DMP318平行线路的横联差动方向保护电流平衡保护说明书要点.docx
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DMP318平行线路的横联差动方向保护电流平衡保护说明书要点
DMP318型
横联差动方向保护/电流平衡保护
原理说明书
曲阜华能电气制造有限公司
2002年10月
DMP318平行线路的横联差动方向保护
一、简介
1.概述
DMP318型微机平行线路横联差动保护装置适用于110KV及以下电压等级的平行双回线路。
其主要功能如下:
保护功能:
1)横联差动方向保护(DMP318用于负荷侧时使用)
2)电流平衡保护(DMP318用于电源侧使用)
3)双回线路和电流保护:
三段低电压闭锁的方向过电流保护。
4)三段式和电流保护,检无压、检同期重合闸及后加速保护。
远动功能:
1)开关量
2)遥控
3)脉冲量
注:
远动功能中开关量的参数,遥控开关个数,一般根据工程实际配用
2.特点
1)透明化的软件设计,通过菜单可直接查看各电流的大小,相位关系,差电流大小及各种保护判据中需要使用的中间量,方便用户调试与装置投运后查找问题。
2)选用高性能、高可靠性、高集成度的宽温旱或工业级芯片;高精度阻容元件;进口密封继电器,确保了装置高温环境的可靠性。
3)抗干扰、抗震动的结构设计,全封闭金属单元机箱,箱内插板间加装隔离金属屏蔽板;高可靠性的进口接插件,加装固定档条。
4)抗干扰性增加,单元装置采取多重光电隔离,软硬件滤波,看门狗电路,智能诊断各种开放闭锁控制,ALLINONE的主板电路设计原则,新型结构设计等多种抗干扰措施。
5)体积小,模块小,既可安装于开关柜,构成分散式系统又可集中组屏。
6)大屏幕液晶汉字显示。
显示各种运行参数,保护整定值,保护电流投退等,操作简单,直观易学、易用。
7)软件实现模拟量精度调整,取消了传统的模拟通道的误差补偿电位等,不但简化硬件,更方便了现场调试、校验。
8)独到的远动试验菜单功能,装置中没有“远动试验”菜单,通过菜单按钮进行远动信息传动试验,试验时反发信号,不实际出口,可在线实验,方便了远动调试。
9)多层次的PASSWORD:
运行人员口令,保护人员口令,远动人员口令。
10)事件记录分类记录最新的32条故障信息,32条预告信息,8条自检信息,并具掉电保持功能。
二、主要技术参数
l.额定数据
交流电流:
5A、lA
交流电压:
100V
交流频率:
50HZ
直流电流:
220V、110V
2.过载能力
交流电流回路2In连续工作
10In≤10s
40In≤1s
直流电源回路0.8In~1.1In连续工作
3.功能消耗
交流回路:
In≤0.1In/每相
直流回路:
正常工作≤8W
保护动作≤0W
4.测量误差
保护电流≤3%
5.保护的主要技术数据
1)比率差动启动电流整定范围:
2—10A,级差0.01
2)制动系数0.1(推荐)
3)保护动作时间(线路中间点故障):
<50ms
4)复合电压闭锁:
a、低电压动作值整定范围:
70V-90V(线电压)级差1V
b、负序电压动作值整定范围:
6V—20V级差1V
c、重合闸检无压<30V级差1V
d、重合闸检同期<30°级差1°
5)动作精度和返回系数
电流、电压的动作误差:
≤5%
延时时间误差:
≤Tset+20ms
过量继电器返回系数:
≤0.95
欠量继电器返回系数:
≤1.05
6.环境条件
1)正常工作环境温度
额定环境温度范围:
-10℃~`55℃
极限工作温度范围:
-25℃~`75℃
2)相对温度:
45%—90%
3)大气压力:
80~110KPa
7.绝缘耐压杭干扰水平
