ISAG线路光纤纵差保护测控装置说明书Word下载.docx
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●带独立的操作回路和故障录波
测控功能：
●3路通过操作回路采集的位置遥信
●20路遥信开入采集，可选择闭锁重合闸、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
1.2主要性能特点
1）采用32位浮点DSP（120M）和16位高精度AD采样，运算与逻辑功能强大。
2）分层分布式结构，多CPU的并行处理方式提高可靠性；
单元化设计、模块化结构，可扩充性强。
3）大屏幕汉字液晶显示、直观友好的界面菜单、完备的过程记录、信息详细直观，操作、调试方便。
并可经订货注明选择超大屏幕的彩色液晶，支持黄、绿、红显示矢量图，更加直观全面。
4）装置具有保护段配置和出口配置功能，充分利用微机保护的优点，极大地方便用户的使用。
5）模拟回路采用高精度、宽范围器件，无幅值、相位调整电路。
由软件功能调幅、调相，回路简单可靠、无零漂，调试维护工作量低。
6）以高可靠性工业级器件为主体，采用自动监测、补偿技术提高硬件电路稳定性、可靠性。
7）封闭、加强型单元机箱，多层屏蔽等抗振动、强干扰设计，特别适应于恶劣环境。
4U半层机箱可分散安装于开关柜上运行。
2
技术参数
2.1环境参数
正常工作温度：
-10～55℃
极限工作温度：
-20～60℃
贮存及运输：
-40～70℃
2.2额定电气参数
频率：
50Hz
交流电流：
5A或1A（额定电流IN）
交流电压：
100V或200V（额定电压UN）
交流零序电流3I0（不接地系统电容电流）：
0.3A
直流工作电源：
220V/110V，允许偏差：
±
20％
数字系统工作电压：
+5V，允许偏差：
继电器回路工作电压：
+24V，允许偏差：
2V
功耗：
交流电压回路：
UN=，每相不大于
交流电流回路：
IN=5A，每相不大于1VA
IN=1A，每相不大于
IN=0.3A，每相不大于
直流电源回路：
正常工作时，不大于15W
保护动作时，不大于25W
保护回路过载能力：
倍额定电压，连续工作
2倍额定电流，连续工作
10倍额定电流，允许10s
40倍额定电流，允许1s
80～115%额定电压，连续工作
装置经受上述的过载电流/电压后，绝缘性能不下降。
2.3主要技术指标
●定值精度
电流电压定值误差：
≤±
5%
频率定值误差：
≤±
频率滑差定值误差：
s
检同期角度定值误差：
≤±
2°
其他定值误差：
方向元件边界条件：
角度下边界误差：
≤＋10°
角度上边界误差：
≤－10°
激励量≥倍定值时，瞬时动作段动作时间：
≤35ms
延时动作段动作时间离散误差：
≤30ms
各保护段返回时间：
≤25ms
●遥测量计量等级
电流、电压、频率：
级
其他：
级
遥信量分辨率：
小于1ms
信号输入方式：
无源接点
●输出接点容量
装置出口和信号接点单接点最大允许接通功率为150W或1250VA，最大允许长期接通电流5A，多副接点并联时接通功率和电流可以适当提高。
两种方式下接点均不允许断弧。
2.4通讯接口
装置具有可选择的双网通信方式：
CAN网、485网或工业以太网，通信速率可整定。
2.5抗干扰性能
静电放电抗扰度：
符合GB/TⅣ级
射频电磁场辐射抗扰度：
符合GB/TⅢ级（网络Ⅳ级）
电快速瞬变脉冲群抗扰度：
符合GB/TⅣ级
浪涌（冲击）抗扰度：
符合GB/TⅢ级
射频场感应的传导骚扰抗扰度：
符合GB/TⅢ级
工频磁场抗扰度：
符合GB/TⅣ级
脉冲磁场抗扰度：
符合GB/TⅤ级
阻尼振荡磁场抗扰度：
符合GB/TⅤ级
振荡波抗扰度：
符合GB/TⅡ级（信号端口）
装置绝缘耐压、耐湿热、抗振动、抗冲击、抗碰撞性能符合国际GB/T7261-2000的有关标准（绝缘≥20MΩ）。
3
保护原理
3.1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。
3.2差流越限告警
为防止装置交流输入和数据采集系统故障，当任一相差流大于比率差动差流门槛定值（d045）的时间超过5秒时发出差流越限告警信号。
该元件对差动保护无任何影响。
3.3分相电流纵差保护
分相电流纵差保护是由差动速断保护和比率差动保护两个元件组成的，这两个元件可分别投退，其动作特性见图3-3-1。
图中坐标
为差动电流，
为制动电流，式中
