KY-8120微机线路保护测控装置

KY-8120线路保护测控装置
01 装置简介
KY-8120是以电压、电流保护及其三相一次重合闸为基本配置的微机线路保护测控装置，适用于35KV及以下电压等级配电网系统、厂用电系统和工矿企业用电系统的进线、出线（馈线）、母联等的保护与测控制。

装置自带操作回路，可集中组屏，也可分散安装在开关柜上或就地安装于户外开关场。

KY-8120A型装置测量、保护共用一组CT；KY-8120B型装置测量、保护各用一组CT。

02 主要功能
功能 \ 产品型号KY-8120A KY-8120B
保护功能复压方向闭锁三段过流保护√√反时限过流保护√√加速段保护√√充电保护√√过负荷告警√√零序过流保护√√零序过压告警√
小电流接地告警√
低电压保护√√重合闸（不检定）√√CT 断线告警√√PT 断线告警√√
测控功能4套定值支持定值区的整定、拷贝、切换
软压板、硬压板重要功能通过软压板和硬压板共同控制
测量电压、电流、功率、频率等电气量的测量与远传，测量计及13次
谐波
遥信10路外部开入遥信采集，多路软遥信
控制4路出口接点，定义为跳闸、合闸出口接点，保护、告警信号接点操作回路独立的操作防跳回路，控制电源交直流220V通用、开关跳合闸电
流0.5~5A自适应，支持就地操作及遥控操作，监视控制回路断线现场总线eCAN 和RS485，集成IEC-103 、CAN2.0、MODBUS等规约
对时专用硬件时钟电路，支持网络对时
监视记录功能装置操作记录、遥控操作记录、SOE记录、保护事件记录、遥信
变位记录、上电自诊断、运行自监视、虚拟测试功能自检功能动态检测装置故障，检测到错误告警并闭锁出口防止误动
双看门狗保证装置可靠运行和故障自恢复
03 保护原理
3.1 复压闭锁元件
利用复合电压闭锁元件，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，同时可提高相间电流保护的灵敏度。

复合电压闭锁元件开放条件：
A ．MIN （Uab 、Ubc 、Uca ）< Uset ；Uset 为低电压定值
B ．U2 >U2set ；U2为负序电压，U2set 为负序电压定值 以上两个关系为或逻辑。

3.2 方向元件
1）相间方向元件
相间方向元件采用90度接线方式，按相启动，各相电流保护受下表所示相应方向元件的控制；当三相线电相别 Ir Ur A Ia Ubc B Ib Uca C
Ic
Uab
装置采用30度功率内角，正方向动作范围为Arg(Ur/Ir)=-120︒～60︒，边缘稍有模糊，误差<±5︒。

Ir
Ur
60°
30°
非动作区
动作区12
0°
动作区
非动作区
3I 0
3U 0
相间电流方向
零序电流方向
2）零序方向元件
零序方向元件动作区为为：0°≤arg(3U 0/3I0)≤180 °，3U0为自产，边缘模糊角度误差<±5︒，当3U0<18V 时闭锁零序方向元件。

3.3 过电流保护元件
装置配置三段过流保护，三段过电流保护的动作逻辑相同，其动作判据为：
A ．复压闭锁条件满足 ；复压闭锁元件投入时有效
B ．方向闭锁条件满足 ；方向闭锁元件投入时有效
C ．MAX （Ia ，Ib ，Ic ）> Iset ；Iset 为过流定值
D ．T>Tset ；Tset 为延时定值
以上为逻辑与关系。

对III 段过流保护，反时限保护不投入时选择III 段定时限电流保护功能，反时限保护投入时选择反时限过电流保护。

3.4 反时限过流保护元件
根据国际电工委员会(IEC255)和英国标准规范(BS142)的规定，本装置采用下列三个标准特性方程供用户选择使用。

通过反时限特性定值来选择反时限特性：1.00为一般反时限，2.00为非常反时限，3.00为极端反时限。

反时限元件可以通过定值投退，当“投”反时限元件时，电流III 段保护采用反时限特性， Ip 、Tp 为三段一般反时限 非常反时 极端反时限
1
)
(I/I 0.14t t 0.02
P p -=
1
)(I/I 13.5t t P p -=
1
)(I/I 80t t 2
P p
-=
式中：Ip 为电流基准值，取过流三段过流定值；tp 为时间系数，取过流三段过流时限。

