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1、本說(shuō)明書適用于ISA-311GA/BV2.12及以上版本。本裝置用戶權(quán)限:700。本說(shuō)明書由長(zhǎng)園深瑞繼保自動(dòng)化編寫并發(fā)布,并具有對(duì)相關(guān)的最終解釋權(quán)。相關(guān)的后續(xù)升級(jí)可能會(huì)和本說(shuō)明書有少許出入,說(shuō)明書的升級(jí)也可能無(wú)法及時(shí)告知閣下,對(duì)此我們表示抱歉!請(qǐng)注意實(shí)際與本說(shuō)明書描述的不符之處。,請(qǐng)互聯(lián)網(wǎng):技術(shù)話: (0755) 3301-8624/8685傳真: (0755) 3301-8664,3301-8889歡迎撥打客戶服務(wù):ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置目錄1裝置概述11.11.21.3應(yīng)用范圍1保護(hù)配置1主要性能特點(diǎn)22技術(shù)參數(shù)32.12.22.32.42.5機(jī)械及環(huán)境參數(shù)3額定電氣

2、參數(shù)3主要技術(shù)指標(biāo)3通訊接口5縱護(hù)通道說(shuō)明53保護(hù)原理63.13.23.33.43.53.63.73.83.93.103.113.123.133.143.153.163.17. 6. 6起動(dòng)選相距離繼電器7零序電流保護(hù)12弱饋線保護(hù)12不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)13相繼速動(dòng)保護(hù)(橫護(hù))14振蕩閉鎖14TV 斷線檢測(cè)和緊急狀態(tài)保護(hù)15合閘于故障保護(hù)16縱護(hù)17重合閘20低周減載23低壓減載23過(guò)負(fù)荷保護(hù)24其它異常告警24保護(hù)功能與壓板對(duì)應(yīng)表254輔助功能264.14.2信號(hào)系統(tǒng)26事故分析與過(guò)程. 265及整定說(shuō)明33IISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置5.15.25.35.45.55.

3、6保護(hù) 數(shù)值型投退型軟壓板選配配置33. 33. 34. 35. 36整定說(shuō)明376裝置測(cè)控功能說(shuō)明416.16.26.3遙測(cè)量41遙信量41量437硬件說(shuō)明447.17.27.37.47.5裝置整體結(jié)構(gòu)(硬件原理圖)44出口接點(diǎn)45輸入開(kāi)關(guān)量45信號(hào)接點(diǎn)46裝置接線與安裝468訂貨須知498.18.2基本訂貨參數(shù)49裝置型號(hào)說(shuō)明49附錄 A裝置使用50A.1A.2面板布置與顯示50菜單界面操作說(shuō)明52附錄 B裝置調(diào)試與投運(yùn)67B.1 調(diào)試資料準(zhǔn)備67B.2 通電前檢查67B.3 上電檢查67B.4 整機(jī)調(diào)試67B.5 裝置投入運(yùn)行操作步驟68B.6 注意事項(xiàng)68附錄 C 保護(hù)裝置通訊說(shuō)明(I

4、EC60870-5-103 規(guī)約)71C.1和交流量71IIISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置C.2 保護(hù)動(dòng)作C.3 自檢. 71. 72C.4 保護(hù)開(kāi)關(guān)量74C.5 軟壓板、遙信點(diǎn)表74C.6 故障錄波實(shí)際通道序號(hào)表(ACC)75附錄D失靈起動(dòng)功能說(shuō)明76【附圖 1】【附圖 2】【附圖 3】【附圖 4】【附圖 5】裝置端子排接線圖77裝置操作板(WB741B)原理接線圖78裝置電壓切換板(WB751B)原理接線圖79裝置前視后視圖80裝置外形及機(jī)柜安裝開(kāi)孔圖81IIIISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置1裝置概述1.1應(yīng)用范圍ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置為微

5、機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式高壓線路快速保護(hù)裝置,適用于110kV 及以下電壓等級(jí)、中性點(diǎn)直接接地、故障時(shí)三相跳閘能夠滿足系統(tǒng)性要求的線路。ISA-311GA/B 線路保護(hù)裝置的型號(hào)如下:zISA-311GAA 完整的距離和零序保護(hù),用于無(wú)特殊要求的 110kV 高壓輸電線路。在 ISA-311GAA 的基礎(chǔ)上增加了縱聯(lián)距離及縱聯(lián)零序保護(hù),用于要zISA-311GAJ 求全線速動(dòng)的 110kV 高壓輸電線路,與收發(fā)信機(jī)配合,通過(guò)高頻載波實(shí)現(xiàn)縱護(hù)。zISA-311GAP 在 ISA-311GAA 的基礎(chǔ)上增加了縱聯(lián)距離及縱聯(lián)零序保護(hù),用于要求全線速動(dòng)的 110kV 高壓輸電線路,裝置內(nèi)置,通過(guò)光纖通道實(shí)現(xiàn)縱I

6、SA-311GB(A,J,P)護(hù)。z在 GA 型的基礎(chǔ)上增加了測(cè)控功能。以上裝置均設(shè)有三相一次重合閘功能,自帶跳合閘操作回路以及交流電壓切換回路。1.2保護(hù)配置ISA-311GA/B 裝置提供了豐富的保護(hù),可根據(jù)用戶需求進(jìn)行配置。zzzzzzzzzzzzzzzzzzz縱聯(lián)距離保護(hù)縱聯(lián)零序保護(hù)突變量距離繼電器四段相間距離三段接地距離四段零序方向零序反時(shí)限 弱饋線保護(hù)不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)相繼速動(dòng)保護(hù)合閘于故障保護(hù)電壓斷線檢測(cè)和緊急狀態(tài)保護(hù)振蕩閉鎖三相一次自動(dòng)重合閘檢同期手合滑差/無(wú)滑差閉鎖低周減載低壓減載過(guò)負(fù)荷保護(hù)回路斷線告警第 1 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置zzzTA 異常

