CSC211数字式线路保护装置.docx

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CSC211数字式线路保护装置

CSC-211数字式线路保护装置

CSC211数字式线路保护测控装置

1装置简介

CSC211为适用于66kV及以下电压等级的中性点非直接接地系统的线路保护及测控装置，可在开关柜就地安装。

2主要功能及技术参数

2.1保护功能

⏹三段式可经低电压闭锁的定时限过流保护（可经方向闭锁），其中Ⅲ段可整定为反时限段

⏹三段定时限零序过流保护（可经方向闭锁），其中Ⅲ段可整定为反时限段

⏹小电流接地选线

⏹过负荷保护（跳闸或告警信号可选）

⏹合闸加速保护（前加速、后加速和手合后加速）

⏹低周减载保护

⏹低压解列功能

⏹三相重合闸（检同期、检无压或非同期）

⏹32组定值区

⏹故障录波

2.2测控功能

⏹9路开入遥信采集、装置遥信变位、事故遥信

⏹正常断路器遥控分合、小电流接地探测遥控分合

⏹Ua、Ub、Uc、Ia、Ic、P、Q、COSф、F等模拟量的遥测

⏹正向/反向有功电度，正向/反向无功电度

⏹各种事件SOE等

⏹2路脉冲P、Q输入

2.3技术参数

额定参数

直流电压：

220V/110V

交流电压：

100V或

V

交流电流：

1A/5A

系统频率：

50Hz/60Hz

功率消耗

直流回路：

<15W

交流电压回路：

<0.15VA/相

交流电流回路：

<0.25VA/相

过载能力

交流电流：

2In持续工作

20In允许10s

40In允许1s

交流电压：

1.2Un持续工作

1.4Un允许10s

继电器触点容量

跳合闸出口：

5A，DC220V（吸合）

信号触点：

1A，DC220V（吸合）

跳合闸电流

跳闸电流：

0.5～4A

合闸电流：

0.5～4A

定时限过流元件

电流定值：

0.2In～20In

时间定值：

0～20S

定值误差：

<5％整定值

重合闸

重合闸时间：

0.1～20S

定值误差：

<5％整定值

低周减载

低周定值：

45Hz～49.5Hz

低压闭锁：

10V～120V

df/dt闭锁：

1.0Hz/s～10Hz/s

定值误差：

<5％,其中频率误差：

<±0.02Hz

精确工作范围

电压：

0.4V～120V

电流：

0.04In～30In

频率：

40～55Hz/50～65Hz

动作时间

过流速断：

＜40ms（2倍整定值）

零序速断：

＜40ms（2倍整定值）

监视报告性能

事件记录分辨率：

≤1ms

GPS对时精度：

≤1ms

测量表计精度

电流、电压：

0.2级

功率、电度：

0.5级

通讯端口规范

RS485端口：

最高速率19200bps，屏蔽双绞线接口

以太网：

10BASE-T端口：

UTP5通讯介质，RJ45接口

10BASE-F端口：

多模光纤通讯介质，820nm，ST接口

绝缘性能

绝缘电阻>100MΩ（500V兆欧表）

介质强度GB/T14598.3-1993

冲击电压GB/T14598.3-1993

电磁兼容性能

辐射电磁场干扰：

GB/T14598.9-1995Ⅲ级

快速瞬变干扰：

GB/T14598.10-1996Ⅳ级

脉冲群干扰：

GB/T14598.13-1998Ⅲ级

静电放电干扰：

GB/T14598.14-1998Ⅳ级

射频电磁场辐射干扰：

GB/T17626.3－1998Ⅲ级

浪涌（冲击）干扰：

GB/T17626.5－1999标准III级

机械性能

振动GB/T11287-2000Ⅰ级

冲击GB/T14537-1993Ⅰ级

碰撞GB/T14537-1993Ⅰ级

环境条件

保存温度：

-25℃～+70℃

工作温度：

-10℃～+55℃

相对湿度：

最大不超过95％

大气压力：

86～106kPa

3保护元件

3.1过电流元件

本装置设三段定时限过流保护，各段电流及时间定值可独立整定。

为了躲开线路避雷器的放电时间，I段可以整定适当延时时间。

方向元件及低电压元件由控制字选择投退。

注：

Idzn为n段电流定值，IΦ为相电流,Tn为n段延时定值

3.2低电压元件

低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低电压定值时动作，开放经低电压闭锁的过流元件。

