CSC-166(167)数字式线路保护装置说明书(0SF.451.035)_V1.13
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CSC-166/167系列
数字式线路保护装置说明书
CSC-166/167系列
数字式线路保护装置说明书
编制:赵志宏殷咏华校核:曹飞熊军标准化审查:梁路辉审定:秦应力
出版号:V1.13
文件代号:0SF.451.035
出版日期:2011年07月
版权所有:北京四方继保自动化股份有限公司
注:本公司保留对此说明书修改的权利。
如果产品与说明书有不符之处,请您及时与我公司联系,我们将为您提供相应的服务。
技术支持 电话:010-******** 传真:010-********
重 要 提 示
感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品。
为了安全、正确、高效地使用本装置,请您务必注意以下重要提示:
1) 本说明书仅适用于CSC-166A、CSC-167A、CSC-167B 、CSC-167T
型数字式线路保护装置V1.12、V1.15DZ及以上版本的保护程序。
2) 请仔细阅读本说明书,并按照说明书的规定整定、测试和操作。
若有特殊定制,请以工程说明书、工程资料为准。
3) 为防止装置损坏,严禁带电插拔装置各插件、触摸印制电路板
上的芯片和器件。
4) 请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。
5) 装置如出现异常或需维修,请及时与本公司服务热线联系。
6)本装置的出厂操作密码是:8888。
7)此版说明书是在V1.12版说明书基础上主要改进如下:
a. 在附录中增加了CSC-167A、CSC-167B、CSC-167T地址码版本
定值清单及说明。
b. 在附图中增加了操作插件压力负控方式的电原理图。
目录
第一篇装置的技术说明 (1)
1 概述 (1)
1.1适用范围及功能配置 (1)
1.2CSC-160系列保护装置主要特点 (2)
1.3装置执行的标准 (3)
2 技术条件 (4)
2.1环境条件 (4)
2.2电气绝缘性能 (4)
2.3机械性能 (4)
2.4电磁兼容性 (5)
2.5安全性能 (5)
2.6热性能(过载能力) (5)
2.7功率消耗 (5)
2.8输出触点容量 (6)
2.9装置主要技术参数 (6)
3 装置硬件 (8)
3.1装置外形尺寸和安装尺寸 (8)
3.2装置外观 (8)
3.3装置功能组件概述 (9)
3.4各插件原理说明 (9)
4 装置软件 (12)
4.1保护程序整体结构 (12)
4.2启动元件 (12)
4.3检测功能和其他判别 (13)
4.4电流差动全线速动保护 (16)
4.5距离保护 (25)
4.6TV断线后的两段过流保护 (29)
4.7过电流保护 (29)
4.8过负荷保护 (31)
4.9低周减载功能 (31)
4.10低压减载功能 (32)
4.11三相一次重合闸 (33)
4.12反时限保护 (35)
4.13慢速重合闸功能 (36)
4.14小电流接地选线功能 (36)
第二篇用户安装使用 (37)
5 开箱检查 (37)
6 安装调试 (37)
6.1安装 (37)
6.2通电前的检查 (37)
6.3装置通电检查 (38)
6.4软件版本检查 (41)
6.5打印功能检查 (41)
6.6功能压板检查 (41)
6.7开入量检查 (42)
6.8开出传动 (43)
6.9操作回路测试 (44)
6.10电压切换回路测试 (47)
6.11模拟量检查 (50)
6.12硬件测频通道检查 (51)
6.13光纤通道检查 (51)
6.14保护整组试验 (51)
7 整定值及整定计算说明 (54)
7.1CSC-166A定值清单 (54)
7.2CSC-167A定值清单 (57)
7.3CSC-167B定值清单 (61)
7.4CSC-167T定值清单 (64)
7.5定值整定说明 (68)
