许继WXH-810保护装置说明书
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WXH-810系列微机线路保护装置使用说明书
前言
本说明书主要介绍了WXH-810系列微机线路保护装臵硬件及保护性能、管理机的使用以及运行维护中的注意事项、应对措施等。
许继电气保护及自动化事业部
本部保留对此说明书进行修改的权利,产品与此说明书不符者,以实际产品为准。
技术支持电话:(0374)-3212353
技术支持传真:(0374)-3212848
2003.10 第二次印刷 ver:1.5
1 概述 (1)
1.1 应用范围 (1)
1.2 功能特点 (1)
2 技术指标 (4)
2.1 基本数据 (4)
2.1.1 额定交流数据 (4)
2.1.2 额定直流电压 (4)
2.1.3 打印机工作电压 (4)
2.1.4 交流回路过载能力 (4)
2.1.5 功率消耗 (4)
2.1.6 输出触点 (5)
2.2 主要技术性能指标 (5)
2.2.1 技术指标 (5)
2.2.2 记录容量 (7)
2.2.3事件报告记录: (7)
2.2.4绝缘性能 (7)
2.2.5抗电气干扰 (8)
2.2.6机械性能 (8)
2.3 环境条件 (9)
2.3.1 工作环境温度 (9)
2.3.2 储运 (9)
2.3.3 相对湿度 (9)
2.3.4 大气压力 (9)
2.3.5 直流电压波动范围 (9)
3 装臵硬件 (9)
3.1 硬件整体结构 (9)
3.2 交流电压切换继电器插件(6#和7#) (11)
3.3 交流输入插件(AC)(8#) (11)
3.4 DSP主板插件(C#) (11)
3.5 出口插件(E#) (11)
3.5.1 总述 (11)
3.5.2 保护动作信号 (11)
3.5.3 告警信号 (11)
3.5.4 其他信号 (12)
3.6 重动插件(F#) (12)
3.7 操作继电器插件(G#) (12)
3.8 通讯插件(H#) (12)
3.9 电源插件(I#) (12)
4 保护原理及配臵 (13)
4.1 装臵主要元件 (13)
4.1.1 启动元件 (13)
4.1.2 选相元件 (14)
4.1.3 TV断线 (15)
4.1.4 接地综合阻抗元件 (15)
4.1.5 相间综合阻抗元件 (16)
4.1.6 后备阻抗元件(WXH-811、815、817) (18)
4.1.7 TV断线投入的两段过流保护(WXH-811、WXH-815、WXH-817) (20)
4.1.8 过流(方向和/或低电压)元件(WXH-815、WXH-816) (20)
4.1.9 低周减载元件(WXH-815、WXH-816) (20)
4.1.10 低压减载元件(WXH-815、WXH-816) (21)
4.1.11 无故障快速复归(WXH-817) (21)
4.1.12 距离保护故障开放元件 (21)
4.2 保护方案 (24)
4.2.1 距离保护 (24)
4.2.2 距离保护框图(如图10所示) (25)
4.2.3 零序电流(方向)保护 (28)
4.2.4 过流(方向和/或低电压)保护 (29)
4.2.5 低周减载保护逻辑框图(如图13所示) (31)
4.2.6 低压减载保护逻辑框图(如图14所示) (31)
4.2.7 三相一次重合闸 (31)
4.2.8手合同期 (34)
4.2.9保护跳闸 (34)
4.2.10双回线相继速动 (35)
4.2.11不对称故障相继速动 (36)
4.3 辅助保护功能 (36)
4.3.1 TV断线闭锁 (36)
4.3.2 极性校验 (36)
4.4 其他特性 (36)
4.4.1 故障测距 (36)
4.5 时间记录 (37)
4.6 实时监视及测量 (37)
4.7 告警 (37)
4.8 通信 (38)
4.8.1 串口通信 (38)
4.8.2 与变电站自动化接口 (38)
4.8.3 打印串口 (38)
4.9 自检功能 (38)
4.9.1 运行自检 (38)
5 定值及整定计算说明 (38)
