高密银鹰热电ARAS2000B系列保护说明书

1高密银鹰热电ARAS2000B系列保护说明书1概述ARAS2000B型电站综合自动化系统是WJH-1系列产品之一，是ARAS2000系列微机装置的换代产品。它由ARAS2000B系列微机装置组成，集电站保护、测量、监视和远方控制于一体，替代了常规的电站保护、仪表、中央信号、远动装置（RTU）等二次设备，通过电站各种设备间相互交换信息，数据共享，实现对电站运行自动进行监视、协调和控制，提高了电站保护和控制性能，使电站运行更为可靠，改善和提高了电网的控制水平。更为重要的是电站综合自动化的发展，为电网综合自动化的发展和深入广阔天地。由本公司研制开发的ARAS2000B电站综合自动化系统适用于小机组火电、小水电的发电——变电综合自动化系统和110KV及以下变电站综合自动化系统，具有完全分布式系统结构，开放式标准网络环境，灵活的组态方式。下面以ARAS2000B变电站综合自动化系统为例进行介绍。2系统特点a.分层分布式，可分散安装于就地间隔；b.封闭、加强型单元机箱（5U高，19/2英寸宽），多层印制板、表面安装，耐高温、抗振动性好，抗干扰能力强；c.35KV以下等级配网保护、临控一体化；d.液晶中文显示，信息详细直观，操作、调试方便；e.工业级CAN总线网，组网经济、方便；f.设计简捷，使用维护方便，便于扩容。3总体结构ARAS2000B变电站综合自动化系统最主要的特点是采用了完全分布式系统结构，图1示出其比较典型的系统结构。图中变电站内所有的二次设备从计算机网络方面看都是网络的节点，所有节点通过总路线型网络（CANBUS）连在一起，各个节点（设备）之间地位平等。按功能分类，整个系统分为两层：间隔层和变电站层。图下部是各间隔层节点，它们通过常规二次电缆同开关场的各保护、测控设备连接。图上部是变电站层设备，主要包括当地主站（主站1）、远动主站（主站2），对于规模较大的系统可能有多个远动或当地主站，变电站层所有设备都称之为网络主站装置。网络主站通过通讯网络同各间隔层通信，收集由各间隔层节点采集的各种信息和事件报文，以及下达控制、定值整定等命令。2ARAS2001B后台机CANBUS当地监控主站远动主站馈线间隔1开关场馈线间隔N主变间隔进线间隔MODEMARAS2002BRS-232C调度变电站层间隔层图1ARAS2000B典型系统结构图CANBUS作为ARAS2000B站内通讯网，具有完全的开放性，其特点如下：a.CAN可以是多方式工作,网络上任意一个节点均可以中任意时刻主动地向网络上的其它节点发送信息,而不分主从。b.CAN网络上的节点可分成不同优先级，可以满足不同的实时要求。c.CAN网采用非破坏总线裁决技术，当两个节点同时向网络上传送信息时，优先级低的节点主动停止数据发送，而优先级高的节点可不受影响地继续传输数据。d.CAN可以点对点、一点对多点及全局广播几种方式传送接收数据。e.CAN的直接通讯距离最远可达10km（速率5kBPS以下）。f.CAN的通讯速率最高可达1MBPS（此时距离最长40m），CAN的节点数实际可达110个，通讯介质采用双绞线或光纤。g.CAN采用短帧结构，每帧信息都有CRC校验，使其受干扰概率低、出错率低。h.CAN节点在错误严重的情况下，具有自动关闭总线功能，切断它与总线的联系，以使总线的其它操作不受影响。4技术指标4．1装置额定数据交流电压：5A或1A交流电压：100V直流电压：DC220V或DC110V，允许偏差+15%，-20%频率：50HZ以上参数请在订货时说明（参见订货说明）4．2装置功耗交流电流回路：In=5A时每相不大于1VA,In=IA时每相不大于0.5VA；交流电压回路：每相不大于1VA；直流电源回路：正常工作时，不大于15W；保护动作时，不大于20W。4．3测量元件精度综合误差：不大于+5%；4．4环境条件正常工作温度范围：0～45℃3-20～60℃（加强型，注：定货时特殊注明）相对湿度：不大于95%，不凝露大气压力：80~110kpa（海拔高度2km以下）4.5采用标准情况装置非等效采用IEC60255-6（1998）《多输入激励量量度继电器和保护装置》。