7、告警角差異常告警TWJ 異常告警1.3主要性能特點(diǎn)zzz采用 32 位浮點(diǎn) DSP 和 16 位高精度 A/D 采樣,運(yùn)算與邏輯功能強(qiáng)大。單元化設(shè)計(jì)、模塊化結(jié)構(gòu),可擴(kuò)充性強(qiáng)。大屏幕漢字彩色液晶顯示、直觀友方便。界面菜單、完備的過(guò)程,詳細(xì)直觀,操作調(diào)試zzz以高可靠性工業(yè)級(jí)器件為主體,采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)、補(bǔ)償技術(shù)提高硬件電路性、可靠性。封閉、加強(qiáng)型單元機(jī)箱,多層裝置包含由超范圍距離時(shí)間小于 30ms。等抗振動(dòng)、干擾設(shè)計(jì)。零序件的全線速動(dòng)縱護(hù),動(dòng)作速度快,全線速斷z裝置的兩個(gè) CPU 板具有安全性高。的起動(dòng),兩個(gè)起動(dòng)均動(dòng)作時(shí)整套保護(hù)裝置才能出口,保護(hù)z不受振蕩影響,在系統(tǒng)振蕩(無(wú)故障)時(shí)可靠不誤動(dòng),在振

8、蕩中又發(fā)生故障時(shí)仍能保持保護(hù)動(dòng)作的快速性與選擇性。不受弱饋側(cè)安裝的影響,具備在弱電源側(cè)的正確保護(hù)功能。在手動(dòng)和自動(dòng)合閘時(shí)有合閘于故障保護(hù)快速切除全線各種故障。在 TV 斷線時(shí)可投入可靠的緊急狀態(tài)保護(hù),確保裝置性能。zzzz完善的事故分析功能,保護(hù)動(dòng)作和閉鎖、故障起動(dòng)、故障錄波、裝置運(yùn)行、開(kāi)入變位,及裝置自檢等,可再現(xiàn)故障情況及故障時(shí)保護(hù)裝置的動(dòng)作行為。(裝置可保存最新的 128 次動(dòng)作和 32 次錄波。)z靈活的通信方式:三個(gè) TCP/IP 以太網(wǎng)接口,兩個(gè) RS485 接口,兩個(gè) CANBUS 接口,一個(gè)串行打印口,一個(gè) GPS 脈沖接碼三種校時(shí)方式自適應(yīng))。規(guī)約。(差分輸入或空接點(diǎn)輸入,對(duì)

9、秒、分脈沖和 IRIG-B 串行編力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) IEC60870-5-103 規(guī)約。以太網(wǎng)口還支持 IEC61850第 2 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置2技術(shù)參數(shù)2.1機(jī)械及環(huán)境參數(shù)482.6mm × 177mm × 278mm(寬×高×深)-5 45 機(jī)箱結(jié)構(gòu):正常工作溫度:極限工作溫度:-10-255%55 70 95%貯存及:相對(duì)濕度:大氣:86 106KPa水平度:0.3g;垂直度:0.15g耐震能力:2.2額定電氣參數(shù)50Hz5A 或 1A(額定電流 IN)100V 或 57.7V(額定電壓 UN)頻率:交流電流: 交流電壓:直

10、流工作電源:數(shù)字系統(tǒng)工作電壓:220V / 110V,+5V,偏差:- 20 + 15 偏差:±0.15V偏差:±2V繼電器回路工作電壓:+24V,功耗:交流電壓回路: 交流電流回路:直流電源回路:每相不大于 0.5VA每相不大于 0.5VA正常工作時(shí),不大于 20W保護(hù)動(dòng)作時(shí),不大于 25W保護(hù)回路過(guò)載能力:交流電壓回路: 交流電流回路:1.2 倍額定電壓,連續(xù)工作2 倍額定電流,連續(xù)工作10 倍額定電源,40 倍額定電流,10s1s80 115% 額定電壓,連續(xù)工作直流電源回路:裝置經(jīng)受上述的過(guò)載電流/電壓后,絕緣性能不下降。2.3主要技術(shù)指標(biāo)2.3.11)2)3)精度

11、電流電壓阻抗誤差:誤差: 誤差:±3 %±3 %±3 %第 3 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置4)整組動(dòng)作時(shí)間工頻變化量距離:510ms(近處); 20ms(末端)縱護(hù)全線動(dòng)作時(shí)間:30ms 30ms最大整距離保護(hù) I 段:5)6)7)8)時(shí)間的動(dòng)作精度誤差:的 1%或±40ms各段保護(hù)返回時(shí)間誤差: 30ms 60ms告警誤差:距離保護(hù)精確工作電壓: 精確工作電流:低周保護(hù)低周保護(hù)低頻 0.5V0.1In(最?。?;40In(最大)9)誤差: ±0.01Hz 0.1Hz/s頻率滑差誤差:10)三相一次重合閘檢同期角度誤差:

12、77;3°40V±5% V30V±5% V40ms檢同期有壓:或或> 70V±5% V 50V±5% V檢無(wú)壓誤差:11)遙測(cè)量計(jì)量等級(jí)電流、電壓、頻率: 其他:遙信量分辨率:信號(hào)輸入方式:0.2 級(jí)0.5 級(jí)小于 1ms無(wú)源接點(diǎn)表。裝置整圍及步長(zhǎng)見(jiàn)2.3.2輸出接點(diǎn)容量接通功率為 150W 或 1250VA,最大長(zhǎng)期接通電流 5A,裝置出口和信號(hào)接點(diǎn)單接點(diǎn)最大多付接點(diǎn)并聯(lián)時(shí)接通功率和電流可以適當(dāng)提高。接點(diǎn)斷開(kāi)容量不小于 50W。2.3.3時(shí)鐘和校時(shí)裝置內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘在裝置掉電時(shí),可自動(dòng)切換為內(nèi)部鋰電池供電,在電池?zé)o短路及其它異常情,后備電