5.1 保护定值清单 (38)
5.2 软压板 (49)
5.3 定值整定计算说明 (49)
6 保护报文输出说明 (50)
6.1 保护事件信息一览表 (50)
6.2 告警事件信息一览表 (55)
7 报告打印及说明 (57)
7.1 事件报告 (57)
7.2 定值报告 (57)
7.3 保护动作报告 (60)
8 装臵端子说明 (60)
9 显示及键盘说明 (63)
9.1 键盘与正常显示 (63)
9.2 主菜单 (63)
9.3 主菜单功能使用说明 (66)
9.3.1 运行:运行人员监视 (66)
9.3.2 继保:继保维护操作 (83)
9.3.3 厂家:厂家设臵调试 (97)
9.3.4 帮助:查看帮助信息 (105)
10 投运说明及注意事项 (105)
10.1 投运前的设臵、检查 (105)
10.2 正常运行信号 (106)
10.3 中央信号 (106)
10.4 运行注意事项 (106)
10.5 装臵异常告警及其处理 (106)
11 装臵安装及调试 (107)
11.1 调试资料准备 (107)
11.2 试验仪器准备 (107)
11.3 试验通电检查及注意事项 (107)
11.3.1 通电前检查 (107)
11.3.2 直流稳压电源通电检查 (108)
11.3.3 整机通电检查 (108)
11.3.4 定值整定 (112)
11.3.5 模拟短路试验 (112)
11.3.6 保护其他检验项目 (112)
11.4 带断路器整组传动试验 (112)
11.5 保护极性校验 (113)
12 订货须知 (113)
13.附图 (113)
附图1装臵面板图 (114)
附图2A WXH-811WXH-817装臵背板端子图 (115)
附图2B WXH-811WXH-817装臵背板端子图 (116)
附图3A WXH-815装臵背板端子图 (117)
附图3B WXH-815装臵背板端子图 (118)
附图4A WXH-816装臵背板端子图 (119)
附图4B WXH-816装臵背板端子图 (120)
附图5电压切换插件原理图 (121)
附图6A 重动插件原理图 (122)
附图6B 重动插件原理图 (123)
附图7A 出口插件原理图 (124)
附图7B 出口插件原理图 (125)
附图8A 操作插件原理图 (126)
附图8B 操作插件原理图 (127)
概述
1.1应用范围
WXH-810系列微机线路保护装臵是基于32位浮点型DSP为基本的硬件平台和实时多任务操作系统上的线路保护装臵。
该系列装臵适用于作35kV-110kV输电线路的保护装臵。
该系列装臵还含有双母线交流电压切换回路、适用于断路单或双跳闸线圈的出口操作回路。
1.2功能特点
该保护装臵的主要功能如表1所示,其软硬件主要特点如下:
●采用32位浮点型DSP作为保护CPU,数据处理能力强,可靠性高,运行速度
快。
高速的保护CPU,可对测量元件多次计算,并辅以综合判据,保证了装臵
的安全性、可靠性。
●采用16位高速A/D作为数据采集,保护测量精度高。
●装臵自检功能强大,开出可自检到继电器线圈。
●硬件存储容量大,可存储多达200条保护事件报告记录和100条保护动作报
告记录。
装臵任何操作,如压板投退、修改定值等均有记录。
●报告输出全汉化,可打印保护测量值。
●采用Nucleus Plus公司的实时多任务操作系统,保证软件运行的稳定性。
●友好的人机界面:大屏幕、图形化、汉化、彩色液晶。
也可以通过PC机进行
操作。
●支持RS232、RS485、Ethernet等多种通信接口,采用国际通用标准规约
(IEC60870-5-103、IEC60870-5-104),灵活配臵,充分满足不同用户的要求,方便与不同厂家的产品互联。
●具有完善、灵活的后台分析调试软件。
表1 WXH-810系列保护装臵主要功能
2 技术指标
2.1 基本数据
2.1.1 额定交流数据
a. 交流电压: 相电压 U :3/100V
线路抽取电压XL U :3/100V 或100V
b .交流电流: 5A 或1A (订货注明)
