南瑞继保PCS-9613L 线路光纤纵差保护装置
PCS-9613L 线路光纤纵差保护装置适用于 110kV 以下电压等级的非直接接地系统或小电阻接 地系统中的线路光纤纵差和电流保护及测控。装置通过常规电磁式互感器采集模拟量,支持 IEC61850 规约。下图为此型保护装置的典型应用配置。
性能特征
高性能的通用型硬件,实时计算:采用 32 位高性能的双核处理器,核 1 完成保护运算与 出口逻辑,核 2 实现事件记录、故障录波、人机接口、后台通信及打印等功能。高性能的 硬件保证了装置在每一个采样间隔对所有继电器进行实时计算。
软件模块化设计:装置提供完备的保护功能,各保护元件按模块化设计,相互独立,可灵 活配置。
通信功能齐全:具有灵活的通信方式,配置 2 个 100Mbps 以太网接口,2 个 RS-485 串口, 1 个 RS-232 打印串口。支持电力行业通信标准 DL/T667-1999(IEC60870-5-103)和 DL/T860(IEC61850),还支持 Modbus RTU、Modbus TCP 规约。支持 100Mbps、**五 类线或光纤通信接口。
调试维护方便:具有友好的人机接口和丰富的 PC 机辅助软件,方便装置设置和调试。
工作原理
主程序分为正常运行程序和故障计算程序:正常运行程序完成系统无故障情况下的状态监视、 数据预处理等辅助功能。整组启动后进入故障计算程序,进行各种保护的算法计算,跳闸逻辑判断 等。
模拟量输入
本装置可以引入如下模拟量:三相保护电流(Ia、Ib、Ic)、三相测量电流(Iam、Ibm、Icm)、 三相母线电压(Ua、Ub、Uc)、 同期电压(Ux)、零序电流(I0)。外部电流输入经隔离互感器隔离 变换后,经低通滤波器至模数转换器,再由 CPU 定时采样。CPU 对获得的数字信号进行处理,构 成各种保护继电器。
Ia、Ib、Ic 为保护用三相电流输入;I0 既可用作零序过流保护(跳闸或告警),也同时兼作小 电流接地选线用输入;Iam、Ibm、Icm 为测量用三相电流输入;Ua、Ub、Uc 为母线电压,电压可 以Y型接入,也可以V型接入,在本装置中作为保护和测量共用,其与 Iam、Ibm、Icm 一起计算形 成本间隔的 P、Q、COSф、kWh、kVarh;Ux 为同期电压,在重合闸检线路无压时使用。
装置启动元件
装置为各保护元件设置了不同的启动元件,相应的启动元件启动后才能进行各自的保护元件计算。
差动保护启动元件
差动保护启动元件的主体由反应相间工频变化量的过流继电器实现,同时又配以反应全电流的 零序过流继电器和相过流继电器互相补充。启动元件动作时开放比率差动保护和远跳保护,并展宽 500ms。
电流变化量启动元件
工频变化量启动元件设置了浮动门坎和固定门槛。正常运行及系统振荡时变化量的不平衡输出 均自动调整浮动门坎,使浮动门坎始终略**不平衡输出,从而确保故障情况下,启动元件有 很高的灵敏度。
当相间电流变化量大于整定值,该启动元件动作。
tht II I 25 .1 公式 3.2-1
其中: I 是相间电流变化量。
tI是浮动门坎,随着变化量输出增大而自动提高,取 1.25 倍可保证门坎电压始终略**不 平衡输出。 thI为固定门坎,电流变化量启动值。
零序过流启动元件
当外接或者自产零序电流(通过控制字[零序电流采用自产零流]选择)大于整定值,且无 CT 断 线报警时,零序启动元件动作。
fdww II 00 fdzc I I 0 0
公式 3.2-2
其中,所有零序电流数据均为 3I0。
wI0
为外接零序电流。
zcI0
为自产零序电流。
fdI 0 为零序电流启动 定值(按照自产 3I0 来整定)。fdwI0 为“零序电流启动定值”内部折算到外接零序 CT 二次侧的定值。
相过流启动元件
当相电流大于整定值时,相过流启动元件动作。 fdI I 公式 I为相电流。fdI为相电流启动定值。