绝缘耐压强度符合GB4858和DL478。
电磁兼容性试验:
a、高频电气干扰通电IBC255-22.2MZ脉冲群干扰试验及GB61621000KHZ脉冲。
b、静电放电通过IEC255-22-2Ш级静电放电试验
c、辐射电磁场干扰通过GB/T14598-1996III辐射电磁场干扰试验。
d、快瞬变干扰通过IEC055-22-4IV级试验。
三、保护逻辑原理
1.横差保护原理及逻辑
在平行线路,当其中任一线路发生故障时,保护装置应当只切除故障线路,以保证非故障线路继续进行,应装设反应两条线路方向与大小的横差保护。
图1.1-4.4描述了平行双回线区内,外故障电流方向的特点。
如图1.1与1.2所示,在区外(F2点)故障或正常运行,两侧差电流I1-I2=0,差流起动元件不动作,保护不会动作。
如图1.3-1.4所示,在区内(F1点)故障,当Ⅰ线故障时有I1-I2>0且方向是正,TJ1动作;-(I2-I1)>0且方向是负则TJ2被闭锁;故差电流方向元件能选择故障线路迅速切除故障。
复合电压采用极化电压(记忆电压有效时间为2s),以保证当落在相继动作区的故障被切除后电压恢复的闭锁横差保护引起的保护装置拒动。
;
采用90°接线,方向元件中电压带记忆功能(可通过定值整定)以消除三相短路时方向元件的电压死区。
横差保护有相继动作区。
如图1。
3-1。
4分析知道当故障点F1落在N侧母线处时,M侧横差保护能感应到的差电流很小,无法动作。
只有当N侧保护有选择性的跳闸后,M侧横差才能动作(相继动作,也称纵续动作)。
一般要求两侧相继动作区之和应小于被保护线路全长的50%。
由分析可知,一侧横差保护相继动作区与线路全长之比τ=Iqd/If,其中Iqd为门槛值,If按两侧母线处发生故障时故障点的最小短路电流取值,但同时也为了防止对侧某线路跳闸时横差跳开另一条线路,应适当通过定值加以修正。
因为横差保护只能用于双回线并列运行的场合,单回线运行、邻线开关TWJ,分段开关TWJ,自动退出保护运行。
但为了防止故障时断路器辅助接点先于主触头动作,装置在取得线路与母联开关的跳位接点后要经20ms延时才退出横差保护,20ms延时有足够的裕度。
正常运行时,人工跳闸或开关偷跳,由于本装置有复合电压故障检测元件,横差不致误动。
注:
本图为逻辑示意图,⊕为动态逻辑示意,表示原状态动态返回。
2.电流平衡保护原理有逻辑
电流平衡保护比较致两回线中电流的幅值,如上图1.1与1.2所示。
在区外(F2点)故障装置正常运行,I1与I2接近相等,保护不动作,如图上1.3与图1.4所示,在区内(F1点)故障M侧故障线路的短路电流大于非故障线路的电流,则保护动作。
单回线运行时,该保护自动退出。
3.双回线和电流保护:
本装置设三段低电压方向过流保护,一、二、三段均可通过整定选择方向和低压闭锁,各段电流定值可独立整定,可分别投退三段保护。
和电流保护在两条线路均投入运行时,作为横差或平衡保护的后备保护动作时间可带0.5s左右延时,当平行线路只有一条投入运行时,可缩小动作时限,作为普通三段电流保护。
。
3.1和电流速断
Iset:
速断整定值,Uset:
低电压整定值
3.2和电流限时速断
Iset:
限时速断整定值,Uset:
低电压整定值,Tset为时间整定值
3.3和电流过电流
Iset:
限时过流整定值,Uset:
低电压整定值,Tset为时间整定值
4.三相一次重合闸同普通重合闸。
当需要检同期时,如图所示:
△U≈UmSINφ/2,同期条件为△U 后加速启动条件为两条线路开关同时由TW变HW。 , 横差保护测控装置保护整定清单及整定范围 序号 保护功能 保护投退 保护定值 1 和电流速断 电流速断ON/OFF 速断定值1.00~80.00A 速断后加速ON/OFF 速断延时0.00~10.00S 低压闭锁ON/OFF 后加速延时0.00~10.00S 方向保护ON/OFF 低电压定值10.00~100.00V 2 限时速断 限时速断ON/OFF 限时速断定值1.00~80.00A 速断后加速ON/OFF 限时速断延时0.00~10.00S 低压闭锁ON/OFF 后加速延时0.00~10.00S 方向保护ON/OFF 低电压定值10.00~100.00V 3 过电流 过电流ON/OFF 过流定值1.00~80.00A 速断后加速ON/OFF 过流延时0.00~10.00S 低压闭锁ON/OFF 后加速延时0.00~10.00S 方向保护ON/OFF 低电压定值10.00~100.00V 4 重合闸 不对应启动ON/OFF 重合闸延时1.00~10.00S 保护启动ON/OFF 无压定值0.00~100.00V 检无压ON/OFF 同期角0.00~30.00° 检同期ON/OFF 同期合闸时间0.00~10.00S 5 线路PT断线 线路PT断线ON/OFF PT断线 6 PT断线 PT断线ON/OFF 检无压定值0.00~30.00V 检无流定值0.00~2.00A 7 CT断线 CT断线ON/OFF CT断线0.00~10.00A 8 横差保护 横差保护ON/OFF 门槛电流1.00~25.00A 比率系数 0.00~0.20 低电压定值50.00~100.00V 负序电压2.00~20.00V 相继延时0.00~1.00 方向定值 方向无压定值0.00~30.00V 方向无流定值0.00~2.00A 四、机箱结构 装置为IEC标准6U机箱,整面板结构,其单箱外形及安装开孔尺寸见附图。 集中组屏时,三个单元机箱组成一层,嵌入式安装于屏柜上,每屏可装四层共12个单箱,标准屏柜尺寸为: 2260X800X600或2360X800X600。 五、硬件组成 DMP300型微机线路保护测控装置由下列模件组成: 电源模件,交流模件,CPU模件,操作板模件,背板模件,液晶显示模件,全封闭金属机箱,各模件之间有金属屏蔽板,减少电磁干扰的影响。 插件位置示意如图: 交流模件 电源模件 CPU模件 操作板 各模件功能简述如下: 1.电源模件: 提供装置各种工作电源,直流或交流220V输入,经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出±5V,±12V,+24V。 三组电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。 电源具有过压保护、过流保护功能。 经拨动开关进行投退,有绿色LED灯指示。 +5V用于CPU及外围芯片 ±12V用于模拟量采集回路 +24V用于驱动继电器 2.交流模件: 将交流电压、电流转变为弱电信号,以便模数转换。 保护CT与测量CT分开,保证保护要求的抗饱和特性与测量精度。 交流模件共可以装12路交流输入回路,据用户所要求的保护功能及测量功能而配备。 其原理图如下 3. CPU模件: 采集数据、开入量,数据加工处理,完成计算、保护功能,产生控制出口、信息,完成通讯功能。 本装置CPU采用高性能十六位单片机80C296,有可靠的看门狗功能,当因干扰等原因造成程序走飞时,会使CPU复位,提高可靠性。 交流模件送到CPU模件的模拟量,经放大滤波后,进行A/D转换,精度达十四位。 采用全波傅氏算法,具有良好的滤波效果,抗干扰性能好,适用于继电保护。 