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技术说明书样本
ISA-351G馈线保护测控装置
ISA-351G为馈线保护测控一体化装置,实现馈线、变压器组、分段保护、测控、操作等功能。
1.1基本配备
保护功能:
●带独立门槛相电流越限记录元件
●可独立投退三段式电流保护
●可选取极度、非常、普通动作特性反时限过流保护
●可选取前加速或后加速相电流加速保护
●可选取三相一次/二次自动重叠闸(可投退检同期与检无压)
●带滑差/无滑差闭锁低周减载
●带电压滑差闭锁低压减载
●带零序方向零序过流保护,可兼容不同接地方式
●过负荷保护
●可选取闭锁重叠闸功能控制回路断线告警
●可选取闭锁与电压关于保护母线PT断线告警
●可投退可整定延时外部开入保护
●带独立操作回路和故障录波
●不接地系统远方接地选线试跳功能(自动鉴别与否本线接地)
测控功能:
●3路通过操作回路采集位置遥信
●8路遥信开入采集,可选取闭锁重叠闸、外部跳闸开入、外部告警开入、外部复归、检修开入。
可选配脉冲输入功能。
●多路软遥信,涉及事故总信号、重叠闸充电标志、保护软压板位置。
●Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、3I0、Uab、Ubc、Uca、3U0、Pa、Pb、Pc、P、Q、S、COSφ、Fr共19个遥测量
●遥控操作开关和软压板,并作遥控操作记录及记录
●大容量事件记录、SOE记录、自检记录、瞬时闭锁保护记录
●高达11次谐波分析功能
●具备和五防主机同规则间隔五防闭锁遥控功能
1.2保护原理
1.2.1相电流越限记录元件
相电流越限记录元件设独立越限门坎定值d797,并按相记录各相电流越限状况,产生独立相电流越限记录,涉及各相越限起始时刻、越限持续时间、越限最大电流。
1)分相记录便于更详细、更全面地记录扰动过程。
2)该记录不用于告警,仅用于扰动分析。
3)装置界面提供相电流越限记录查看功能。
4)定值d797整定应躲过最大负荷电流值(防止不必要频繁记录),保证最小故障电流时有足够敏捷度,普通整定比过流保护电流定值略低即可。
1.2.2三段式过流保护
各段保护独立投退,电流及时间定值可独立整定,电流返回系数为0.95。
1)瞬时电流速断保护
图6-2-1瞬时电流速断保护逻辑图
2)限时电流速断保护
图6-2-2限时电流速断保护逻辑图
3)定期限过流保护
图6-2-3定期限过流保护逻辑图
1.2.3反时限过流保护
反时限过流保护提供普通反时限、非常反时限和极度反时限3种动作特性供选取。
3种动作特性如果同步投入,优先级排列从高到低为:
极度反时限>非常反时限>普通反时限。
1)普通反时限特性方程
2)非常反时限特性方程
3)极度反时限特性方程
式中:
Ip为启动电流定值(d150),Tp为时间常数定值(d151),动作时间t可计算得到。
电流返回系数为0.95。
图6-2-4反时限过流保护逻辑图
1.2.4相电流加速保护
本装置配备了独立加速段保护,可通过控制字选取采用前加速还是后加速,两者同步投入时,后加速优先级高。
1)后加速保护
后加速段保护可作为充电保护使用。
后加速段有效时间为3s,即在断路器由跳位变合位3s时间内无论手合或自动重叠闸,后加速保护均有效。
后加速保护动作延时应躲过线路所带顾客变压器励磁涌流。
图6-2-5后加速保护逻辑图
2)前加速保护
前加速保护动作跳开断路器是无选取性,其无选取性动作依赖于重叠闸纠正,因而只有当重叠闸“充电”完毕,前加速保护才干投入工作。
重叠闸动作后会“放电”,充电时间为20S,故前加速保护自动退出20S,以便其她保护段和后续线路保护准时限配合能有选取性动作。
前加速段在断路器已合上状况下才会动作,故不必考虑躲过顾客变压器励磁涌流,电流定值可按躲过最大负荷电流整定。
图6-2-6前加速保护逻辑图
1.2.5三相自动重叠闸
1)本装置提供了三相一次重叠闸和三相二次重叠闸功能可供顾客选取。
对于三相一次重叠闸可选取同期检定和无压检定方式。
三相二次重叠闸只设无压检定方式。
2)重叠闸采用不相应启动方式;使用内部操作回路提供断路器位置接点(TWJ、HWJ和HHJ)做判断;控制回路断线可选取闭锁重叠闸。
3)重叠闸充电时间为20s,重叠闸“充电”和“放电”条件见表6-2-1。
(当重叠闸投入时,装置界面状态行中浮现“电池”标志用于显示重叠闸状态:
空心电池表达重叠闸未充好电,中间带“1”实心电池表达重叠闸充电好且容许重叠一次,中间带“2”实心电池表达重叠闸充电好且容许重叠二次;重叠闸不投入或保护退出运营时,不显示该标志。
)
4)为避免变压器出线近端发生故障,而线路开关跳开后重叠在永久故障上对变压器绕组产生多次冲击,本装置设立“大电流闭锁重叠闸”功能,该功能可通过控制字(d253)投退。
5)“闭锁重叠闸”端子为外部闭锁信号,当定值d731为退出时该端子失效,可用于其她遥信。
6)重叠闸整个动作应在整组复归时间Tzzf内完毕,在Tzzf到达后重叠闸整组复归,所有计数器清零,并清除所有标志。
当浮现“放电”条件和重叠闸动作所有完毕后也整组复归。
三相一次重叠Tzzf=20s/120s(退/投同期检查),三相二次重叠Tzzf=100s。
7)线路侧电压可接任意相电压和线电压,可通过界面设定线路电压相别。
表6-2-1重叠闸充/放电及启动条件
放电条件
(“或”逻辑)
1)“闭锁重叠闸”有开入且定值d731为投入
2)断路器“合后”状态消失(HHJ=0)
3)控制回路断线(可投退)
4)低周、低压减载或过负荷保护动作于跳闸或不接地零序元件动作于跳闸
5)大电流闭锁启动(可投退)
充电条件
(“与”逻辑)
1)不满足重叠闸放电条件
2)断路器在“合后”状态(HHJ=1)
3)断路器合位(TWJ=0,HWJ=1)
启动条件
1)重叠闸已“充电”
2)断路器浮现不相应状态(TWJ=1,HWJ=0,HHJ=1)
3)三相无流
图6-2-7三相一次重叠闸逻辑图
对于三相二次重叠闸,第一次跳闸后,经第一次合闸时限(d411)延时,会进行第一次重叠闸。
重叠后,若在二次重叠闸闭锁时限(d203)内再次跳闸,则不再重叠闸。
若没有再跳闸,则从合闸时开始计时,通过一次重叠后全恢复时间(d412)后,重叠闸复归,装置仍处在充电状态,可以进行下一轮二次重叠闸。
如果在不不大于d203不大于d412时间内再跳,经二次重叠闸时限(d201)后,第二次重叠。
二次重叠闸闭锁时间(d203)是指第一次重叠闸后在“闭锁时间”内又发生故障导致开关再次跳闸,此时应闭锁第二次重叠闸,而直接启动重叠闸整组复归,清除所有标志。
因而整定期d412必要不不大于d203和d201,否则无法重叠。
图6-2-8三相二次重叠闸逻辑图
注:
同期检定线路有压定值和同期公式中Un在线路电压设定为相电压时取为40V,设定为线电压时取为70V。
1.2.6低周减载
1)本装置采用分散分布式低周减载方案,设滑差闭锁和无滑差闭锁两段,两段可独立投退,其频率定值及动作时限可单独整定。
2)当输入电压Uab不大于20V,或测量频率超过45~55Hz有效范畴,视为频率测量回路异常,闭锁低周减载。
3)由于频率测量取自母线电压Uab,故在逻辑中加入断路器合位判据。
4)两段低周减载均设有低电压闭锁和无流闭锁环节,其中低电压闭锁功能固定投入,无流闭锁环节可由控制字(d078)整定投退。
低电压闭锁门槛为20V。
无流闭锁定值按躲过最小负荷电流整定(建议取为0.2A)。
5)低周减载返回频率为:
整定值+0.05Hz。
6)低周减载出口接点与保护跳闸接点相独立,设独立出口压板。
图6-2-9滑差闭锁低周减载逻辑图
1.2.7低压减载
1)低压减载设有断路器合位判据和可投退无流闭锁环节,原理同低周减载。
2)低压减载设立了可投退电压滑差闭锁元件。
3)为防止PT断线引起低压减载误动,加有“线电压不不大于20V”和“负序电压不大于7V”判据。
4)低压减载为欠量继电器,电压返回系数取1.1。
5)低压减载出口接点与保护跳闸接点相独立,设独立出口压板。
图6-2-10低压减载逻辑图
1.2.8接地保护(零序过流保护)
本装置接地保护可满足不同接地系统规定:
对于不接地系统,采用零序方向过流保护,动作于告警或跳闸,其中方向元件可投退;对于小电阻接地系统,采用零序过流保护和零序过流加速元件,动作于跳闸。
装置为此提供了两个零序电流交流通道3Iol和3Iog,分别应用于不同接地方式。
1)中性点不接地系统零序过流保护
中性点不接地系统中某条线路发生单相接地时,非故障线流过其自身电容决定零序电流,超前零序电压90°,方向由母线流向线路;故障线路流过母线上所有非故障线路零序电流之和,方向由线路流向母线,落后零序电压90°。
零序过流保护动作条件是
(6-2-1)
式中:
和
分别代表母线上所有线路和本线路零序电流,上式左边即为故障线故障电流。
式(6-2-1)中
为零序过流保护整定值,应按躲过本线路电容电流整定,即有
(6-2-2)
式中:
k为安全系数,可取2(或更小)。
由式(6-2-1)和式(6-2-2)可得到在中性点不接地系统中,某条线路可以采用零序过流保护条件是
(6-2-3)
式中:
和
分别为故障线自身电容和母线上所有线路电容之和。
若式(6-2-3)不能满足,不接地系统零序过流保护需使用零序方向元件D0辅助鉴别,其动作方程为(括号内为最大误差范畴)
(6-2-4)
零序方向元件D0正方向动作区如下图所示。
【阐明】:
1)零序方向元件投入时,若发生PT断线可由控制字(d108)选取闭锁零序方向过流保护。
2)由于零序电流互感器是套管型,安装后应做极性实验。
系统正常状况无零序电压,
与
等电位,无法带电检查区别两者,因而必要认真检查二次接线。
如条件具备,建议进行人工单相接地实验。
注意长时间送入装置
电流不得不不大于1A。
图6-2-11不接地系统零序过流保护逻辑图
2)小电阻接地系统零序过流保护
小电阻接地系统接地保护涉及零序过流和零序过流后加速元件。
图6-2-12小电阻接地系统零序过流保护逻辑图
1.2.9不接地系统远方接地选线试跳功能
不接地系统发生单相接地故障时系统零序电压上升,若带故障运营时间太长会导致单相接地故障发展为相间故障,影响到系统和设备安全。
本装置装设有远方接地选线试跳功能。
接地选线试跳跳/合闸出口接点为遥控跳/合闸出口接点,可有效闭锁重叠闸功能,防止发出不必要重叠闸信号。
1)当装置接受到后台或远控发来接地试跳命令后,自动判断当前系统与否有零序电压
(使用三相电压计算得到,单相接地时
应为173V):
A)若当前
<70V,确认系统不存在接地故障,返回“系统未接地”事件信息,且终结该试跳过程;
B)若当前
>70V,确认系统的确存在接地故障,自动跳开本线路断路器,并判断
与否消失(不大于40V):
a)若
<40V,返回“本线路接地”信息;
b)若
>40V,返回“本线路未接地”信息。
2)无论与否本线路接地均在发出选线信息后发合闸命令。
3)选线结束后与否跳开接地线路由顾客决定。
4)在本装置接地选线试跳过程中,线路停电时间为2S。
1.2.10过负荷保护
过负荷保护可通过控制字选取告警或跳闸。
动作于跳闸同步闭锁重叠闸。
图6-2-13过负荷保护逻辑图
1.2.11控制回路断线告警
装置以开入量方式(闭合为1,断开为0)接入断路器双位置,除其她用途外,还用于控制回路异常状况检查。
控制回路断线检查延时10s告警。
由于重叠闸使用断路器位置接点判断,在判断控制回路断线发生时可选取闭锁重叠闸。
图6-2-14控制回路断线告警逻辑图
1.2.12母线PT断线告警
母线PT断线检查采用线电压下降和负序电压上升判据,延时10s告警。
若控制字d108=投入,则在母线PT断线告警判据中增长电流闭锁元件,即三相电流均不大于0.2A时,母线PT断线告警元件退出;如果此时判据各条件满足,则闭锁与母线电压关于保护元件。
图6-2-15母线PT断线告警及闭锁逻辑图
1.2.13外部非电量开入保护
装置设有外部跳闸开入保护和外部告警开入保护。
外部跳闸开入保护可由控制字(d414)选取与否跳闸,外部告警开入保护只动作于发信,两保护延时均可整定。
图6-2-16外部非电量开入保护逻辑图
1.3保护配备及整定阐明
1.3.1保护元件配备
保护元件配备是依照顾客规定,在出厂前投入选配元件。
详细保护元件见表6-3-1。
装置出厂后不得容易更改保护元件配备,如果改动需重新整定定值和重新配备保护出口。
一旦保护元件配备为退出,则与此保护元件有关定值和出口(如果该元件有出口规定)都变为不可见。
表6-3-1ISA-351G装置保护元件
元件名称
缺省配备
定值组别
元件名称
缺省配备
定值组别
相电流越限记录元件
投入
过流保护
滑差闭锁低周减载
投入
减载
瞬时电流速断保护
投入
过流保护
无滑差闭锁低周减载
退出
减载
限时电流速断保护
投入
过流保护
低压减载
投入
减载
定期限过流保护
投入
过流保护
外部跳闸开入保护
退出
非电量保护
反时限过流保护
退出
过流保护
外部告警开入保护
退出
非电量保护
相电流加速段保护
投入
过流保护
三相一次重叠闸
投入
重叠闸
过负荷保护
退出
过负荷保护