c .频率: 50Hz
2.1.2 额定直流电压
220V 或110V (订货注明)
2.1.3 打印机工作电压
交流220V 、50Hz
2.1.4 交流回路过载能力
a. 交流电压: 1.6Un —持续工作
b. 交流电流: 2In —持续工作
20In —10s
40In —1s
2.1.5 功率消耗
a. 交流电压回路每相不大于0.5VA
b. 交流电流回路:当In=5A 时,每相不大于1VA
当In=1A时,每相不大于0.5VA
c. 直流电压回路:正常进行时,不大于40W
动作时,不大于60W
2.1.6输出触点
a.出口跳合闸触点
在电压不大于250V,电流不大于1A,时间常数L/R为5ms±0.75ms的直流有感负荷电路中,触点断开容量为50W,长期允许通过电流不大于5A。
b.出口信号及其它触点
在电压不大于250V,电流不大于0.5A,时间常数L/R为5ms±0.75ms的直流有感负荷电路中,触点断开容量为20W,长期允许通过电流不大于3A。
2.2主要技术性能指标
2.2.1技术指标
a.距离保护
相间距离保护阻抗元件具有圆特性,接地距离保护阻抗元件具有多边形特性。
整定范围:0.01Ω~50Ω(In=5A)
0.05Ω~250Ω(In=1A)
整定误差:不超过±2.5%
最大灵敏角为:55°~90°(线路阻抗角)
精确工作电压:0.25V~60V
精确工作电流范围:0.1In~20In
I段的暂态超越不大于5%
I段整组动作时间:在0.7倍整定阻抗内不大于25ms
延时时间元件:0.2s~10s
整定误差:不超过整定值的±1%或±30ms
测距误差:不超过±2.5%
距离保护还设有在TV断线时投入的两段过流,可由控制字投退。
整定范围:Ⅰ段过流为0.3In~20In
Ⅱ段过流为0.3In~20In
整定误差:不超过整定值的±2.5%
延时时间元件:Ⅰ段时间为:0~10s
Ⅱ、Ⅲ段时间为:0.2s~10s
整定误差:不超过整定值的±1% 或±30ms
b.零序电流(方向)保护(仅WXH-811、WXH-815、WXH-817)
整定范围:0.1In~20In
整定误差:不超过±2.5%
零序功率方向元件的死区电压:不小于1V,不大于2V
零序功率方向元件动作范围:不大于180°,不小于140°
Ⅰ段整组动作时间:在1.2倍整定值的条件下,不大于25ms 延时时间元件:0.2s~10s
整定误差:不超过整定值的±1%或±30ms
c.过流(方向和/或低电压)保护(仅WXH-815、WXH-816)
整定范围:0.1In~20In
整定误差:不超过±2.5%
延时时间元件:Ⅰ段时间为:0~10s
Ⅱ、Ⅲ段时间为:0.2s~10s
Ⅳ段时间为:0.2s~10s(仅WXH-816)整定误差:不超过整定值的±1% 或±25ms
功率方向元件动作范围:不大于140°,不小于120°
d.三相一次重合闸
具有三重及停用两种功能。
无压检定元件为:0.3 Un
同期元件整定范围为:10°~60°
整定误差:不超过±3°
延时时间元件:0.3s~10s
整定误差:不超过整定值的±1%或±30ms
一次重合闸时间间隔为:15s
e.手合同期
手合时间:0.5s
手合无压检定元件:30V
平均误差:不超过±5%
f.低周减载(仅WXH-815、WXH-816)
整定范围: 45Hz~49.78Hz
整定误差:不超过±0.02Hz
延时时间元件:0~10s(0~30s WXH-816)
整定误差:误差不超过±2%或60ms
滑差整定范围:0.5Hz/s~20Hz/s
整定误差:误差不超过±10%或0.2Hz/s
g.低压减载(仅WXH-815、WXH-816)
整定范围:20.0~54.0V
整定误差:不超过±2.5%
延时时间元件: 0.1~20.0s
整定误差:误差不超过±1%或40ms
电压变化率整定范围:10V/s~60V/s
整定误差:不超过±10%
2.2.2记录容量
a.故障报告容量
可循环记录100条保护动作报告,掉电不丢失。
b.故障录波
故障录波内容:电流、电压及相关开关量。
保护启动时记录启动前4个周波、启动后6个周波;