从P1口及高速输出口产生控制出口,经隔离与电压转换后,驱动继电器当程序起动出口时,先起动保护起动继电器,将+24V切换到出口继电器,保证出口可靠,当出口器件损坏或输入定值丢失出错时,程序自检发现后,除发自检信息外,还起动自检继电器,切断出口继电器+24V电压,防止误动,提高可靠性。 采用电流环方式通讯(或CAN、485),有红色LED、绿色LED指示灯。 通过26芯扁平电缆与液晶显示模件相连。 经光电隔离后的开入量,驱动后与数据总线相连。 原理示意图如下 4.操作板模件: 保护跳闸出口,重合闸出口,操作出口,带防跳回路。 操作回路原理图,见附图2. 操作电源为直流220V电压,有远方与就地操作切换开关,切换到远时由调度或当地监控进行开关操作,切换到就地时按动操作板上的跳闸或合闸按钮就可对开关进行操作,装有遥跳、遥合、保护跳闸、保护合闸继电器,并留有一备用继电器,可作为保护跳合闸线圈起动的继电器,操作回路带防跳跃回路,跳合闸保持继电器电流根据开关跳合闸电流选择。 操作板上可根具用户要求装配跳合闸闭锁继电器。 操作板上装焊开入量的光电隔离回路,其公共端为—220V,原理示意图为: 对于开关位置的采集,本装置采取共+220V的方式,当采集到“通过跳合闸线圈及开关辅助触点的—220V”时判断开关位置。 5.背板模件: 各模件之间用牢靠进口接插件与背板相连接,相互传递数据。 外部模拟量,开入量输入,控制输出均通过牢靠的端口子与背板相连。 6.液晶显示模件: 实时显示电流、频率,保护信息等,保护功能投退,定值修定,人机界面友好。 六.使用说明 (一)人机对话菜单操作及功能说明 DMP300型系统以汉字形式提供了一系列菜单,具有良好的人机界面。 例如,保护的投退、定值整定等均在汉字菜单下进行,省去了查表格、找符号的麻烦,操作直观、简单。 为防止误操作,软件提供了口令设置菜单,修改定值等重要操作前必须正确输入口令。 为了调试方便,可在调试时将口令退出,正式投运前将其投入。 1.功能键盘 “确认”: 进入主菜单或确认定值的修改,停住循环显示。 “▼”: 向下移动光标,选择所需操纵项目 “◄”: 向左移动光标 “►”: 向右移动光标 “▲”: 向上移动光标,选择所需操纵项目 “+”: 定值修改 “-”定值修改 “复位”: CPU硬件复位,程序从新开始运行 “取消”: 回到上一层菜单或取消定值修改 2.菜单正常显示为: 实时保护二次电流,测量一次电流、电压值、频率、功率、功率因数,循环显示。 3.主要菜单意义说明 正常显示状态下按“确认”键进入主菜单: (1)测量值: “确认”后显示: i)相位“确认”后显示: Φuab=000 Φubc=120 ΦIa=030 ΦIc=270 ΦIam=30 φIcm=270 显示相位关系,以φUab为基准,其中φIa为保护电流相位,φIam为测量电流相位。 上图中显示为纯电阻情况下,实际情况(有电感)电流相位要相应加上一角度。 ii)脉冲电度“确认”后显示: 有功000000.0 无功000000.0 有功脉冲数000000 无功脉冲数000000 (2)通讯地址: 设置与管理机的通讯地址,不要随意更改。 (3)CPU复位次数: 程序复位次数。 (4)测量精度调节: 通过软件补偿交流通道的误差使显示值与输入值符合,在出厂前已调好,不要随意更改。 最好把数据记录下来存档。 在该菜单最后有“测量CT变比”、“PT变比”需要在现场按实际情况输入,以便把实时显示一次电流、电压经遥测送至后台监控或调度。 (5)保护投退: 为保护的投入或退出而设置的软件压片。 “确认”后显示: 电流速断保护 过流保护 重合闸 低频减载 1)电流速断保护“确认”后显示: 电流速断ON 速断后加速ON 2)过流保护“确认”后显示: 过流保护ON 过流后加速OFF 3)重合闸“确认”后显示: 不对应启动ON 保护启动ON 检无压ON 检同期ON “ON”表示投入,“OFF”表示退出,按“+”或“-”可进行选择,选择完毕需“确认”方可有效。 