三相二次重叠闸
退出
重叠闸
零序过流跳闸保护
退出
零序保护
控制回路断线告警
投入
告警
零序过流加速保护
退出
零序保护
母线PT断线告警
投入
告警
不接地零序方向过流保护
投入
零序保护
不接地系统接地选线试跳
退出
注:
表中缺省配备为“投入”保护元件为ISA-351G装置标配元件,“退出”为选配元件。
1.3.2装置定值
装置有两种定值类型:
投退型(或开关型)和数值型。
数值型定值按位整定,可整定为整定范畴内任意值。
无特殊阐明保护段按关于规程整定,有特殊阐明保护段应按其阐明进行整定。
表6-3-2按保护元件列出了装置所有定值。
该表也列出了ISA规约与103规约编号对照关系。
在ISA规约编号一栏内带“*”者为投退型定值,带“☆”号为重复定值,重复定值不再分派103规约编号。
表6-3-2ISA-351G装置保护定值
保护元件
ISA规约
编号
103规约
编号
含义
整定范畴及步长
出厂定值
电流越限记录
d797
0101H
相电流越限电流定值
0.2In~20In,0.01A
20In
瞬时电流速断
*d034
0201H
瞬时电流速断保护投退
退出/投入
退出
d019
0102H
瞬时电流速断保护定值
0.2In~20In,0.01A
20In
限时电流速断
*d010
0202H
限时电流速断保护投退
退出/投入
退出
d000
0103H
限时电流速断保护定值
0.1In~20In,0.01A
20In
d001
0104H
限时电流速断保护时限
0~99.99s,0.01s
99.99s
定期限过流
*d012
0203H
定期限过流保护投退
退出/投入
退出
d002
0105H
定期限过流保护定值
0.1In~20In,0.01A
20In
d003
0106H
定期限过流保护时限
0~99.99s,0.01s
99.99s
反时限过流
*d149
0204H
极度反时限过流投退
退出/投入
退出
*d475
0205H
非常反时限过流投退
退出/投入
退出
*d474
0206H
普通反时限过流投退
退出/投入
退出
d150
0107H
反时限过流保护起动定值
0.2In~20In,0.01A
20In
d151
0108H
反时限过流保护时间常数
0.001~9.999s,0.001s
9.999s
相电流加速
*d207
0207H
后加速保护投退
退出/投入
退出
*d208
0208H
前加速保护投退
退出/投入
退出
d209
0109H
加速段保护定值
0.2In~20In,0.01A
20In
d210
010AH
加速段保护时限
0~2.99s,0.01s
2.99s
过负荷
*d059
0209H
过负荷保护投退
退出/投入
退出
*d131
020AH
过负荷保护跳闸投退
退出/投入
退出
d060
010BH
过负荷电流定值
0.08In~20In,0.01A
20In
d061
010CH
过负荷时限定值
0.1~99.99s,0.01s
99.99s
零序过流
*d014
020BH
零序过流保护投退
退出/投入
退出
d004
010DH
零序过流定值
0.08In~20In,0.01A
20In
d005
010EH
零序过流时限定值
0~99.99s,0.01s
99.99s
零序过流加速段
*d238
020CH
零序过流后加速投退
退出/投入
退出
d239
010FH
零序过流后加速定值
0.08In~20In,0.01A
20In
d226
0110H
零序过流加速段时限
0~2.99s,0.01s
9.99s
不接地零序
方向过流
*d018
020DH
零序过流保护投退
退出/投入
退出
*d129
020EH
零序方向元件投退
退出/投入
退出
*d130
020FH
零序过流跳闸投退
退出/投入
退出
d008
0111H
零序过流告警定值
0.03~3.99A,0.01A
3.99A
d009
0112H
零序过流时限定值
0~99.99s,0.01s
99.99s
带滑差闭锁
低周减载
*d072
0210H
有滑差闭锁低周减载投退
退出/投入
退出
d070
0113H
有滑差锁低周减载定值
45~49.95Hz,0.01Hz
49.95Hz
d071
0114H
有滑差闭锁低周减载时限
0.1~99.99s,0.01s
99.99s
d215
0115H
低周减载滑差闭锁定值
