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997數(shù)字式光纖電流差動保護(hù)裝置

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產(chǎn)品簡介

997數(shù)字式線路光纖差動保護(hù)裝置是以光纖作為數(shù)字化傳輸通道的電流差動保護(hù)為主，還配置有電流保護(hù)及三相重合閘的成套線路保護(hù)裝置。它適用于110kV以下電壓等級的線路。997數(shù)字式光纖電流差動保護(hù)測控裝置集保護(hù)、遙信、遙測、遙控四位一體設(shè)計，該裝置采用高性能的32位處理器構(gòu)成通用硬件平臺；操作簡捷、維護(hù)方便；全以太網(wǎng)通訊方式；可組屏安裝或直接就地安裝與開關(guān)柜內(nèi)。

詳細(xì)介紹

保護(hù)和控制

☆相電流差動保護(hù)
☆二段式過電流保護(hù)
☆二段式零序電流保護(hù)
☆方向閉鎖
☆電壓閉鎖
☆三相一次重合閘（檢同期或檢無壓、非同期方式可選）
☆過負(fù)荷告警及跳閘保護(hù)
☆合閘加速保護(hù)（前加速、后
加速、手合加速）
☆低周減載、低壓解裂保護(hù)
☆小電流接地選線功能、零序電壓3Uo越限記錄及上送功能
☆11路遙信開入采集
☆裝置失電告警，裝置事故
信號，裝置告警信號
☆斷路器遙控分合，接地選跳
☆模擬量遙測：Ia、Ib
☆2路脈沖輸入
☆1路GPS對時

監(jiān)視與測量

☆跳閘回路監(jiān)視
☆測量級CT
☆保護(hù)級CT
☆脈沖輸入
☆GPS對時
☆防誤閉鎖
遠(yuǎn)方管理

保護(hù)原理說明

997數(shù)字式光纖電流差動保護(hù)裝置由于采用了32位微處理器后運(yùn)算性能極大提高，本裝置采用實時計算各保護(hù)元件的方式，不再設(shè)置專門的啟動元件，所有元件均實時計算出，相對簡化了保護(hù)邏輯，以利于提高保護(hù)裝置的整體可靠性，

光纖電流差動保護(hù)原理

光纖電流差動保護(hù)裝置為相電流差動。主要保護(hù)區(qū)內(nèi)的相間故障和小電阻接地系統(tǒng)單相金屬性接地故障。

光纖電流差動保護(hù)裝置原理圖

K1＝0.5，K2=0.7為比例制動系數(shù)，ICD初始動作電流。IINT為拐點電流，軟件設(shè)定為4倍額定電流。

兩側(cè)采樣同步使用軟件同步方法。
同步示意圖

如上圖，曲線①為甲側(cè)電流波形，曲線②為甲側(cè)感受到的乙側(cè)的電流波形，曲線③為乙側(cè)實際的電流波形，△t為數(shù)據(jù)傳輸延時。對差動保護(hù)而言，采用曲線①和曲線②的比較是不正確的，差動判據(jù)只能適用于曲線①和曲線③。因此當(dāng)甲側(cè)感受到乙側(cè)電流曲線曲線②時，必須將其根據(jù)傳輸延時進(jìn)行移相，得到曲線③。以下介紹這種數(shù)據(jù)對時過程。
(1) 發(fā)送的數(shù)據(jù)為富氏算法計算得出的電流向量Ic+jIs。
(2) 數(shù)據(jù)根據(jù)采樣時刻的對齊過程