其它保护功能依此类推。 (6)保护整定值: 设定保护定值 “确认”后显示: 电流速断定值 过流定值 重合闸定值 重合闸定值 1)电流速断定值“确认”后显示: 速断定值=5A 速断延时=0.00S 后加速延时=0.00S 2)过流定值“确认”后显示: 过流定值=5A 过流延时=0.00S 后加速延时=0.00S 3)重合闸定值“确认”后显示 重合闸延时=0.00S 使用“◄”或“►”使光标移至相应位置,按“+”或“-”可进行增减,选择完毕需“确认”方可有效。 其它保护定值依此类推。 (7)开关量: 显示外部的开关状态,有则显示“1”,无则显示“0” “确认”后显示: 跳位0 合位1 控制回路断线0 刀闸10 刀闸20 刀闸30 手跳0 手合0 信号复位0 压力异常闭锁0 跳闸压力闭锁0 合闸压力闭锁0 压力异常报警0 有功脉冲0 无功脉冲0 保护自检10 保护自检20 弹簧未储能0 外部输入直流220V,有开关、刀闸变位或事件变位信号,对应的开关量或事件变为“1” (8) 事件记录: 按“确定”键后显示: 记录32条各种最新故障信息,32条最新预告信息,8条最新自检信息,记录使用FIFO(FirstinFirstout先进先出)原则,记录号越小,表示信息越新,还可在事故信息中查询动作时间。 时间 i)事故信号按“确定”键后显示: “时间”: 显示保护动作时间 “03”: 表示最近第3个故障记录,数字越小,动作时间越近。 时间 ii)预告信号按“确定”键后显示: 显示提示同上 iii)自检信息按“确定”键后显示: 显示提示同上。 (9)信号复归: 复归保护动作信息,使装置正常运行。 (10)保护跳闸次数;统计保护跳闸次数。 (11)电源: 显示CPU模块工作电源值 5V=5.07V 12V=12.40V -12V=-12.07V +5V=+5.15V -5V=-4.98V +24V=+24.50V 由操作电源接入,经电源模块变换后供给CPU模块使用。 前一值为理论值,后一值为实际值。 只要实际值与理论值相差在允许范围内(±12V: ±0.2V;±5V: ±0.1V;+24V: ±1V),CPU模块的集成块都能正常工作。 (12)时钟: 设置保护单元时钟、保护动作时间由此定时。 (13)口令设置: 用户更改投入口令时用,共分3种 保护人员口令: 保护人员更改保护定值用。 远动人员口令: 远动人员进入系统设置用。 运行人员口令: 运行人员进行保护投退用。 举例——投入保护人员口令: 进入“口令设置”→“保护人员口令”菜单,→“输入老口令: ”菜单,输入出厂口令: 8716,弹出“输入新口令: ”菜单,输入用户口令,口令投入开关设置为“ON”,按“复位”键后口令即起作用。 (14)系统设置 设置遥测、遥信、遥脉顺序表,及遥控开关编号。 遥测: 设置起始号“确认”后自动绘出结束号,每个保护单元遥测量及顺序由单元程序决定。 遥信: 分一般遥信和事故遥信,根据管理机程序设置每个单元的一般遥信起始号。 遥脉: 类同遥测。 遥控开关号: : 仅是一个代号,比如设置为现场开关编号。 (15)系统复归: 清除所有历史记录。 (16)远动实验: 通过菜单按钮进行远动信息传输试验,如“速断保护动作”、“重合闸动作”等,只发信号,无需试验接点真正闭合,可在线试验,方便了远动调试。 (二)保护功能说明 1.在“保护投退”菜单中检查装置配备的保护功能,线路保护主要配置: 速断保护、限时速断保护、过流保护、三相一次重合闸、低周减载、零序功率方向,方向保护,另设有“CT断线告警”、“PT断线告警”等。 