3.5 零序过流保护元件
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，本装置配置三段零序电流保护，其动作判据为：
A．3I0>Iset ；Iset为零序过流定值
B．方向闭锁条件满足；方向元件投入时B有效
B．T>Tset ；Tset为延时定值
以上为逻辑与关系。

3.6 分散式小电流接地选线
装置当地分散式接地选线功能，主要通过零序功率方向元件的动作判据实现。

小电流接地选线的动作判据为：
A．3I0 > Iset ；Iset为III段零序过流定值
B．0°<Arg(3U0/3I0) < 180°；零序方向组件
C．T > Tset ；Tset为III段零序电流延时定值
以上条件为逻辑与的关系。

Iset建议按照最长线路单相接地电流的1.3倍进行整定。

此方法在线路较短、接地零序电流很小时，选线的灵敏性降低，当3U0<18V时零序方向组件闭锁。

3.7 后加速保护元件
装置配置手合加速保护、重合闸后加速保护功能。

1) 后加速类型
手合后加速启动条件为：
A．断路器在分闸位置的时间超过30S
B．断路器由分闸位置变为合闸位置，加速允许扩展30S
以上为逻辑与关系。

重合后加速启动条件：
A．重合闸出口动作；
B．没有超出重合闸后加速扩展时间，重合后加速允许扩展30S。

以上为逻辑与的关系。

2) 过流加速保护
电流加速保护动作条件：
A．MAX（Ia,Ib,Ic）> Iset ；Iset为加速电流
B．加速投入；手合后加速或重合后加速
C．T>Tset ；Tset为加速动作时间
以上为逻辑与的关系。

后加速保护定值应躲过线路所带用户变压器的励磁涌流。

3) 零序电流加速保护
零序加速保护动作条件：
A．3I0> Iset ；Iset为加速电流
B．加速投入；手合后加速或重合后加速
C．T>Tset ；Tset为加速动作时间
以上为逻辑与的关系。

3.8 充电保护元件
断路器处于分闸位置启动充电保护，断路器由分闸位置变为合闸位置后30S内充电保护允许。

充电保护动作判据为：
A．MAX（Ia,Ib,Ic）> Iset ；Iset为充电保护电流定值
B．充电保护扩展时间内；断路器由分位变为合位30S内
C．重合闸未动作；重合闸闭锁充电保护
D．T > Tset ；Tset为时间定值
以上条件为逻辑与关系。

3.9 低电压保护元件
为了防止相电压误动而采用线电压作为判据，并且配备电流闭锁功能。

低压保护动作条件为：
A．MAX（Uab,Ubc,Uca）< Uset ；Uset为低压定值
B．MAX（Ia, Ib, Ic）< Iset ；Iset为电流闭锁定值, 在电流闭锁投入时本条件
C．曾经有压；最小线电压大于70V判曾经有压，扩展30S
D．断路器在合位；断路器位置闭锁
E．没有发生PT断线；PT断线自动闭锁低电压保护
F．T > Tset ；Tset为时间定值
以上条件为逻辑与关系。

3.10 零序过压告警元件
零序过压跳闸或告警可以设定功能，零序电压通过三相电压合成计算得到。

零序过压动作判据：
A．3U0 > U0set ；U0set为零序过压告警定值
B．断路器在合位；断路器位置闭锁条件
C．T > Tset ；Tset为时间定值
以上为逻辑与关系。

3.11 过负荷告警元件
过负荷保护监视三相电流，过负荷动作条件：
A．MAX（Ia,Ib,Ic）> Iset ；Iset为过负荷电流定值
B．T > Tset ；Tset为时间定值
以上为逻辑与的关系。

