微機(jī)保護(hù)裝置，微機(jī)保護(hù)裝置，，，，，

SZP-318D數(shù)字式線路保護(hù)測(cè)控裝置

一 概述

SZP-318D數(shù)字式線路保護(hù)測(cè)控裝置是以電流、電壓保護(hù)及三相重合閘為基本配置的成套線路保護(hù)裝置。適用于66kV及以下電壓等級(jí)的非直接接地系統(tǒng)或經(jīng)電阻接地系統(tǒng)中的方向線路保護(hù)及測(cè)控，可在開(kāi)關(guān)柜就地安裝，也可組屏安裝于控制室。

保護(hù)功能配置

l       三段式電壓閉鎖的方向相間電流保護(hù)

l       三段式零序電流保護(hù)

l       充電保護(hù)(用于母聯(lián)或分段保護(hù))

l       電流保護(hù)定時(shí)限、反時(shí)限可選

l       零序保護(hù)定時(shí)限、反時(shí)限可選

l       方向閉鎖

l       電壓閉鎖

l       三相一次重合閘(檢同期、檢無(wú)壓、非同期方式可選)

l       三相二次重合閘

l       過(guò)負(fù)荷告警及跳閘保護(hù)

l       合閘加速保護(hù)(前加速、后加速、手合加速)

l       低周減載、低壓解列保護(hù)

l       小電流接地選線功能

l       故障濾波、事件SOE、獨(dú)立的操作回路

測(cè)控功能配置

l   11路強(qiáng)電遙信開(kāi)入采集

l   裝置失電告警，裝置事故信號(hào)，裝置告警信號(hào)

l   斷路器遙控分合、分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)

l   模擬量遙測(cè)：Ia、Ib(選配，訂貨時(shí)須注明)、Ic、Ua、Ub、Uc、P、Q、COSθ、F

l   電度計(jì)量

l   2路脈沖輸入

l   1路GPS對(duì)時(shí)

二 保護(hù)原理說(shuō)明

2.1 方向元件

2.1.1本裝置的相間方向元件采用90°接線方式，按相起動(dòng)，各相電流元件僅受表中所示相應(yīng)方向元件的控制。為消除死區(qū)，方向元件帶有記憶功能。

表1  方向元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系

    本裝置Arg(I/U)=-30°～90°，邊緣稍有模糊，誤差<±5°。

圖1-1  相間方向元件動(dòng)作區(qū)域

2.1.2 本裝置的零序方向元件動(dòng)作區(qū)為Arg(3U0/3I0)=-180°～-120°及120°～180°，3U0為自產(chǎn)，外部3I0端子接線不需倒向。邊緣誤差角度<±5°

圖1-2  零序方向元件動(dòng)作區(qū)域

說(shuō)明：在現(xiàn)場(chǎng)條件不具備時(shí)，方向動(dòng)作區(qū)由軟件保證可以不作校驗(yàn)，但模擬量相序要作校驗(yàn)。

2.2 低電壓元件

低電壓元件在三個(gè)線電壓(Uab、Ubc、Uca)中的任意一個(gè)低于低電壓定值時(shí)動(dòng)作，開(kāi)放被閉鎖保護(hù)元件。利用此元件，可以保證裝置在電機(jī)反充電等非故障情況下不出現(xiàn)誤動(dòng)作。

2.3 過(guò)電流元件

裝置實(shí)時(shí)計(jì)算并進(jìn)行三段過(guò)流判別。為了躲開(kāi)線路避雷器的放電時(shí)間，本裝置中I段也設(shè)置了可以獨(dú)立整定的延時(shí)時(shí)間。裝置在執(zhí)行三段過(guò)流判別時(shí)，各段判別邏輯*。裝置在執(zhí)行三段過(guò)流判別時(shí)，各段判別邏輯*，其動(dòng)作條件如下：

In為n段電流定值，Ia,b,c為相電流

2.4 零序過(guò)電流元件

零序過(guò)電流元件的實(shí)現(xiàn)方式基本與過(guò)流元件相同，滿足以下條件時(shí)出口跳閘：

        1)3I0>I0n ；I0n： 接地N段定值

        2)T>T0n ；T0n： 接地N段延時(shí)定值

        3)相應(yīng)的方向條件滿足(若需要)

本功能通過(guò)壓板實(shí)現(xiàn)投退,帶方向的選擇由控制字選定，零序三段可設(shè)為反時(shí)限。

2.5 反時(shí)限元件

反時(shí)限保護(hù)元件是動(dòng)作時(shí)限與被保護(hù)線路中電流大小自然配合的保護(hù)元件，通過(guò)平移動(dòng)作曲線，可以非常方便地實(shí)現(xiàn)全線的配合。常見(jiàn)的反時(shí)限特性解析式大約分為三類(lèi)，即標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限、非常反時(shí)限、反時(shí)限，本裝置中反時(shí)限特性由整定值中反時(shí)限指數(shù)整定。各反時(shí)限特性公式如下：

a.一般反時(shí)限(整定范圍是0.007～0.14)

b.非常反時(shí)限(整定范圍是0.675～13.5)

c.反時(shí)限(整定范圍是4～80)