數(shù)據(jù)發(fā)送接收及數(shù)據(jù)同步流程示意

圖中，甲為本側(cè)，乙為對側(cè)。設(shè)數(shù)據(jù)發(fā)送周期為T， M1、M2、N1、N2為兩側(cè)發(fā)送數(shù)據(jù)時刻的序號（Tm1-Tm2=n*T，Tn1-Tn2=n*T）。t1、t2分別為兩側(cè)收到對側(cè)數(shù)據(jù)時本側(cè)量與最近一次數(shù)據(jù)發(fā)送時的時間差，對側(cè)傳至本側(cè)上次序號M1和對側(cè)上次t1，本側(cè)一組數(shù)據(jù)的序號為M2，收到對側(cè)數(shù)據(jù)時刻距本側(cè)最近一次數(shù)據(jù)發(fā)送時刻的時間間隔t2，假定兩側(cè)發(fā)往對側(cè)的延時相等。則可求得Ta=[T（M2-M1+1）+t2-t1]/2。Ta正是乙方N2數(shù)據(jù)對應(yīng)甲方的時間，但甲方的數(shù)據(jù)采樣時刻在Tb時刻(序號為S)，兩側(cè)時差（Ta-Tb）所對應(yīng)的角度為△θ。所謂同步調(diào)整就是將對側(cè)N2序號的Ic+jIs向前移△θ角度。使之與Tb時刻的本側(cè)數(shù)據(jù)對齊，同步完成之后，可利用上述差動判據(jù)判定故障。
(3) 通信中斷后的再同步
從以上同步方法可知，如果通信中斷，數(shù)據(jù)同步只需要3個點，而不需要用額外數(shù)據(jù)來調(diào)整算法和過程，這種同步方法有其獨到的優(yōu)點。

方向元件

3.1.1 本997光纖縱差保護(hù)裝置的相間方向元件采用90接線方式，按相起動，各相電流元件僅受表3-1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

方向元件的對應(yīng)關(guān)系

本裝置Arg(I/U)=-30～90，邊緣稍有模糊，誤差<5。

方向元件動作區(qū)域圖

低電壓元件

低電壓元件在三個線電壓中的任意一個低于低電壓定值時動作，開放被閉鎖保護(hù)元件。利用此元件，可以保證997光纖光動保護(hù)裝置在電機(jī)反充電等非故障情況下不出現(xiàn)誤動作。

過電流元件

> 裝置實時計算并進(jìn)行二段過流判別。裝置在執(zhí)行二段過流判別時，各段判別邏輯一致，其動作條件如下：

過電流保護(hù)原理圖

零序過電流元件

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

零序過電流原理圖

1)3I0>I0n ； I0n：接地N段定值
2)T>T0n ；T0n：接地N段延時定值
3)相應(yīng)的方向條件滿足（若需要）

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)置了獨立的投退壓板。手合加速回路的啟動條件為：
a) 斷路器在分閘位置的時間超過30秒
b) 斷路器由分閘變?yōu)楹祥l，加速允許時間擴(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)置了獨立的過流及零流加速段電流定值及相應(yīng)的時間定值，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。

三相重合閘

本系列所有型號的裝置都設(shè)有三相重合閘功能，此功能可由壓板投退。

啟動回路

a) 保護(hù)跳閘啟動
b) 開關(guān)位置不對應(yīng)啟動
在不對應(yīng)啟動重合閘回路中，僅利用TWJ觸點監(jiān)視斷路器位置。手跳時利用裝置跳閘板上的STJ動合觸點來實現(xiàn)重合閘的閉鎖。
4.7.2 閉鎖條件
斷路器合位時重合充電時間為15秒；充電過程中重合綠燈發(fā)閃光，充電滿后發(fā)常綠光，不再閃爍。997光纖電流差動保護(hù)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10秒自動“放電”
b) 彈簧未儲能端子高電位，重合閘延時2秒自動“放電”
c) 閉鎖重合閘端子高電位，重合閘立即“放電”

低頻元件

利用這一元件，可以實現(xiàn)分散式的頻率控制，當(dāng)系統(tǒng)頻率低于整定頻率時，此元件就能自動判定是否切除負(fù)荷。
低頻減載功能邏輯中設(shè)有一個滑差閉鎖元件以區(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)時作用，故取AB相間電壓進(jìn)行計算，試驗時仍需加三相平衡電壓。當(dāng)此電壓（UAB）低于閉鎖頻率計算電壓時，低周減載元件將自動退出。

說明：現(xiàn)場試驗條件不具備時，該試驗可免做。模擬量正確，則精度由軟件保證。

低壓解列元件

利用這一元件，可以實現(xiàn)低壓控制，當(dāng)系統(tǒng)電壓低于整定電壓時，此元件就能自動判定是否切除負(fù)荷。
低壓解列元件的判據(jù)為：