3.12 三相重合闸元件
装置设置三相一次重合闸功能，重合闸经软压板投退。

1）重合闸充电条件
重合闸的重合功能必须在“充电”完成后才能投入，以避免多次重合闸。

设有一充电计数器，采用延时充电的方式，充电时间为10s ，充电结束后显示充电标志。

满足以下条件重合闸充电：
A．重合闸功能投入
B．断路器在合闸位置
C．没有重合闸闭锁信号
重合闸闭锁信号包括重合闸闭锁遥信、弹簧未储能、手跳、遥跳等。

2）重合闸放电条件
重合闸放电采用瞬时放电的方式，当放电条件满足时，充电计数器清零。

满足以下任一条件，重合闸放电：
A．重合闸功能退出
B．有重合闸闭锁信号
C．PT断线
D．跳位继电器动作持续30秒
E．重合闸动作或低电压动作
重合闸闭锁信号包括重合闸闭锁遥信、弹簧未储能、手跳、遥跳等。

3）重合闸启动方式
A．保护启动重合闸
B．开关位置不对应启动重合闸
4）重合闸重合方式
不检定
5）重合闸出口条件
A．重合闸充电完成（充电标志显示）
B．重合闸启动
C．断路器处于跳位
D．没有重合闸闭锁信号
E．重合闸时间定值满足
重合闸闭锁信号包括重合闸闭锁遥信、弹簧未储能、手跳、遥跳等。

3.13 PT断线检测
装置对母线PT电压进行实时监测，在保护启动元件没有动作时，按以下条件判断母线PT断线：
A) MIN（UAB，UBC，UCA）< 70V
B）U2＞8V
C）MAX（Uab,Ubc,Uca）< 10V，MAX（Ia，Ib，Ic）> 0.06In
以上条件A必须满足，条件B、C为逻辑或关系。

当控制字“PTDXBS”投入时，暂时退出所有与电压有关的保护（如复压闭锁过电流保护全部退出）；当控制字“PTDXBS”退出时，暂时退出与电压有关的判据及有关电压量的保护（例复压闭锁过电流保护则变为纯过电流保护）。

3.14 CT断线检测
装置适时检测CT输入电流，发现异常延时10秒报警CT断线。

在启动元件没有动作时按以下条件判断CT断线：
A．MAX（Ia，Ib，Ic）> Iset ；Iset为CT断线定值
B．MIN（Ia，Ib，Ic）< 0.90 Iset
以上为逻辑与的关系。

3.15 控制回路断线检测
装置实时监测断路器分闸位置和合闸位置，当同时检到分闸位置和合闸位置，或者同时检测不到分闸位置和合闸位置，装置认为是控制回路断线，经延时装置报控制回路断线信息。

