PA3113线路光纤纵差保护测控装置.docx

PA3113线路光纤纵差保护测控装置1 基本配置及规格1.1 基本配置PA3113为用于35KV或66KV电压等级的经消弧线圈接地(或小电阻接地)或不接地系统 中短线路保护测控装置，可在开关柜就地安装保护方面的主要功能有：1) 短线路光纤纵差保护；2) 三段式可经低电压闭锁的定时限方向过流保护；3) 零序过流保护/小电流接地选线；4) 三相一次重合闸(检无压、同期、不检)；5) 一段定值可分别独立整定的合闸加速保护(可选前加速或后加速)；6) 低周减载保护等；7) 独立的操作回路及故障录波测控方面的主要功能有：1) 8路遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信；2) 正常断路器遥控分合、小电流接地探测遥控分合；3) P、Q、lA、lc、COS巾5个模拟量的遥测；4) 开关事故分闸次数统计及事件SOE等；5) 2 路脉冲输入1.2 技术数据1.2.1额定数据直流电源： 220V或110V 允许偏差+15%, -20%交流电压： 100/、3v, ioov交流电流： 5A, 1A频 率： 50Hz1.2.2 功耗：交流电压： < 0.5VA/相交流电流： < 1VA/相 (In =5A)< 0.5VA/相 (In =1A)直流回路： 正常 < 15W跳闸 < 25W1.2.3 主要技术指标① 光纤纵差保护光纤接口技术指标：光纤接头方式：ST型光纤类型：多模光纤推荐传输距离：< 3km若线路长度大于3公里,订货时请特别声明,光纤接口需另行处理)② 定时限过流电流定值：时间定值： 定值误差：③ 重合闸 重合闸时间：通讯方式： 异步通讯传输速率： 64K bit/s纵差保护固有动作时间： < 30ms0.1I n 〜20I n0 〜100S< 5%0.1〜10S定值误差：④ 低周减载 低周定值： 低压闭锁： df/dt 闭锁： 定值误差： 其中频率误差： ⑤ 遥测量计量等级 其他 ⑥ 遥信分辨率： 信号输入方式：< 5％45Hz 〜50Hz10V 〜90V0.3Hz/s〜10Hz/s< 5％< 0.01HzI 0.2 级0.5 级<2ms无源接点2 装置原理2.1 硬件配置及逻辑框图见附图1 .4.22.2 模拟输入外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器，CPU 经采样数字处理后，组成各种继电器并判断计算各种遥信遥测量。

la、lb、lc、Io输入为保护用模拟量输入，lAC、Ibc、Icc为测量用专用测量CT输入，保 证遥测量有足够的精度Io零序电流输入除可用作零序过流保护用之外(报警或跳闸)，也同时 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UA Ub、Uc电压输入在本装置中除作为测量用输入，与Ia、Ic 一起计算形成本线路的 P、Q、COS®、Kwh、Varh外，还作为低电压闭锁用电压输入光纤纵差保护实现时考虑了线路两侧CT变比不一致情况，在定值单中设置了 “CT变比系 数”定值KctKct为本侧CT变比一次值与对侧CT变比一次值之比值当两侧CT变比一致时 两侧Kct值均为1.0Kct整定值的设置，是为适应线路两侧CT变比有微小差别的场合对线路 纵差保护的CT选型，线路两侧应尽量考虑选用相同型号的CT，在无法选用相同类型的CT时， 所选用的暂稳态特性应基本一致，差别不应超过10%Ux 主要用于重合闸检无压或同期时所用线路电压输入装置所用模数转换器为高精度A/D转换，结合软件每周24点采样，保证了装置遥测精度。

另外，本装置具备操作回路，设手跳及保护跳闸两种跳闸端子输入，而手动合闸及保护合闸则不 加区分，合为一种合闸端子输入2.3 软件说明2.3.1 光纤纵差保护 纵差保护原理a) 设有三相电流分相差动保护, 全线速跳b) 64Kb/s高速数据通讯接口，线路两侧数据同步采样c) 通道自动监测通道故障自动闭锁差动保护d) 差动保护实现的逻辑框图如 图 1 光纤纵差保护逻辑框图e) 差动方程如下：DI = | I +1 I-0.7( | / -1 |〕n 0.15IPL PR PL PR N 其中：I为对侧相电流PRI 为本侧相电流，n为额定电流当本侧线路为电源端时，差动保护由过流保护第三段定值启动开放，当本侧线路为负荷端时， 差动保护由对侧通过光纤通道远传过来的保护跳闸信号开放，从而实现全线路的快速故障切除 由于差动保护受稳态过量保护判据闭锁，增加了差动继电器本身的安全性当装置未达到第三段过流保护定值而差流大于0.31 n时，装置延时5秒发差流报警信号，光 通信系统本身具有通信误码检测，当误码率超过一定值时，装置将发通道故障信号，并闭锁装置， 一旦通信恢复，装置将自动投入，当装置误码率较高时可能将导致保护固有动作时间加长。

装置由于适用于短线路，未考虑电容电流的影响2.3.2 定时限过流 本装置设三段定时限过流保护，每段均可通过控制字选择经方向或经低电压闭锁，各段电流 及时间定值可独立整定，分别设置整定控制字控制这三段保护的投退专门设置一段加速段电流 保护，在手合或重合闸后投入1秒，而不是选择加速I段、II段、III段加速段的电流及时间可 独立整定，并可通过控制字选择是前加速或是后加速方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相启动方式方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向 元件的死区图 1 光纤纵差保护逻辑框图2.3.3 PT 断线检查装置具有PT断线检查功能，可通过控制字投退判据如下:① 正序电压小于 30 伏，而任一相电流大于 0.1A② 负序电压大于 8 伏满足上述任一条件后延时10秒报母线PT断线，发出运行异常告警信号，待电压恢复正常 后保护也自动恢复正常在断线期间，闭锁自动重合闸，根据整定控制字选择是退出经方向或低电压闭锁的各段过流 保护还是暂时取消方向和低电压闭锁如果重合闸选择检同期或检无压方式，则当线路电压小于30%Un而任一相电流大于0.1A 经10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 常时保护也自动恢复正常。