2.保护功能投退操作 在“保护投退”菜单中进行保护的功能投退,进入“保护投退”菜单,将投入的保护设置为“ON”,退出的保护设置为“OFF”。 具体操作时,将光标移至软件开关显示区,用“+”或(-)键进行修改,按确认键进行固化。 3.保护整定输入 在“保护整定”菜单中进行保护整定,进入“保护整定”菜单,将光标用“”或“”移至选择的保护整定值区修改数字位,用“+”或“-”键进行数值修改,检查整定值的整定范围,设置保护定值(用户计算提供)或输入实验模拟定值。 (三)远动功能说明 1.遥测功能: 遥测本线路Ia、(Ib、)Ic、P、Q、COSφ,在装置菜单中“测量精度系数”中有各模拟采入量的精度调节系数,当模拟量有输入时,通过“精度系数”可以查看输入量的值大小,此时看到的电量为二次电流或电压。 在主菜单中显示的测量的值为乘过PT、CT变比的一次值。 其中PT、CT设置在“测量精度系数”中进行。 在“系统设置”菜单中进行遥测号的设置,如线路遥测起始号H,结束号为H+4进行,其遥测号对应关系数为: 遥测序号 对应遥测量名称 H Ia H+1 Ic H+2 P H+3 Q H+4 COSφ 在同一个变电站系统中遥测号不能有重号,其中遥测结束号H+4可以作为另一装置遥测的起始号。 2.遥信功能: 遥信包括本线路开关位置、手跳、手合、上下刀闸、接地刀闸,同时遥信压力异常报警、压力异常闭锁、弹簧未储能等信号,其中开关跳、合位、手跳、手合由装置操作板上采集,不需外接。 遥信量可以在“开入量”菜单中检查,如为“1”则有开入量,“0”则无开入量。 在“系统设置”菜单中进行遥信号设置,如遥信起始号为H,结束号为H+5,则开关位置遥信号为H,H+1为刀闸1遥信号,H+2为刀闸2遥信号。 在同一变电站中不能有重号,其中遥信结束号可以作为另一装置遥信起始号。 事件遥信作为S0E上送,以及保护事件的序号有厂家提供的信息表确定。 3.遥脉功能: 遥脉包括本线路的有功脉冲电度,无功脉冲电度。 脉冲由电度表提供,脉冲电度表要求为有源脉冲,其脉冲电压在9V—24V之间均可。 在“保护整定”菜单中进行“脉冲电度”初始化设置,包括每圈脉冲数量,每度脉冲数量(每度脉冲数量为电度表提供的值/10),电度表原始度数。 在“开入量”有功脉冲、无功脉冲可以查看脉冲有无,有脉冲时显示“1”,无脉冲时显示“0”。 遥脉序号在“系统设置”中进行,在同一变电站中不能有重号,其中遥脉结束号可以作为另一装置遥脉起始号。 (四)通讯功能说明 装置通信方式采用CAN网方式,单元装置通过通讯地址设置进行管理和区分。 在“通信地址”上进行地址设置,同一变电站系统中各单元通讯地址不能重复。 通讯地址由厂家分配提供。 通讯速度1250KB,通讯连接线为带屏蔽的双绞电缆线。 (五)口令功能说明 装置口令分为: 保护人员口令、远动人员口令、运行人员口令。 “保护人员”管辖“保护整定”操作,“远动人员口令”管辖“精度系数调节系数”、“通讯地址”、“系统设置”、“系统复归”操作,“运行人员口令”管辖“保护投退”操作。 七.用户安装调试说明: (一)通电前检查 1.检查装置型号与电量参数是否与安装一致。 2.检查装置端子接线连接是否连接牢固。 3.检查装置内部插件是否齐全,插入深度是否到位。 4.检查箱体、装置接地是否良好。 5.检查装置通讯线与管理机单元连接线是否完好。 6.用1000V摇表测量交流回路对地,直流回路对地绝缘>100兆欧 (二)通电检查 1.合上外部控制电源开关,合上装置工作电源开关,检查装置工作情况,正常工作特征如下: a.关上
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