4．6抗干扰性能符合国标GB162和IEC-255-4。4．7绝缘耐压标准满足部标DL478和IEC-255-4。4．8机械性能工作条件：通过I级振动响应、冲击响应检验；运输条件：通过I级振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。5结构5．1本装置采用XC-4U/WT-2(4U,19/2英寸)标准机箱，前面为整面板形式，内部为插件结构，背后接线。可安装在开关柜上，也可集中组屏安装。5．2外形及安装尺寸图2外形及安装尺寸6分类6．1ARAS20XXB系列网络主站ARAS2000B综合自动化系统可以有多个主站，主站之间相互独立。当地主站和远动主站都具有CAN网络的接口，都能与CAN网上所有间隔层进行通讯。与上位机或高度端之间采用串行通讯，物理层为RS-232，通讯协议采用标准的远动规约（CDT、SC01801等）。同时完成就地功能，如小电流接地选线和自动电压/无功控制功能。所有主站具有大量的内存和磁盘空间，用以建立实时库和历史库，随时保留着用户需要的报文及经过转换的回送信息。6．1．1ARAS2001B当地监控主功能当地监控主站的功能主要有以下几点：a.收集前置装置上送的网络信息；b.将网络信息转换成与上位机通协议所要求的格式；c.与上位机配合模拟完成“四遥”功能；d.中央信号功能。水平基准线269.64251.6±0.2102±0.2176.45265230.5251.6±0.2＋0.223704-Φ6.5177±0.1102±0.2垂直基准线46．1．2ARAS2002B远动主站功能远动主站功能与当地监控主站功能基本相同。远动主站的功能主要有以下几点:a.收集前置装置上送的网络信息；b.将网络信息转换成标准远动规约所要求的格式；c.模拟RYU完成标准化的“四遥”功能；e.中央信号功能。6.1.3小电流接地系统的自动选线功能在中性点非直接接地(小电流接地)系统中发生故障时,故障点的电流很小,而且三相之间的线电压仍然保护对称,对负荷的供电没有影响,允许运行1~2小时不必跳闸,但其他非接工相相对地电压要升高√3倍.因此,单相接地时,只要求保护装置有选择性地发出信号,而不必跳闸。中性点不接地系统中单相接地故障的特点归纳起来有以下几点:a.在发生单相接地时,接地相的对地电容CO被短路；b.在非故障线中3I的大小等于本线路的接地电容电流;故障线路3I大小等于所有非故障线路3I之和,也就是所有非故障线路和接地电流之和；c.接地故障处的电流大小等于所有线路的电容电流的总和,并正超前零序电压；d.非故障线路的零序电流超前零序电压90°；故障线路的零序电流滞后零序电压90°；故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流相差180°。在母线PT的开口三角电压越限时，由ARAS检出A并向所有主站节点广播，本装置收到此信号所向该母线段上各出线保护装置要索取接地瞬间记录的零序电流相关资料，汇总分析所作出判断，并通过网络专用的转发节点转发给所有主站节点，分别向就地监控计算机及远方控制中心报告。另外一个接地选线启动条件是判别从网络上采集到的母线PT的开口三角电压3U是否越限。如果开口三角开电压3UO大于用户定义的整定值，则判定为有接地发生，从而软件进入接地选线过程。上述两个小电流接地启动条件是并列的，即任何一全条件成立都将导致接地选线功能的投入，接地选线一旦启动，则必定会产生选线结果。6．1．4自动电压/无功控制功能（-）功能简介主站CAN网络获得各有关信息，包括有并且在节点的电压、电流、功率因数、有关断路器和刀闸的位置信息等。并由本装置根据这些信息，按照预定的九域图控制原则作出控制决定，在需要调压时由主站发令通过CSN网传给ARAS2403B执行，需要投切电容器时，由相应的电容器保护装置执行。