2.3.4 重合闸 重合闸起动方式有两种：不对应起动和保护起动，当重合闸不投时可选择整定控制字退出， 通过整定控制字选择是检同期，检无压，还是不检检同期，无压用的线路电压可以是额定1 00V 或57.7V,可通过整定控制字选择线路无压固定为额定电压的30%，线路有压固定为额定电压 的 70%线路电压的相位由装置正常运行时自动识别，无特殊要求不需整定，只需将线路电压 接入即可重合闸必须在充电完成后投入，线路在正常运行状态(HHJ=1, TWJ=0)，无外部闭锁 重合信号，经 15 秒充电完成重合闭锁信号有：①手跳(HHJ=0)②低周动作 ③外部端子闭锁输入 ④遥控跳闸 ⑤控制回路断线 ⑥弹簧未储能接点输入2.3.5低周减载装置配有低电压闭锁及滑差闭锁功能当装置投入工作时频率必须在50±0.5Hz范围内，低 周保护才允许投入当系统发生故障，频率下降过快超过滑差闭锁定值时瞬时闭锁低周保护另 外线路如果不在运行状态，则低周保护自动退出低周保护动作同时闭锁线路重合闸2.3.6 接地保护由于装置应用于不接地或小电流接地系统，在系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电 流基本为电容电流，且幅值很小，用零序过流继电器来保护接地故障很难保证其选择性。

在本装 置中接地保护实现时，由于各装置通过网络互联，信息可以共享，故采用比较同一母线上各线路 零序电流基波及五次谐波幅值和方向的方法来获得接地线路，并通过网络下达接地试跳命令来进 一步确定接地线路在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，故采用直接跳闸方法，装置中设一段零序 过流继电器(可整定为报警或跳闸)当然在某些不接地系统中，电缆出线较多，电容电流较大，也可采用零序电流继电器直接跳 闸方式2.3.7 遥信、遥测、遥控功能 遥控功能主要有三种：正常遥控跳闸操作，正常遥控合闸操作，接地选线遥控跳闸操作 遥测量主要有：lA、Ic、COS®、P、Q和有功电度、无功电度及脉冲电度所有这些量都在当地实时计算，实时累加，三相有功无功的计算消除了由于系统电压不对称而产生的误差，且 计算完全不依赖于网络，精度达到0.5级遥信量主要有： 8 路遥信开入、装置变位遥信及事故遥信，并作事件顺序记录，遥信分辨率 小于 2ms2.3.8 对时功能装置具备软件或硬件脉冲对时功能3 装置背板端子及说明3.1 装置背板端子见附图1.4.13.2 背板端子说明端子 A01~A06 为备用继电器接点端子 A07~A10 为远动信号，当保护单元与监控单元独立配置时，需与监控单元的遥信输入端相接口，用来反映保护装置的基本运行情况，分别为：装置故障(包括直流消失)，保护动作（TXJ）,控制回路断线。

端子A11~A13为断路器位置信号输出端子A14为遥控电源正输入，A17为控制电源正输入端子 A15、A16 为装置事故跳闸信号（推事故画面）端子A19为保护跳闸出口，出口继电器的另一端已固定联结控制电源正A19与A22之间 供用户设置跳闸压板）端子A20为保护合闸出口，出口继电器的另一端已固定联结控制电源正A20与A23之间 供用户设置合闸压板）在本装置的操作回路中未考虑弹簧或气压闭锁节点，我们推荐优先采用开关本身的闭锁回 路，若开关不具备闭锁功能，则可将闭锁节点串联至合闸线圈回路和跳闸线圈回路中实现另外， 本装置中具备电气防跳回路端子 A21 为手动跳闸输入，在启动跳闸回路的同时，启动控制继电器（执行遥控跳闸时也启 动控制继电器使 HHJ=0）端子A22为保护跳闸输入，且跳闸操作回路中带保持继电器端子 A23 为合闸输入，在本装置中，手动合闸与保护合闸合并为一个合闸输入且合闸操作回 路中带保持继电器端子A24接断路器跳闸线圈，A25接断路器合闸线圈端子 A26 为跳位继电器负端端子 A27 为控制电源负端端子B01~B08为遥信量开入节点，均为220V-（ 110V-）光耦开入，其公共端为B14,该端 子应外接220V （110V）信号电源的正端。

端子 B09 为差动投入压板端子B10为低周减载开入端子 B11 为弹簧未储能或气压不足端子B12为闭锁重合闸开入端子 B13 为信号复归端子 B26、B27 为保护用直流电源端子B15~B17为二路脉冲电度输入端，采用24V输入，其公共端为B15,该端子应外接24V 电源的正端其中B17为复用端子，即脉冲电度量输入和打印机RS232 口 GND端端子 B18~B19 为打印 RS232 口即 PTX232、PRX232端子B20、B21为系统对时总线接口，差分输入，装置内部也可软件对时端子 B22、 B23 为 RS485 串口 1端子 B24、 B25 为 CAN 串口 2端子B28为装置地端子C01~C14为电流输入，其中端子C01、C02为测量CT的A相输入，C03、C04为测 量CT的B相输入，C05、C06为测量CT的C相输入，C07、C08为保护CT的A相输入，C09、 C10为保护CT的B相输入，C11、C12为。