13、池工作時(shí)間不少于 10 年。環(huán)境溫度為 25時(shí),實(shí)時(shí)時(shí)鐘誤差每月不超過(guò)±1 分鐘。2.3.4電磁兼容2.3.5絕緣試驗(yàn)第 4 頁(yè)絕緣試驗(yàn)符合:GB/T14598.3-93 6.0靜電放電性能符合:GB/T14598.14-1998(級(jí))快速瞬變干擾性能符合:GB/T14598.10-2007(級(jí))浪涌(沖擊)抗擾度性能符合:GB/T14598.18-2007(級(jí))高頻電氣干擾(1MHz 脈沖群)性能符合:GB/T14598.13-1998(級(jí))輻射電磁場(chǎng)干擾性能符合:GB/T14598.9-2002(級(jí))ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置2.4通訊接口裝置具有可選擇的網(wǎng)絡(luò)通

14、訊方式:CAN 網(wǎng)、485 網(wǎng)或以太網(wǎng),通信速率可整定。裝置還提供一個(gè)串行打印口和一個(gè) GPS 脈沖接(差分輸入或空接點(diǎn)輸入,對(duì)秒、分脈沖和 IRIG-B 串行編碼三種校時(shí)方式自適應(yīng))。力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) IEC60870-5-103 規(guī)約。以太網(wǎng)口還支持 IEC61850 規(guī)約。2.5縱護(hù)通道說(shuō)明裝置的縱護(hù)能同各種通道通信(繼電保護(hù)收發(fā)信機(jī)及復(fù)用載波機(jī)等)接口。發(fā)、停信采用一副接點(diǎn),不發(fā)信即為停信。當(dāng)用于閉鎖式時(shí),通道邏輯由保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn),收發(fā)信機(jī)的停信和發(fā)信完全由保護(hù)。對(duì)于閉鎖式,為了防止通道上的干擾,保護(hù)中設(shè)置了兩級(jí)確認(rèn),一是保護(hù)必須在收到高頻信號(hào) 8ms 后才停信;二是保護(hù)停信后要連續(xù) 8ms

15、收不到高頻信號(hào)才能動(dòng)作出口。當(dāng)用于式時(shí),必須連續(xù) 8ms 收到對(duì)側(cè)的信號(hào)才能動(dòng)作出口。裝置的縱護(hù)的收發(fā)信還可以通過(guò)光纖通道實(shí)現(xiàn),用于式保護(hù)。保護(hù)裝置與光纖通道相連實(shí)現(xiàn)方案有兩種,一是采用接點(diǎn)方式,同時(shí)外配光纖接口裝置,保護(hù)裝置收發(fā)信節(jié)點(diǎn)與光纖接口裝置相連實(shí)現(xiàn)收發(fā)信功能;二是增加內(nèi)置光纖接口板,直接與光纖通道相連。第 5 頁(yè)沖擊電壓試驗(yàn)符合:GB/T14598.3-93 8.0ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置3保護(hù)原理3.1起動(dòng)裝置的兩個(gè) CPU 板具有(相同)的起動(dòng),兩個(gè)起動(dòng)均動(dòng)作時(shí)整套保護(hù)裝置才能出口,有效保證了整套保護(hù)裝置的安全性。裝置的起動(dòng)分為五部分:電流突變量起動(dòng)、零序起動(dòng)

16、、起動(dòng)、低周起動(dòng)及低壓起動(dòng)。任一起動(dòng)條件滿足則確認(rèn)保護(hù)起動(dòng)。1) 電流突變量起動(dòng)電流突變量起動(dòng)采用相電流的變化量作,其動(dòng)作判據(jù)為DIF > 1.25DIT + DI set,F = A, B, C(3-1)式中: DIT 為浮動(dòng)門檻, DI set 為“電流突變量起動(dòng)護(hù)起動(dòng)。在恒定負(fù)荷狀態(tài)下,DI =0,因此 DI 可以在三相短路電流較小(小于負(fù)荷電流)的情”。當(dāng)任一相電流突變量滿足起動(dòng)門檻時(shí)保起動(dòng)。2) 零序起動(dòng)為保證遠(yuǎn)距離故障或電阻故障時(shí)保護(hù)可靠起動(dòng),設(shè)置零序起動(dòng)。其動(dòng)作判據(jù)為> I0 set3I0(3-2)式中: I0set 為“零序電流起動(dòng)”。該式滿足并持續(xù) 30ms 后,

17、起動(dòng)動(dòng)作。3)起動(dòng)起動(dòng)的動(dòng)作判據(jù)為IF > 1.2In如果負(fù)荷緩慢增加,三相電流始終保持對(duì)稱,則前面兩個(gè)起動(dòng)式(3-3)后起動(dòng)。4) 低周起動(dòng)(3-3)可能都不起動(dòng),此時(shí)當(dāng)滿足當(dāng)?shù)椭鼙Wo(hù)投入,系統(tǒng)頻率低于整展寬 7 秒打開(kāi)起動(dòng)繼電器。5) 低壓起動(dòng)當(dāng)?shù)蛪罕Wo(hù)投入,系統(tǒng)電壓低于整,且無(wú)低電壓閉鎖和滑差閉鎖時(shí),低周起動(dòng)動(dòng)作并,三個(gè)線電壓均大于 20V,且無(wú)電壓滑差閉鎖和電壓不平衡時(shí),低壓起動(dòng)動(dòng)作并展寬 7 秒打開(kāi)起動(dòng)繼電器。3.2選相本裝置保護(hù)的計(jì)算采用突變量選相與穩(wěn)態(tài)量選相測(cè)量相結(jié)合的方式。突變量選相快速可靠,只在保護(hù)起動(dòng)后 30ms 內(nèi)投入;穩(wěn)態(tài)量選相采用多重判據(jù),用電流選相與電壓選相相

18、結(jié)合,都是將故障相與健全相相對(duì)比較,能自適應(yīng)于系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化,提高了靈敏度;并且用穩(wěn)態(tài)量選相可適應(yīng)第 6 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置故障轉(zhuǎn)換,使段保護(hù)也可按選相結(jié)果進(jìn)量。3.2.1 突變量選相突變量選相比較電壓電流復(fù)合突變量DU / F的幅值。= DU F - DI F Zx (其中 Zx 為一設(shè)定的阻抗常數(shù))1)由于該補(bǔ)償電壓中沒(méi)有零序分量,使選相變得明確;由于DU / F= DU F - DI F Zx 中包含了電壓突變量和電流突變量,提高了選相的靈敏度。2)3.2.2 穩(wěn)態(tài)量選相穩(wěn)態(tài)量選相邏輯如下:是否接地:若3U0 > U0set 且3I0 > I0