3.16 报警闭锁
当装置检测到RAM、I2C、A/D等硬件自检出错时，将在发出呼唤信号并在液晶显示器上显示出相应报警的内容的同时闭锁保护出口。

04 参数设置
序号参数名称整定范围默认序号参数名称整定范围默认
01 CT变比0.00-999.99 100 05 通讯地址1-127 1
02 PT变比0.00-999.99 100 06 RS485波特率4800、9600、19200Bps 9600B
03 CT额定电流5A或1A 5 07 CAN波特率5K、10K、20K、50K、125K、250K 125K
04 测量方式2-两元件，3-三元件 3 08 RS485通讯规约0-103、1-MODBUS 0
遥信参数设置对应遥信号的遥信分辨率时间，出厂设置为120ms
遥信号：0—10，遥信0~9对应外部遥信，遥信10为控制回路断线
遥控时间设置对应遥控号的遥控脉宽时间，出厂设置为300ms
遥控号：0—5
05 定值管理
5.1 KY-8120A型装置定值管理
5.1.1 数值定值
序号参数名称整定范围默认序号参数名称整定范围默认
01 过流I段电流定值0.1In～14In 5A 15 过负荷报警时限0～200S 5S
02 过流I段时限0～30S 0.1S 16 零序I段过流定值0.1In～14In 5A
03 过流II段电流定值0.1In～14In 4A 17 零序I段时限0～30S 0.1S
04 过流II段时限0～30S 1S 18 零序II段过流定值0.1In～14In 4A
05 过流III段电流定值0.1In～14In 3A 19 零序II段时限0～30S 1S
06 过流III段时限0～30S 2S 20 零序III段过流定值0.1In～14In 3A
07
过流反时限类型1一般反限限
2非常反时限
3极端反时限
1
21 零序III段时限0～30S 2S
22 零序加速过流定值0.1In～14In 5A
23 零序加速时限0～30S 0.1S
08 负序电压闭锁定值3～110V 7V 24 重合闸时限0.2～20S 1S
09 低电压闭锁定值3～110V 60V 25 低电压定值3～110V 60V
10 过流加速段电流定值0.1In～14In 5A 26 低压无流闭锁定值0.1In～14In 0.8A
11 过流加速段时限0～30S 0.1S 27 低电压时限0～30S 0.5S
12 充电保护过流定值0.1In～14In 5A 28 零序电压告警定值3～110V 30V
13 充电保护时限0～30S 0.1S 29 零序电压告警时限0～30S 1S
14 过负荷报警电流定值0.1In～14In 2A 30 CT断线电流定值0.1In～14In 2A 5.1.2 软件压板
序号参数名称默
认
序
号
参数名称默认序
号
参数名称默
认
01 过流I段投入退11 过流加速段投入退21 接地选线投入退
02 过流I段经方向闭锁退12 充电保护投入退22 重合闸投入退
03 过流I段经复合电压闭锁退13 过负荷报警投入退23 低电压保护投入退
04 过流II段投入退14 零序过流I段投入退24 低压无流闭锁投入退
05 过流II段经方向闭锁退15 零序过流I段经方向闭锁退25 零序过压保护投入退
06 过流II段经复合电压闭锁退16 零序过流II段投入退26 零序过压跳闸投入退
07 过流III段投入退17 零序过流II段经方向闭锁退27 PT断线判别投入退
08 过流III段经方向闭锁退18 零序过流III段投入退28 PT断线闭锁投入退
09 过流III段经复合电压闭锁退19 零序过流III段经方向闭锁退29 CT断线判别投入退
10 反时限过流投入退20 零序过流加速投入退30 控制回路断线投入退5.2 KY-8120B型装置定值管理
5.2.1 数值定值
序号参数名称整定范围默认序号参数名称整定范围默认
01 过流I段电流定值0.1In～14In 5A 14 过负荷报警时限0～200S 5S
02 过流I段时限0～30S 0.1S 15 零序I段过流定值0.1In～14In 5A
03 过流II段电流定值0.1In～14In 4A 16 零序I段时限0～30S 0.1S
04 过流II段时限0～30S 1S 17 零序II段过流定值0.1In～14In 4A
05 过流III段电流定值0.1In～14In 3A 18 零序II段时限0～30S 1S
06 过流III段时限0～30S 2S 19 零序III段过流定值0.1In～14In 3A
07
过流反时限类型1一般反限限
2非常反时限
3极端反时限
1
20 零序III段时限0～30S 2S
21 零序加速过流定值0.1In～14In 5A
22 零序加速时限0～30S 0.1S
08 低电压闭锁定值3～110V 60V 23 重合闸时限0.2～20S 1S
09 过流加速段电流定值0.1In～14In 5A 24 低电压定值3～110V 60V
10 过流加速段时限0～30S 0.1S 25 低压无流闭锁定值0.1In～14In 0.8A
11 充电保护过流定值0.1In～14In 5A 26 低电压时限0～30S 0.5S
12 充电保护时限0～30S 0.1S 27 CT断线电流定值0.1In～14In 2A
13 过负荷报警电流定值0.1In～14In 2A
5.2.2 软件压板
序号参数名称默
认
序
号
参数名称默认序
号
参数名称默
认
01 过流I段投入退09 过流III段经低电压闭锁退17 零序过流加速投入退
02 过流I段经方向闭锁退10 反时限过流投入退18 重合闸投入退
03 过流I段经低电压闭锁退11 过流加速段投入退19 低电压保护投入退
04 过流II段投入退12 充电保护投入退20 低压无流闭锁投入退
05 过流II段经方向闭锁退13 过负荷报警投入退21 PT断线判别投入退
06 过流II段经低电压闭锁退14 零序过流I段投入退22 PT断线闭锁投入退
07 过流III段投入退15 零序过流II段投入退23 CT断线判别投入退
08 过流III段经方向闭锁退16 零序过流III段投入退24 控制回路断线投入退
06 端子定义图
6.1 KY-8120A型装置端子定义图
控母电压+ M+
3X
备注
接线定义
M-合闸线圈
控母电压-
操作
防跳
回路
开
关
量
输
入
现场
总线
COM
CAN总线
485总线
NC
开入公共端
远方信号
跳闸位置
合闸位置
弹簧未储能
闭锁重合闸
开关量4
开关量3
开关量2
CANL
CANH
485B
485A
KICOM
YX09
YX10
YX05
YX06
YX07
YX08
YX03
YX04
YX02
端子号备注
2X
01YX01开关量1
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
14
13
15
16
备用
零序
电流
三相
保护
电流
NC
NC
AI08*
AI08
16
15
I0*
I0
AI07
13
14AI07*
Ic*
Ic
AI06*
AI06
12
11
AI05
AI05*Ib*
Ib
10
09
三
相
电
压
08
07
AI04*
AI04
Ia*
Ia
06AI03*Uc
Un
AI03
05
Ub
Un
AI02*
AI02
04
03
Ua
AI01*
02
Un
AI01
01
1X
备注
接线定义
丝印
端子号
接线定义
丝印
开关量5
手跳输入
跳闸输入
跳闸线圈
合闸输入
05
04
03
02
控母电压+
AL/KM+
01
3X
备注
接线定义
丝印
端子号
HXQ
TXQ
HSR
AN/KM-
ST
TSR
合闸线圈
控母电压-
操作
防跳
回路
COM
CAN总线
485总线
NC
开入公共
远方信号
跳闸位置
合闸位置
弹簧未储
闭锁重合
开关量4
开关量3
开关量2
CANL
CANH
485B
485A
KICOM
YX09
YX10
YX05
YX06
YX07
YX08
YX03
YX04
YX02
端子号
2X
01YX01开关量1
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
14
13
15
16
接线定义
丝印
开关量5
出
口
接
点
电源
告警信号
保护信号
合闸出口
AC/DC-
12
11
10
09
08
07
06
05
04
03
02
跳闸出口
TZ1
01
4X
备注
接线定义
丝印
端子号
TZ2
TZ3+
COM1
FGND
TZ4-
TZ4+
TZ3-
AC/DC+
+24VX
跳合公共端
大地
220V电源+
220V电源-
遥信电源+
遥信电源-
-24VX
手跳输入
跳闸输入
跳闸线圈
合闸输入
07
06
电压Y型接线，测量电流、保护电流共用一组CT。