7.6控制字的输入、显示及打印说明 (74)
7.7通信参数 (75)
8 装置接线及端子说明 (76)
8.1电流、电压回路接线图 (76)
8.2装置端子说明 (78)
9 人机接口及其操作 (84)
9.1装置正面布置图 (84)
9.2正常运行与显示 (85)
9.3菜单结构 (86)
10 运行及维护 (89)
10.1装置投运前检查 (89)
10.2运行情况下注意事项 (90)
10.3设备更换软件或插件后的操作 (90)
10.4运行定值区的切换方法 (91)
10.5保护报告的调取、打印方法 (91)
10.6其它说明 (91)
10.7定期检修 (92)
11 保护报文汇总 (93)
11.1事件报告 (93)
11.2告警报告 (94)
11.3运行报文 (96)
12 动作报告的格式和典型报告分析 (97)
12.1保护动作报告及分析 (97)
12.2故障录波报告调取及分析 (97)
13 运输、储存 (101)
14 订货须知 (101)
15 附录1:字符和中文字符集 (102)
15.1使用说明 (102)
15.2ASCII16进制字符表 (102)
15.3中文字符表 (103)
16 附录2:CSPC调试软件使用简介 (107)
17 附录3:具有纵联保护地址功能版本的说明 (110)
17.1装置地址识别码 (110)
17.2数据通信的帧格式 (110)
17.3CSC-167A定值清单 (110)
17.4CSC-167B定值清单 (115)
17.5CSC-167T定值清单 (118)
17.6定值整定说明 (121)
18 附录4:功能投退按位显示的定值清单 (122)
18.1CSC-166A定值清单 (122)
18.2CSC-167A定值清单 (124)
18.3CSC-167B定值清单 (127)
18.4CSC-167T定值清单 (129)
18.5定值整定说明 (131)
18.6控制字的输入、显示及打印说明 (131)
18.7通信参数 (132)
18.8菜单结构 (132)
19 附图 (135)
附图1电压切换插件原理图 (135)
附图2交流插件原理图 (136)
附图3CPU插件简化原理图 (137)
附图4MASTER板简化原理图 (138)
附图5开入插件电原理图 (139)
附图6开出1插件电原理图 (140)
附图7开出2插件电原理图 (141)
附图8-1操作插件电原理图(单跳圈) (142)
附图8-2操作插件电原理图(双跳圈) (143)
附图8-3操作插件电原理图(压力负控方式、单跳圈) (144)
附图9电源插件电原理图 (145)
附图10-1CSC-166AQZ1背板端子图(单跳圈) (146)
附图10-2CSC-166AQZ2背板端子图(双跳圈) (147)
附图10-3CSC-167AQZ1背板端子图(单跳圈) (148)
附图10-4CSC-167AQZ2背板端子图(双跳圈) (149)
附图10-5CSC-167BQZ1背板端子图(单跳圈) (150)
附图10-6CSC-167BQZ2背板端子图(双跳圈) (151)
附图10-7CSC-167TQZ1背板端子图(单跳圈) (152)
附图10-8CSC-167TQZ2背板端子图(双跳圈) (153)
第一篇 装置的技术说明
1 概述
1.1 适用范围及功能配置
CSC-166/167系列数字式线路保护装置(以下简称装置或产品)可以适用于66kV 或35kV等中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统的输电线路。
装置不同型号的功能配置见表1。
表中,“√”为装置的典型配置情况;“*”为可选配置,请在订货时注明需求情况。
表1 功能配置
说明:
1) 根据用户的不同需要,可以实现操作、切换回路一体化。
具体型号说明见图1。
CSC- 16 1~7A(B、T)Q Z1(2)
带操作回路
(Z1为单跳圈、Z2为双跳圈)
带切换回路
功能配置见表1
中低压线路保护系列