其中：   tp為時(shí)間系數(shù)，范圍是(0.05~1)

              Ip為電流基準(zhǔn)值

              I為故障電流

              t為跳閘時(shí)間

     注意：整定值部分反時(shí)*為上面表達(dá)式中分子的乘積值，單位是秒。

本裝置相間電流及零序電流均帶有定、反時(shí)限保護(hù)功能，通過(guò)設(shè)置控制字的相關(guān)位可選擇定時(shí)限或反時(shí)限方式。當(dāng)選擇反時(shí)限方式后，自動(dòng)退出定時(shí)限II、III段過(guò)流及II、III段零流元件，相間電流III段和零序電流III段的功能壓板分別變?yōu)橄嚅g電流反時(shí)限及零序電流反時(shí)限功能投退壓板。

2.6 充電保護(hù)

本裝置用作充電保護(hù)時(shí)(如母聯(lián)或分段開(kāi)關(guān)中)，只需投入加速壓板、整定加速電流及時(shí)間定

值，加速方式由控制字選擇為后加速方式即可實(shí)現(xiàn)該功能。斷路器處于分位大于 30 秒后該功能投

入，充電保護(hù)功能在斷路器合上后擴(kuò)展到 3 秒左右。

2.7 加速

本裝置的加速回路包括手合加速及保護(hù)加速兩種，加速功能設(shè)置了獨(dú)立的投退壓板。

本裝置的手合加速回路不需由外部手動(dòng)合閘把手的觸點(diǎn)來(lái)起動(dòng)，此舉主要是考慮到目前許多變電站采用綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后，已取消了控制屏，在現(xiàn)場(chǎng)不再安裝手動(dòng)操作把手，或僅安裝簡(jiǎn)易的操作把手。本裝置的不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘回路也作了同樣的考慮，詳見(jiàn)后述。

手合加速回路的啟動(dòng)條件為：

a) 斷路器在分閘位置的時(shí)間超過(guò)30秒

b) 斷路器由分閘變?yōu)楹祥l，加速允許時(shí)間擴(kuò)展3秒

保護(hù)加速分為前加速或重合后加速方式，可由控制字選擇其中一種加速方式。

本裝置設(shè)置了獨(dú)立的過(guò)流及零流加速段電流定值及相應(yīng)的時(shí)間定值，與傳統(tǒng)保護(hù)相比，此種做法使保護(hù)配置更趨靈活。本裝置的過(guò)流加速段還可選擇帶低電壓閉鎖，但所有加速段均不考慮方向閉鎖。

2.8 三相重合閘

本系列所有型號(hào)的裝置都設(shè)有三相重合閘功能，此功能可由壓板投退。

2.8.1 啟動(dòng)回路

a)      保護(hù)跳閘啟動(dòng)

b)      開(kāi)關(guān)位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)

在不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘回路中，僅利用TWJ觸點(diǎn)監(jiān)視斷路器位置?？紤]許多新設(shè)計(jì)的變電站，尤其是綜合自動(dòng)化站，可能沒(méi)有手動(dòng)操作把手，本裝置在設(shè)計(jì)中注意避免使用手動(dòng)操作把手的觸點(diǎn)，手跳時(shí)利用裝置跳閘板上的STJ動(dòng)合觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)重合閘的閉鎖。

2.8.2 閉鎖條件

斷路器合位時(shí)重合充電時(shí)間為15秒；充電過(guò)程中重合綠燈發(fā)閃光，充電滿后發(fā)常綠光，不再閃爍。本系列的裝置設(shè)置的重合閘“放電”條件有：

a) 控制回路斷線后，重合閘延時(shí)10秒自動(dòng)“放電”

b) 彈簧未儲(chǔ)能端子高電位，重合閘延時(shí)2秒自動(dòng)“放電”

c)     閉鎖重合閘端子高電位，重合閘立即“放電”

2.8.3 手動(dòng)捕捉準(zhǔn)同期(選配)

有手合(4x3)或遙合開(kāi)入量輸入，檢查是否滿足準(zhǔn)同期條件，滿足即提前一個(gè)導(dǎo)前時(shí)間發(fā)出合閘令，將開(kāi)關(guān)合上，否則不合閘。母線或線路抽取電壓過(guò)低，則不再檢測(cè)準(zhǔn)同期條件。準(zhǔn)同期方式及同期電壓相別選擇同重合閘，可參見(jiàn)整定值。準(zhǔn)同期出口為備用出口二(4x15-4x16)，準(zhǔn)同期條件包括：

a)母線與線路抽取電壓差小于整定值。

b)頻率差小于整定值

c)加速度小于整定值

d)導(dǎo)前角度小于整定值，且(母線與線路抽取電壓的夾角－導(dǎo)前角度 )< 15度

e)斷路器在分閘位置

f)手合或遙合開(kāi)入量輸入

2.8.4 兩次重合閘(選配)

保護(hù)瞬動(dòng)后一次重合，如果燃弧仍存在，一次重合不成功再次跳開(kāi)，允許經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)延時(shí)等燃弧燒盡后再二次重合。

