FSA-3121站用變接地變保護(hù)測控裝置.doc

第一章 FSA-3000系列分散式微機(jī)保護(hù)測控綜述 1 FSA-3000系列分散式保護(hù)測控裝置的典型設(shè)備與配置 FSA-3000系列分散式低壓保護(hù)測控裝置是將保護(hù)功能及遠(yuǎn)動功能綜合在一個(gè)裝置中，該裝置即“四合一”保護(hù)（保護(hù)、遙測、遙控、遙信）測控裝置。針對中低壓變電站中不同的保護(hù)測控對象，F(xiàn)SA-3000系列的裝置型號及功能如下： FSA-3111用于10KV及以下電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中的饋電線路保護(hù)測控裝置。 FSA-3112用于35KV或66KV電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中的線路保護(hù)測控裝置。 FSA-3113 用于35KV或66KV電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中短線路保護(hù)測控裝置。 FSA-3121用于10KV及以下電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中的接地變壓器/站用變壓器保護(hù)測控裝置。FSA-3131適用于10KV及以下電壓等級的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或不接地中低壓系統(tǒng)中單Y、雙Y、型接線的并聯(lián)電容器組保護(hù)測控裝置。 FSA-3132適用于10KV及以下電壓等級的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或不接地中低壓系統(tǒng)中橋形接線并聯(lián)電容器組的保護(hù)測控裝置。FSA-3141用于10KV及以下電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中的高壓電動機(jī)保護(hù)測控裝置。 FSA-3151用于低壓母線分段開關(guān)的自投裝置，并具備對分段開關(guān)的保護(hù)與控制功能。FSA-3152用于進(jìn)線開關(guān)或內(nèi)橋開關(guān)的自投裝置。以上九種保護(hù)測控裝置可就地分散安裝在開關(guān)柜上，也可集中組屏。 2 FSA-3000系列分散式保護(hù)測控裝置的主要特點(diǎn)： 2.1 由FSA-3000系列分散式保護(hù)測控裝置構(gòu)成的綜合自動化系統(tǒng)是一個(gè)分層分布式系統(tǒng)，它按一個(gè)元件（一個(gè)間隔）一套裝置分布式原則設(shè)計(jì)配置，可直接就地分散安裝在高壓開關(guān)柜上，各間隔功能獨(dú)立，各裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)，信息共享，這樣整個(gè)系統(tǒng)靈活性很強(qiáng)，且任一裝置故障僅影響一個(gè)元件，其可靠性也得到了很大提高。 2.2 由于信息的傳遞由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過通訊網(wǎng)互聯(lián)而實(shí)現(xiàn)，取消了常規(guī)的二次信號控制電纜，因而站內(nèi)二次電纜大大簡化，不僅節(jié)省了大量投資，而且減輕了CT、PT負(fù)荷，減少了施工難度及維護(hù)工作量，節(jié)省了大量的人力物力。 2.3 保護(hù)測控裝置中的保護(hù)功能獨(dú)立，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 2.3.1 保護(hù)功能完全不依賴通訊網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)癱瘓不影響保護(hù)正常運(yùn)行。 2.3.2 裝置仍舊保留了傳統(tǒng)微機(jī)保護(hù)所具有的獨(dú)立輸入輸出回路及操作回路。 2.3.3 軟件設(shè)計(jì)上，保護(hù)模塊與其它模塊完全分開，且先保護(hù)后測量，保護(hù)模塊具有獨(dú)立性。 