四方公司产品代号
图1 型号说明
操作回路(单跳圈还是双跳圈)和切换回路是否需要请订货时说明。
2) CSC-167T为光纤双通道,可以用于两端系统双通道冗余热备用或三端系统。
CSC-167A、CSC-167B为光纤单通道,固定使用A通道。
1.2 CSC-160系列保护装置主要特点
装置具有以下特点:
✧高性能、高可靠、大资源的硬件系统
采用DSP和MCU合一的32位单片机,高性能的硬件体系保证了装置对所有继电器进行并行实时计算,并保持了总线不出芯片的优点,有利于保护装置的高可靠性;
采用全新的前插拔组合结构,保持了前插拔维护方便的优点,兼有后插拔强弱电分离、强电回路直接从插件上出线的优点;
内部总体结构为网络化设计,有利于提高硬件的可靠性、灵活性和可扩展性,简化的硬件实现了“积木式”结构,例如增加开入、开出,只须增加插件而不影响CPU 插件;
大容量的故障录波,兼容COMTRADE格式,储存容量达4Mbyte,全过程记录故障,可以保存不少于24次录波,打印时可以选择数据或图形方式。
完整的事件记录,可保存动作报告、告警报告、启动报告和操作记录均不少于2000条,停电不丢失。
✧硬件自检智能化
装置内部各模块采用智能化设计,增加了开入量、开出量、模拟量和电源的在线自检,实现了装置各模块的全面实时自检;
模拟量采集回路采用双A/D冗余设计,实现了模拟量采集回路的实时自检;
继电器检测采用新方法,可以检测继电器励磁回路线圈完好性和监视出口触点的状态,实现了继电器状态的检测与异常告警;
开入回路检测采用新方法,开入状态经两路光隔同时采集后判断;
对机箱内温度进行实时监测。
✧功能设计全面化
可适用于要求全线速动的双端、三端(T接)线路、弱电源或负荷端、负荷频繁波动的线路、电压慢速恢复需较长时间开放重合闸的系统等;
同时,软件设计模块化,保护功能可配置灵活,以满足用户的不同要求,并简化定值管理。
✧用户界面人性化
采用大液晶显示,可实时显示时间、电流、电压、功率、频率、压板状态、定值区等信息,差动保护还可以显示电容电流、光纤通道通信情况;
汉化操作菜单简单易用,对运行人员和继保人员赋予不同权限,确保安全性。
装置提供四个快捷键,可以实现“一键化”操作,方便了现场运行人员的操作;
具有遥信对点功能,可以对保护动作、告警、压板、开入、模拟上送录波等量模拟对点,方便后台调试。
✧动作过程透明化
安装本公司CSPC故障分析软件的外接PC机,通过装置的以太网,或面板的标准
RS-232串口,可对装置进行各种操作,并可接收装置的故障录波信息,记录保护内部各元件的动作过程和各种计算值,分析故障和保护的动作行为,清晰显示保护动作全过程。
✧通信接口多样化
装置可以提供最多三路高速的电以太网接口(可选光纤以太网接口)、两路LonWorks网络接口和RS-485接口、串行打印接口,用户可以根据工程需要选订。
在装置的前面板上还提供一个用于调试分析的RS-232接口,便于外接PC机。
可采用IEC60870-5-103规约或四方公司CSC-2000规约,支持IEC61850标准通信,实现与变电站自动化系统和保护信息管理系统的接口。
✧支持IEC61850标准通信
装置完全支持IEC61850标准通信,可以提供符合IEC61850要求的设备模型文件(ICD文件),支持IEC61850定义的有关网络服务。
可以支持多种站内网络配置方式。
✧多种对时方式
装置提供GPS对时接口,对时方式有:脉冲对时方式、IRIG-B码对时方式。
另外,装置还提供网络对时方式。
✧光纤差动保护通信接口
电流差动型号可以配置两个光纤通信接口,可实现一主一备两个通道的通信方式,满足常规接线双通道切换的要求。
也可实现三端差动保护以满足“T”接线路全线速动保护要求。
专用光缆通信方式:2Mbps速率数据接口传输。
复用通信方式:2Mbps速率数据(E1)接口传输和64kbps速率数据(PCM)同向接口传输,两种方式可选。
通信方式满足G.703标准。
✧完善的振荡闭锁原理
