iPACS5713线路光纤纵差保护测控装置技术说明书V101.docx
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iPACS5713线路光纤纵差保护测控装置技术说明书V101
iPACS-5713线路光纤纵差保护测控装置
技术说明书
版本:
V1.01
江苏金智科技股份有限公司
1.概述
1.1.应用范围
iPACS-5713线路光纤纵差保护测控装置适用于110kV以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接地系统中的短线路光纤纵差和电流保护及测控,可组屏安装,也可在开关柜就地安装。
1.2.保护配置和功能
1.2.1.保护配置
1)短线路光纤纵差保护
2)三段可经复压和方向闭锁的过流保护。
3)三段零序过流保护。
4)过流加速保护和零序加速保护(零序电流可自产也可外加)。
5)过负荷功能(报警或者跳闸)。
6)低周减载功能。
7)三相一次重合闸。
8)小电流接地选线功能(必须采用外加零序电流)。
9)独立的操作回路。
1.2.2.测控功能
1)15路自定义遥信开入。
2)一组断路器遥控分/合。
3)Iam、Icm、I0、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、U0、F、P、Q、COSф共14个遥测量。
4)事件SOE记录等。
1.2.3.保护信息功能
1)装置描述的远方查看。
2)系统定值的远方查看。
3)保护定值和区号的远方查看、修改功能。
4)软压板状态的远方查看、投退、遥控功能。
5)装置保护开入状态的远方查看。
6)装置运行状态(包括保护动作元件的状态、运行告警和装置自检信息)的远方查看。
7)远方对装置信号复归。
8)故障录波上送功能。
支持电力行业标准DL/T667-1999(IEC60870-5-103标准)通讯规约,配有以太网通讯(100Mbps),超五类线或光纤通讯接口。
2.技术参数
2.1.机械及环境参数
2.1.1.工作环境
温度:
-25℃~+60℃保证正常工作
湿度、压力符合DL478的要求
2.1.2.机械性能
能承受严酷等级为Ⅰ级的振动响应,冲击响应
2.2.电气参数
2.2.1.额定数据
直流电压:
220V,110V允许偏差+15%,-20%
交流电压:
57.7V(相电压),100V(线电压)
交流电流:
5A,1A
频率:
50Hz
2.2.2.功率消耗
交流电压:
<0.5VA/相
交流电流:
<1.0VA/相(In=5A)
<0.5VA/相(In=1A)
直流:
正常<15W
跳闸<25W
2.2.3.过载能力
交流电压:
1.2倍额定电压:
连续工作;
1.4倍额定电压:
允许10秒。
交流电流:
2倍额定电流:
连续工作;
10倍额定电流:
允许10秒;
40倍额定电流:
允许1秒。
2.3.主要技术指标
2.3.1.光纤纵差保护
光纤接口技术指标:
光纤接头方式:
FC型
光纤类型:
单模
最大传输距离:
20KM
通讯方式:
异步通讯
传输速率:
100000bit/s
纵差保护固有动作时间:
<50ms
2.3.2.过流保护
电流定值范围:
0.1In~20In
电流定值误差:
<5%
电压定值误差:
<5%
时间定值范围:
30ms~100S
时间误差:
时间定值×1%+35ms
2.3.3.零序保护
电流定值范围:
0.02A~12A(外接时)
电流定值误差:
<5%
时间定值范围:
30ms~100S
时间误差:
时间定值×1%+35ms
2.3.4.低频保护
频率定值范围:
45~50Hz
频率定值误差:
0.01Hz
滑差闭锁定值范围:
0.3~10Hz/S
时间定值范围:
100ms~100S
时间误差:
时间定值×1%+35ms
2.3.5.重合闸
时间定值范围:
0.0~9.9S
时间误差:
时间定值×1%+35ms
2.3.6.遥信开入
分辨率:
<1ms
信号输入方式:
无源接点
2.3.7.遥测量计量等级
电流:
0.2级
其他:
0.5级
2.3.8.电磁兼容
辐射电磁场干扰试验符合GB/T14598.9的规定
快速瞬变干扰试验符合GB/T14598.10的规定
静电放电试验符合GB/T14598.14的规定
脉冲群干扰试验符合GB/T14598.13的规定
射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合GB/T17626.6的规定
工频磁场抗扰度试验符合GB/T17626.8的规定
脉冲磁场抗扰度试验符合GB/T17626.9的规定