低壓解列原理圖

3.10 過負(fù)荷元件
過負(fù)荷元件監(jiān)視三相的電流，其動作條件為：
MAX(I)>Ifh
時間延時到
其中Ifh為過負(fù)荷電流定值。過負(fù)荷報警與跳閘的選擇由控制字選定。

PT斷線檢測

PT斷線檢測原理圖

在下面三個條件之一得到滿足的時候，裝置報發(fā)“PT斷線”信息并點亮告警燈：
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，最小線電壓小于16V，判為兩相或單相PT斷線。
3.三相電壓和大于8V，線電壓與最小線電壓差大于16V，判為兩相或單相PT斷線。
裝置在檢測到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斷線檢測功能可以通過“模擬量求和自檢”控制字投退。

小電流接地選線

小電流接地選跳系統(tǒng)由GZP-997裝置和主站構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地時，3U0抬高。當(dāng)997光差縱差保護(hù)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，母線開口三角電壓監(jiān)視點向主站報送接地信號。主站則在接到接地信號后調(diào)取各裝置內(nèi)記錄的3U0,3I0量，計算后給出接地點策略。
無主站系統(tǒng)時，單裝置接地試跳判據(jù)為：合位時3U0大于18V，試跳分位后3U0小于18V，即判為本線路接地。

數(shù)據(jù)記錄

裝置具備故障錄波功能，可記錄各輸入模擬量，可記錄的狀態(tài)量為斷路器位置、保護(hù)跳閘合閘命令。
為避免因系統(tǒng)擾動使保護(hù)頻繁啟動，導(dǎo)致存儲不需要的數(shù)據(jù)，本裝置錄波數(shù)據(jù)僅當(dāng)保護(hù)動作后，才存入FLASH RAM中（掉電保持）。否則，本次數(shù)據(jù)只保存在RAM中（掉電不保持），可被PC機(jī)讀取。可記錄的錄波報告為8至50個，可記錄的事件不少于1000條。數(shù)據(jù)存入FLASH RAM中。
裝置除記錄系統(tǒng)擾動數(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。

額定參數(shù)

額定直流電壓： 220V或110V（訂貨注明）
額定交流數(shù)據(jù)：
a) 相電壓100√3
b) 線路抽取電壓   100 V 或 100√3
c) 交流電流        5A或1A（訂貨注明）
d) 額定頻率       50Hz

功率消耗：

a) 直流回路        正常工作時：不大于15W
                  動作時：    不大于25W
b) 交流電壓回路   每相不大于0.5VA
c) 交流電流回路   額定電流為5A時：每相不大于1VA
                  額定電流為1A時：每相不大于0.5VA
狀態(tài)量電平：
CPU及通信接口模件的輸入狀態(tài)量電平    24V（18 V～30V）
GPS對時脈沖輸入電平                    24V（18 V～30V）
CPU輸出狀態(tài)量（光耦輸出）允許電平     24V（18 V～30V）

主要技術(shù)性能

采樣回路精確工作范圍（10％誤差）
電壓：0.4 V～120V
電流：0.08In－20In
接點容量
信號回路接點載流容量 400VA
信號回路接點斷弧容量 60VA
跳合閘電流
本裝置跳合閘電流采用自適應(yīng)模式，無需選擇。
各類元件定值精度
電流元件：          <5%
電壓元件：          <5%
檢同期角度：       <1
時間元件：  0s-1s時，誤差不超過40ms；
1s以上時，誤差不超過<±2.5％；
頻率偏差：          <0.02Hz
滑差定值：          <5%
整組動作時間(包括繼電器固有時間)
光纖差動的固有動作時間：1.2倍整定值時測量，不大于40ms
2.2.6暫態(tài)超越   不大于5%
光纖規(guī)格：
波長：1.310μm
傳輸模的數(shù)量：單模
纖芯材料：石英
光纖接口類型：FC
模擬量測量回路精度
裝設(shè)專用測量子模件的測控裝置：
電流、電壓：0.2級
功率、電度：0.5級