ISA-351G技术说明书

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、分段的保护、测控、操作等功能。0.1基本配置保护功能：带独立门槛的相电流越限记录元件可独立投退的三段式电流保护可选择极度、非常、一般动作特性的反时限过流保护可选择前加速或后加速的相电流加速保护可选择三相一次/二次自动重合闸（可投退检同期与检无压）带滑差/无滑差闭锁低周减载带电压滑差闭锁的低压减载带零序方向的零序过流保护，可兼容不同的接地方式过负荷保护可选择闭锁重合闸功能的控制回路断线告警可选择闭锁与电压有关保护的母线PT断线告警可投退可整定延时的外部开入保护带独立的操作回路和故障录波不接地系统的远方接地选线试跳功能（自动判别是否本线接地）测控功能：3路通过操作回路采集的位置遥信8路遥信开入采集，可选择闭锁重合闸、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，包括事故总信号、重合闸充电标志、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统计大容量的事件记录、SOE记录、自检记录、瞬时闭锁保护记录高达11次的谐波分析功能具有和五防主机同规则的间隔五防闭锁遥控功能0.2保护原理0.2.1相电流越限记录元件相电流越限记录元件设独立的越限门坎定值d797，并按相记录各相电流的越限情况，产生独立的相电流越限记录，包括各相的越限起始时刻、越限持续时间、越限的最大电流。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的整定应躲过最大负荷电流值（防止不必要的频繁记录），确保最小故障电流时有足够的灵敏度，一般整定比过流保护的电流定值略低即可。0.2.2三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d034=投入Iad019Ibd019Icd019≥1&F000(数字信号)F000对应出口中央信号一•图6-2-1瞬时电流速断保护逻辑图2)限时电流速断保护d010=投入Iad000Ibd000Icd000≥1&F001(数字信号)F001对应出口中央信号一•d001图6-2-2限时电流速断保护逻辑图3)定时限过流保护d012=投入Iad002Ibd002Icd002≥1&F002(数字信号)F002对应出口中央信号一•d003图6-2-3定时限过流保护逻辑图0.2.3反时限过流保护反时限过流保护提供一般反时限、非常反时限和极度反时限3种动作特性供选择。3种动作特性如果同时投入，优先级排列从高到低为：极度反时限非常反时限一般反时限。1)一般反时限特性方程1)/(14.002.0ppIITt2)非常反时限特性方程1)/(5.13ppIITt3)极度反时限特性方程1)/(802ppIITt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。d149=投入Iad150Ibd150Icd150≥1&F003(数字信号)F003对应出口中央信号一•极度反时限d475=投入•d474=投入非常反时限一般反时限•≥1&&图6-2-4反时限过流保护逻辑图0.2.4相电流加速保护本装置配置了独立的加速段保护，可通过控制字选择采用前加速还是后加速，两者同时投入时，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的3s时间内无论手合或自动重合闸，后加速保护均有效。后加速保护动作延时应躲过线路所带用户变压器的励磁涌流。d207=投入Iad209Ibd209Icd209≥1F101(数字信号)F101对应出口中央信号一d210HWJ3S&•&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择性的，其无选择性动作依赖于重合闸的纠正，因此只有当重合闸“充电”完毕，前加速保护才能投入工作。重合闸动作后会“放电”，充电时间为20S，故前加速保护自动退出20S，以便其他保护段和后续线路的保护按时限配合能有选择性的动作。前加速段在断路器已合上情况下才会动作，故不必考虑躲过用户变压器的励磁涌流，电流定值可按躲过最大负荷电流整定。d207=投入Iad209Ibd209Icd209≥1F102(数字信号)F102对应出口中央信号一d210三相一次重合闸充电好&•&d208=投入图6-2-6前加速保护逻辑图0.2.5三相自动重合闸1)本装置提供了三相一次重合闸和三相二次重合闸功能可供用户选择。对于三相一次重合闸可选择同期检定和无压检定方式。三相二次重合闸只设无压检定方式。2)重合闸采用不对应启动方式；使用内部操作回路提供的断路器位置接点（TWJ、HWJ和HHJ）做判断；控制回路断线可选择闭锁重合闸。3)重合闸充电时间为20s，重合闸的“充电”和“放电”条件见表6-2-1。（当重合闸投入时，装置界面状态行中出现“电池”标志用于显示重合闸状态：空心电池表示重合闸未充好电，中间带“1”的实心电池表示重合闸充电好且允许重合一次，中间带“2”的实心电池表示重合闸充电好且允许重合二次；重合闸不投入或保护退出运行时，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合在永久故障上对变压器绕组产生多次冲击，本装置设置“大电流闭锁重合闸”功能，该功能可通过控制字（d253）投退。5)“闭锁重合闸”端子为外部闭锁信号，当定值d731为退出时该端子失效，可用于其他遥信。