2.3.9.绝缘试验
绝缘试验符合GB/T14598.3-936.0的规定
冲击电压试验符合GB/T14598.3-938.0的规定
2.3.10.输出接点容量
信号接点容量:
允许长期通过电流5A
切断电流0.3A(DC220V,V/R1ms)
其它辅助继电器接点容量:
允许长期通过电流5A
切断电流0.2A(DC220V,V/R1ms)
跳闸出口接点容量:
允许长期通过电流5A
切断电流0.3A(DC220V,V/R1ms)
3.软件工作原理
3.1.保护程序结构
保护程序结构框图如图3.1.1所示。
图3.1.1保护程序结构框图
主程序接受采样中断进入采样程序,在采样程序中进行模拟量采集与滤波,开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线和起动判据的计算,根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。
硬件自检内容包括定值出错、RAM故障、ROM故障、电源故障、出口回路故障、CPLD故障。
正常运行程序中进行频率跟踪、及运行状态检查,运行状态检查包括交流电压断线、检查开关位置状态、重合闸充电、准备手合判别、频率异常判别等。
不正常时发告警信号,信号分两种,一种是运行异常告警,这时不闭锁装置,提醒运行人员进行相应处理;另一种为闭锁告警信号,告警同时将装置闭锁,保护退出。
故障计算程序中进行各种保护的算法计算,跳闸逻辑判断以及事件报告、故障报告及波形的整理。
3.2.装置起动元件
装置针对每一种保护设置相应的起动元件,以确保在满足保护动作时装置能够可靠起动。
3.2.1.光纤纵差起动
差动保护起动逻辑框图:
其中:
为本侧电流综合量
为对侧电流综合量
为额定工况下的电流综合量
电流综合量
3.2.2.过电流起动
(3-1)
当满足上式时,保护起动。
式中:
Imax为三相最大电流
Izd为过流
段、过流
段、过流
段、过负荷、过流加速的整定值。
3.2.3.零序电流起动
(3-2)
当满足上式时,保护起动。
式中:
I0为零序电流
I0zd为零序过流
段、零序过流
段、零序过流
段、零序加速的整定值。
3.2.4.低频起动
(3-3)
当同时满足上式时,保护起动。
式中:
f为系统频率;
fzd为低频保护的整定值;
Uppmin为最小相间电压;
Ulfzd为低频保护低电压定值。
3.2.5.位置不对应起动
当KKJ=1,TWJ=1时装置起动。
3.3.光纤纵差保护
纵差保护原理
差动继电器实现时取两侧电流综合量。
差动方程如下:
其中:
为本侧电流综合量
为对侧电流综合量
为额定工况下的电流综合量
电流综合量
差动保护实现的逻辑框图如下:
当装置收到由对侧通过光纤通道远传过来的差动允许信号时,且满足差动起动以及差动动作方程,差动保护动作。
光通信系统本身具有通信误码检测,接受到错误帧时闭锁差动保护,一旦通信恢复,差动保护将自动投入,当装置误码率较高时可能将导致保护固有动作时间加长。
光纤纵差保护实现时考虑线路两侧CT变比不一致情况,故在选用本装置时要求按照线路两侧CT的变比及特性的实际情况整定。
3.4.过流保护
本装置设三段过流保护,各段有独立的电流定值和时间定值以及控制字。
各段可独立选择是否经复压(负序电压和低电压)闭锁、是否经方向闭锁。
方向元件的灵敏角为45度,采用90度接线方式。
方向元件和电流元件接成按相启动方式。
方向元件带有记忆功能,可消除近处三相短路时方向元件的死区。
在母线TV断线时可通过控制字“TV断线退电流保护”选择此时是退出该段电流保护的复压闭锁和方向闭锁以变成纯过流保护,还是将该电流保护直接退出。
此处所指的“电流保护”是指那些投了复压闭锁或者方向闭锁的电流保护段。
既没有投复压闭锁也没有投方向闭锁的电流保护段不受此控制字影响。
过流Ⅰ段和过流Ⅱ段固定为定时限保护;过流Ⅲ段可以经控制字选择是定时限还是反时限,反时限特性沿用国际电工委员会(IEC255-4)和英国标准规范(BS142.1996)的规定,采用下列三个标准特性方程以供选择。
一般反时限:
(1)
非常反时限:
(2)
极端反时限:
(3)
3.5.零序保护(接地保护)
当装置用于不接地或小电流接地系统,接地故障时的零序电流很小时,可以用接地试跳的功能来隔离故障。
这种情况要求零序电流由外部专用的零序TA引入,不能够用软件自产。
当装置用于小电阻接地系统,接地零序电流相对较大时,可以用直接跳闸方法来隔离故障。
相应的,本装置提供了三段零序过流保护,其中零序Ⅰ段和零序Ⅱ段固定为定时限保护,零序Ⅲ段可经控制字选择是定时限还是反时限,反时限特性的选择同上述过流Ⅲ段。