2.4 提高系統(tǒng)可靠性的措施： 2.4.1采用分層分布式系統(tǒng)是提高全站工作可靠性的重要因素，特別是功能獨(dú)立于通訊網(wǎng)的各種保護(hù)及自動裝置在各間隔的獨(dú)立配置，它是變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的先決條件。 2.4.2 裝置的背板端子定義仍舊沿用了傳統(tǒng)模式，它兼容了傳統(tǒng)的操作控制功能，保證在極限工作條件下變電站的運(yùn)行與控制。 2.4.3 通訊網(wǎng)絡(luò)具有二種通訊接口（485、CAN），裝置能適應(yīng)多種通訊媒介，如分散式保護(hù)測控裝置光纖，網(wǎng)絡(luò)雙絞線等。通信規(guī)約采用LFP規(guī)約并支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）。 2.4.4 裝置結(jié)構(gòu)采用全密封設(shè)計(jì)，精心設(shè)計(jì)了抗干擾組件，使抗振動能力，抗電磁干擾能力有很大提高。 2.5 人性化友好的人機(jī)界面： 2.5.1 裝置采用大屏幕液晶顯示器，主接線圖參數(shù)顯示，漢化樹形菜單，跳閘報(bào)告，告警報(bào)告，定值整定等都在液晶上有明確顯示，不需對照任何技術(shù)資料，現(xiàn)場運(yùn)行調(diào)試人員使用方便。 2.5.2 裝置內(nèi)部的任何狀態(tài)變化都能在液晶顯示器顯示，包括開入，電壓電流的有效值、相位、功率、電度等。 2.5.3 采用五鍵組合鍵盤，對裝置操控自如、易學(xué)易用。 2.6 由于采用了高性能處理器，結(jié)合一些特殊編程手段使它具備了一些同類裝置不具備的優(yōu)點(diǎn)： 2.6.1 裝置采用了高速、高分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)每周波24點(diǎn)采樣。結(jié)合專用的測量CT，及數(shù)字信號處理器（DSP）進(jìn)行計(jì)算保證了遙測量的高精度及響應(yīng)速度。同時(shí)能在當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)完成有功功率、無功功率、功率因素等的計(jì)算。 2.6.2 在不增加硬件開銷的前提下完成對低壓系統(tǒng)的分散故障錄波，并能實(shí)現(xiàn)故障波形的遠(yuǎn)傳。 2.6.3將保護(hù)動作信號在當(dāng)?shù)亻g隔層就地轉(zhuǎn)換為遙信信號上傳，減少保護(hù)動作報(bào)告向調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)間，使其故障報(bào)告?zhèn)鬏斔俣扰c變位遙信等同，便于與調(diào)度系統(tǒng)接口，調(diào)度端不需另作事件解釋程序。 2.7 本裝置具有完善的自檢能力及自校驗(yàn)功能，基本實(shí)現(xiàn)免調(diào)校。 3 FSA-3000系列分散式保護(hù)測控裝置的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 3.1 額定數(shù)據(jù) 直流電源： 220V或110V 交流電壓： 100/ V， 100V 交流電流： 5A，1A 頻 率： 50Hz3.2 功率消耗： 直流回路： 10W 交流電壓回路： 0.5VA/相 交流電流回路： 1VA/相 (IN =5A) 0.5VA/相 (IN =1A) 3.3 精確工作范圍： 電流： 0.05In20In 電壓： 0V199.99V 頻率： 45Hz50Hz df/dt： 0.5Hz/s10Hz/s 時(shí)間： 099.99s3.4 定值誤差： 電流及電壓定值誤差：5 整定值 頻率定值誤差： 0.01Hz 時(shí)間定值誤差：1 整定時(shí)間+35ms；3.5 沖擊電壓 各輸入輸出端子對地，交流回路與直流回路間，交流電流與交流電壓間能承受5KV(峰值)標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波。 3.6 抗干擾性能 能承受頻率為1MHz及200KHz振蕩波(差模，共模)脈沖干擾。 能承受IEC255-22-4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IV級(4KV10)快速瞬變干擾。 