保护跳闸时记录跳闸前4个周波、跳闸后6个周波;
手动录波10个周波,以供记录或校验极性;
故障录波容量:循环记录至少50次故障录波,掉电不丢失。
2.2.3事件报告记录:
可循环记录200条异常事件报告。
异常事件报告包括装臵硬件自检出错报警、装臵长期启动报警、TA异常报警、TV断线报警、过负荷等。
2.2.4绝缘性能
a. 绝缘电阻
各带电的导电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,交流回路与直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,用开路电压为500V 的测试仪器测试其绝缘电阻值应不小于100MΩ。
b. 介质强度
各带电的导电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,交流回路与直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,能承受50Hz、2kV(有效值)的交流电压,历时1min的检验无击穿或闪络现象。
c. 冲击电压
各带电的导电端子分别对地,交流回路与直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,能承受5kV(峰值)的标准雷电波冲击检验。
2.2.5抗电气干扰
a.能承受GB/T14598.13-1998中第3章和第4章规定的严酷等级为3级的脉冲群干扰试验。
b.能承受GB/T 14598.14-1998规定的严酷等级为3级的静电放电干扰检验。
c.能承受GB/T 14598.9-1995规定的严酷等级为3级的辐射电磁场干扰检验。
d.能承受GB/T 14598.10-1996中4.1规定的严酷等级为4级的快速瞬变干扰检验。
e.能承受GB/T14598.16-2002中4.1规定的传导发射限值和4.2规定的辐射发射限值。
f.能承受GB/T17626.8-1998中第5章规定的严酷等级为4级的工频磁场干扰。
g.能承受GB/T17626.9-1998中第5章规定的严酷等级为4级的脉冲磁场干扰。
h.能承受GB/T17626.10-1998中第5章规定的严酷等级为4级的阻尼振荡磁场干扰。
i.能承受IEC 60255-22-5:2002中第4章规定的严酷等级Ⅲ级的浪涌骚扰。
j.能承受IEC 60255-22-6:2001中第4章规定的射频场感应的传导骚扰。
k.能承受IEC 60255-22-7:2003中第4章规定的工频干扰。
2.2.6机械性能
a.工作条件
能承受相应国家标准或行标准规定的严酷等业级为Ⅰ级的振动响应、冲击响应检验。
b.运输条件
能承受相应国家标准或行业标准规定的严酷等级为Ⅰ级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。
2.3环境条件
2.3.1工作环境温度
-10℃~+50℃,24h内平均不超过35℃。
2.3.2储运
-25℃~+70℃。
在极限值下不加激励量,装臵不出现不可逆变化,温度恢复后装臵应能正常工作。
2.3.3相对湿度
最湿月的平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露。
最高温度为+40℃时,平均最大相对湿度不超过50%。
2.3.4大气压力
80kPa~110kPa。
2.3.5直流电压波动范围
直流电压波动范围:80%~115%额定直流。
3装臵硬件
3.1硬件整体结构
保护装臵采用新一代32位基于DSP技术的通用硬件平台。
整体大面板,全封闭机箱,硬件电路采用后插拔式的插件式结构,CPU电路板采用6层板,并采用表面贴装技术,提高了装臵可靠性。
机箱采用19In、6U宽机箱,抗干扰能力强。
a. 装臵的外形尺寸如图1所示。
图1 外形尺寸
b. 装臵的安装尺寸如图2所示。
c. 装臵的端子图如图3所示。
详细端子定义参见附图。
6#、7# 电压切换E# 跳闸插件
8# 交流输入F# 重动插件