利用此元件，可以保证装置在电机反充电等非故障情况下不出现误动作。

低电压元件用控制字投退。

3.3零序过流元件

在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，一般采用零序过流直接跳闸方法。

零序过流元件的实现方式基本与过流元件相似，各段电流及时间定值可独立整定。

注：

I0dn为接地n段定值，T0n为接地n段延时定值

3.4方向元件

相间方向元件采用90︒接线方式，按相起动，各相电流元件仅受下表中所示相应方向元件的控制。

为消除死区，方向元件带有记忆功能。

相间方向元件

I

U

A

Ia

Ubc

B

Ib

Uca

C

Ic

Uab

本装置Arg（U/I）=-30︒～90︒，边缘模糊角度误差<±5︒。

相间方向元件动作区域

零序方向元件动作区为Arg（3U0/3I0）=-180︒～-120︒及120︒～180︒，3U0为自产，外部3I0端子接线不需倒向。

边缘模糊角度误差<±5︒。

零序方向元件动作区域

注：

在现场试验条件不具备时，只需校验模拟量相序，方向动作区可以不作校验。

3.5小电流接地选线

中性点不接地或小电流接地系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电流基本为幅值很小的电容电流，此时选用小电流接地选线。

接地故障出现时，由于各装置通过网络互联，信息可以共享，故采用上位机比较同一母线上各线路零序电流基波或五次谐波幅值和方向的方法来综合判断接地的线路，并通过网络人工下达接地试跳命令来进一步确定接地线路。

当系统发生接地时，母线3U0抬高。

当装置感受到自产3U0有突变且大于10V，即记录当前的3U0，3I0。

与此同时，母线开口三角电压监视点向主站报送接地信号。

主站则在接到接地信号后调取各装置内记录的3U0,3I0量，计算后判断出接地线路。

无主站系统时，单装置接地试跳判据为：

合位时3U0大于18V，试跳分位后3U0小于18V，即判为本线路接地。

3.6反时限元件

反时限保护元件是动作时限与被保护线路中电流大小自然配合的保护元件，通过平移动作曲线，可以非常方便地实现全线的配合。

反时限过电流保护的动作时限与被保护线路故障电流的大小有关，故障电流越大，动作时限越短，反之，故障电流越小，动作时限越长。

IEEE反时限特性解析式分为三类，即标准反时限、非常反时限、极端反时限，各反时限特性公式如下：

a.一般反时限

b.非常反时限

c.极端反时限

其中：

tp为时间系数，范围是（0.05~1）,Ip为电流基准值，I为故障电流,t为跳闸时间。

归纳以上三式，本装置反时限特性表达式为：

本装置中反时限特性由整定值中反时限指数Exp整定。

整定值部分反时限时间Tinv为上面IEEE三种表达式中分子的乘积值，单位是秒。

装置相间电流及零序电流均带有定、反时限保护功能，通过设置控制字的相关位可选择定时限或反时限方式。

当选择反时限方式后，自动退出定时限II、III段过流及II、III段零流元件，相间电流III段和零序电流III段的功能压板分别变为相间电流反时限及零序电流反时限功能投退压板。

3.7加速元件

加速元件包括充电手合加速及保护加速两种，加速功能设置了独立的投退压板及加速段整定值。

保护加速分为前加速和重合后加速方式，可由控制字选择。

手合加速回路的启动条件为：

⏹断路器在分闸位置的时间超过30秒

⏹断路器由分闸变为合闸，加速允许时间展宽3秒

本装置设置了独立的过流及零流加速段电流定值及相应的时间定值；本装置的过流加速段还可选择带低电压闭锁，但所有加速段均不考虑方向闭锁。

3.8三相一次重合闸

本线路保护装置都设有三相重合闸功能，重合闸可以检测同期、无压或非同期。

重合闸经软压板投退。

3.8.1启动条件

⏹保护跳闸启动

⏹开关位置不对应启动

3.8.2闭锁条件

断路器合位时重合充电时间为15秒；充电过程中重合绿灯发闪光，充电满后发常绿光，不再闪烁。

满足以下任一条件，重合闸放电：

⏹控制回路断线后，重合闸延时10秒“放电”

⏹弹簧未储能端子高电位，重合闸延时2秒“放电”

⏹闭锁重合闸端子高电位，重合闸立即“放电”

⏹永跳后（如低周动作、低压解列动作、过负荷动作），重合闸立即“放电”

⏹手跳或遥跳开本关时,重合闸立即“放电”

⏹检无压或检同期不成功，重合闸“放电”