3.7機(jī)械性能 能承受嚴(yán)酷等級為級的振動響應(yīng)，沖擊響應(yīng)。 3.8工作環(huán)境 溫度：-25+60 保證正常工作 濕度、壓力符合DL478-92 靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動化裝置通用技術(shù)條件 3.9遙測量計(jì)量等級： 電壓、電流、頻率： 0.2級 其它： 0.5級 遙信分辯率： 小于2ms 信號輸入方式： 無源接點(diǎn) 4 FSA-3000系列分散式保護(hù)測控裝置的通信接口 FSA-3000系列分散式保護(hù)測控裝置具有RS485的標(biāo)準(zhǔn)通信接口和CAN標(biāo)準(zhǔn)通信接口，兩路獨(dú)立的通信接口標(biāo)準(zhǔn)都采用LFP規(guī)約并支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）規(guī)約，其常用通信介質(zhì)為屏蔽雙絞線。這兩路通信接口的信息完全獨(dú)立，且信息完整。 雙絞線參數(shù)： 建議裝置使用的雙絞線型號為：美國 BELDEN 公司的 1419A 屏蔽雙絞線。 推薦傳輸距離小于1200米。 光纖參數(shù)： 光纖聯(lián)接器： ST 光纖方式： 多模 （50/125um，62.5/125um） 光纖工作波長: 0.85um 推薦傳輸距離小于 2000米 5 FSA-3000系列分散式保護(hù)測控裝置的對時(shí)方式 FSA-3000系列分散式保護(hù)測控裝置的對時(shí)有兩種方式，一種為通過通信軟件進(jìn)行對時(shí)，對時(shí)精度為5ms左右。另一種為通過接收GPS硬件對時(shí)脈沖方式進(jìn)行對時(shí)，對時(shí)精度為1ms，所有裝置公用一個(gè)對時(shí)總線，以差分信號輸入，對時(shí)總線介質(zhì)用屏蔽雙絞線，可用通信電纜中剩余的一對雙絞線。上述兩種對時(shí)方式可綜合使用。 6 FSA-3000系列分散式保護(hù)測控裝置相互間的二次接線說明 6.1各單元開關(guān)柜間隔采用保護(hù)測控功能四合一裝置時(shí)二次電纜的聯(lián)結(jié) 當(dāng)各單元開關(guān)柜間隔采用四合一裝置時(shí)，由于高性能現(xiàn)場總線的使用，在裝置正常運(yùn)行情況下，各單元間隔層的遙測、遙控、遙信、保護(hù)等信號均可通過通信網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸（只有在裝置故障情況下例外）。一般地，將同一母線段上的裝置故障信號并接在一起后作為一個(gè)獨(dú)立的遙信量用電纜送至變電站層的綜合測控裝置。其優(yōu)點(diǎn)是能節(jié)省電纜及遙信數(shù)量，但這種方法的缺點(diǎn)是不能區(qū)分具體是那一臺裝置故障，當(dāng)然最好是將每一個(gè)間隔的裝置故障信號單獨(dú)用電纜送至綜合測控裝置。 6.2各單元開關(guān)柜間隔采用保護(hù)測控裝置獨(dú)立配置時(shí)相互間的二次電纜聯(lián)結(jié) 當(dāng)各單元開關(guān)柜間隔采用保護(hù)測控裝置獨(dú)立配置時(shí)，雖然保護(hù)裝置除保護(hù)功能外也具有保護(hù)事件上送功能，但由于該配置的出發(fā)點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)保護(hù)與遠(yuǎn)動功能的明確分工與獨(dú)立性，因此，在一般情況下，一些反映保護(hù)裝置基本運(yùn)行狀態(tài)的量如：保護(hù)裝置故障，控制回路斷線等信號應(yīng)送至測控裝置。測控裝置本身的裝置故障信號應(yīng)如6.1所述處理。對通信網(wǎng)的處理應(yīng)視具體情況可以保護(hù)裝置與測控裝置分別組網(wǎng)，也可以混合組一個(gè)網(wǎng)。 6.3保護(hù)測控裝置中裝置地通信口信號地與站內(nèi)接地網(wǎng)的連接FSA-3000系列分散式開關(guān)柜保護(hù)測控裝置的AC地、B28為裝置地，這兩個(gè)地聯(lián)接在一起后接變電站接地網(wǎng)。通訊口信號地只能選擇一點(diǎn)接地，否則通訊無法正常工作。 6.4 保護(hù)測控裝置中遙信開入接線。 