924PA100 B1技术说明书V0540资料.docx
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924PA100B1技术说明书V0540资料
PA100+-B1保护装置
此装置适用于110kV及以下电压等级的带自投的母联保护。
1基本保护配置
1)三段电流保护(带低压闭锁、三段保护均可以选择4种反时限和定时限、其中Ⅰ段保护带充电功能)
2)过负荷保护
3)母分自投
4)非电量保护
5)TV监测(TV1断线和TV1相序判断、TV2断线和TV2相序判断)
6)TA监测(保护TA断线和相序判断、测量TA断线和相序判断)
7)控制回路断线监测
8)装置故障告警
2主要测控功能
1)本地或遥控断路器分合闸。
2)16路开入信号量的采集,除部分有特殊定义外,其余开入量可由用户定义。
本单元开入信号有两种接入方式可供选择:
一种有源接点,外接电源;另一种是无源接点,本装置提供电源。
具体示意见附图5。
用户在订货时需说明。
3)测量数据
✓基本数据——Ⅰ段母线线电压:
Uab1、Ubc1、Uca1;Ⅰ段母线相电压:
Ua1、Ub1、Uc1(三相三线时没有);Ⅱ段母线线电压:
Uab2、Ubc2、Uca2;Ⅱ段母线相电压:
Ua2、Ub2、Uc2(三相三线时没有);保护电流:
IA、IB、IC;测量电流:
Ia、Ic;进线1电流Ix1;进线2电流Ix2。
✓对称分量——Ⅰ段母线电压对称分量:
U11、U12、3U10;Ⅱ段母线电压对称分量:
U21、U22、3U20;保护电流对称分量:
PI1、PI2、3PI0。
✓谐波数据——测量电流(Ia、Ic)、测量电压(Ua1、Ua2)、保护电流(IA、IB、IC)、进线电流(Ix1、Ix2)的有效值、基波、二次、三次、五次谐波。
✓功率数据——二次值显示的有:
有功功率P、无功功率Q、功率因数COS、单相有功功率(Pa、Pb、Pc)、单相无功功率(Qa、Qb、Qc);一次值显示的有:
有功功率P、无功功率Q。
由于本装置功率默认采用两表法来测量功率,故Pb、Qb在默认情况下为零。
✓电量数据——二次有功P;二次无功Q;功率因数Cos;正向有功、无功电度:
Ph、Qh;反向有功、无功电度:
NPh、NQh。
所有电度均为二次电度。
4)两路4~20mA直流输出可选择电压、电流、功率、频率输出。
5)事件顺序记录功能,掉电不丢失。
“保护事件记录”只记录保护动作信息,便于用户快速的查找故障事件。
事件记录可通过“事件记录管理”清除。
6)实时波形图、故障录波图、向量图和启动波形图(记录最近1分钟内模拟量变化的趋势图)。
7)带防跳功能的继电器板,只适用于直流控制回路。
内部有防跳继电器,可取代老式微机保护所用的外部防跳操作箱,但保留了其外接分合闸及就地/遥控切换的功能;另有不带防跳功能的继电器板,以满足目前很多自带防跳功能的断路器使用。
选择防跳或是不防跳在订货时需指明。
3装置整定内容
3.1定值整定清单(在“05.保护定值显示”子菜单中整定)
定值名称
定值
整定范围
整定步长
备注
Ⅰ段电流
投入/退出
Ⅰ电流定值
Idz1
0.1In~20In
0.01A
Ⅰ电流时间
T1
0~100s
0.01s
Ⅰ低压闭锁
投入/退出
Ⅰ低压定值
ULdz1
0.2Un~
Un
0.01V
按线电压整定
Ⅰ充电功能
投入/退出
Ⅰ充电时间
Tchd
0.5~100s
0.01s
Ⅰ电流曲线
定时限、IEC标准、IEC非常、IEC极端、UK长
Ⅰ反时延时
投入/退出
Ⅰ延时时间
Iys1
0.5~100s
0.01s
Ⅱ段电流
投入/退出
Ⅱ电流定值
Idz2
0.1In~20In
0.01A
Ⅱ电流时间
T2
0~100s
0.01s
Ⅱ低压闭锁
投入/退出
Ⅱ低压定值
ULdz2
0.2Un~
Un
0.01V
按线电压整定
Ⅱ电流曲线
定时限、IEC标准、IEC非常、IEC极端、UK长
Ⅱ反时延时
投入/退出
Ⅱ延时时间
Iys2
0.5~100s
0.01s
Ⅲ段电流
投入/退出
Ⅲ电流定值
Idz3
0.1In~20In
0.01A
Ⅲ电流时间
T3
0~100s
0.01s
Ⅲ低压闭锁
投入/退出
Ⅲ低压定值