3.8.3重合方式

⏹非同期（不检无压不检同期）

⏹检无压

⏹检同期

⏹检无压不成功自动转入检同期

重合闸功能投退用软压板，重合闸方式及同期相别选择通过控制字整定。

检无压方式中，KG2.9=0时，线路抽取电压无压（<30%Un）则判为无压；当控制字KG2.9＝1时，母线无压或线路抽取电压无压任一条件满足，则都判为无压。

3.9分散式低周减载元件

当系统频率低于整定频率时，此元件就能自动判定是否切除负荷,以实现分散式的频率控制。

低周减载功能逻辑中设有一个滑差闭锁元件以区分故障情况、电机反充电和真正的有功缺额。

考虑低频减载功能只在稳态时作用，故取AB相间电压进行计算，试验时仍需加三相平衡电压，当此电压（UAB）低于闭锁频率计算电压时，低周减载元件不会动作。

低周动作后重合闸放电。

面板MMI的低周减载动作信号灯（红灯）也兼用作低压解列动作信号灯。

Idz为低周有流定值，其整定范围是（0～2.0）In。

当退出负荷电流判据时，整定为0，否则建议整定0.1In以上。

3.10分散式低压解列元件

利用这一元件，可以实现低压控制，当系统电压低于整定电压时，此元件就能自动判定是否切除负荷。

本功能通过控制字实现投退。

低压解列动作后重合闸放电。

低压解列保护功能用控制字投退。

低压解列保护出口后面板MMI的动作信号灯与低周减载信号灯（红灯）共用。

3.11过负荷元件

过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：

MAX（IΦ）>Ifh且时间延时到；其中Ifh为过负荷电流定值。

由控制字选择决定过负荷动作于跳闸还是仅发告警信号。

注：

本装置考虑到过负荷时间一般为长延时，保护出口延时为实际整定时间，但报文中不予体现。

3.12PT断线检测

PT回路监视用以检测PT回路单相断线、两相断线和三相失压故障，在下面三个条件之一得到满足的时候，装置报告“PT断线或失压”事件并驱动相应信号节点和LED指示灯。

⏹三相电压均小于8V，某相（a或c相）电流大于0.25A，判为三相失压。

⏹三相电压和大于8V，最小线电压小于16V，判为两相PT断线。

⏹三相电压和大于8V，最大线电压与最小线电压差大于16V，判为单相PT断线。

装置在检测到PT断线后，可根据用户的选择，或者退出带方向元件或带电压元件的各段保护，或者退出方向元件和电压元件。

PT回路监视功能可以由用户选择是否投入。

当重合闸选择检无压或检同期方式时，若模拟量自检功能投入，则当线路电压小于30％Un而任一相电流大于0.125A，经9秒延时报线路PT断线，发出运行异常告警信号，并闭锁自动重合闸，待线路电压恢复正常时重合闸也自动恢复正常。