0.5~9.99Hz/s,0.01Hz/s
9.99Hz/s
*d078
0211H
低周减载无流闭锁投退
退出/投入
退出
d077
0116H
低周减载无流闭锁定值
0.02In~1.2In,0.01A
1.2In
无滑差闭锁
低周减载
*d227
0212H
无滑差闭锁低周减载投退
退出/投入
退出
d228
0117H
无滑差闭锁低周减载定值
45~49.95Hz,0.01Hz
49.95Hz
d229
0118H
无滑差闭锁低周减载时限
0.1~99.99s,0.01s
99.99s
*d078☆
低周减载无流闭锁投退
退出/投入
退出
d077☆
低周减载无流闭锁定值
0.02In~1.2In,0.01A
1.2In
低压减载
*d211
0213H
低压减载投退
退出/投入
退出
d212
0119H
低压减载电压定值
25~99.99V,0.01V
99.99V
d213
011AH
低压减载时限
0.2~99.99s,0.01s
99.99s
*d420
0214H
低压减载无流闭锁投退
退出/投入
退出
d214
011BH
低压减载无流闭锁定值
0.02In~1.2In,0.01A
1.2In
*d439
0215H
电压滑差闭锁投退
退出/投入
退出
d438
011CH
电压滑差闭锁定值
0.5~99.9V/s,0.1V/s
99.9V/s
外部跳闸开入
保护
*d413
0216H
外部跳闸开入保护投退
退出/投入
退出
*d414
0217H
外部跳闸开入跳闸投退
退出/投入
退出
d415
011DH
外部跳闸开入保护时限
0~99.99s,0.01s
99.99s
外部告警开入
保护
*d421
0218H
外部告警开入保护投退
退出/投入
退出
d422
011EH
外部告警开入保护时限
0~199.9s,0.1s
199.9s
三相一次重叠闸
*d016
0219H
不相应启动重叠闸投退
退出/投入
退出
d007
011FH
重叠闸无压检定期间
0.1~19.99s,0.01s
19.99s
*d104
021AH
重叠闸无压检定投退
退出/投入
退出
d105
0120H
重叠闸无压检定定值
10~99.99V,0.01V
99.99V
*d106
021BH
重叠闸同期检定投退
退出/投入
退出
d107
0121H
重叠闸同期检定角度
2°~90°,1°
90°
d423
0122H
重叠闸同期检测时间
0~99.99s,0.01s
99.99s
*d253
021CH
大电流闭锁重叠闸投退
退出/投入
退出
d254
0123H
大电流闭锁重叠闸定值
0.2In~20In,0.01A
20In
*d731
021DH
闭锁重叠闸开入投退
退出/投入
退出
三相二次重叠闸
*d410
021EH
三相二次重叠闸投退
退出/投入
退出
d411
0124H
第一次合闸延时定值
0.3~99.99s,0.01s
99.99s
d201
0125H
二次重叠闸时限
0~199.9s,0.1s
199.9s
*d104☆
重叠闸无压检定投退
退出/投入
退出
d105☆
重叠闸无压检定定值
10~99.9V,0.1V
99.9V
d203
0126H
二次重叠闸闭锁时间
0~199.9s,0.1s
199.9s
d412
0127H
一次重叠后全恢复时间
0.5~199.9s,0.1s
199.9s
*d253☆
大电流闭锁重叠闸投退
退出/投入
退出
d254☆
大电流闭锁重叠闸定值
0.2In~20In,0.01A
20In
*d731☆
闭锁重叠闸开入投退
退出/投入
退出
控制回路断线
告警
*d146
021FH
控制回路断线告警投退
退出/投入
退出
*d419
0220H
控回断线闭锁重叠投退
退出/投入
退出
母线PT断线
告警
*d098
0221H
PT断线告警投退
退出/投入
退出
*d108
0222H
PT断线闭锁保护投退
退出/投入
退出
1.3.3出口配备
本装置各保护跳闸方式采用整定方式,即保护动作出口继电器可以按需要整定。
装置共有四组出口继电器(其中CJ4缺省为常闭接点),其名称和出口配备代码相应关系如下:
继电器名称
保护跳闸(CJ1)
重叠出口(CJ2)
减载出口(CJ
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