅹ)/三相(√) Kb5 TV断线闭锁低电压保护 Kb6 录波配置 8.零序方向过流保护 本保护反映单相接地故障,作为变压器后备保护,采用0°接线,方向可通过控制字投退,零序电压闭锁未配置时,方向配置无效。 可按需要配置三段,每段可配不同时限。 动作判据: A.零序过流元件: I0>I0zd 其中I0为零序电流,I0zd为零序电流定值,tj01为零序过流Ⅰ段延时,tb01为Ⅰ段闭锁出口延时,tj02为零序过流Ⅱ段延时,tb02为Ⅱ段闭锁出口延时,tj03为零序过流Ⅲ段延时,tb03为Ⅲ段闭锁出口延时。 B. 零序功率方向元件: 3U0~3I0夹角Φ,3U0可通过整定值投退,定值可选。 动作正方向动作区间: -60° 注: +F0——零序正方向元件启动 说明书后面遇到均是如此。 图3-12a零序过流I段保护逻辑框图 零序过流Ⅰ段配置表: Kb1 零序过流Ⅰ段保护投入 Kb2 零序过流Ⅰ段保护方向闭锁 Kb3 零序过流Ⅰ段保护动作出口 Kb4 零序过流Ⅰ段保护闭锁出口 Kb5 零序过流Ⅰ段保护启动重合闸 Kb6 零序电压闭锁 Kb7 零序过流Ⅰ段保护动作闭锁BZT出口 Kb8 一次重合闸 Kb9 二次重合闸 Kb10 录波配置 零序过流Ⅱ段配置表: Kb1 零序过流Ⅱ段保护投入 Kb2 零序过流Ⅱ段保护方向闭锁 Kb3 零序过流Ⅱ段保护动作出口 Kb4 零序过流Ⅱ段保护闭锁出口 Kb5 零序过流Ⅱ段保护启动重合闸 Kb6 零序电压闭锁 Kb7 零序过流Ⅱ段保护动作闭锁BZT出口 Kb8 一次重合闸 Kb9 二次重合闸 Kb10 录波配置 图3-12c零序过流Ⅲ段保护逻辑框图 零序过流Ⅲ段配置表: Kb1 零序过流Ⅲ段保护投入 Kb2 零序过流Ⅲ段保护方向闭锁 Kb3 零序过流Ⅲ段保护动作出口 Kb4 零序过流Ⅲ段保护闭锁出口 Kb5 零序Ⅲ段保护启动重合闸 Kb6 零序电压闭锁 Kb7 零序过流Ⅲ段保护动作闭锁BZT出口 Kb8 加速跳出口方式: 0ms(ⅹ)/100ms(√) Kb9 一次重合闸 Kb10 二次重合闸 Kb11 录波配置 9.零序过压保护 作为线路接地故障的后备保护,接于TV开口三角形二次回路。 动作判据: U0>U0z 其中U0为零序电压,U0z为零序电压整定值,tu0Z为零序过压延时,tbs为闭锁出口延时。 零序过压配置表: Kb1 零序过压保护投入 Kb2 零序过压保护动作出口 Kb3 零序过压保护闭锁出口 Kb4 零序过压保护启动重合闸 Kb5 零序过压保护动作闭锁BZT出口 Kb6 一次重合闸 Kb7 二次重合闸 Kb8 录波配置 10.母线充电保护 用于母线的故障。 动作判据: 在合上闸的tcdz时间内max(Ia、Ib、Ic)>Icdz 其中Icdz为电流整定值,tcdz为充电时间延时,tbs为闭锁出口延时。 图3-14母线充电保护逻辑框图 母线充电保护配置表: Kb1 母线充电保护投入 Kb2 母线充电保护动作出口 Kb3 母线充电保护动作闭锁出口 Kb4 母线充电保护动作闭锁BZT出口 Kb5 录波配置 11.重合闸与后加速 本装置重合闸类型分为电力系统用和铁路系统用两种。 重合闸启动有两种类型;不对应启动和保护启动。 当重合闸不投时可选择整定控制字退出,通过整定选择检同期、检无压、不检定。 检同期、检无压的线路电压可以是额定100V或57.7V。 线路检无压定值可以根据定值选择,检同期时两侧电压必须大于80V,重合闸必须在充电完成后有效,线路在正常运行状态,无外部闭锁重合闸信号,经20S充电完成。 用于铁路系统时,重合闸充电时间为闭锁时间逻辑原理及时序表如下: 图3-15a用于电力系统重合闸及后加速时序图 注: Utc——压差整定值; ftc——频差整定值; Uwy——检无压门槛整定值; tcb——重合闸延时。 重合闸配置表: Kb1 保护动作启动重合闸 Kb2 不对应启动重合闸 Kb3 母线有压闭锁重合闸 Kb4 线路有压闭锁重合闸 Kb5 重合闸检无压方式 Kb6 重合闸检同期方式 Kb7 重合闸不检定方式 Kb8 加速跳动作出口 Kb9 手合后加速跳 Kb10 SF6气压异常闭锁重合闸 Kb11 弹簧操作机构未储能闭锁重合闸 Kb12 分、合回路异常闭锁重合闸 Kb13 控制电源异常闭锁重合闸 Kb14 重合闸方式: 铁路(√)/电力(ⅹ) 3-4.控制功能 1.低频、低压解列 本保护是具有低电压闭锁、方向闭锁及滑差闭锁功能的解列保护,当装置运行时,频率必须在50±0.5Hz,才开放保护。 当系统发生故障,频率下降过快,超过滑差定值时瞬时闭锁保护。 动作判据: A.低频解列: fm B.低压解列: U 其中,U为线电压(Uab、Ubc、Uca线电压,可选任一线电压或三相线电压满足)。 C.低频、低压解列: 以下条件中方向闭锁可投退、滑差可投退,同时满足,保护即动作。 fm 其中,fm为频率,U为电压值,df/dt为滑差,Ia、Ib、Ic为三相测量电流,fjd为低频定值,Ujd为低电压闭锁定值,fdc为滑差定值,Ijd为电流闭锁定值,tjd为动作延时,tbd为闭锁出口延时。 图3-17b低频解列反方向逻辑框图 图3-17d低压解列反方向逻辑框图 图3-17f低频低压解列反方向逻辑框图 低频低压解列配置表: Kb1 解列投入 Kb2 低电压判别相数: 单相(ⅹ)/三相(√) Kb3 TV断线闭锁 Kb4 低频解列投入 Kb5 低频解列滑差闭锁 Kb6 低频解列电流闭锁 Kb7 低频解列方向闭锁 Kb8 低频解列带正/反方向: 正(ⅹ)/反(√) Kb9 低频解列正/无方向动作出口 Kb10 低频解列反方向动作出口 Kb11 低频解列保护闭锁出口 Kb12 低压解列投入 Kb13 低压解列电流闭锁 Kb14 低压解列方向闭锁 Kb15 低压解列带正/反方向: 正(ⅹ)/反(√) Kb16 低压解列正/无方向动作出口 Kb17 低压解列反方向动作出口 Kb18 低压解列保护闭锁出口 Kb19 低频、低压解列投入 Kb20 低频、低压解列滑差闭锁 Kb21 低频、低压解列电流闭锁 Kb22 低频、低压解列方向闭锁 Kb23 低频、低压解列带正/反方向: 正(ⅹ)/反(√) Kb24 低频、低压解列正/无方向动作出口 Kb25 低频、低压解列反方向动作出口 Kb2
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