各單元保護(hù)測控裝置的遙信開入進(jìn)行了特殊化設(shè)計(jì)提高了抗干擾能力，原理接線見圖。 1）：公共端采用220V（+）后經(jīng)穩(wěn)壓管送入光藕正端，消除了直流系統(tǒng)（+）端噪聲對開入的影響。 2）：光藕負(fù)端通過穩(wěn)壓管接入開入空接點(diǎn)，減少直流系統(tǒng)端噪聲對開入的影響。 3）：綜合1）、2）后我們?nèi)∠顺Ｒ?guī)遙信回路的濾波電容，提高遙信影響速度，保證了遙信分合率。 4）：光藕上的電平保持與機(jī)箱等電位，提高抗干擾能力。7 FSA-3000系列保護(hù)測控裝置示意圖 7.1 FSA-3000系列保護(hù)測控裝置面板和背板布置見附圖。 7.2 FSA-3000系列保護(hù)測控裝置的結(jié)構(gòu)與安裝尺寸見附圖。 7.3 FSA-3000系列保護(hù)測控裝置操作回路原理見附圖。7.4 FSA-3161非電量保護(hù)裝置操作回路原理見附圖。FSA-3121站用變/接地變保護(hù)測控裝置 1 基本配置及規(guī)格 1.1基本配置FSA-3121為用于10KV及以下電壓等級的經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中站用變/接地變保護(hù)測控裝置。保護(hù)方面的主要功能有：1） 二段定時(shí)限過電流保護(hù)（三相式）；2） 三段零序定時(shí)限過電流保護(hù)（其中零序段可整定為跳閘或報(bào)警）；3） 小電流接地選線；4） 過負(fù)荷保護(hù)；5） 非電量保護(hù)(僅作遙信記錄)；6） 獨(dú)立的操作回路。測控方面的主要功能有：1） 10路遙信開入采集、裝置遙信變位、事故遙信；2） 正常斷路器遙控分合、小電流接地探測遙控分合；3） P、Q、IA、IB、IC、COS 6個(gè)模擬量的遙測；4） 開關(guān)事故分閘次數(shù)統(tǒng)計(jì)及事件SOE等；5） 2路脈沖量輸入。 1.2 技術(shù)數(shù)據(jù) 1.2.1 額定數(shù)據(jù) 直流電源： 220V或110V 允許偏差 +15， -20 交流電壓： 100/V 100V 交流電流： 5A，1A 頻 率： 50Hz 1.2.2功耗： 交流電壓： 0.5VA/相 交流電流： 1VA/相 (In=5A) 0.5VA/相 (In =1A) 直 流： 正常 10W 跳閘 15W 1.2.3 主要技術(shù)指標(biāo) 定時(shí)限過電流： 電流定值：0.1In20In 時(shí)間定值：099.99S 定值誤差：5 遙測量計(jì)量等級： 0.5級 遙信分辨率： 2ms 信號輸入方式： 無源接點(diǎn) 2 裝置原理 2.1硬件配置及邏輯框圖見附圖FSA-3121 2.2模擬量輸入外部電流及電壓經(jīng)隔離互感器隔離變換后輸入，經(jīng)低通濾波器輸入至模數(shù)變換器，CPU采樣后對數(shù)字進(jìn)行處理，構(gòu)成各種保護(hù)繼電器，并計(jì)算各種遙測量。 Ia、Ib、Ic為過電流保護(hù)用CT輸入， IAC、IBC、ICC為測量用專用CT輸入。以保證遙測量有足夠的精度。Io為零序輸入，在用于小電阻接地系統(tǒng)中時(shí)，零序電流輸入可用消弧線圈電流接入以構(gòu)成零序保護(hù)的段、段、段（段可整定為報(bào)警）當(dāng)用于消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)中時(shí)，零序輸入主要用于構(gòu)成小電流接地選線。UA、UB、UC輸入在本裝置中主要作為小電流接地選線用電壓輸入，對所用變低壓側(cè)測量由其它測控裝置完成，在UA、UB、UC不接入本裝置時(shí)，請將PT斷線檢查退出。 2.3軟件說明 2.3.1定時(shí)限過電流 本裝置設(shè)兩段定時(shí)限過電流保護(hù)，各段電流定值及時(shí)間定值可獨(dú)立整定，整定控制字控制這兩段保護(hù)的投退。 2.3.2接地保護(hù) 由于裝置應(yīng)用于不接地或小電流接地系統(tǒng)，在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，其接地故障點(diǎn)零序電流基本為電容電流，且幅值很小，用零序過電流保護(hù)來檢測接地故障很難保證其選擇性。