零序Ⅲ段可经控制字选择是跳闸还是报警。
当零序电流作跳闸和报警用时,其既可以由外部专用的零序TA引入,也可用软件自产(系统定值中有“零序电流自产”控制字)。
3.6.过负荷保护
装置设一段独立的过负荷保护,过负荷保护可以经控制字选择是报警还是跳闸。
过负荷出口跳闸后闭锁重合闸。
3.7.加速保护
装置设一段过流加速保护和一段零序加速保护。
重合闸加速可选择是重合闸前加速还是重合闸后加速。
若选择前加速则在重合闸动作之前投入;若选择后加速,则在重合闸动作后投入3秒。
手合加速在手合时固定投入3秒。
3.8.低频减载保护
装置设一段经低电压闭锁及频率滑差闭锁的低频保护。
通过控制字(“DF/DT滑差闭锁投入”)可选择在频率下降超过滑差闭锁定值时是否闭锁低频保护。
低电压闭锁功能固定投入。
低频保护动作后闭锁重合闸。
装置提供“投低频减载”硬压板、软压板来投退低频保护。
3.9.重合闸
装置设有三相一次重合闸,重合闸启动方式有两种:
不对应启动和保护起动。
装置可选取检无压重合方式、检同期重合方式或不检定重合方式。
检同期、检无压用的线路电压可以是额定100V或57.7V,通过系统参数整定选择,无压定值固定为额定电压的30%,有压定值固定为额定电压的70%。
线路电压的相位由装置正常运行时自动识别,无特殊要求不需整定,只需将线路电压接入即可,重合闸必须在充电完成后投入,线路在正常运行状态(KKJ=1,TWJ=0),无外部闭锁重合信号,经15S充电完成。
重合闸闭锁信号有:
1>手跳或者遥跳;2>闭锁重合闸开入;3>控制回路断线;4>低频保护动作;
5>过负荷跳闸;6>弹簧未储能开入;7>线路PT断线(检线路无压或者检同期投入时);8>低压减载保护动作。
重合闸时间可独立整定。
3.10.装置自检
当装置检测到本身硬件故障,发出装置闭锁信号,同时闭锁装置(BSJ继电器返回)。
硬件故障包括:
定值出错、RAM故障、ROM故障、电源故障、出口回路故障、CPLD故障。
3.11.装置运行告警
当装置检测到下列状况时,发运行异常信号(BJJ继电器动作):
TWJ异常、线路电压报警、频率异常、TV断线、控制回路断线、接地报警、过负荷报警、零序Ⅲ段报警、弹簧未储能、TA断线。
3.11.1.TWJ异常判别
三相无电流,同时TWJ动作,则认为线路不在运行,开放准备手合于故障3秒;线路有电流但TWJ动作,经10秒延时报TWJ异常。
当装置未达到差动起动电流定值而差流大于0.3In时,装置延时5秒发差流报警信号。
3.11.2.差流异常判别
当装置未达到差动起动电流定值而差流大于0.3In时,装置延时5秒发差流报警信号。
3.11.3.交流电压断线
正序电压小于30V同时线路有流,或负序电压大于8V,延时10秒报TV断线;三相电压正常后,经1.25秒延时TV断线信号复归。
3.11.4.交流电流断线
负序电流大于0.1In,同时负序电压小于3V,延时10秒报CT断线;三相电流正常后,立即CT断线信号复归。
3.11.5.线路电压断线
当重合闸投入且装置整定为重合闸检同期或检无压,则要用到线路电压,开关在合闸位置时检查输入的线路电压与整定值差大于15伏经10秒延时报线路TV断线。
如重合闸不投、不检定同期或无压时,线路电压可以不接入本装置,装置也不进行线路电压断线判别。
电压恢复正常后,经1.25秒延时线路TV断线信号复归。
当装置判定线路电压断线后,重合闸逻辑就不满足同期和无压条件。
3.11.6.频率异常判别
母线电压大于40V同时频率小于49.5Hz,延时10秒报频率异常报警;频率恢复正常后,经10秒延时频率异常信号复归。
3.12.遥控、遥测、遥信功能
遥控功能主要有三种:
正常遥控跳闸,正常遥控合闸,接地选线遥控跳合闸。
遥测量包括Iam、Icm、I0、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、U0、F、P、Q、COSф共14个模拟量。
通过积分计算得出有功电度、无功电度,所有这些量都在当地实时计算,实时累加。
电流精度达到0.2级,其余精度达到0.5级。
遥信量主要有:
16路自定义遥信开入,并有事件顺序记录(SOE)。
遥信分辨率小于1ms。
3.13.对时功能
装置具备软件对时和硬件对时功能。
硬件对时支持秒脉冲对时模式和IRIG-B码对时模式,装置自动识别硬件对时模式,对时误差≤1ms。
对时接口均采用485差分电平输入。
软件对时为通讯报文对时。
一般地,IRIG-B码对时单独使用,差分秒脉冲与软件对时一同使用,不建议IRIG-B码对时与软件对时一同使用。
当装置检测到硬件对时信号时,在液晶主界面上显示对时正常。
3.14.