更加完善的系统振荡时d R/d t的计算公式,能够快速准确地区分振荡和振荡中故障,保证了系统振荡时能够快速切除区内故障,而在区外故障时可靠闭锁。
1.3 装置执行的标准
本产品执行的标准为:北京四方继保自动化股份有限公司企业标准Q/HDSFJ004《CSC-160数字式线路保护装置》。
2 技术条件
2.1 环境条件
装置在以下环境条件下能正常工作:
a)工作环境温度:-10℃~+55℃。
运输中短暂的贮存环境温度-25℃~+70℃,
在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应
能正常工作;
b)相对湿度:最湿月的月平均最大相对湿度为95%,同时该月的月平均最低温
度为25℃且表面无凝露也不结冰;
c)大气压力:70kPa~110kPa;
d)使用场所不得有火灾、爆炸、腐蚀等危及装置安全的危险和超出本说明书规
定的振动、冲击和碰撞。
2.2 电气绝缘性能
2.2.1 介质强度
装置能承受GB/T14598.3(IDT IEC60255-5)规定的交流电压为2kV(强电回路)或500V(弱电回路)、频率为50Hz、历时1min的介质强度试验,而无击穿和闪络现象。
2.2.2 绝缘电阻
用开路电压为500V的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于100MΩ,符合IEC60255-5的规定。
2.2.3 冲击电压
装置能承受GB/T14598.3(IDT IEC60255-5)规定的峰值为5kV(强电回路)或1kV(弱电回路)的标准雷电波的冲击电压试验。
2.3 机械性能
2.3.1 振动
装置能承受GB/T 11287(IDT IEC60255-21-1)规定的I级振动响应和振动耐受试验。
2.3.2 冲击和碰撞
装置能承受GB/T 14537(IDT IEC60255-21-2)规定的I级冲击响应和冲击耐受试验,以及I级碰撞试验。
2.3.3 地震
装置符合IEC60255-21-3要求。
2.4 电磁兼容性
2.4.1 脉冲群干扰
装置能承受GB/T 14598.13(eqv IEC60255-22-1)规定的Ⅲ级1MHz和100kHz 脉冲群干扰试验(第一半波电压幅值共模为2.5kV,差模为1kV)。
2.4.2 静电放电干扰
装置能承受GB/T 14598.14(IDT IEC60255-22-2)规定的Ⅳ级(接触放电6kV)静电放电干扰试验。
2.4.3 辐射电磁场干扰
装置能承受GB/T 14598.9(IDT IEC60255-22-3)规定的Ⅲ级(10V/m)的辐射电磁场干扰试验。
2.4.4 快速瞬变干扰
装置能承受GB/T 14598.10(IDT IEC60255-22-4)规定的Ⅳ级(通信端口2 kV,其它端口4kV)的快速瞬变干扰试验。
2.4.5 浪涌(冲击)抗扰度
装置能承受GB/T 14598.18(IEC60255-22-5)规定的Ⅲ级浪涌干扰试验。
2.4.6 工频磁场抗扰度
装置能承受GB/T 17626.8(IEC61000-4-8)规定的V级工频磁场干扰试验。
2.4.7 射频场感应的传导骚扰抗扰度
装置能承受GB/T 14598.17(IEC60255-22-6)规定的Ⅲ级射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。
2.4.8 脉冲磁场抗扰度
装置能承受GB/T 17626.9(IEC61000-4-9)规定的V级脉冲磁场干扰试验。
2.5 安全性能
装置符合GB/T 14598.27外壳防护等级不低于IP20、安全类别为I类。
2.6 热性能(过载能力)
装置的热性能(过载能力)满足DL/T 478的规定,达到以下水平:
a)交流电流回路:在2倍额定电流下连续工作,20倍额定电流下允许10s,40
倍额定电流下允许2s;50倍额定电流下允许1s。
b)交流电压回路:在100V时, 1.4倍额定电压下连续工作。
2.7 功率消耗
装置的功率消耗满足DL/T 478的规定,达到以下水平:
a)直流电源回路:正常工作时,不大于40 W,当保护动作时不大于50 W;
b)交流电流回路:当I n=5A时,不大于0.3VA/相;当I n=1A时,不大于0.1VA/
相;
c)交流电压回路:在额定电压下不大于0.3VA/相。
2.8 输出触点容量
2.8.1 出口触点容量:
a) 工作容量:在电压不大于250V,允许长期工作电流5A,允许通过的瞬时冲击
容量为1250VA/150W;
b) 断开容量:AC250V(DC30V)/5A。
2.8.2 其他触点容量:
a) 工作容量:在电压不大于250V,允许长期工作电流3A,允许通过的瞬时冲击
容量为62.5VA/30W;
b) 断开容量:AC250V(DC30V)/3A。
2.9 装置主要技术参数
2.9.1 额定参数
1) 交流电压U n:100/3V;线路抽取电压U x:100V或100/3V;
2) 交流电流I n:5A ,1A(I n 表示TA二次额定值,下同,由用户订货时选定);
3) 交流频率: 50Hz;
4) 直流电压: 220V,110V(由用户订货时选定)。
2.9.2 交流回路精确工作范围(10%误差范围内)
1) 相电压: 0.4V~120V;
2) 线路抽取电压:0.4V~120V;
3) 相电流: 0.08 I n ~30 I n;
4) 零序电流: 0.005 I n ~1.2 I n (小电流接地选线功能用) 。
2.9.3 电流差动保护
1) 整定范围:0.1I n ~30 I n;级差为0.01A;
2) 测量误差:不大于±2.5% 或 ±0.02 I n。
2.9.4 距离保护
1) 整定范围:0.01Ω~25Ω(5A); 0.05Ω~125Ω (1A);级差为0.01Ω;
2) 测量误差:不大于±3%;
3) 距离I段的暂态超越:不大于±5%。
2.9.5 过电流保护
1) 整定范围:0.1I n ~30 I n;级差为0.01A;
2) 测量误差:不大于±2.5% 或 ±0.02 I n。
2.9.6 过负荷保护
1) 整定范围: 0.1I n ~30 I n;级差为0.01A;
2) 整定值误差:不大于±2.5% 或 ±0.02 I n。
2.9.7 低周减载
1) 频率整定范围:45Hz~49.5Hz,测量误差:<±0.02Hz;
2) 频率滑差整定范围:0.5~20Hz/s。
2.9.8 低压减载
1) 电压定值整定范围:30V~100V (线电压) ;
2) 电压突变闭锁定值整定范围:10~100V/s(线电压)。
2.9.9 三相一次重合闸
1) 检同期角度误差: 不大于±2º;
2) 检同期有压元件误差:0.7 U n±2V;
3) 检无压元件误差: 0.3 U n±2V。
2.9.10 整组动作时间(包括继电器固有动作时间)
1) 差动保护的动作时间:2倍整定值时,不大于28ms;
2) 距离I段的动作时间:0.7倍整定值以内时,不大于25ms;
3) 过电流I段的动作时间:1.2倍整定值时,不大于25ms。
2.9.11 测距误差(不包括装置外部原因造成的误差)
金属性短路时,不大于±2%,有较大过渡电阻时测距误差将增大。
2.9.12 光纤接口
1) 光纤类型:单模;
2) 光波长:1310nm(传输距离﹥60km为1550nm);
3) 光接收灵敏度:-38dBm;
4) 发送电平
传输距离﹤40km时: ﹥-8dBm;
传输距离40~60km时: ﹥-4dBm;
传输距离﹥60km时: ﹥-3dBm;
5) 光纤连接器类型:60km以下为FC型 (﹥60km为SC型)。
2.9.13 光纤通道延时
允许最大单向延时:18ms。
要求收、发路由应保持一致。
2.9.14 时间元件
1) 整定范围:0 s~20 s,级差0.01 s;
2) 整定误差:不大于±1.5%或20ms。
3 装置硬件
3.1 装置外形尺寸和安装尺寸
装置采用符合IEC60297-3的4U高度的标准19英寸机箱。
装置整体嵌入式安装,后接线方式。
安装开孔尺寸见图2。
图2 安装开孔尺寸
3.2 装置外观