ULdz3
0.2Un~
Un
0.01V
按线电压整定
Ⅲ电流曲线
定时限、IEC标准、IEC非常、IEC极端、UK长
Ⅲ反时延时
投入/退出
Ⅲ延时时间
Iys3
0.5~100s
0.01s
过负荷
投入/退出
过负荷定值
Idz4
0.1In~20In
0.01A
过负荷时间
Tdz4
0.1~100s
0.01s
母分自投
投入/退出
失压等待时间
Tsy
0.1~100s
0.01s
跳闸等待时间
Ttz
0.1~100s
0.01s
合闸等待时间
Thz
0.1~100s
0.01s
进线无流定值
Idw
0.05~5A
0.01A
母线失压定值
Ums
0.2Un~
Un
0.01V
按线电压整定
进线偷跳自投
投入/退出
非电量
投入/退出
TV监测
投入/退出
TV监测时间
TdxU
0.1~100s
0.01s
TV监测闭锁
投入/退出
TA监测
投入/退出
TA监测时间
TdxI
0.1~100s
0.01s
控回断线
投入/退出
合闸回路断线
投入/退出
跳闸回路断线
投入/退出
回路断线时间
Tkhdx
0.1~100s
0.01s
所有的电流定值为电流互感器二次值。
In为电流额定值,默认为5A。
Un为相电压额定值,为57.735V。
3.2开入量参数整定(在“10.出厂设置”子菜单“102.开入量参数”中整定)
本装置共有16个开入量,IN01~IN16这16个开入量对应保护装置背部X2端子的各个量,每个开入量都有各自的控制字,可分别对其进行设置,每个控制字均是16位“0000000000000000”,其中“遥控分闸继电器”、“遥控合闸继电器”不可以设定。
各开入量的控制字是否可设见下表:
打“√”的表示该位可设,否则表示不可设。
控制字
开入量
01开入复归
02开入故障跳闸
03开入告警
04开入闭锁保护
05开入取反
06事件
07空
08告警继电器
09遥控分闸继电器
10遥控合闸继电器
11信号继电器4
12信号继电器3
13信号继电器2
14信号继电器1
15保护跳闸继电器
16保护合闸继电器
IN01-断路器位置
√
√
IN02-手车试验位置
√
√
IN03-手车工作位置
√
√
IN04-隔离手车位置
√
√
IN05-GPS校时
√
√
IN06-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
IN07-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
IN08-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
IN09-进线1位置
√
√
IN10-进线2位置
√
√
IN11-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
IN12-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
IN13-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
IN14-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
IN15-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
IN16-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
注:
开入量IN01~IN05、IN09、IN10的控制字中只有第5、6位(即“开入取反”、“事件”)可设,即只能对这些开入量进行“开入取反”和“事件”置1的操作,其他位固定为0。
当“开入取反”置1时,装置会对输入的开入量进行取反操作;因本装置默认是需要外接常开接点,但现场如果只有常闭接点也可以接进来,只需要将对应的开入量控制字的“开入取反”位设为“1”。
而“事件”被置1时开入量分合的过程会在“02事件记录”里记录下来,置0时则不记事件记录。
出厂默认所有开入量的“事件”位均被置“1”。