逻辑框图
4.定值内容及整定说明
4.1.系统定值
序号
名称
整定范围
备注
1
定值区号
0~15
2
保护CT一次额定值
0~8000A
3
保护CT二次额定值
1/5A
4
测量CT一次额定值
0~8000A
不用测量时可以不整
5
测量CT二次额定值
1/5A
6
零序CT一次额定值
0~4000A
不用零序保护时可以不整
7
零序CT二次额定值
1/5A
8
母线PT一次额定值
0~110.0KV
不接母线电压时可以不整
9
母线PT二次额定值
100V
10
线路PT一次额定值
0~110.0KV
不接线路电压时可以不整
11
线路PT二次额定值
57.7/100V
12
零序电流自产
0/1
0:
外加1:
自产
不用零序保护时可不整
13
主画面显示一次值
0/1
0:
表示显示二次值
1:
表示显示一次值
14
电度显示一次值
0/1
0:
表示显示二次值
1:
表示显示一次值
15
三表法
0/1
0:
表示两表法测量
1:
表示三表法测量
16
大接地电流
0/1
0:
表示小接地电流
1:
表示大接地电流
相关说明:
1>定值区号:
本装置提供16个可使用的保护定值区,整定值范围为0~15。
运行定值区可以是其中任意一个,如果要改变运行定值区,有两种方式:
一是进入系统定值整定菜单,改变定值区号,将其值整定为所要切换的定值区号,按"确认"键后再对装置进行复位即可;二是通过远方修改定值区号,将所要切换的定值区号下装到装置,装置自动复位后即可。
2>零序电流自产:
自产的零序电流仅用于跳闸和报警功能,不能用于小电流接地选线。
该控制字设定为“1”,表示零序电流自产,否则零序电流采用外加电流(由端子115~116引入)。
4.2.保护定值
序号
定值名称
整定范围
整定步长
备注
1
差动电流起动定值
0.1In~20In
0.01A
2
相电流起动定值
0.1In~20In
0.01A
3
TA变比系数
0.20~1.00
0.01
4
负序电压闭锁定值
2~57V
0.01V
按相电压整定
5
低电压闭锁定值
2~100V
0.01V
按线电压整定
6
过流Ⅰ段定值
0.1In~20In
0.01A
7
过流Ⅰ段时间
0.03~100S
0.01S
8
过流Ⅱ段定值
0.1In~20In
0.01A
9
过流Ⅱ段时间
0.03~100S
0.01S
10
过流Ⅲ段定值
0.1In~20In
0.01A
11
过流Ⅲ段时间
0.03~100S
0.01S
12
过流加速段定值
0.1In~20In
0.01A
13
过流加速时间
0.03~100S
0.01S
14
过负荷定值
0.1In~3In
0.01A
15
过负荷时间
0.03~100S
0.01S
16
零序过流Ⅰ段定值
0.02A~12A
0.01A
零序自产时
整定范围为
0.1In~20In
17
零序过流Ⅰ段时间
0.03~100S
0.01S
18
零序过流Ⅱ段定值
0.02A~12A
0.01A
19
零序过流Ⅱ段时间
0.03~100S
0.01S
20
零序过流Ⅲ段定值
0.02A~12A
0.01A
21
零序过流Ⅲ段时间
0.03~100S
0.01S
22
零序过流加速段定值
0.02A~12A
0.01A
23
零序过流加速时间
0.03~100S
0.01S
24
低频保护频率定值
45~50Hz
0.01Hz
25
低频保护低压闭锁定值
10~90V
0.01V
按线电压整定
26
DF/DT滑差闭锁定值
0.3~10Hz/S
0.01Hz/S
27
低频保护时间
0.01~100S
0.01S
28
同期合闸角
0~90°
1°
29
重合闸时间
0~9.9S
0.01S
30
过流Ⅲ段反时限特性
1~3
1
31
零序Ⅲ段反时限特性
1~3
1
以下整定控制字如无特殊说明,则置“1”表示相应功能投入,置“0”表示相应功能退出
1
差动保护投入
0/1
2
过流Ⅰ段投入
0/1
3
复压闭锁过流Ⅰ段
0/1
4
方向闭锁过流Ⅰ段
0/1
5
过流Ⅱ段投入
0/1
6
复压闭锁过流Ⅱ段
0/1
7