CSC-160系列装置外观见图3。
图3 装置外观
3.3 装置功能组件概述
装置的插件配置见图4-1,包括电压切换插件(可选配)、交流插件、CPU 插件、管理板、开入插件、开出插件1、开出插件2、操作插件(可选配)、电源插件。
另外,装置面板上配有人机接口组件。
X1~X10为装置背后端子编号。
CSC-160系列数字式线路保护装置插件布置图
4TE
6TE
3TE
10TE
8TE
5TE
4TE
CPU
切换
1
交流
2
管理
3
4
开入
5
1TE=5.08mm
20TE
4TE
4TE
4TE
2TE
导轨安装处
7TE
5TE
7-b 操作
开出27-a 开出1
6
7
电源
8
X3
X1/X2
X6
X5
X7X8X9
X10
图4-1 装置插件布置图
3.4 各插件原理说明
装置各插件之间联系图见图4-2。
以太LON 485232串打印GPS 对交流电压
(电压切换插件)
图4-2 装置各插件之间联系图
3.4.1 电压切换插件
实现对两组母线电压进行切换。
切换继电器有单位置、双位置两种型式,可根据要求选定。
背板接线端子为X1/X2,电压切换插件电路图见附图1。
3.4.2 交流插件
交流插件电路图见附图2。
交流插件的作用是将系统电压互感器、电流互感器二次侧强电信号变换成装置所需的弱电信号,同时起隔离和抗干扰作用。
交流插件根据输入电流额定值的不同有两种规格,分别为5A和1A。
模拟量输入变压器(TV及TA),分别用于U A、U B、U C、U X、I X、I A、I B、I C和3I0的输入变换。
请注意I N为非极性端,I N’为极性端。
若现场为两相TA时,应通过外部接线合成B相电流。
3.4.3 CPU插件
CPU插件简化原理图见附图3,由MCU与DSP合一的32位单片机组成,保持总线不出芯片的优点,程序完全在片内运行,内存Flash为1M字节,RAM为64K字节;在CPU的把手侧有AD3、AD2、AD1、AD0四组跳线插针(设置方法见第二篇“用户安装使用”),跳线插针旁边标有“H”、“L”,分别表示高电平和低电平,用来设置地址。
CPU 插件是装置的核心插件,主要完成采样、A/D变换计算、上送模拟量及开入量信息、保护动作原理判断、事故录波功能、软硬件自检等。
差动保护装置具有光纤通信功能,CPU自带64kbps、2Mbps兼容的数据接口,需要根据用户要求配置1个数据接口或2个数据接口,通信跳线方法见第二篇“用户安装使用”。
差动保护装置与其它保护装置的CPU插件板号有不同,差动保护装置的CPU板可以兼容其它保护装置的CPU板。
差动保护装置的单通道CPU板号与双通道CPU板号有不同,双通道CPU板可以完全兼容单通道CPU板。
在保护模拟量里面有Ia和Iaa、Ib和Ibb、Ic和Icc模拟量,他们的区别是同一路模拟量有两路A/D来采集以做备份和A/D自检,Ia a、Ib b、Icc的模拟量起备用和自检的作用。
3.4.4 管理板
也叫做通信板(Master),其简化原理图见附图4,该插件是装置的管理和通信插件,插件背版为X5,是承接保护装置与外界通信及交换信息的管理插件,如与面板、PC调试软件、监控后台、工程师站、远动、打印机等的联系,根据保护的配置组织上送遥测、遥信、SOE、事件报文和录波信息等。
管理板可根据需要设置有LON网口、双以太网口和RS485口满足不同监控和远动系统的要求。
另外,管理板上设置有GPS 对时功能。
可满足网络对时、脉冲对时、IRIG-B码对时方式的要求。
还配有串行打印口。
时钟跳线方法见第二篇“用户安装使用”。
注:早期产品的该插件背版为X4,插件提供一组GPS对时端子,一组485网络端子,一组LonWorks网络端子,两组电以太网络端子。
可以根据用户需求选配两组光
以太网。
3.4.5 开入插件
开入插件简化原理图见附图5。
开入板的背板接线端子为X6,用来接入各保护压板、各开入等开关量输入信号。
开入板有二组开入回路和自检回路,能对各路开入回路进行实时自检。
3.4.6 开出插件
装置设置了2块开出插件。