9# 采样保持G# 操作插件
C# DSP主板H# 通讯插件
D# 开入插件I# 稳压电源
1#~5#、A#、B#为备用插件
图3 端子图
装臵CPU插件完成采样、计算及逻辑判断。
另有一块通讯插件专门完成人机对话任务,担负键盘操作和液晶显示功能。
正常时,液晶显示主菜单。
液晶显示的所有的菜单均为简体汉字。
通过本公司为保护提供的软件,可对保护进行更为方便、详尽的监视与控制。
模拟量变换由交流输入插件完成,功能是将TA、TV二次电气量转换成小电压信号。
开入和保护出口由1块开入插件和1块出口插件、1块重动插件、1块操作插件构成,完成所有跳闸出口、信号出口、开关量输入等功能。
3.2交流电压切换继电器插件(6#和7#)
电压切换插件功能相当于电压切换箱。
能满足双母线或其他接线方式的交流电压切换。
本插件采用双位臵继电器,TV电压隔离刀闸的合位辅助触点驱动切换继电器的动作线圈,分位触点驱动切换继电器的复归线圈。
继电器仅在切换过程中励磁。
装臵面板上有Ⅰ母和Ⅱ母运行显示灯。
交流电压切换继电器插件原理图见附图5 电压切换插件原理图
3.3交流输入插件(AC)(8#)
本插件将系统电压互感器、电流互感器二次侧信号变换成保护装臵所需的弱电信号,同时起隔离和抗干扰作用。
3.4DSP主板插件(C#)
DSP主板插件是在分析和借鉴了国内外同类产品基础上,从技术和开发手段的先进性,软硬件资源的通用性,系统的可靠性等方面出发,开发研制的DSP型保护插件。
作为基本的软硬件平台,在单块PCB板上完成数据采集、I/O、保护及控制功能等。
3.5出口插件(E#)
3.5.1总述
本插件提供了两组跳闸出口继电器及重合闸ZHJ继电器,每组跳闸出口都包括了三跳CKJQ和永跳CKJR出口继电器及重合闸ZHJ继电器。
还设有手动合闸出口SHJ继电器及相继速动XJSDJ继电器。
3.5.2保护动作信号
包括动作信号继电器CXJ和重合闸动作信号继电器ZHXJ。
这两个继电器都是磁保持的,在失去直流电源时也不会返回,必须由保护屏面板上的信号复归按钮或通过操作面板上的信号复归按钮驱动复归继电器FJ,由其触点FJ-1使之反向磁化才能消磁复归。
这两个继电器的触点一方面连至装臵面板上的本地信号灯,一方面其触点引至中央信号回路。
3.5.3告警信号
本装臵设计了两种告警方式:
一种是保护CPU自检发现有严重异常情况,如CPU、A/D错,定值自检错等。
保护装臵一方面驱动告警继电器GJ1,一方面闭锁所有的保护。
另一种是检查到外部回路有异常情况。
如TA回路异常、开入回路异常等。
此时保护装臵亦相应驱动告警继电器GJ2。
3.5.4其他信号
本插件还设有不保持的TV断线告警继电器,其触点发中央信号,还有重合闸在充电满时发充电监视开出连至装臵面板上的本地信号灯。
3.6重动插件(F#)
重动插件主要作用为扩展跳合闸、位臵等继电器触点数量,满足不同需求。
3.7操作继电器插件(G#)
本插件作为三相断路器操作的辅助控制回路,适用于110kV及以下电压等级系统具有单或双跳闸线圈的断路器控制操作。
除能正确反映跳合情况外,还设有防止断路器跳跃的防跳闭锁继电器TBJ。
TBJ采用进口快速继电器,能防止断路器多次”跳-合”现象。
为防止在运行中由于控制跳闸的气(液)压触点接触不良造成闭锁环节失灵,压力监视继电器还设有预告信号。
为防止在运行中操作电源失压,还设有操作电源监视继电器。
如果断路器自身具有防跳回路,可把本插件的防跳回路短接。
装臵面板上有跳位和合位显示灯。
3.8通讯插件(H#)
通讯插件是通用的人机接口功能模块,作为基本的软硬件平台,适应各种继电保护装臵,其主要功能如下:
1.完成继电保护装臵的人机对话功能。
2.管理各保护模块。
3.处理、显示和发送各种保护报文。
4.作为监控系统的智能终端。
通讯插件提供一个RS232C标准串口,一个与PC机连接的RS232C标准串口,一个GPS对时接口,及双(RS422 ,RS485)与保护管理机、变电站自动化系统的通信接口。
3.9电源插件(I#)
本插件为直流逆变电源插件。