、
为被保护线路两端的电流相量（规定两侧电流的正方向都是由母线流向线路）。
阴影区为保护动作区，其中
以上为差动速断保护动作区，其他部分为比率差动保护动作区。
图3-3-1差动保护动作特性
差流速断判据为
（3-3-1）
式中：
为差流速断门槛（在本装置中固定为15
）。
CT断线不闭锁差流速断保护。
比率差动判据为
（3-3-2）
为稳态量比率差动门槛定值（d045），按躲开正常运行时的最大不平衡电流整定，其取值范围一般在（～）
；
稳态量比率差动比率值固定取。
差动速断和比率差动的动作逻辑分别如图3-3-2、图3-3-3所示。
图3-3-2差动速断逻辑框图
图3-3-3比率差动保护动作逻辑
1）差动继电器满足动作判据后，将经由光纤通道向对侧发送“差动动作”标记；
同时，差动继电器在出口跳闸之前，需判别是否已收到对侧的“差动动作”标记，即需两侧差动都动作才出口跳闸。
另外，在判断本侧断路器已处于断开状态的情况下（TWJ常开接点闭合且三相无流），本侧保护将向对侧发送“差动动作”标志，用于在本侧没有投入差动保护的情况下，开放对侧差动继电器出口。
2）分相电流纵差保护的动作受本相稳态过量判据闭锁，以增加差动继电器本身的安全性，其过量电流门槛值为0.06In。
当保护的一侧是无电源的负荷侧时，区内三相故障时，可能无故障电流，为确保负荷侧能正确跳闸，则应将“弱馈侧投退”（d497）设为投入，这种情况下，本侧即使无故障电流，也能可靠跳闸，同时也保证对侧装置能够可靠跳闸。
3）通过设置“对侧CT变比调节系数”KCT可解决线路两侧CT变比不一致的情况。
KCT定义为对侧CT与本侧CT变比的比值。
其整定遵循以下原则：
a）当线路两侧CT变比一致时，两侧保护的KCT均整定为1；
b）当线路两侧CT变比不一致时，本侧装置的对侧KCT系数应为对侧CT变比与本侧CT变比之比值；
c）两侧CT二次侧的额定电流不一致（选型时应尽量避免），如一侧为5A而另一侧为1A时，则应在相应侧分别选择对应该额定电流的交流输入模块，两侧的KCT值仍按以上原则整定，即KCT的整定与两侧CT的二次额定电流值及其差别无关。
d）纵差保护要求线路两侧CT相数一致，即不能一侧为三相式CT，另一侧为两相式CT。
3.4过流保护
3.4.1三段式低压闭锁方向过流保护
本装置提供三段式过流保护，即“瞬时电流速断保护”、“限时电流速断保护”和“定时限过流保护”。
各段保护均可选择带低压闭锁和方向环节，各段保护的电流、时间定值均可独立整定。
图3-4-1低压闭锁方向限时电流速断保护逻辑图
3.4.2方向元件说明
装置规定由母线流向线路为正方向，方向元件采用90°
接线（Ia✍Ubc/Ib✍Uca/Ic✍Uab），正方向动作方程为（括号内为最大误差范围）
（3-4-1）
和
分别代表90°
接线方式中相对应的电流和电压量。
装置采用记忆电压消除近区三相短路时方向元件的死区，死区线电压门槛取9V。
【注意】：
在本保护中，带延时的限时电流速断和定时限过流保护的方向元件处理与速动的瞬时电流速断保护的方向元件处理有所不同，当判断故障为近区反向三相故障时，该两段保护将闭锁3s，3s延时到后，如故障仍未切除，一定是相邻线路和设备的保护拒动，保护将动作，起到后备作用。
3.4.3低压闭锁相电流后加速保护
本装置配置了独立的后加速段保护，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。
后加速保护应躲过线路所带用户变压器的励磁涌流。
图3-4-2低压闭锁相电流后加速段保护逻辑图
3.5三相一次自动重合闸
1）重合闸可选择同期检定或无压检定方式。
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。
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3-5-1。
（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；
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）。
表3-5-1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
图3-5-1三相一次重合闸逻辑图
3.6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+。