4定值及整定说明

4.1数字式线路保护装置的软压板清单及说明

压板名称

对应功能

过流Ⅰ段

电流Ⅰ段保护功能投退

过流Ⅱ段

电流Ⅱ段保护功能投退

过流Ⅲ段

电流Ⅲ段保护功能投退

零序Ⅰ段

零序Ⅰ段保护功能投退

零序Ⅱ段

零序Ⅱ段保护功能投退

零序Ⅲ段

零序Ⅲ段保护功能投退

加速

加速保护功能投退

过负荷

过负荷保护功能投退

低周减载

低周减载功能投退

重合投入

重合闸功能投退

4.2数字式线路保护装置的整定值清单及说明

序号

定值名称

范围

单位

备注

1

控制字一

0000～FFFF

无

参见控制字说明

2

控制字二

0000～FFFF

无

参见控制字说明

3

过流Ⅰ段电流

（0.05～20）In

A

4

过流I段时间

0.0～32.00

s

5

过流II段电流

（0.05～20）In

A

6

过流II段时间

0.1～32.00

s

7

过流III段电流

（0.05～20）In

A

8

过流III段时间

0.1～32.00

s

9

过流电压闭锁定值

1.0～120.0

V

线电压

10

零序I段电流

0.05～20.0

A

11

零序I段时间

0.0～32.00

s

12

零序II段电流

0.05～20.0

A

13

零序II段时间

0.1～32.00

s

14

零序III段电流

0.05～20.0

A

15

零序III段时间

0.1～32.00

s

16

过流加速段电流

（0.05～20）In

A

17

过流加速段时间

0.0～3.00

s

18

零序加速段电流

0.1～20.0

A

19

零序加速段时间

0.0～3.00

s

20

电流反时限基准电流

0.2～100.0

A

21

电流反时限时间

0.005～250

s

22

零序反时限基准电流

0.1～20.0

A

23

零序反时限时间

0.005～250

s

24

反时限指数

0.01～10.0

无

置0.02，1，或2

25

过负荷电流

0.2～10.0

A

26

过负荷告警时间

6～6000

s

27

过负荷跳闸时间

0.1～6000

s

28

重合检同期定值

10～50

度

29

重合闸时间

0.2～32.0

s

30

低周减载频率

45.0～49.5

Hz

31

低周减载时间

0.0～32.0

s

32

低周闭锁电压

10～120

V

线电压

33

低周闭锁滑差

1.0～10.0

Hz/s

34

低周有流定值

（0～2.0）In

A

35

低压解列电压

20.0～100.0

V

线电压

36

低压解列时间

0.1～32.0

s

37

闭锁电压变化率

1.0～60.0

V/S

线电压

38

测量CT变比（kA/A）

0.001～10.0

无

一次测量CT变比/1000

39

PT变比（kV/V）

0.01～10.0

无

一次PT变比/1000

4.2.1控制字1定义：

位

置0时的含义

置1时的含义

15

模拟量自检退出

模拟量自检投入

14

额定电流为5A

额定电流为1A

13

PT断线时带方向或电压闭锁的保护段仅退出方向及电压

PT断线时带方向或电压闭锁的保护段退出运行

12

备用

11

零序反时限不带方向

零序反时限带方向

10

电流反时限不带方向

电流反时限带方向

9

零序III段不带方向

零序III段带方向

8

零序II段不带方向

零序II段带方向

7

零序I段不带方向

零序I段带方向

6

电流加速段不经电压闭锁

电流加速段经电压闭锁

5

电流III段不经电压闭锁

电流III段经电压闭锁

4

电流II段不经电压闭锁

电流II段经电压闭锁

3

电流I段不经电压闭锁

电流I段经电压闭锁

2

电流III段不带方向

电流III段带方向

1

电流II段不带方向

电流II段带方向

0

电流I段不带方向

电流I段带方向

4.2.2控制字2定义：

位

置0时的含义

置1时的含义

15

保护选择定时限方式

保护选择反时限方式

14

选择后加速方式

选择前加速方式

13

过负荷不跳闸（仅发告警信号）

过负荷跳闸

12

备用

备用

11

备用

备用

10

备用

备用

9

重合无压检抽取电压侧

重合无压检任一侧

8

低压解列退出

低压解列投入

7

开关偷跳重合

开关偷跳不重合

6

备用

5

控制回路断线判别投入

控制回路断线判别退出

4

同期电压（Ux）相别选择

3

2

1

重合闸同期方式选择

0

4.2.3重合闸检同期方式选择说明：

位1

位0

重合闸同期方式

0

0

非同期方式

0

1

检同期方式

1

0

检无压方式

1

1

检无压及同期方式

4.2.4同期电压（Ux）选择说明：

位4

位3

位2

检同期方式

0

0

0

空

0

0

1

同期电压选择UA相

0

1

0

同期电压选择UB相

0

1

1

同期电压选择UC相

1

0

0

无此选择

1

0

1

同期电压选择UAB相

1

1

0

同期电压选择UBC相

1

1

1

同期电压选择UCA相

说明：

当只使用本装置某些保护功能，但不使用本装置的出口操作箱时，本装置内的TWJ、HWJ就不能形成通路，会发“控制回路断线”告警信号；此时可以整定KG2.5=1,不再通过本装置监视跳合闸回路，便不发“控制回路断线”告警信号。

CT变比为专用测量变比，整定方法：

例，一次侧CT变比为600/5＝120，则整定为120/1000=0.12；10kVPT变比10000/100＝100，则整定为100/1000=0.10。

以上保护功能中不用功能，只须通过退出相应软压板或控制字即可完全退出。

控制字中备用位整定为0。

以上提供的清单为标准配置下的设置，其内容可能会与装置实际显示清单不符，此时均以装置实际显示为准。

5装置端子图

6接线示意图

接线说明：

测量用电流模拟量由专用测量CT输入，以保证有足够的精度；测量用电压与保护电压PT输入共用。

零序电流输入除可用作零序过流保护用之外，同时兼作小电流接地选线用输入，零序电流的接入最好用专用零序电流互感器接入，若无专用零序电流互感器，在保证零序电流能满足小接地系统保护选择性要求前提下用三相电流之和即CT的中性线电流。

7装置配置表及订货须知

订货时需提供以下技术参数：

⏹额定直流电压（220V、110V）。

⏹额定交流电流、交流电压、系统频率。

⏹跳合闸电流

⏹功能的特殊要求

⏹通讯接口方式及通讯规约。