19、set 時(shí),判為接地故障,反之為不接地故障。1)2)接地故障選相:利用 I0 和 I2 的相位確定是單相接地還是兩相接地。,初步確定可能的故障類型;再根據(jù)電壓的,不接地故障選相:無(wú)振蕩時(shí)利用 I2 < 0.5I1 區(qū)分三相對(duì)稱故障,有振蕩時(shí)利用 I 2 < 0.125I1區(qū)分三相對(duì)稱故障,然后通過(guò)對(duì)線電壓大小的排序確定兩相故障的故障相。3)3.3距離繼電器本裝置分別設(shè)置了突變量距離繼電器及四段相間距離繼電器和三段接地距離繼電器,各段保護(hù)均可由用戶整定投退。3.3.1突變量距離繼電器突變量接地距離繼電器的動(dòng)作判據(jù)為ìïDU F¢> U F¢

20、;0íDU ¢(3-4)- Z(DI+ KDI )= DUF = A, B, CïîFFzdF0突變量相間距離繼電器的動(dòng)作判據(jù)為ìïDU F¢ F> U F¢ F 0íDU ¢= DU(3-5)- Z DIFF = AB, BC, CAïîFFFFzdFF式中:U F¢ 、U F¢ F 為相間補(bǔ)償電壓;DU F¢ 、DU F¢ F 為U F¢ 和U F¢ F 的突變量;U F¢、U F¢ F

21、 0 為U F¢0和U F¢ F 在故障前的值,其二次值近似為U F¢的整定阻抗。= 57.7 V、U F¢ F 0= 100 V; Z zd 為突變量距離繼電器0分析表明,突變量距離繼電器有:1) 距離性;2)。其保護(hù)范圍由整定阻抗決定。在阻抗平面上的動(dòng)作特性如圖 3-1 所示。圖中 MN = ZL (線路全長(zhǎng)阻抗), MY = Z zd ,圓C1 和C2 分別為正、反方向故障時(shí)的動(dòng)作特性,圖中 Zsm、Zsn 分別為正反方向故障時(shí)的系統(tǒng)阻抗。第 7 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置圖 3-1突變量距離繼電器動(dòng)作特性本保護(hù)在故障后 40m

22、s 內(nèi)依次用 6 個(gè)突變量相間距離繼電器進(jìn)量,充分發(fā)揮突變量保線上同時(shí)發(fā)生的復(fù)故護(hù)原理的優(yōu)點(diǎn),快速切除線路 40% 范圍內(nèi)的各種故障(在出口和背障),在故障 40ms 后則突變量距離保護(hù)。裝置的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了突變量保護(hù)與穩(wěn)態(tài)量保護(hù)、選相測(cè)量與不選相測(cè)量的完美結(jié)合。3.3.2 四段相間距離3.3.2.1 相間距離 I、II、III 段1) 兩相故障假設(shè)選相結(jié)果為 BC 相間(接地或不接地)故障,姆電器的動(dòng)作判據(jù)為- jU& AU& BC - Z p1zd I&BC270° > arg> 90°(3-6)式(3-6)在阻抗平面上的動(dòng)作特性如圖 3

23、-2 所示,圖中 Zsm、Zsn 分別為保護(hù)安裝側(cè)母線至本側(cè)及對(duì)側(cè)的系統(tǒng)阻抗。圖中的圓 C1 和 C2 分別為繼電器在正、反方向的動(dòng)作特性。正方向短路時(shí)測(cè)量阻抗落于圓 C1 內(nèi),繼電器能靈敏的動(dòng)作;反方向短路時(shí)測(cè)量阻抗落于第 III 象限,繼電器肯定動(dòng)作,十分明確。需要提及注意的是,正、反方向故障時(shí)的動(dòng)作特性必須以正、反方向故障為前提導(dǎo)出,圖 3-2中 C1 包含原點(diǎn)表明正向出口動(dòng)。2) 三相故障不經(jīng)過(guò)渡電阻故障時(shí)正確動(dòng)作,并不表示反方向故障時(shí)會(huì)誤三相故障仍采用 BC 相參數(shù)進(jìn)判據(jù)為量,和兩相故障不同的是極化電壓用本相記憶電壓,其動(dòng)作U& BC270° > argU&a

24、mp;> 90°(3-7)- ZI&BCp1zd BC在記憶電壓期間,其正、反方向的動(dòng)作特性仍分別為圖 3-2 中的圓 C1 和 C2;但在記憶作第 8 頁(yè)0ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置用消失后,U& BC 0就是故障線實(shí)際的殘壓,因而正反方向動(dòng)作特性圓 C1,C2 均變成圖中的圓 C3,此圓稱為繼電器的穩(wěn)態(tài)特性,對(duì)正、反方向故障都適用。由圖 3-2 可見(jiàn),在記憶作用消失后,繼電器對(duì)出口和母線上故障的方向判別將變得不明確。本裝置采取給穩(wěn)態(tài)特性設(shè)置電壓死區(qū)的方式來(lái)解決這一問(wèn)題:背線上故障時(shí),殘壓不足以克服死區(qū),繼電器始終動(dòng)作;正向出口故障時(shí)在記憶電

25、壓作用下繼電器立即動(dòng)作;在繼電器已動(dòng)作的條件下,如果殘壓未發(fā)生變化,說(shuō)明故障仍然j X,就將繼電器的動(dòng)作一直保持下去。C2ZsnC3Zp1zdC1RZsm圖 3-2相間距離(姆電器)動(dòng)作特性3.3.2.2 相間距離 IV 段(對(duì)側(cè) Y/D變后備保護(hù))相間距離第 IV 段主要是作為對(duì)側(cè) Y/D降壓變壓器低壓側(cè)故障的遠(yuǎn)后備保護(hù)。中、低壓系統(tǒng)降壓變壓器的阻抗往往大于線路阻抗,在變壓器低壓側(cè)故障時(shí)由于對(duì)側(cè)母線上電源的助增作用,使線路第 III 段距離繼電器的靈敏度不足;同時(shí),又由于 Y/D變壓器高、低壓側(cè)相位的差異(轉(zhuǎn)角 30°)使得對(duì)低壓側(cè)兩相短路故障,在高壓側(cè)應(yīng)當(dāng)用相阻抗而不是相間阻抗繼