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。
图3-6-1滑差闭锁低周减载逻辑图
3.7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。
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。
图3-7-1低压减载逻辑图
3.8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；
对于直接接地系统，采用四段零序方向过流保护和一段零序过流后加速保护，动作于跳闸。
装置为此提供了两个零序电流的交流通道3I0l和3I0g，分别应用于不同的接地方式。
3.8.1中性点不接地系统的零序过流保护
1）零序方向元件投入时，若发生PT断线可由控制字（d108）选择闭锁零序方向过流保护。
2）由于零序电流互感器是套管型的，安装后应做极性试验。
不接地系统零序过流保护方向元件D0动作方程为（括号内为最大误差范围）
（3-8-1）
图3-8-1不接地系统零序过流保护逻辑图
3.8.2直接接地系统的零序过流保护
直接接地系统的接地保护包括四段零序方向过流和一段零序过流后加速元件，四段保护的逻辑完全相同，图3-8-2为I段零序方向过流保护逻辑图。
四段零序过流保护的方向元件可独立投退，其动作方程为（括号内为最大误差范围）
（3-8-2）
图3-8-2直接接地系统零序过流保护逻辑图
零序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。
图3-8-3直接接地系统零序过流后加速保护逻辑图
3.9过负荷保护
过负荷保护可通过控制字选择告警或跳闸。
动作于跳闸的同时闭锁重合闸。
图3-9-1过负荷保护逻辑图
3.10控制回路断线告警
装置以开入量方式（闭合为1，断开为0）接入断路器双位置，除其他用途外，还用于控制回路异常情况检查。
控制回路断线检查延时10s告警。
由于重合闸使用断路器位置接点判断，在判断控制回路断线发生时可选择闭锁重合闸。
图3-10-1控制回路断线告警逻辑图
3.11母线PT断线告警
母线PT断线检查采用线电压下降和负序电压上升判据，延时10s告警。
若控制字d108=投入，则在母线PT断线告警判据中增加电流闭锁元件，即三相电流均小于0.05In时，母线PT断线告警元件退出；
如果此时判据各条件满足，则闭锁与母线电压有关的保护元件。
图3-11-1母线PT断线告警及闭锁逻辑图
3.12CT断线告警及闭锁差动保护
1）不考虑一侧三相CT断线，并且认为两侧CT断线和故障同时发生的可能微乎其微，因此不予考虑；
2）当差动电流小于10%的额定电流或大于120%的额定电流时（对应轻载或严重故障），则CT断线闭锁差动保护功能自动退出，但CT断线检查及告警功能持续进行。
CT断线的判据为
（3-12-1）
分别为本侧和对侧（经由数字通道传送）的零序电流（自产），
为本侧零序电压（自产），
分别为CT断线零序电流门槛定值（d735）和CT断线零序电压门槛定值（d736）。
以上判据满足即判为CT断线，（由控制字的投入决定）瞬时闭锁比率差动（不闭锁差动速断），并延时（4s）发出CT断线告警信号。
对侧CT断线的信号将经由数字通道传送至本侧，本侧装置经延时（1s）确认后报“对侧CT断线”，与本侧CT断线作同样的逻辑处理。
3.13外部开入检同期无压合闸功能
本功能为双端电源线路提供一种简单可行的手动/遥控合闸方法，以保证两端电源不一致非同期并列。
装置采到有“外部（检同期检无压）合闸”开入时，若检同期/检无压合闸功能投入时，由装置进行同期/无压检查，条件满足后，发合闸脉冲，其原理与自动重合闸的检同期和检无压元件原理相同。
外部开入接点信号记忆30s，即在30s后若同期或无压条件不满足，此次合闸无效。
本功能可由软件控制字（d175）决定投退。
图3-13-1外部开入检同期检无压合闸逻辑图
3.14线路PT断线告警
线路PT断线检查采用电压下降判据，装置根据线路侧电压UL的设置情况自动调整PT断线检查判据：
UL为线或相电压时，PT断线检查的动作/返回值分别取70V/80V和20V/24V。
线路PT断线延时10s告警并闭锁自动重合闸的检无压元件，但不闭锁手动合闸中的检无压元件。
若自动重合闸和手动检同期合闸的检同期元件有UL有压判据，线路PT断线将自动闭锁检同期元件。