辅助电压启动元件
发生区内三相故障,弱电源侧电流启动元件可能不动作,此时若收到对侧的差动保护允许信号, 且本侧无 PT 断线报警,对应相关相/相间电压小于 70%额定电压,则辅助电压启动元件动作。 当对侧电流大于本侧 1.5 倍时,且对侧发差动允许信号时,本侧启动。
其他保护辅助启动方式
当过流Ⅰ段、过流Ⅱ段、过流Ⅲ段和过流加速段中的任一个启动元件动作,将开放差动保护。
其它保护启动元件
过流保护启动元件:当三相电流较大值大于 0.95 倍整定值时动作。此启动元件用来开放相应的 过流保护。
零序过流保护启动元件:当零序电流大于 0.95 倍零序电流整定值时动作。此启动元件用来开放 相应的零序过流保护。
过流加速保护启动元件:当三相电流较大值大于 0.95 倍过流加速整定值时动作。此启动元件用 来开放相应的过流加速保护。
零序加速保护启动元件:当零序电流大于 0.95 倍零序过流加速整定值时动作。此启动元件用来 开放相应的零序加速保护。
过负荷保护启动元件:当三相电流较大值大于 0.95 倍过负荷电流整定值时动作。此启动元件用 来开放相应的过负荷保护。
低频减载保护启动元件:当低频减载保护充电完成且系统频率低于低频保护低频整定定值,同 时所有相间电压均**低频保护低压闭锁定值时动作,此启动元件用来开放低频减载保护。
低压减载保护启动元件:当低压减载保护充电完成且母线电压低于低压减载整定定值时动作, 此启动元件用来开放低压减载保护。
重合闸启动元件:重合闸功能投入情况下,启动重合闸条件满足时动作,此启动元件用来开放 重合闸功能。
差动保护
电流差动继电器由两部分组成:比率差动继电器和差动联跳继电器。差动保护经 [差动保护总 控制字]投退。
差动联跳继电器
为了防止长距离输电线路出口经高过渡电阻接地时,虽然近故障侧保护可以立即启动,但由于 助增的影响,远故障侧可能故障量不明显而不能启动,差动保护不能快速动作。针对这种情况PCS-9613L 设有差动联跳继电器:本侧其它保护动作(过流保护,零序保护、后加速保护)后立即 向对侧发对应相联跳信号;对侧收到联跳信号后,开放整组,并结合差动允许信号和比例差动继电器动作信号,联跳对应相。
CT 饱和的识别方法
当发生区外故障时,CT 可能会暂态饱和,为防止比率差动保护误动作,装置采用异步法思想的 抗 CT 饱和判据,从而保证了在较严重的暂态饱和情况下不会误动。
差回路的异常情况判别
装置将差回路的异常情况分为两种:差流异常和 CT 断线。
长期有差流告警
当满足任一相差流大于[分相差动定值]时,装置延时 10s 发出差流异常告警信号,与 CT 断线做 同样处理。
CT 断线
CT 断线瞬间,断线侧的启动元件和差动继电器可能动作,但对侧的启动元件不动作,不会向本 侧发差动保护动作信号,从而保证纵联差动不会误动。非断线侧经延时后报“差流告警”,与 CT 断线 同样处理。
CT 断线或差流告警时发生故障或系统扰动导致启动元件动作,若控制字[CT 断线闭锁差动]整 定为“1”,则闭锁电流差动保护;若控制字[CT 断线闭锁差动]整定为“0”,仍开放电流差动保护。
装置包括两种 CT 断线逻辑:瞬时 CT 断线和延时 CT 断线。
1) 瞬时 CT 断线判据。当差动保护投入时,若同时满足以下条件,延时 200ms 置瞬时断线标 记:
A. 无母线 PT 断线告警发生,无低电压或负序电压;
B. 较大相电流大于 0.2In 且任一相电流无流(辅助参数中控制字[两相式保护 CT]投入时只判 A、C 两相无流)。
2) 延时 CT 断线告警。当相电流较大值大于 4 倍的较小相电流,且相电流较大值大于 0.2In,延时 10s 发告警信号。
注意: 不论是差动回路的异常是否引起差动保护启动,均说明差动回路或定值存在问题。
词条
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