26、電器測(cè)量才能正確反應(yīng)距離,而此時(shí)又沒(méi)有零序電流出現(xiàn),給選相測(cè)量帶來(lái)一定。本裝置采用一個(gè)負(fù)序距離繼電器和一個(gè)拋球特性相間距離繼電器相結(jié)合的方式圓滿地解決了此問(wèn)題。相間距離 IV 段動(dòng)作,閉鎖重合閘。1) 兩相故障負(fù)序距離繼電器用來(lái)保護(hù)變壓器低壓側(cè)不對(duì)稱故障,動(dòng)作判據(jù)為U& 2 - Z p 4 zd I&2> U&1 - Z p 4 zd I&1(3-8)= 1.2(ZL + kc ZT ), ZL 和 ZT 分別為線路和降壓變式中: Z p 4 zd 為相間距離 IV 段阻抗, Z p 4 zd的阻抗(見(jiàn)圖 3-3), kc 為對(duì)側(cè)電源的最大助增系數(shù)。此繼電

27、器的優(yōu)點(diǎn)有:a)b)c)d)以負(fù)序分量為動(dòng)作量,不反應(yīng)負(fù)荷; 反應(yīng)負(fù)序分量,不受 Y/D轉(zhuǎn)角影響; 一個(gè)繼電器反應(yīng)各種相別的兩相短路;對(duì)兩相短路的靈敏度可以比裝置起動(dòng)更靈敏,但是不反應(yīng)三相短路。第 9 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置2) 三相故障拋球特性的相間距離繼電器用來(lái)保護(hù)變壓器低壓側(cè)三相短路故障,動(dòng)作判據(jù)為270° > arg U& BC- Z p 2 zd I&BC> 90°(3-9)U& BC - Z p 4 zd I&BC降壓變壓器低壓側(cè)故障時(shí)常伴隨變電站直流電源消失,因此線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備作用十分重要。

28、若由于遠(yuǎn)后備靈敏度不足或錯(cuò)誤測(cè)量,將導(dǎo)致變電站的嚴(yán)重?zé)龘p,損失慘重。采用本裝置專設(shè)的相間距離第段(對(duì)側(cè) Y/變后備保護(hù))將有效的保護(hù)此類故障,所以本保護(hù)也可稱為變電站故障的遠(yuǎn)后備保護(hù)。綜上所述,完整的四段相間距離繼電器的動(dòng)作特性如圖 3-4 所示(記憶電壓性如圖中實(shí)線圓;記憶電壓消失后,動(dòng)作特性如圖中虛線圓)。圖 3-3 為被保護(hù)線路接線示意圖。對(duì)應(yīng)圖 3-3,圖 3-4 中的 AB 段代表本線路、BC 段代表相鄰線路,BD 段代表對(duì)側(cè)降壓變的分支。期間,動(dòng)作特圖 3-4 中及以上各公式中: Z p1zd 為“相間距離 I 段阻抗”, Z p 2 zd 為“相間距離 II 段阻抗定值”, Z

29、p3zd 為“相間距離 III 段阻抗”, Z p 4 zd 為“相間距離 IV 段阻抗”。圖 3-3被保護(hù)線路接線示意圖 1圖 3-4四段相間距離繼電器動(dòng)作特性3.3.3三段接地距離為了提高接地距離繼電器的動(dòng)作特性,使其能覆蓋較大的接地過(guò)渡電阻又發(fā)生超越,本裝第 10 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置置采用了零序電抗繼電器。零序電抗繼電器的動(dòng)作判據(jù)為360° > arg U& F- Ze1zd (I&F+ k ´ 3I&0 ) > 180°(3-10)I&0Ð - b式中:k 為“零序阻抗補(bǔ)償系

30、數(shù)”,其計(jì)算公式為 k = ZL0 - ZL1 ,其中 Z和 Z分別為“線路零L0L13ZL1序阻抗二次值”和“線路正序阻抗二次值”,在實(shí)際應(yīng)用中建議采用實(shí)測(cè)值對(duì) k 值進(jìn)行整定。本裝置經(jīng)過(guò)選相,保證在單相故障時(shí),只有故障相故障劃歸相間故障,由相間距離繼電器測(cè)量。零序電抗繼電器測(cè)量,將兩相短路接地式(3-10)在阻抗平面上的動(dòng)作特性如圖 3-5 所示,為經(jīng)過(guò)整定阻抗矢量末端的直線。裝置采用,同時(shí)在零序電抗繼電器的動(dòng)作判據(jù)中將 I&0 相零序功率方向繼電器來(lái)保證接地距離繼電器的位后移 b 度,適當(dāng)限制其動(dòng)作區(qū),提高安全性。另外,裝置還增設(shè)了姆電器,以進(jìn)一步解決接地距離繼電器超范圍誤動(dòng)作的

31、問(wèn)題。姆電器(假設(shè)為 A 相)的動(dòng)作判據(jù)為- jU& CB Ðq270° > arg> 90°- Z(I& + k ´ 3I& )(3-11)U&Ae1zdA0極化電壓的相位前移q 度,其作用是在短線路應(yīng)用時(shí),將方向阻抗特性向第 I 象限偏移,以擴(kuò)大故障過(guò)渡電阻的能力。零序電抗繼電器與姆電器的配合使用,既擴(kuò)大了繼電器的動(dòng)作特性對(duì)接地過(guò)渡電阻的覆蓋能力,又使繼電器能可靠地避免了超越。(q 取值范圍為 0°、15°、30°, 被保護(hù)線路越短q 取值越大。)綜上所述,完整的三段接地距離繼