（二）控制原理调节变压器分接头位置或投切电容器改变无功补偿量，都将引起变电站母线电压Ud和从系统吸收无功总量Q=QL+QC的变化见表1。根据上表的关系，可以得出U、Q的限值及控制动作顺序关系图见图3。UHHL动作类型Ud及Q=QL+QC变化升分接头Ud下降，Q减少降分接头Ud上升，Q增加投电容器Ud上升，Q减少切电容器Ud下降，Q增加5436927815QL（COSφH）QH（COSφL）图3表1控制顺序规律可归纳如下：调节主变分接头及投切电容器组，使得主变尽量运行于中心区域9。区域1：COS〈COSL,U〈UL,先投电容器,待COS〉COSL后再调分接头使用电压升高。区域2：COS〈COSL，电压正常，投入电容器，检查分接头情况后再作处理。区域3：COS〈COSL，U〉UL，先调节分接头使电压降低，再投电容器调整功率因数。区域4：COS正常，U〉UL，选调节分接头使电压降低，若仍无法满足时强行切除电容器组。区域5：COSCOSH,UUH,先切除电容器组,检查分接头情况后再作处理。区域6:COSCOSH,电压正常,先切除电容器组,检查分接头情况后再作处理。区域7:COSCOSH，UUL，先调节分接头使电压升高，再切电容器高速功率因数。区域8：COS正常，U，UL，先调节分接头升压，直到分接头无法调节（调压次数及档位限制），电压仍不满足要求时强行投入电容器组，所有上述控制均以优先检查电压合格为原则，线路向系统倒送无功时假定COSCOSH。6．1．5辅助软件的功能a.数据库管理；b.各类定值的管理；c.远动规约组织；d.网络打印。6．1．6配置名称型号用途备注当地监控主站ARAS2001B当地监控和有载调压及小电流接地选线与上位机通讯规约自定远动主站ARAS2002B完成远动功能规约可分为CDT、SC1801等6．2ARAS21XXB系列数字式线路保护装置本系列产品主要适用于110KV及以下电压等级配电线路，设有如下五种型号，分别适应不同应用场合的要求。6.2.1ARAS2101B数字式馈线保护测控装置a.主要用于66kV及以下电压等级的单侧电源线路，保护功能配置如下：*线路相间故障保护*线路的遥测、遥信和遥控*瞬时电流速断（三相或两相）*限时电流速断及后加速保护（三相或两相）*定时限过流及后加速保护（三相）*检无压三相多次重合闸*检无压三相一次重合闸*三相过负荷*低频减载*控制回路断线告警*小电流接地选线以及测控等功能6b.额定参数交流电流：1A或5A；交流电压：3100V；直流电源电压：220V或110V，误差：+15%，-20%；辅助直流电压：+24V，误差：±10%；交流额定频率：50Hz。c.保护测量范围及精度电流：0.1In～20In；电压：1.0V～100V；零序电流：0.01A～0.3A；频率：42Hz～49.95Hz；测量误差综合误差：不大于±5%d.返回系数过量判别元件：不小于0.9；欠量判别元件：不大于1.1；频率返回值：定值+0.05Hz；e.整组动作时间（1.2倍的整定量）零时段不大于50ms；f.整定级差及误差电压定值：级差1V，误差：±5%；电流定值：级差0.1A，误差：±5%；零序电流定值：级差0.01A，误差：±5%；频率：级差0.01Hz,误差：±0.01；I类时限：级差0.1s，误差：±2％+15ms；II类时限：级差1s，误差：±2％+1s；g.测量元件精度及测量范围电流：0~100％额定电流电压：0~100％额定电压监控测量误差电流、电压：≤±0.5%；有功功率、无功功率：≤±1.0%；功率因数：≤±2.0%；频率：≤±0.2%h.功率消耗交流电流回路：In=5A时每相不大于1VA；In=1A时每相不大于0.5VA；交流电压回路：每相不大于0.5VA；直流电源回路：正常工作时，不大于15W；保护动作时，不大于20W。i.定值表及说明定值名称整定范围整定级差瞬时电流速断定值1A～99.9A0.1A7限时电流速断定值1A～99.9A0.1A限时电流速断时限定值0s～99.9s0.1s定时限过电流定值1A～99.9