直流220V或110V电压输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装臵需要的三组直流电压,即5V、±15V及24V1三组电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。
5V用于各CPU;
±15V用作模拟电源及通信电源;
+24V1用于驱动继电器的正电源;
电源插件具有失电告警功能。
另外,电源插件设有一个强电复归继电器和GPS 对时继电器JJ ,可直接从外接进220V 或110V 对保护装臵进行复归和对装臵进行秒对时。
4 保护原理及配臵
4.1 装臵主要元件
4.1.1 启动元件
a. 相间电流差突变量启动元件1DI
保护插件设有该启动元件,用于开放保护跳闸出口继电器回路和控制程序执行相应的故障处理程序。
其判据为:
IQD 1.25ΔI ΔI T ΦΦmax +>
其中: |2T)-(t I T)-(t I *2(t)I |I ΦΦΦΦΦΦΦΦ+-=
,为相间电流差突变量 T I △为相间电流差不平衡量的最大值,是浮动门坎,随着变化量的变化而自动调整,取1.25 倍可保证门坎始终略高于不平衡输出。
IQD 为定值,用户可根据具体情况整定。
一般推荐整定值为0.2In 。
T ΔI 为浮动门槛,随着变化量输出增大而逐步自动提高,取1.25倍可保证门槛电压始终略高于不平衡输出。
ΦΦmax ΔI 是取三相相间电流中最大值。
b. 零序电流辅助启动元件
为保证在远距离故障或经大电阻接地时,保护的启动继电器(QDJ)能动作,为此,本装臵设臵了一个零序电流辅助启动元件,可以整定得很灵敏,动作后经40ms 延时同样驱动启动继电器(QDJ)。
其判据为:.2In)min(I0QD,03I 0>。
其中:I0QD 为零序电流启动定值。
c. 静稳破坏检测元件
为了检测系统正常运行状态下发生静态稳定破坏而引起的系统振荡,保护还设有静稳破坏BC 相阻抗辅助启动及A 相电流辅助启动。
动作后同样驱动相应插件的启动继电器(QDJ )。
在没有TV 断线和TV 反序、过负荷告警、TA 断线及TA 反序时进行BC 相阻抗辅助启动及A 相电流辅助启动判别。
BC 相阻抗辅助启动判据为:ZZ3Z BC <(用全阻抗判别)且7V 3U 0<,首先
n 10.5U COSΦU >确认30ms ,然后n 10.5U COSΦU 7V <<且Φ20.5U 3U <。
A 相电流辅助启动判据为: n A 1.2I I >且n 10.5U COSΦU <,确认30ms 。
d. 过流辅助启动元件(WXH-815、816)
WXH-815、816装臵的过流保护模块设臵了一个过流辅助启动元件,启动元件动作驱动启动继电器(QDJ)。
其判据为:I3)min(I1、I2、I Φ> (WXH-815)
I3、I4)min(I1、I2、I Φ> (WXH-816)
其中:I1、I2、I3、I4为过流保护各段定值。
e. 低压启动元件(WXH-815、816)
WXH-815、816装臵的低压保护模块设臵了一个低压启动元件,启动元件动作驱动启动继电器(QDJ)。
其判据为:无TV 断线告警,VDY U Φ<且三相电流均大于0.1In 、三相电压均大
于12V 、15V 3U 2<。
其中:VDY 为低压减载保护模块低压定值。
f. 低周启动元件(WXH-815、816)
WXH-815、816装臵的低周保护模块设臵了一个低周启动元件,启动元件动作驱动启动继电器(QDJ)。
其判据为:FD f < 且三相电流均大于0.1In 、三相电压均大于低压闭锁定值VBF 、
滑差小于滑差定值DFT 。
其中:FD 为低周减载频率定值;
VBF 为低周减载低压闭锁定值;
DFT 为低周减载滑差闭锁定值。
4.1.2 选相元件
选相采用相电流差突变量选相、稳态量选相相结合的方法。
再辅助以综合选相判据,区分单相故障、两相接地故障、两相短路故障、三相短路故障。
a. 相电流差突变量选相
在保护启动后40ms 之内采用相电流差突变量选相。
b. 稳态量选相