32、電器的動(dòng)作特性如圖 3-5 所示(圖中實(shí)線圓為q =0°,虛線圓為q =30°)。j XZe3zd = 0º = 30ºZe2zdZe1zdRZs圖 3-5三段接地距離繼電器動(dòng)作特性以上圖形及公式中:Ze1zd 為“接地距離 I 段阻抗”,Ze2 zd 為“接地距離 II 段阻抗”,Ze3zd為“接地距離 III 段阻抗”。式(3-11)中角度q 為“接地距離偏移角度”。第 11 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置3.4零序電流保護(hù)本裝置配置有四段零序設(shè)定,并符合現(xiàn)場(chǎng)習(xí)慣。保護(hù)和零序反時(shí)限保護(hù)。每段保護(hù)及其件的投退均可由用戶保護(hù)裝置在外部開(kāi)入

33、端子上設(shè)有“零序 I 段”、“零序 II 段”、“零序 III 段”、“零序 IV 段”投退壓板,使用靈活。3.4.1零序四段零序保護(hù)各段保護(hù)件可投退,其正方向判據(jù)為180° < arg 3U& 0 < 340°(3-12)3I&0當(dāng)零序電壓電流低于門檻值( 3U 0 < 2V 或3I 0 < 零序電流起動(dòng)作。本裝置的零序電流和零序電壓均由保護(hù)內(nèi)部計(jì)算產(chǎn)生,杜絕了因接線錯(cuò)誤而導(dǎo)致的方向誤判,)時(shí),零序正件不動(dòng)ìï3I&0 = I&A + I&B + I&C即有í。&

34、&&&ï3U = U+ U+ Uî0ABC可根據(jù)整定確定是否在 TV 斷線時(shí)投入零序保護(hù),但此時(shí)件自動(dòng)。3.4.2零序反時(shí)限保護(hù)反時(shí)限特性方程為80 ´ Tpt =(3-13)(I I- 1)2P式中: I p 為“零序反時(shí)限起動(dòng)電流”, Tp 為“零序反時(shí)限時(shí)間常數(shù)”。零序反時(shí)限保護(hù)受零序I 段壓板投退。3.5弱饋線保護(hù)弱饋線的電源容量很小,正常自線路吸收功率,線路故障時(shí)供出的短路電流小于負(fù)荷電流。由于電源容量很小,對(duì)線路故障可假設(shè)無(wú)電源進(jìn)行分析。1)接地故障時(shí)由于變壓器中性點(diǎn)接地,可以有相當(dāng)大的零序電流流過(guò),由于系統(tǒng)容量很小,等值電源的

35、正、負(fù)序阻抗遠(yuǎn)大于變壓器的零序阻抗,因而正、負(fù)序電流很小,因而可近似認(rèn)為I A = IB = IC = I0 ;由于電源容量很小,故障相電壓顯著下降,變壓器的健全相以高壓側(cè)為原邊,低壓側(cè)為副邊,而故障相以低壓側(cè)為,高壓側(cè)為副邊,短路功率由健全相經(jīng)低壓側(cè)流向故障相,再由故障相高壓側(cè)流向故障點(diǎn),因此,線路保護(hù)的故障相距離繼電器能正確測(cè)量。2)BC 兩相短路接地時(shí),可能出現(xiàn) IB = IC ,UB = UC ,UBC » 0 , IBC » 0 ,相間距離繼電第 12 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置器變得不靈敏,此時(shí)采用 B 相或 C 相全阻抗繼電器測(cè)量,其動(dòng)作判

36、據(jù)為Ze2 zd (I&B+ k ´ 3I&0 )> U& BZe2 zd (I&C+ k ´ 3I&0 )> U&C或(3-14)式中: Ze2 zd 為“接地距離 II 段阻抗”。3)線發(fā)生兩相短路不接地故障時(shí),若無(wú)電源則流過(guò)保護(hù)的正、負(fù)序電流都將由故障點(diǎn)流向母線,只要負(fù)荷的負(fù)序等值阻抗小于正序等值阻抗,相間距離繼電器也能正確測(cè)量。4)線發(fā)生三相短路時(shí),只在短路后很短時(shí)間內(nèi)負(fù)荷中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)能向線路供給短路電流,以后便既無(wú)電壓也無(wú)電流,這種情沒(méi)有保護(hù)也無(wú)妨。如果有小電源不迅速,則頻率急劇下降,使微機(jī)保護(hù)的采樣周期

37、與下降后的頻率之間產(chǎn)生明顯差異,使計(jì)算混亂,所以當(dāng)檢測(cè)到頻率下降到 46Hz 時(shí)應(yīng)迅速跳閘,根本出路在于小電源應(yīng)迅速。3.6不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)單 閘的1)末端發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),對(duì)側(cè)斷路器的三相跳閘可被檢測(cè)出來(lái),檢測(cè)對(duì)側(cè)斷路器三相跳主要有以下兩種:如線路有一定的負(fù)荷電流,當(dāng)對(duì)側(cè)斷路器三相跳閘時(shí)必有健全相的電流下降到線路的充電電流。這種的局限性在于負(fù)荷電流必須顯著大于電容電流。2)線路末端發(fā)生接地短路故障時(shí)流經(jīng)保護(hù)的零序電流與電源容量的大小和系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)線路兩側(cè)變壓器中性點(diǎn)都接地時(shí)相當(dāng)數(shù)量的零序電流分流到對(duì)側(cè)變壓器中,在對(duì)側(cè)斷路器三相跳閘后流經(jīng)本側(cè)的零序電流很少不發(fā)生變化的。利用