开出插件1的背板接线端子为X7。
开出插件2的背板接线端子为X8,和操作插件组成一个组合插件。
开出插件主要输出跳闸等触点信号,直接从板子上引出,抗干扰性能好。
开出1插件、开出2插件的简化原理图分别见附图6、附图7。
各开出触点定义参见装置背板端子说明。
3.4.7 操作插件
操作插件用于和三相操作的断路器配合使用,操作插件的简化原理图见附图8,有单跳圈、双跳圈两种型式,可根据要求选定。
背板接线端子为X9,和开出插件2组成一个组合插件。
操作插件的跳、合闸自保持电流具有自适应功能,可用于跳、合闸电流1A~8A 的场合,若跳、合闸电流大于8A或小于1A,订货时请注明。
3.4.8 电源插件
该插件背板接线端子为 X10,采用了直流逆变电源插件,如附图9。
插件输入直流220V或110V(订货时请注明),输出保护装置所需5组电源。
(1)+24V两组:开入、开出板电源;
(2)±12V:模拟量用电源;
(3)+ 5V:各CPU逻辑用电源。
3.4.9 人机接口(MMI)
固定在装置前面板上,设有液晶显示屏、各按键、复归按钮及和PC机通信的RS-232串口。
4 装置软件
CSC-160系列保护产品采用模块化的设计思想,型号不同仅是各保护功能模块的逻辑配置不同,装置软件介绍根据功能模块介绍。
4.1 保护程序整体结构
保护CPU 软件包括主程序、采样中断程序和故障处理中断程序。
正常时运行主程序,每隔采样间隔时间执行一次采样中断程序,进行电气量的采集、录波、突变量启动判别等。
故障处理中断程序完成稳态量启动判别、保护逻辑判别、 TV 异常判别、TA 异常判别、控制回路断线判别、U X 相位判别等,如果有异常发出相应的告警信号和报文。
对于严重的告警,发出信号的同时闭锁保护出口,对于普通告警,发出信号提示运行人员注意检查处理。
对于一般性的异常告警(告警II,告警灯常亮),发出信号提示运行人员注意检查处理;对于危及保护安全性和可靠性的严重告警(告警I,告警灯闪亮),在发出告警信号的同时,立即闭锁保护出口。
当电力系统发生故障时,在故障处理中断中完成相应保护功能,直到整组复归,返回正常运行的主程序。
4.2 启动元件
保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序。
任何一个启动元件动作后,开放所有保护功能。
4.2.1 相电流差突变量启动元件
电流突变量启动元件,在大部分故障情况下均能灵敏地启动,是保护的主要启动元件。
其判据为:△i ϕϕ﹥IQD
其中:△i ϕϕ=|| i ϕϕK - i ϕϕK-T |-| i ϕϕ K-T - i ϕϕK-2T ||,ϕϕ指AB、BC、CA 三种相
别,K 指采样的当前时刻某一点,T=24为一周采样点数,(K-T)即指K 点的1周前的采用值,(K-2T)即从K 点的2周前采用值。
IQD 为突变量启动定值。
当任一突变量连续3次超过启动门槛时,保护启动。
采用此方式取得的突变量电流可补偿电网频率变化引起的不平衡电流。
4.2.2 过电流辅助启动元件(有过电流保护的装置含此启动元件)
为了防止突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。
判据:
突变量启动元件未动作,任一相电流>0.9*min(过流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段定值),并持续30ms 后该元件动作。
4.2.3 静稳破坏检测元件(有距离保护的装置含此元件)
为了检测系统正常运行状态下发生静态稳定破坏而设置的元件。
判据:
突变量启动元件未动作,A、B、C三相电流均大于静稳破坏电流定值,并持续30ms后该元件动作。
4.3 检测功能和其他判别
4.3.1 自检功能
保护未启动时,进行以下检测。
4.3.1.1 TV断线检测
1) 三相电压和不为零,
.
.
.
c
b
a
U
U
U+
+﹥14V,且任两个线电压的模值之差大于
18V,用于一相断线或两相断线;
2) 三相电压和不为零,
.
.