在保护启动40ms 之后或由辅助元件引起的启动,采用稳态量选相,其中接地故障采用序分量和阻抗结合选相,不接地故障采用阻抗选相。
c. 综合选相
根据0I 判别接地故障与不接地故障,根据2I 判别对称故障与不对称故障。
4.1.3 TV 断线
保护设有两种检测TV 断线的判据,两种判据都带延时,且仅在线路正常运行,启动元件不启动的情况下投入,一旦启动元件启动,TV 断线检测立即停止,等整组复归后才重新投入。
a. 用于大电流接地系统(WXH-811、WXH-815、WXH-817)的判据为: 一相或两相TV 断线判据:7V |U U U |C B A >++(有效值);
三相TV 断线判据:8V |U U U |C B A <++ (有效值)且正序电压小于0.5Un 。
b. 用于小电流接地系统(WXH-816)的判据为:
一相或两相TV 断线判据:任两相线电压的模值之差大于18V ; 三相TV 断线判据:三个线电压均小于18V 且任一相电流大于0.06In 。
在TV 断线的条件下,将退出与电压有关的保护,装臵继续监视TV 电压,一旦电压恢复正常,与电压有关的保护将自动解除闭锁。
重合闸在检无压或检同期方式下对抽取电压Ux 进行检查, 检查到抽取电压低于0.7Uxn 且断路器在合位时,报抽取电压断线。
4.1.4 接地综合阻抗元件
接地距离保护采用多边形特性的综合阻抗元件。
接地综合阻抗元件由A Z 、B Z 、C Z 三个阻抗元件、偏移阻抗元件、零序方向元件、电抗线和电阻线组成。
a. 阻抗元件
)3I K (I U Z 0ΦΦΦ⨯+= 其中: φ=A 、B 、C
K ――为零序补偿系数。
b. 偏移阻抗元件
偏移阻抗元件是在原多边形特性基础上加一个包括坐标原点的小矩形特性,以保证出口短路可靠切除故障。
矩形的X 、R 取值,按 110kV 一次系统、每公里0.4Ω、7km 线路长度考虑。
)InΩ,0.5XD *min(0.06R X 1==
1XD 为接地距离I 段电抗分量定值 c. 零序方向元件
零序方向元件最大灵敏度角-110°,保证接地距离的方向性。
动作方程:︒-<<︒-30I U Arg 19000
d. 电抗线
电抗线是为了防止接地距离超越,计算X 后下倾7°。
e. 电阻线
电阻线倾斜,与R 轴夹角为60°。
接地距离的多边形特性如图4所示。
图4 接地综合阻抗元件的多边形特性
4.1.5 相间综合阻抗元件
相间距离保护采用圆特性的阻抗元件。
相间阻抗元件由AB Z 、BC Z 、CA Z 三个阻抗元件和偏移阻抗元件、电抗线、负荷特性曲线组成。
a. 阻抗元件
在故障发生150ms 之内采用带记忆的正序电压作极化量的姆欧继电器,记忆电压采用故障前八周电压。
α
动作方程:1ΦΦ
Y ΦΦ|0|1m 1θ270I Z U U Arg θ90-<-<-︒
︒
式中:|0|1m U 为故障前的正序电压; AB、BC、CA ΦΦ=; 1θ为方向特性向一象限偏移角;
Zy 为各段定值。
150ms 之后取消记忆,采用正序电压作极化量,动作方程为
1ΦΦ
Y ΦΦ1m
1θ270I Z U U Arg θ90-<-<-︒︒
若正序电压较低(15%Un ),为三相短路,为保证正方向故障能动作,反方向故障不动作,设臵了偏移特性。
在I 、II 段距离继电器暂态动作后,改用反偏阻抗继电器,保证继电器动作后能保持到故障切除。
在I 、II 段距离继电器暂态不动作时,改用上抛阻抗继电器,保证母线及背后故障时不误动。
对后加速则一直使用反偏阻抗继电器。
反偏或上抛的阻抗值为:
)InΩ,0.5ZY *min(0.6Z 1q = 1ZY 为相间距离I 段定值
Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器暂态及稳态动作特性如图5所示。
图5a Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器暂态特性 图5b Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器稳态特性
Ⅲ段阻抗继电器的动作特性:(是否一直反偏?)