2.9 低周減載

利用這一元件，可以實(shí)現(xiàn)分散式的頻率控制，當(dāng)系統(tǒng)頻率低于整定頻率時(shí)，此元件就能自動(dòng)判定是否切除負(fù)荷。

低頻減載功能邏輯中設(shè)有一個(gè)滑差閉鎖元件以區(qū)分故障情況、電機(jī)反充電和真正的有功缺額。

考慮低頻減載功能只在穩(wěn)態(tài)時(shí)作用，故取AB相間電壓進(jìn)行計(jì)算，試驗(yàn)時(shí)仍需加三相平衡電壓。當(dāng)此電壓(UAB)低于閉鎖頻率計(jì)算電壓時(shí)，低周減載元件將自動(dòng)退出。

說(shuō)明：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件不具備時(shí)，該試驗(yàn)可免做。模擬量正確，則精度由軟件保證。

2.10 低壓解列

適用于發(fā)電廠和系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)線保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)低壓控制，當(dāng)系統(tǒng)電壓低于整定電壓時(shí)，此元件就能自動(dòng)判定是否切除負(fù)荷。

低壓解列的判據(jù)為： 

            1)三相平衡電壓，U相<UDY

            2)dV/dt<V/T

3)T>Tudy

4)負(fù)序線電壓<5V

            5)本線路有載(負(fù)荷電流>0.1In)

本功能通過(guò)控制字實(shí)現(xiàn)投退,PT斷線時(shí)閉鎖低壓保護(hù)。

2.11 過(guò)負(fù)荷元件

過(guò)負(fù)荷元件監(jiān)視三相的電流，其動(dòng)作條件為：

            1)MAX(IF)>Ifh

            2)T>Tgfhgj：告警

             3)T>Tgfhtz：跳閘

    其中Ifh為過(guò)負(fù)荷電流定值。

本功能通過(guò)壓板實(shí)現(xiàn)投退,過(guò)負(fù)荷告警與跳閘的選擇由控制字選定。

2.12 PT斷線檢測(cè)

在下面三個(gè)條件之一得到滿足的時(shí)候，裝置報(bào)發(fā)“PT斷線”信息并點(diǎn)亮告警燈：

1)三相電壓均小于8V，某相(a或c相)電流大于0.25A，判為三相失壓。

2)三相電壓和大于8V，zui小線電壓小于16V，判為兩相或單相PT斷線。

3)三相電壓和大于8V，zui大線電壓與zui小線電壓差大于16V，判為兩相或單相PT斷線。

裝置在檢測(cè)到PT斷線后，可根據(jù)控制字選擇，或者退出帶方向元件、電壓元件的各段保護(hù)，或者退出方向、電壓元件。PT斷線檢測(cè)功能可以通過(guò)控制字(KG1.15)投退。

2.13 小電流接地選線

小電流接地選跳系統(tǒng)由SZP-318D裝置和SZP-300監(jiān)控主站構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí)，3U0抬高。當(dāng)裝置感受到自產(chǎn)3U0有突變且大于10V，即記錄當(dāng)前的3U0，3I0。與此同時(shí)，母線開(kāi)口三角電壓監(jiān)視點(diǎn)向主站報(bào)送接地信號(hào)。主站則在接到接地信號(hào)后調(diào)取各裝置內(nèi)記錄的3U0,3I0量，計(jì)算后給出接地點(diǎn)策略。

無(wú)主站系統(tǒng)時(shí)，單裝置接地試跳判據(jù)為：合位時(shí)3U0大于18V，試跳分位后3U0小于18V，即判為本線路接地。

2.14 數(shù)據(jù)記錄

本裝置具備故障錄波功能。可記錄的模擬量為Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、Ii0，可記錄的狀態(tài)量為斷路器位置、保護(hù)跳閘合閘命令。所有數(shù)據(jù)記錄信息數(shù)據(jù)存入FLASH RAM中，可被PC機(jī)讀取?？捎涗浀匿洸▓?bào)告為8個(gè)以上，每次錄波數(shù)據(jù)總時(shí)間容量為1S，分兩段記錄，動(dòng)態(tài)捕捉并調(diào)整記錄時(shí)間?？捎涗浀氖录簧儆?/span>1000次。本裝置除記錄系統(tǒng)擾動(dòng)數(shù)據(jù)外，還記錄裝置的操作事件、狀態(tài)輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。

2.15 遙信、遙測(cè)、遙控功能

    遙控功能主要有三種：正常遙控跳閘操作和合閘操作，接地選線遙控跳閘操作。

    遙測(cè)量主要有：IAc、(IBc)、ICc、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA、COS￠、P、Q、F 和電度。所有這些量都在當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)計(jì)算，實(shí)時(shí)累加，三相有功無(wú)功的計(jì)算消除了由于系統(tǒng)電壓不對(duì)稱(chēng)而產(chǎn)生的誤差，且計(jì)算*不依賴于網(wǎng)絡(luò)，精度達(dá)到 0.5 級(jí)。

    遙信量主要有：16 路遙信開(kāi)入、裝置變位遙信及事故遙信，并作事件順序記錄，遙信分辨率小于2ms。