.
c
b
a
U
U
U+
+﹥14V,最大线电压小于18V判为两相TV
断线;
3) 三相电压均小于8V,且任一相电流﹥0.04I n或者断路器在合位(检TWJ跳闸
位置开入),用于检测三相失压。
以上条件满足时,瞬时闭锁距离保护,带方向或经电压闭锁的过流保护也退出工作,电流差动保护不受TV断线的影响,可以继续工作。
确认1s后,报“TV断线告警”或“TV三相失压”告警 ;电压恢复正常后重新开放保护,10s后报“TV恢复正常”。
4.3.1.2 差动保护的TA异常检测
计算出正常两侧的差电流连续12s大于0.15I n时报“长期有差流”,若同时断线相电流小于0.06I n时报“本侧TA断线”告警。
本侧TA断线后可选择闭锁或开放电流差动保护。
对侧TA断线后,本侧报“对侧TA断线”,本侧通过控制字选择闭锁或开放电流差动保护。
长期有差流与TA断线后保护逻辑相同。
4.3.1.3 TA饱和检测
采用模糊识别法对TA饱和进行检测,当判别出TA饱和后,自动抬高差动保护的制动系数。
4.3.1.4 双A/D冗余检测
为了有效地防止硬件损坏情况下保护的误动作,采用了双A/D冗余设计,通过对双A/D对比监视,实时监视模拟量采集回路的好坏,及时发现硬件损坏并闭锁保护。
4.3.1.5 电流电压相序自检
在系统无异常时通过比较三相电流、电压的相位,判别相序是否接错,如果不是正常相序,则报“电流回路相序异常”或“电压回路相序异常”告警。
若控制字“投入两相TA”,不能实现 “电流回路相序异常”告警功能。
4.3.1.6 线路抽取电压断线检测
当重合闸投入且装置整定为重合闸检同期或检无压方式(检线路无压母线有压、检线路有压母线无压、检线路母线均无压)时,如果无跳位开入或线路有电流,表明开关处于合闸状态,若开关两侧电压不满足整定的同期条件,则经14s延时确认后,报告“线路U x异常”,这样就能随时检测线路抽取电压的完好性。
4.3.1.7 控制回路断线检测
正常运行时,TWJ和HWJ均不动作,经10s延时报“控制回路断线”。
控制回路断线则重合闸放电。
4.3.1.8 断路器位置检测
若三相无电流,同时TWJ动作,认为线路不在运行状态,开放准备手合于故障加速元件;如线路有电流但TWJ动作,经10s延时报“TWJ出错”告警。
4.3.1.9 过负荷告警
保护装置实时监测线路潮流情况。
如果三相电流均大于静稳失稳电流定值,持续30s后,报“过负荷告警”。
4.3.1.10 控制字设置不合理自检
控制字中,如果非同期、检无压、检同期三种方式中,任意两种方式同时投入,则装置告警“重合闸控制字错”。
差动控制字中,若两侧均投入主机或均投入从机,则装置告警“同步方式设置错”。
4.3.1.11 保护装置自检
在系统无异常时,则进行装置硬件自检,包括A/D、RAM、EEPROM、ROM、硬件测频回路等,还包括开入、开出与模入等全部硬件回路以及相关电源电压模拟量的在线检测。
a) CPU插件的自检。
CPU插件在上电过程中对本身的存储器、模拟通道、程序区
等进行自检。
在装置的运行过程中也对上述部分实时自检,当确认某一部分有问题时,给出告警信息,同时闭锁保护;(硬件损坏,装置告警,复归后仍能告警。
有严重告警时,差动保护对侧保护会报“对侧保护退出”保护恢复正常后对侧报“对侧保护投入”);
b) 由于模拟通道的冗余配置,还对采样数据进行实时互校,当差别越过设定的
限度时,等同模拟通道故障;
c) 各I/O插件进行上电和实时自检,自检的内容包括开入通道和开出通道,同
时还包括存储器和程序区等。
开入通道的自检通过模拟变位进行;开出通道自检线圈。
自检范围广,彻底。
确认有故障后,给出告警。
d) 通信通道进行实时自检:CPU插件和MASTER插件对其所联系的各种职能插件
进行实时通信自检,当发现通信中断后,进行告警处理。
e) MASTER插件进行上电和实时自检,自检范围包括存储器、程序区和相关内外。