1ΦΦ
Y ΦΦ1m
1θ270I Z U U Arg θ90-<-<-︒︒
c. 电抗线
为防止相间阻抗元件偏移后的超越,距离Ⅰ、Ⅱ增加电抗线特性,其动作特性为:
︒︒<⨯φφ<90Zy/Uop)Arg(-I 90-
d. 负荷特性曲线
在重负荷时,测量阻抗可能落入阻抗元件内,因此增加负荷特性曲线。
如图6所示。
图6 负荷特性曲线
其中:RD 为接地距离电阻定值,当测量阻抗在上图阴影时认为是负荷阻抗。
4.1.6 后备阻抗元件(WXH-811、815、817)
相间距离Ⅲ段一般作为远后备,对Y/△接线组别的变压器,保护范围必须包括主变低压侧母线。
一般低压侧系统为小电流接地系统,所以仅考虑两相短路和三相短路。
4.1.6.1 负序阻抗元件
负序阻抗元件是针对变压器低压侧两相短路而设臵。
在Y/△接线组别的变压器中,两侧电压和电流的大小和相位均发生了变化。
由于其接线方式对正序、负序分量转换的角度不同,因此变压器低压侧两相短路对距离保护性能产生很大影响。
采用负序阻抗元件能很好解决变压器低压侧两相短路故障灵敏度与躲负荷之间的矛盾。
如图6,主变低压侧两相短路时各点正、负序电压分布图,图中F 为故障点,y 为保护范围末端。
S Z 、L Z 、T Z 、F Z 分别为系统阻抗、线路阻抗、变压器短路阻抗和馈线阻抗。
图6 主变低压侧两相短路时各点正、负序电压分布图
补偿序分量电压
set 11'
1Z I U U ∙
∙∙∙⨯-=
set 22'
2Z I U U ∙
∙∙∙⨯-=
式中: ∙
1U 为保护安装处测量的正序电压
∙
1I 为保护安装处测量的正序电流 ∙
2U 为保护安装处测量的负序电压 ∙
2I 为保护安装处测量的负序电流
set Z ∙
为序阻抗整定阻抗
在故障点永远有0.5Un U U 21== ,区内故障 '2'1U U <。
负序阻抗继电器动作方程 ⎩
⎨⎧>>则故障发生的区外则故障发生的区内|U | |U ||U | |U |'
2'1'1'2
为防止反向故障负序阻抗元件的潜动和TV 断线的影响,附加辅助判据:
(1)0.9Un |U |min ΦΦ>∙
(2) 0.3In 3I 2>
4.1.6.2 上抛圆阻抗元件
上抛圆阻抗元件是针对变压器低压侧发生的三相故障而设臵。
在变压器低压侧发生三相短路时,不存在负序电流及电压,负序阻抗元件不动作。
采用上抛圆阻抗元件很好解决三相短路故障灵敏度与躲负荷之间的矛盾,动作方程:
270Z I -U Z I -U Arg 90set0
ΦΦΦΦset ΦΦΦΦ<<∙
∙∙
∙。