方向闭锁过流Ⅱ段
0/1
8
过流Ⅲ段投入
0/1
9
复压闭锁过流Ⅲ段
0/1
10
方向闭锁过流Ⅲ段
0/1
11
过流Ⅲ段投反时限
0/1
1:
过流Ⅲ段为反时限
12
TV断线检测投入
0/1
13
TV断线退电流保护
0/1
仅仅退出与电压相关的电流保护
14
过流加速段投入
0/1
15
零序加速段投入
0/1
16
前加速投入
0/1
1:
前加速投入
0:
后加速投入
17
过负荷投入
0/1
1:
跳闸0:
报警
18
零序过流Ⅰ段投入
0/1
19
零序过流Ⅱ段投入
0/1
20
零序过流Ⅲ段投入
0/1
1:
跳闸0:
报警
21
零序过流Ⅲ段投反时限
0/1
1:
零序过流Ⅲ段为反时限
0:
零序过流Ⅲ段为定时限
22
低频保护投入
0/1
23
DF/DT滑差闭锁投入
0/1
24
重合闸投入
0/1
25
重合闸检同期
0/1
两者均不投入时则重合闸不检
26
重合闸检无压
0/1
相关说明:
1.只有控制字、软压板和硬压板均投入时才投入相应保护元件,否则退出该元件。
2.差动电流起动定值:
按不小于1.5倍的差动不平衡电流整定;一般按不小于0.1倍额定电流整定,根据最小运行方式下区内故障短路电流校验其灵敏度。
3.TA变比系数:
将电流一次额定值大的一侧整定为1,小的一侧整定为本侧电流一次额定值与对侧电流一次额定值的比值,与两侧的电流二次额定值无关。
例如:
本侧一次电流互感器变比为1250/5,对侧变比为2500/1,则本侧TA变比系数整定为0.5,对侧整定为1.00。
4.3.通讯参数
序号
名称
整定范围
备注
1
口令
00~99
出厂时设为“01”
2
装置地址
1~65534
3
IP1子网高位地址
0~254
4
IP1子网低位地址
0~254
5
IP2子网高位地址
0~254
6
IP2子网低位地址
0~254
7
IP3子网高位地址
0~254
8
IP3子网低位地址
0~254
9
掩码地址1位
0~255
10
掩码地址0位
0~255
11
串口1波特率
0,1,2,3
0-4800,1-9600,2-19200,3-38400
12
串口2波特率
0,1,2,3
0-4800,1-9600,2-19200,3-38400
13
串口模式
0,1
0为单RS485(串口2),1为双RS485(串口1,串口2)。
14
遥测上送周期
00~99秒
15
遥信确认时间1
0~50000毫秒
出厂时设为20ms
16
遥信确认时间2
0~50000毫秒
出厂时设为20ms
相关说明:
1>通讯参数可以由调试人员根据现场情况整定。
2>装置地址:
全站的装置地址必须唯一。
3>装置标准配置是两网口,至多可以三个(请在订货时予以说明)。
请根据实际的网口配置情况整定相应的子网地址,未曾使用的可不整。
4>遥测上送周期:
指装置主动上送遥测数据的时间间隔。
当整定为“0”表示遥测不需要定时主动上送(此时仍旧响应监控的查询)。
本项定值可根据现场情况整定,不用通讯功能时可整定为“0”。
出厂默认值为“0”。
5>遥信确认时间1:
开入1和开入2的顺序事件记录的确认时间,出厂默认值为“20毫秒”。
6>遥信确认时间2:
除开入1和开入2的其他开入的顺序事件记录的确认时间,出厂默认值为“20毫秒”。
7>阈值:
如果当前测量值与前一次上送后台的测量值相比差值大于阈值,则立即上送当前测量值。
如果整定为“0”则取消变化量上送功能,上送最短时间间隔为1s。
4.4.辅助参数
序号
名称
整定范围
出厂设定值
备注
1
弹簧未储能报警延时
0~30.0s
15s
2
事故总复归时间
0~30.0s
3s
3
检测控制回路断线
0/1
1
参见说明
4
301定义为TWJ
0/1
0
5
302定义为HWJ
0/1
0
6
303定义为KKJ
0/1
0
7
304定义为YK
0/1
0
相关说明:
1>本装置配有
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- iPACS5713 线路 光纤 保护 测控 装置 技术 说明书 V101