38、零序電流幅值的變化上升或下降超過(guò)原始值的 20% ,就判定對(duì)側(cè)三相跳閘。這種點(diǎn)都必需接地。的局限性在于線路兩側(cè)變壓器中性如圖 3-6 所示,線路末端不對(duì)稱故障時(shí),N 側(cè) I 段動(dòng)作快速切除故障,由于三相跳閘,非故障相電流同時(shí)被切除,當(dāng) M 側(cè)保護(hù)測(cè)量到健全相負(fù)荷電流突然消失或零序電流幅值有較大變化,而 II段距離連續(xù)動(dòng)作不返回,將 M 側(cè)開(kāi)關(guān)不經(jīng) II 段而確認(rèn)即可跳閘(設(shè)小是為了提高安全性),切除故障。不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)的邏輯圖如圖 3-7 所示。MNABC圖 3-6被保護(hù)線路接線示意圖 23I0 > 0.4In圖 3-7不對(duì)稱故障相繼速動(dòng)保護(hù)邏輯圖第 13 頁(yè)ISA-311GA/

39、B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置3.7相繼速動(dòng)保護(hù)(橫護(hù))相繼速動(dòng)保護(hù)又稱為橫護(hù),它是在上通過(guò)橫向比較兩階段式保護(hù)中測(cè)量的動(dòng)作邏輯,可以在線路末端(第 I 段保護(hù)范圍以外)發(fā)生故障時(shí)依靠縱續(xù)動(dòng)作快速切除故障。在線路末端故障時(shí)兩的保護(hù)靈敏地起動(dòng),為了防止超越(避開(kāi)區(qū)外故障),由另一II 段的保護(hù)第 III 段實(shí)現(xiàn)閉鎖,即每的保護(hù)第 III 段向另一的保護(hù)發(fā)閉鎖信號(hào),將后者的相繼速動(dòng)保護(hù)閉鎖。當(dāng)對(duì)側(cè)保護(hù)第 I 段動(dòng)作、斷路器跳開(kāi)后,健全線保護(hù)第 III 段立即返回,解除對(duì)故障線相繼速動(dòng)保護(hù)時(shí)作用于跳閘(稱為縱續(xù)動(dòng)作)。保護(hù)各段都返回,閉鎖信號(hào)解除也的閉鎖,于是后者的距離 II 段相繼速動(dòng)保護(hù)經(jīng)過(guò)短延區(qū)外故

40、障時(shí)兩的保護(hù)相互閉鎖,區(qū)外故障切除時(shí)兩誤動(dòng)。為了安全起見(jiàn),必須曾經(jīng)收到閉鎖信號(hào),然后閉鎖信號(hào)消失才可能實(shí)現(xiàn)縱續(xù)動(dòng)作。另外,縱續(xù)動(dòng)作帶小也有利于提高安全性。如圖示,L1 的近 N 側(cè)發(fā)生故障,M 側(cè)的保護(hù)裝置 M1,M2 的距離段都動(dòng)作,相互發(fā)信號(hào)閉鎖對(duì)段相繼速動(dòng)保護(hù)。當(dāng)故障被 N 側(cè)保護(hù) N1 的 I 段切除,保護(hù)裝置 M2 的距離 III 段返回,同時(shí)收回對(duì)保護(hù) M1 的閉鎖信號(hào),而保護(hù) M1 的距離 II 段仍在動(dòng)作,它收不到閉鎖信號(hào)后經(jīng)過(guò)短動(dòng)作跳閘。本裝置橫當(dāng)線路轉(zhuǎn)為單護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是不論線路的工況如何,兩側(cè)的橫護(hù)有效地發(fā)揮作用。運(yùn)行護(hù)自動(dòng),保護(hù)無(wú)需整定,運(yùn)行不必干預(yù),也不利用斷路器輔助接點(diǎn),

41、所以簡(jiǎn)單、方便、可靠。圖 3-8被保護(hù)線路接線示意圖 3圖 3-9相繼速動(dòng)保護(hù)邏輯圖3.8振蕩閉鎖本裝置的振蕩閉鎖分為三個(gè)部分,任意一個(gè)動(dòng)作即開(kāi)放保護(hù)。3.8.1瞬時(shí)開(kāi)放保護(hù)在起動(dòng)動(dòng)作后起始的 160ms 以內(nèi)無(wú)條件開(kāi)放保護(hù),保證正常運(yùn)行情突然發(fā)生故障能快速開(kāi)放。如果在 160ms作下去,直到故障被切除。段內(nèi)的距離已經(jīng)動(dòng)作,則說(shuō)明確有故障,則該測(cè)量一直動(dòng)第 14 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置3.8.2不對(duì)稱故障開(kāi)放不對(duì)稱故障時(shí),振蕩閉鎖回路可由對(duì)稱分量開(kāi)放,該的動(dòng)作判據(jù)為+³ m I1I0I 2(3-15)其中: m 的取值根據(jù)最不利的系統(tǒng)條件下振蕩又區(qū)外故障時(shí),振

42、蕩閉鎖不開(kāi)放為條件驗(yàn)算,并留有相當(dāng)?shù)脑6取?.8.3對(duì)稱故障開(kāi)放在起動(dòng)開(kāi)放 160ms 以后或系統(tǒng)振蕩過(guò),如發(fā)生三相故障,上述二項(xiàng)開(kāi)放措施均不能開(kāi)放保護(hù)。因此對(duì)對(duì)稱故障設(shè)置專門的振蕩判別,測(cè)量振蕩中心電壓,其測(cè)量如下= U cosjU os(3-16)式中:U 為正序電壓, j 為正序電壓與電流的補(bǔ)償夾角正序電壓U&1 與正序電流 I&1 的夾角加上90°減去“線路正序阻抗角度”(),即有j = Ð(U& , I& )+ 90° - Ð(線路正序阻抗角)(3-17)11對(duì)稱故障用U cosj兩側(cè)電勢(shì)的相位差d,在d180&