开入量IN06~IN8、IN11~IN16的控制字只有第7、9、10、11、12、16位(即对应的定义为“空”、“遥控分闸继电器”、“遥控合闸继电器”、“信号继电器4”、“信号继电器3”和“保护合闸继电器”)不可设,固定为0,其他均可设。
这9个开入量不仅可以用来实现“非电量保护”,还可以结合开出量里相应的设置来实现对装置里的保护进行闭锁。
这点将在“3.3开出量参数整定”介绍开出量控制字后举例说明。
开入量IN06~IN8、IN11~IN16也可以定义为“开入复归”功能:
即通过开入量可以实现远方对装置进行保护复归。
具体的设置为:
只需要将你定义为保护复归的开入量对应的“开入复归”位设为“1”,当装置保护动作后,可以通过闭合该接点来实现复归功能,而不需要到现场进行复归。
对于开入量IN06~IN8、IN11~IN16中某一个开入量而言,不可同时实现“开入复归”、“开入闭锁保护”及“非电量保护”。
举例说明非电量保护的实现:
要求:
IN15闭合时发告警信号,同时信号继电器2出口;IN16闭合时发故障信号,同时跳闸继电器和信号继电器1出口。
操作:
首先要进入“05.保护定值显示”里将“非电量保护”投上;再进入“102.开入量参数”选择开入量IN15,将其“开入告警”、“事件”、“信号继电器2”位设为1(即控制字设为0010010000001000);选择开入量IN16,将其“开入故障跳闸”、“事件”、“信号继电器1”、“保护跳闸继电器”位设为1(即控制字设为0100010000000110)。
3.3开出量参数整定(在“10.出厂设置”子菜单“103.开出量参数”中整定)
控制字的定义见下表:
(从左向右分别是01~16位)
01
TRIPPEDFLAG
(保护动作过标志)
02
TRIPFLAG
(保护动作标志)
03
ALARMFLAG
(保护告警标志)
04
STARTFLAG
(保护启动标志)
05
NULL
(预留位)
06
NULL
(预留位)
07
INPUTDISABLE
(开入闭锁)
08
ALARMRELAY
(告警继电器)
09
OFFCONTROL
(遥控跳闸继电器)
10
ONCONTROL
(遥控合闸继电器)
11
SIGNALRELAY4
(信号继电器4)
12
SIGNALRELAY3
(信号继电器3)
13
SIGNALRELAY2
(信号继电器2)
14
SIGNALRELAY1
(信号继电器1)
15
OFFPROTECT
(保护跳闸继电器)
16
ONPROTECT
(保护合闸继电器)
注:
对前4位标志着重说明:
对于只需要告警的保护,“ALARMFLAG”和“STARTFLAG”设为1即可;对于要求跳闸的保护,“TRIPEDFLAG”、“TRIPFLAG”和“STARTFLAG”设为1。
各保护出口的控制字是否可设见下表:
打“√”的表示该位可设,否则表示不可设。
控制字
名称
01保护动作过标志
02保护动作标志
03保护告警标志
04保护启动标志
05预留位
06预留位
07开入闭锁
08告警继电器
09遥控跳闸继电器
10遥控合闸继电器
11信号继电器4
12信号继电器3
13信号继电器2
14信号继电器1
15保护跳闸继电器
16保护合闸继电器
Ⅰ段出口定义
√
√
√
√
√
√
√
√
√
Ⅱ段出口定义
√
√
√
√
√
√
√
√
√
Ⅲ段出口定义
√
√
√
√
√
√
√
√
√
过负荷出口
√
√
√
√
√
√
√
√
√
母分自投
√
√
√
√
√
√
√
√
√
TV1监测告警
√
√
√
√
√
√
TV2监测告警
√
√
√
√
√
√
TA监测告警
√
√
√
√
√
√
控断出口
√
√
√
√
√
√
继电器保持
√
√
注:
一般情况I段过流、II段过流、III段过流、过负荷均设置为跳闸继电器动作出口;TV1监测告警、TV2监测告警、TA监测告警、控断出口不设跳闸出口,只发告警信号,可设成由XJ1~XJ2信号继电器出口。
举例说明:
要求:
I段过流保护动作时跳闸继电器有出口。
操作:
将I段过流对应的控制字可设为“1101000000000010”。
要求:
增加通过开入量IN14来闭锁I段过流保护。
操作:
将I段过流对应的控制字可设为“1101001000000010”,并且到“10.出厂设置”子菜单“102.开入量参数”中将IN14对应的控制字设为“0001010000000000”。
当开入量IN14闭合时,I段过流保护不起作用。
4主要保护功能原理
4.1低压方向闭锁三段式电流保护:
1)保护原理及动作条件:
基本原理:
当电流超过定值,达到延时时间后,保护动作出口。
这三段保护每段有独立的低压闭锁、方向闭锁设置位;每段均可以通过电流曲线选择定时限或者反时限;其中I段电流保护还有充电功能。
具体描述如下:
投入“低压闭锁”:
当线路发生短路故障时,母线电压会剧烈下降,利用这一特性,来实现电压元件对过流元件的闭锁。
各相电流仅受如下表所示的相应的电压控制。
电流I
IA
IB
IC
闭锁电压U
Uab1或Uca1
Uab2或Uca2
Uab1或Ubc1
Uab2或Ubc2
Ubc1或Uca1
Ubc2或Uca2
动作条件:
以A相为例:
当A相保护电流大于定值Idz,Uab1、Uca1、Uab2、Uca2四个电压均低于低压定值ULdz时保护动作。
B、C相同理。
投入“充电功能”:
(仅I段电流保护拥有)
当“I段电流”保护及“I充电功能”保护同时投入时,则在合闸(检测到断路器位置合)后“I充电时间”Tchd内I段电流保护起作用,装置的“一次系统图”上“I段闭锁”字样变为“I段开放”;在Tchd后I段电流保护自动退出,“一次系统图”上显示“I段闭锁”。
通过电流曲线选择定时限和反时限
“低压闭锁”、“方向闭锁”、“充电功能”只在电流曲线为“定时限”时起作用。
每段保护都可以通过“电流曲线”来选择定时限或者4种反时限。
各反时限公式如下:
(公式中的I为实际所加的电流、Is对应定值中的“电流定值”、k对应定值中的“电流时间”、t为当实际所加电流为I时对应的反时限的动作时间)
IEC标准反时限:
IEC非常反时限:
IEC极端反时限:
UK长反时限:
动作条件:
根据通入电流I大小不同,相应的动作时间t也不同,电流越大动作时间越短。
不同的反时限公式,相应的动作曲线不同。
投入“反时延时”:
(该功能只在“电流曲线”为反时限时起作用)
当“电流曲线”为反时限时,断路器闭合Tys时间后反时限保护自动投入。
如装置所带负载为电动机,则可将Tys时间设定为电动机的启动时间,以免在电动机启动时装置告警。
如不需要启动延时功能,可退出“反时延时”功能。
2)保护逻辑图:
当电流曲线选择定时限时:
注:
①下图中Idz为每段电流保护整定值、ULdz为每段低压闭锁定值、T为每段保护动作时间、Tchd为充电时间;低压闭锁、电流保护的投退对应每段保护相应的投退。
②低压闭锁、电流保护、充电功能时,输入状态为“1”。
③最下方的充电保护逻辑只适用于I段电流保护,其他逻辑三段电流保护相同。
当电流曲线选择反时限时:
注:
①图中Idz为每段电流保护整定值、Tys为每段保护反时延时时间;反时延时、电流保护的投退对应每段保护相应的投退。
反时延时、电流保护投入时,输入状态为“1”。
②图中“t”为三相保护电流的最大值对应的反时限的动作时间,该动作时间的标准值可根据反时限公式计算得到。
4.2过负荷保护
1)动作条件:
保护压板投入,当保护电流IA、IB、IC中任一相电流大于设定的电流定值Idz4,经Tdz4后跳闸。
2)保护逻辑图:
4.3母分自投
1)保护定值定义:
低压等待时间:
装置检测到母线失压、进线无流的时间起,到装置准备发跳失压进线令的时间;
跳闸等待时间:
装置准备发跳失压进线令的时间起,到装置发出跳失压进线令的时间;
合闸等待时间:
装置发出跳失压进线令的时间起,到装置发合母联开关令的时间;
2)运行方式:
两段母线分列运行,当其中一段母线失压时,备自投动作跳开失压侧进线开关,然后再合母联开关,由另一段进线带两段母线运行。
为了满足自投只能动作一次的要求,本自投设计了充电功能,只有在充电完成后才允许自投。
充电条件:
a)I、II段母线均有电压(二次侧任一线电压U>Ums);
b)Ⅰ段进线开关DL1、Ⅱ段进线开关DL2均在合闸位置、母分开关DL3在分闸位置;
经5秒后充电完成,“一次系统图”上“备自闭锁”字样变为“备自允许”。
放电条件:
a)I、II段母线同时无压(二次侧三个线电压U b)母分开关DL3在合闸位置; c)进线故障跳闸或者手动分闸; d)其他外部闭锁信号; e)本装置的故障信号未复归; f)备自投压板不投入。 动作过程: 当充电完成后 a)Ⅰ母失压、Ⅰ段进线无流(IX1 b)Ⅱ母失压、Ⅱ段进线无流(IX2 注意: 如主进线开关有失压保护跳闸的,应将Tsy整定为小于进线失压跳闸时间,才能保证备自投可靠动作。 如果需要进线开关偷跳也启动自投,则需将“对侧偷跳自投”设置为投入状态,但此时必须将手分断路器和进线保护动作信号引入本装置来闭锁自投(通过开入闭锁来实现)。 3)保护逻辑图: 4.4非电量保护 非电量保护的设置详见3.2开入量参数整定。 1)动作条件: 当非电量保护投入,开入告警接点闭合动作于告警;开入故障跳闸接点闭合动作于瞬时跳闸。 2)保护逻辑图: 4.5TV1监测、TV2监测的原理相同,下面以TV1监测为例 1)动作条件: 如果母线电压为三相四线时,TV监测包括母线电压相序的判断和TV断线的判断。 相序的判据是: TV监测投入,当负序电压U12大于28V,并且负序电压U12大于4倍的正序电压U11,经过延时时间TdxU,装置报电压回路相序错。 断线的判据是: TV监测投入,在装置检测到负序电压U12大于10V且最小线电压小于70V时,经过延时时间TdxU判TV断线;当监测到Uab1+Ubc1+Uca1(标量和)小于50V且进线1断路器在合位、或者进线1测量电流大于0.05A时,经过延时时间TdxU判TV三相断线。 如果母线电压为三相三线时,本装置只进行TV断线的判断。 断线的判据是: TV监测投入,在装置检测到最大线电压和最小线电压之差大于28V且最小线电压小于70V时,经过延时时间TdxU判TV断线;当监测到Uab+Ubc+Uca(标量和)小于50V且进线1断路器在合位、或者进线1测量电流大于0.05A时,经过延时时间TdxU判TV三相断线。 2)保护逻辑图: TV断线的逻辑图: 三相四线时的TV相序错逻辑和TV断线逻辑: 三相三线时TV断线逻辑: TV三相断线的逻辑图(三相四线和三相三线): 4.6TA监测 1)使用到的电流判据: 保护电流Ip判据: 当保护电流量程为100A时,IP=0.2A;当保护电流量程为24A时,IP=0.1A。 测量电流Im判据: 当测量电流量程为6A时,Im=0.05A;当测量电流量程为1.2A时,Im=0.01A。 2)动作条件: 保护电流TA监测判据是: TA监测投入,三相保护电流最小值大于IP,最大值小于6A,保护电流的正序电流PI1小于IP同时负序电流PI2要大于IP,经过延时时间TdxI,装置报保护TA相序错告警;负序电流PI2大于IP且至少有一相电流低于IP同时三相保护电流的最大值小于6A,经过延时时间TdxI,装置报保护TA断线告警。 测量电流TA监测判据是: 负序电流I2大于Im且至少有一相电流低于Im同时两相测量电流的最大值小于6A,经过延时时间TdxI,装置报测量TA断线告警。 测量电流没有相序判断功能。 当TA接线形式为2CT时: TA监测不包括相序判断。 3)TA断线逻辑图: 下图为保护电流的逻辑图,图中: Ip为保护电流判据、PI1为保护电流的正序电流、PI2为保护电流的负序电流、TdxI为TA监测整定时间。 下图为测量电流逻辑图同,图中Im为测量电流判据、I2为测量电流的负序电流。 4.7控制回路断线告警: 控制回路断线有两种方式来实现: 一种通过HWJ和TWJ来实现,该方式只有装置带防跳时才具有,防跳功能只适用直流控制回路。 装置是否带防跳请在订货时注明。 通过HWJ和TWJ来实现控制回路断线是一直有效的,不受软件控制的。 当控制回路断线时,装置上端子X3-25、26出口。 具体见带防跳功能控制原理图。 另一种通过软件来判断。 以下所述为通过软件判断控制回路断线。 1)动作条件: 装置是通过监测控制回路电压及断路器位置来判断控制回路是否断线。 在“05.保护定值显示”中投上“控回断线”和“合闸回路断线”,才可以监测合闸回路;投上 控回断线”和“跳闸回路断线”,才可以监测跳
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