6.2 KY-8120B 型装置端子定义图
零序电流
I0I0*
保护电流
接线定义
丝印开关量5
手跳输入跳闸输入跳闸线圈合闸输入控母电压+
M +X
备注
接线定义M -合闸线圈
控母电压-
操作防跳回路开关量输
入现场总线COM CAN 总线485总线NC 开入公共端远方信号跳闸位置合闸位置
弹簧未储能闭锁重合闸开关量4
开关量3
开关量2CANL
CANH 485B 485A KICOM YX 09YX 10YX 05YX 06YX 07YX 08YX 03YX 04YX 02端子号备注
2X
01YX 01开关量1020304050607080910111214131516
测量电流
AI 08*
AI 0816
15Ic*Ic AI 071314AI 07*Ib*Ib AI 06*AI 061211AI 05AI 05*Ia*Ia 1009两线电压
0807AI 04*AI 04IC*IC 06AI 03*IA*IA AI 0305Uc Ub AI 02*AI 020403Ua AI 01*02Ub AI 01011X
备注接线定义丝印端子号
接线
丝印开关出口接点
电源
告警信号
保护信号
合闸出口AC/DC-12
11100908070605040302跳闸出口TZ1
014X
备注接线定义
丝印端子号TZ2
TZ3+
COM1FGND TZ4-TZ4+
TZ3-AC/DC++24VX 跳合公共端大地
220V 电源+220V 电源-遥信电源+遥信电源--24VX 手跳输入跳闸输入跳闸线圈合闸输入07
0605040302控母电压+AL/KM +013X
备注接线定义丝印
端子号HXQ TXQ HSR AN/KM -
ST
TSR 合闸线圈
控母电压-操作防跳回路COM CAN
485NC 开入远方跳闸合闸弹簧闭锁开关开关开关CANL
CANH
485B 485A KICOM YX 09YX 10YX 05YX 06YX 07YX 08YX 03YX 04YX 02端子号2X
01YX 01开关020304050607080910111214131516
电压V-V 平衡接线，测量电流、保护电流各用一组CT 。