43、#186; 時(shí),U cosj 接近于 0。在三相短路時(shí)不論故障點(diǎn)遠(yuǎn)近如何,U cosj 等于或小于電弧的壓降,約為額定電壓的 5%。裝置在系統(tǒng)進(jìn)入振蕩時(shí)置振蕩標(biāo)志,在U cosj 下降到接近 5%時(shí)測(cè)量振蕩的滑差,使得U cosj很準(zhǔn)確地躲過(guò)振蕩中U cosj 0.05Un 的時(shí)間,不開(kāi)放保護(hù)。在振蕩中發(fā)生故障時(shí)U cosj 0.05Un 保持不變,于是開(kāi)放保護(hù)。由于躲過(guò)振蕩所需的是根據(jù)對(duì)滑差實(shí)時(shí)測(cè)量的結(jié)果確定的,因此既能有效地閉鎖保護(hù),又使振蕩中發(fā)生三相短路時(shí)最大限度地降低了保護(hù)的。3.9TV 斷線檢測(cè)和緊急狀態(tài)保護(hù)3.9.1(母線)TV 斷線裝置設(shè)有兩種檢測(cè) TV 斷線的判據(jù),兩種判據(jù)都帶

44、有,且僅在線路正常運(yùn)行、起動(dòng)不起動(dòng)的條件下投入;若起動(dòng)已起動(dòng)就不進(jìn)行電壓斷線的檢測(cè),直到保護(hù)整組復(fù)歸后重新投入。同時(shí),TV 斷線信號(hào)只在三相電壓恢復(fù)正常并持續(xù) 10s 之后才可復(fù)歸,此后恢復(fù)正常保護(hù)程序。1)單相或兩相斷線檢查:a) 3U 0 > 8V ,1.3s 報(bào) TV 斷線;b)U 2 > 0.5U n 且 I 2 < 0.17I n ,2)三相失壓檢查:1.3s 報(bào) TV 斷線。a)U1 < 6V 且任一相有流( I F > 0.06I n ),1.3s 報(bào) TV 斷線。b)U1 < 6V 且 TWJ 不動(dòng)作,1.3s 報(bào) TV 斷線。第 15 頁(yè)I

45、SA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置3.9.2線路 TV 斷線裝置在重合閘投入的情,根據(jù)所投入的不同的重合閘檢定方式,由重合閘對(duì)抽取電壓進(jìn)行檢測(cè):當(dāng)開(kāi)關(guān)不在跳位或者有電流流過(guò),母線有電壓,線路無(wú)電壓,則報(bào)線路電壓 TV 斷線。保護(hù)在檢測(cè)到抽取電壓 TV 斷線后閉鎖重合閘。線路 TV 斷線檢測(cè)邏輯如圖 3-10 所示。圖 3-10線路 TV 斷線檢測(cè)邏輯圖3.9.3緊急狀態(tài)保護(hù)當(dāng)檢測(cè)到電壓斷線后立即發(fā)出斷線信號(hào),保護(hù)轉(zhuǎn)為“緊急狀態(tài)保護(hù)”。在 TV 斷線情,將距離保護(hù)、縱護(hù)及零序件,同時(shí)繼續(xù)監(jiān)視 TV 電壓,當(dāng)電壓恢復(fù)后,自動(dòng)解除閉鎖。緊急狀態(tài)保護(hù):1)2)無(wú)無(wú)取消,的二段定時(shí)限過(guò)電流保護(hù),

46、受“距離保護(hù)投退”壓板; 的零序保護(hù)(II、III、IV 段),它實(shí)際上是原有零序不變。保護(hù)將零序件3.10 合閘于故障保護(hù)本裝置后備保護(hù)設(shè)有合閘于故障保護(hù),在手合或重合閘動(dòng)作后、斷路器由跳位變?yōu)楹衔唬ɑ螂娏鲝臒o(wú)到有)的開(kāi)始 200ms 時(shí)間內(nèi)投入。合閘于故障保護(hù)分為兩個(gè)部分:距離部分和零序部分。3.10.1 距離部分合閘于故障距離部分受“距離保護(hù)投退”壓板。由于采取了較完善的故障檢測(cè)判據(jù),其動(dòng)作特性受合閘時(shí)的暫態(tài)電流影響較小,合閘于故障保護(hù)(距離部分)在裝置內(nèi)部固定為3.10.1.1 合閘于不對(duì)稱故障合閘于不對(duì)稱故障,用以下判據(jù)(30ms)跳閘。U& 2- 1.25Z L1 I&am

47、p;2+ U& 0 -1.25Z L0 I&0> 0.5U n(3-18)式中: ZL0 和 ZL1 分別為“線路零序阻抗二次值”和“線路正序阻抗二次值”。第 16 頁(yè)ISA-311GA/B 微機(jī)線路成套保護(hù)裝置3.10.1.2 合閘于對(duì)稱故障合閘于對(duì)稱故障,采用電流速斷和阻抗保護(hù)相配合的方式,其動(dòng)作判據(jù)要求同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件:I A > 0.4In ;以相間距離 II 段阻抗為1)2)的偏移特性阻抗繼電器動(dòng)作。U& 2 -1.25ZL1I&2+ U& 0 -1.25ZL0 I&0> 0.5Un圖 3-11合閘于故障保護(hù)(距離

48、部分)邏輯圖3.10.2零序部分合閘于故障零序部分受“零序 II 段、零序 III 段、零序 IV 段”壓板,任一壓板投入,合閘于故障零序保護(hù)投入。合閘于故障零序段保護(hù)為不帶方向的零序保護(hù),其電流按躲過(guò)充電時(shí)最大不平衡電流整定,動(dòng)作時(shí)間固定為 100ms。3.11 縱護(hù)裝置的縱護(hù)由距離方向保護(hù)和零序方向保護(hù)組成,裝置通過(guò)字選擇是采用超范圍式還是閉鎖式??v閉鎖正護(hù)采取反件優(yōu)先的原則,即:距離零序件中任一反件動(dòng)作就件;只有兩個(gè)反件均不動(dòng)作時(shí),正件動(dòng)作且在保護(hù)范圍以內(nèi)時(shí),保護(hù)停訊(閉鎖式)或發(fā)訊(在 TV 斷線及合閘式)。期間縱護(hù)。3.11.1 距離方向繼電器距離方向繼電器按超范圍整定(按照 III 段采用超范圍式),其原理及動(dòng)作特性與前述距離保護(hù)繼電器一致。3.11.2 零序方向繼電器縱聯(lián)零序正方向判據(jù)為件設(shè)正、反兩個(gè)件,反件的靈敏度高向。第 17 頁(yè)ISA-31

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