當(dāng)裝置通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，信息共享時(shí)，可采用上位機(jī)比較同一母線上各線路零序電流基波或五次諧波幅值和方向的方法來判斷接地線路，并通過網(wǎng)絡(luò)下達(dá)接地試跳命令來進(jìn)一步確定接地線路。在經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)中，接地零序電流相對較大，故采用直接跳閘方法，裝置中設(shè)一段零序過電流繼電器（“零序過電流投入”整定控制字整定“0”時(shí)只報(bào)警，整定為“1”時(shí)跳閘）。當(dāng)然在某些不接地系統(tǒng)中，電纜出線較多，電容電流較大，也可采用零序電流繼電器直接跳閘方式。 2.3.3遙信、遙測、遙控功能 遙控功能主要有三種：正常遙控跳閘操作，正常遙控合閘操作，接地選線遙控跳閘操作。 遙測量主要有：IA、IB、IC、COS、P、Q，有功電度，無功電度及脈沖電度。所有這些量都在當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)計(jì)算，實(shí)時(shí)累加，三相有功無功的計(jì)算消除了由于系統(tǒng)電壓不對稱而產(chǎn)生的誤差，精度達(dá)到0.5級。 遙信量主要有：10路遙信開入采集、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。2.3.4 對時(shí)功能 裝置具備網(wǎng)絡(luò)軟件校時(shí)與硬件脈沖對時(shí)功能。 3 裝置背板端子及說明 3.1裝置背板端子圖見附圖FSA-3121背板端子 3.2背板端子說明端子A01，A03為零序段接點(diǎn)。端子A04，A06為零序段接點(diǎn)。端子A07A10為遠(yuǎn)動信號，當(dāng)保護(hù)單元與監(jiān)控單元獨(dú)立配置時(shí)，需與監(jiān)控單元的遙信輸入端相接口，用來反映保護(hù)裝置的基本運(yùn)行情況，分別為：裝置故障（包括直流消失），保護(hù)動作（TXJ），控制回路斷線。端子A11A13為斷路器位置信號輸出。端子A14為遙控電源正輸入，A17為控制電源正輸入。端子A15、A16為裝置事故跳閘信號（推事故畫面）。端子A19為保護(hù)跳閘出口，出口繼電器的另一端已固定聯(lián)結(jié)控制電源正。（A19與A22之間供用戶設(shè)置跳閘壓板）端子A20為保護(hù)合閘出口，出口繼電器的另一端已固定聯(lián)結(jié)控制電源正。（A20與A23之間供用戶設(shè)置合閘壓板）在本裝置的操作回路中未考慮彈簧或氣壓閉鎖節(jié)點(diǎn)，我們推薦優(yōu)先采用開關(guān)本身的閉鎖回路，若開關(guān)不具備閉鎖功能，則可將閉鎖節(jié)點(diǎn)串聯(lián)至合閘線圈回路和跳閘線圈回路中實(shí)現(xiàn)。另外，本裝置中具備電氣防跳回路。端子A21為手動跳閘輸入，在啟動跳閘回路的同時(shí)，啟動控制繼電器（執(zhí)行遙控跳閘時(shí)也啟動控制繼電器使HHJ=0）。端子A22為保護(hù)跳閘輸入，且跳閘操作回路中帶保持繼電器。端子A23為合閘輸入，在本裝置中，手動合閘與保護(hù)合閘合并為一個(gè)合閘輸入且合閘操作回路中帶保持繼電器。端子A24接斷路器跳閘線圈，A25接斷路器合閘線圈。端子A26為跳位繼電器負(fù)端。端子A27為控制電源負(fù)端。端子B01B10為遙信量開入節(jié)點(diǎn)，采用220V-（110V-）輸入，其公共端為B14，該端子應(yīng)外接220V（110V）信號電源的正端。端子B11為彈簧未儲能或氣壓不足閉鎖重合閘開入。端子B12為非電量跳閘開入(僅作遙信記錄)。端子B13為信號復(fù)歸。端子B26、B27為保護(hù)用直流電源。端子B16B19為四個(gè)脈沖電度輸入端，采用24V輸入，其公共端為B15，該端子應(yīng)外接24V電源的正端。 端子B20、B21為系統(tǒng)對時(shí)總線接口，差分輸入，裝置內(nèi)部也可軟件對時(shí)。端子B22、B23為RS485串口。端子B24、B25為CAN串口。端子B28為裝置地端子C01C14為電流輸入，其中端子C01、C02為測量CT的A相輸入，C03、C04為測量CT的B相輸入，C05、C06為測量CT的C相輸入，C07、C08為保