07 接线原理图
7.1 KY-8120A 型装置接线原理图
AL /KM +
1
2
2
1
合闸
1LP
ZK
KK
KK ZK 2LP
12
34
3X013X033X053X06
AN /KM -3X02
3X04
3X07
合闸线圈
跳闸线圈
+24V输出1X141X13
1X121X111X091X101X071X081X031X041X011X021X061X05
跳闸手跳
手合
TJ1
4X03
4X01TJ2
4X02
4X03
操作防跳回路
交直流220V 通用Un
开入5-24V输出
KK 开关接点图表分合角度1-23-4
5-67-845450
----X
X ----X --------
X
X
--90
7-8
5-63-41-2角度远方
ZK 开关接点图表
就地0X
--X
--X
--
母线
DL
1TA
2TA
保护电流
零序电流YMn
YMc
YMb
YMa
母线电压
1TAa 1TAb 1TAc 2TA0
Ua Ub Uc 开入1开入2开入3开入4闭锁重合闸
弹簧未储能合闸位置跳闸位置
远方信号
ZK 34
4X112X012X022X032X04
2X052X062X072X082X092X10
开
关采量集
集
量采拟模跳
闸信及号
接口
信通光电隔离
电源模块
机壳地4X08
4X094X10
AL/DC+AN/DC-
2X132X142X152X16RS485A RS485B CANL
CANH 4X014X024X034X04
4X054X06
4X07TJ1
TJ2
TJ3
TJ4
跳闸
合闸公共端保护信号告警信号
2X114X12
接线说明：
1、电压Y 型接线，测量电流、保护电流共用一组CT 。

2、当采用三相电流保护时，请按上图接线；当采用两相电流保护时，可不接入B 相电流。

3、当需要采用本装置操作防跳回路时，请按上图接线；当不需要本装置操作防跳回路时，可直接将本装置4X 端子上提供的跳闸出口、合闸出口空接点引向用户指定的跳合闸机构。

KY-8120微机线路保护测控装置
西安开元电力自动化有限公司 - 17 -
7.2 KY-8120B 型装置接线原理图
2TAc
1X131X142TAb 2TAa
1X101X091X121X11测量电流
1TA 跳闸手跳
手合
TJ1
4X03
4X01TJ2
4X02
4X03
操作防跳回路
交直流220V 通用开入5AL /KM +
合闸1LP
ZK KK
KK ZK 2LP
12
34
3X013X033X053X06
AN /KM -3X02
3X04
3X07
合闸线圈
跳闸线圈
+24V输出1X161X15
1X071X081X051X061X011X021X031X04-24V输出
KK 开关接点图表
分合
角度1-23-45-67-845450
----X
X
----X --------
X
X
--90
7-8
5-63-41-2角度远方
ZK 开关接点图表
就地0X
--X
--X
--
母线
DL
2TA
3TA
保护电流
零序电流
YMc
YMb
YMa
母线电压
1TAa
1TAc
3TA0
Ua Ub Uc
开入1开入2开入3开入4闭锁重合闸
弹簧未储能合闸位置跳闸位置远方信号
4X112X012X022X032X04
2X052X062X072X082X092X10
开
关采量集
集
量采拟模跳闸信及号
接口
信通光电隔离
电源模块
机壳地4X08
4X094X10
AL/DC+AN/DC-
2X132X142X152X16RS485A RS485B CANL
CANH 4X014X024X034X04
4X054X06
4X07TJ1
TJ2
TJ3
TJ4
跳闸合闸公共端保护信号告警信号
2X114X12
接线说明：
1、电压V-V 平衡接线，测量电流、保护电流各用一组CT 。

2、当采用三相电流保护时，请按上图接线；当采用两相电流保护时，可不接入B 相电流。

3、当需要采用本装置操作防跳回路时，请按上图接线；当不需要本装置操作防跳回路时，可直接将本装置4X 端子上提供的跳闸出口、合闸出口空接点引向用户指定的跳合闸机构。