线路PT断线检查加有断路器合位判据。
本功能可由软件控制字（d298）决定投退。
图3-14-1线路PT断线告警及闭锁逻辑图
4
装置辅助功能说明
4.1信号系统
保护动作时装置显示屏背光点亮，显示详细动作内容并经通讯口上传数字信号；
另外，装置还在保护动作的同时起动相应的中央信号继电器，发出接点信号，并同时点亮装置面板上的相应指示灯。
未经特殊说明，则本说明书中“装置发出信号”均指同时发出“指示灯信号”、“数字信号”和“中央信号”，三种信号均掉电不丢失，信号接点和装置面板指示灯均可以通过装置面板上的“信号复归”按钮就地复归或通过通讯由远方复归。
4.1.1信号接点
装置标配有“动作”、“告警”及“装置异常”3个信号输出，“动作”和“告警”信号输出2副磁保持接点或一对磁保持接点和一对瞬动接点（第一副可作为中央信号，第二副可作为远动信号），“装置异常”信号输出2副常闭接点。
装置异常信号接点在装置正常工作时打开，装置掉电、硬件故障或软件运行自检异常时，该接点闭合，同时将出口继电器正电源断开。
装置异常信号接点对有人值班变电站应接入站内中央信号系统，对无人值班变电站应作为遥信量送至远方控制中心。
远方控制中心不应将通信中断作为保护装置退出工作的判据。
4.1.2指示灯
装置面板信号灯的说明见“附录A装置使用说明”之“A.1.1信号灯”。
4.1.3保护动作数字信号
保护动作数字信号说明见下节，装置保护动作事件的数字信号定义见“6保护动作事件类型定义”章。
4.2事故分析与过程记录
装置具有表4-2-1所示的记录功能，可方便地用于分析本装置及后续元件的保护动作行为，了解系统扰动及线路异常运行情况，掌握装置工况及操作记录。
所有记录均采用FIFO的存储方式，以保证在装置中保存足够数量的最新记录。
系统上位机可保存全部记录，这些记录产生后，上位机应尽快取走。
表4-2-1用于事故分析的记录
序号
记录内容
存储
查看地点
记录次数
清除情况
1
保护动作事件记录
FLASH
装置/上位机
99
在预设菜单中
可清除
2
电流越限记录
装置
3
遥信变位SOE记录
4
录波记录
16
5
遥控操作记录
6
自检及闭锁保护记录
各99
7
保护启动记录
仅双CPU系统有
8
装置运行记录
不可清除
注1：
存储于FLASH中的记录保证掉电可靠不丢失；
注2：
查看地点“上位机”是指装置通过通讯口将该记录送给上位机，由上位机予以显示；
注3：
装置带序号显示这些记录，1为最新记录，2为次新，…，99（或16）为最早记录。
4.2.1保护动作事件记录
装置的保护事件有两种：
动作事件和返回事件。
通过【配置】✍“设保护返回记录”子菜单，可选择“记录返回事件”或“不记录返回事件”（出厂缺省设置为“不记录返回事件”方式）。
当设置为“记录返回事件”时，装置每段保护返回时均发出数字信号，并保存于装置保护事件记录中，但无返回事件如“重合闸”事件不需上送返回事件。
需注意返回事件的类型为相应动作事件类型的高字节最高位置1，在读取记录时应对每个返回事件进行区分。
装置的保护动作事件和返回事件记录的内容分别如下：
保护动作事件记录：
a.保护起动时刻，即保护事件起动时刻，时标由年至毫秒；
b.动作延时，即保护由起动到出口（或告警）的时间，单位为毫秒；
c.故障量的值（某些事件无）；
d.事件类型；
e.故障相别（某些动作类型无）；
f.故障量的测量类型（某些动作类型无）。
保护返回事件记录：
a.返回发生时刻，即事件返回时刻，时标由年至毫秒；
b.事件类型。
4.2.2电流越限记录
电流越限记录采用独立的电流定值。
电流越限记录采用分相记录方式，可更准确、更详细地记录扰动情况，记录内容如下：
电流越限记录：
a.越限发生时刻，时标由年至毫秒；
b.越限相别及越限期间的最大电流值；
c.越限持续时间。
4.2.3遥信变位SOE记录
遥信的上送等级分为“A类”、“B类”和“不发”三种：
“A类”指产生SOE记录并主动上送SOE报文和遥信变位报文，“B类”指仅主动上送遥信变位报文，“不发”指不产生SOE记录且不上送遥信变位报文。
当某路遥信量的遥信类别设置为“A类”时，该遥信每次变位均产生事件顺序记录（SOE），并发数字信号，记录内容如下：
遥信变位SOE记录：
a.SOE事件发生时刻，即开关变位或接点变化
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