6)重合闸的整个动作应在整组复归时间Tzzf内完成，在Tzzf到达后重合闸整组复归，所有计数器清零，并清除所有标志。当出现“放电”条件和重合闸动作全部完成后也整组复归。三相一次重合Tzzf=20s/120s（退/投同期检查），三相二次重合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重合闸的充/放电及启动条件放电条件（“或”逻辑）1)“闭锁重合闸”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)不满足重合闸放电条件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)重合闸已“充电”2)断路器出现不对应状态（TWJ=1，HWJ=0，HHJ=1）3)三相无流d016=投入&TWJHHJHWJ&••d253=投入Max(Ia、Ib、Ic)d254&BSCCH低周/低压减载或过负荷动作控制回路断线d419=投入&≥1清充电标志•置充电标志20S&•&TzzfMax(Ia、Ib、Ic)0.1In•d106=投入&2107dsinU2UUNLM&ULd105d104=投入•d423≥1≥1&d106=投入d007600msF035(数字信号)F035对应出口中央信号三•••&d731=投入线路有压图6-2-7三相一次重合闸逻辑图对于三相二次重合闸，第一次跳闸后，经第一次合闸时限(d411)延时，会进行第一次重合闸。重合后，若在二次重合闸闭锁时限(d203)内再次跳闸，则不再重合闸。若没有再跳闸，则从合闸时开始计时，经过一次重合后全恢复时间(d412)后，重合闸复归，装置仍处于充电状态，可以进行下一轮二次重合闸。如果在大于d203小于d412的时间内再跳，经二次重合闸时限(d201)后，第二次重合。二次重合闸闭锁时间(d203)是指第一次重合闸后在“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合闸，而直接启动重合闸整组复归，清除所有标志。因此整定时d412必须大于d203和d201，否则无法重合。d410=投入&TWJHHJHWJ&d253=投入Max(Ia、Ib、Ic)d254&BSCCH低周/低压减载或过负荷动作控制回路断线d419=投入&≥120S&Tzzf&&600ms中央信号三第一次合充电标志清第一、二次合充电标志Max(Ia、Ib、Ic)0.1In&d104=投入ULd105d411清第一次合充电标志F178(数字信号)F178对应出口TWJHWJ&置二次重合充电标志2S清一、二次充电标志延时计数t&TWJtd412td203d203td412&第二次合充电标志ULd105&d104=投入Max(Ia、Ib、Ic)0.1In第一次充电标志d201清第二次合充电标志F179(数字信号)600msF179对应出口中央信号三重置一、二次充电标志清第二次合充电标志&d403=投入图6-2-8三相二次重合闸逻辑图注：同期检定的线路有压定值和同期公式中的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。0.2.6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小于20V，或测量频率超出45～55Hz有效范围，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)低周减载的出口接点与保护跳闸接点相独立，设独立出口压板。中央信号一d071≥1&HWJd072=投入fd070df/dtd215&Uab20V&d078=投入Max(Ia、Ib、Ic)d077f55Hz或f45HzF105(数字信号)F105对应出口闭锁重合闸注：无滑差闭锁段原理与有滑差闭锁段相似，只是定值代码不同，且没有滑差闭锁元件。图6-2-9滑差闭锁低周减载逻辑图0.2.7低压减载1)低压减载设有断路器合位判据和可投退的无流闭锁环节，原理同低周减载。2)低压减载设置了可投退的电压滑差闭锁元件。3)为防止PT断线引起的低压减载误动，加有“线电压大于20V”和“负序电压小于7V”的判据。4)低压减载为欠量继电器，电压返回系数取1.1。5)低压减载的出口接点与保护跳闸接点相独立，设独立出口压板。中央信号一d213≥1&HWJd211=投入20VUabd21220VUbcd212&&d420=投入Max(Ia、Ib、Ic)d214U27VF100(数字信号)F100对应出口闭锁重合闸20VUcad212&&d439=投入d(Uab/Ubc/Uca)/dtd438图6-2-10低压减载逻辑图0.2.8接地保护（零序过流保护）本装置的接地保护可满足不同接地系统的要求：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的交流通道3Iol和3Iog，分别应用于不同的接地方式。1)中性点不接地系统的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的零序电流，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的零序电流之和，方向由线路流向母线，落后零序电压90°。零序过流保护的动作条件是setiIII0033（6-2-1）式中：03I和iI03分别代表母线上所有线路和本线路的零序电流，上式左边即为故障线的故障电流。式（6-2-1）中setI为零序过流保护的整定值，应按躲过本线路电容电流整定，即有0033UCkIkIiiset