南瑞綜保SAI-983數(shù)字式配電變綜合保護繼電保護測控儀表電力微機

1．裝置簡介

SAI-983數(shù)字式配電變綜合保護裝置是以電流電壓及非電量保護為基本配置的成套站用變、廠用變、接地變等配電變壓器保護裝置，適用于66kV及以下電壓等級的變電站、發(fā)電廠、所用、廠用、接地用變壓器。

表1 SAI-983功能配置表

2．裝置性能

2.1 基本配置：

l 反映相間故障的二段式相間電流保護，各段可獨立整定成帶或不帶復合電壓閉鎖。

l 相間過流反時限。

l 相間負序過流保護。

l 反映小電阻接地系統(tǒng)接地故障的三段式零序電流保護, 其中零序Ⅲ段可整定為零序電壓閉鎖或者方向閉鎖。三段零序均可整定為跳閘或者報警。

l 中性點(低壓側)零序過流

l 中性點(低壓側)零序反時限

l 過負荷告警、跳閘功能可選。

l 低電壓保護功能。

l 變壓器的非電量保護

l PT斷線自動檢測。檢測到PT斷線時可設置為退出經方向或電壓閉鎖的各段保護，也可設置為暫時取消方向或電壓閉鎖功能。電壓恢復正常后，被閉鎖功能重新自動投入

l 獨立測量回路

2.2 主要技術性能

2.2.1采樣回路精確工作范圍（5％誤差）

電壓：3 V～120V 

電流：0.08In～20In

2.2.2接點容量

信號回路接點載流容量   400VA

信號回路接點斷弧容量   60VA

2.2.3跳合閘電流

斷路器跳閘電流           0.5A～5A

斷路器合閘電流          0.5A～5A

2.2.4各類元件精度

電流元件：               < 3%

電壓元件：               < 3%

檢同期角度：                  < 2°

時間元件：                   < 20ms

頻率偏差：               < 0.02Hz

滑差定值：               < 3%

2.2.5整組動作時間(包括繼電器固有時間)

    速動段的固有動作時間：

1.2倍整定值時測量，不大于35ms

2.2.6模擬量測量回路精度

裝設專用測量子模件的測控裝置：

電流、電壓：0.2級

功率、電度：0.5級

3．裝置背板端子及說明

3.1 裝置背板端子

3.2 交流插件

端子1x1、1x2為保護CT的A相輸入，1x3、1x4為保護CT的B相輸入，1x5、1x6為保護CT的C相輸入。

端子1x7、1x8為測量CT的A相輸入，1x9、1x10為測量CT的B相輸入，1x11、1x12為測量CT的C相輸入。

端子1x13、1x14為高壓側零序保護CT輸入。

端子1x15、1x16為低壓側零序保護CT輸入。

端子1x17、1x18為備用輸入。

端子1x19、1x20為零序電壓3U0。

端子1x21、1x22、1x23、1x24為母線電壓A、B、C、N輸入，星形接法。

3.3 CPU插件

端子3x1為開入量K1。

端子3x2為開入量K2。

端子3x3為開入量K3。

端子3x4為開入量K4。

端子3x5為重瓦斯。

端子3x6為輕瓦斯。

端子3x7為油溫高。

端子3x8為壓力釋放。

端子3x9為超高溫。

端子3x10為高溫。

端子3x11為彈簧未儲能。

端子3x12為投低壓。

端子3x13為信號復歸。

端子3x15~3x16為GPS對時脈沖。

端子3x17~3x18為RS485+,RS485-。

端子3x19~3x20為CANH,CANL。

端子3x14為開入公共端。

開入電源為220V。當輸入為直流220V時端子3x14接-220V，外部開入串入220V+接入。

本插件內含通信速度極高、具備通用性接口的以太網芯片，以太網為本裝置接入系統(tǒng)的主要通信接口。通常方式，裝置提供兩個RJ45通信接口，以UTP5線為通信介質。

3.4 邏輯及跳閘插件

邏輯及跳閘插件上有兩組12聯(lián)端子，端子定義為：

端子4x1為控制電源+。

端子4x2為手合入口。

端子4x3為手跳入口。

端子4x4為合閘入口。

端子4x5為跳閘入口。

端子4x6為控制電源-。

端子4x7為合圈。接斷路器合閘線圈。

端子4x8為TWJ負端。

端子4x9為跳圈。接斷路器跳閘線圈。

端子4x10為跳位繼電器負端(TWJ-)。

端子4x11為合位繼電器負端(HWJ-)。

端子4x12為位置繼電器公共端。

端子4x13為保護合閘入口。

端子4x14為保護跳閘入口。

端子4x15為遙控合閘入口。

端子4x16為遙控跳閘入口。

端子4x17為遙控+入口。

端子4x20~4x21為備用出口。

端子4x18~4x19為備用出口。

端子4x22~4x24為遠動信號。其中4x23為保護動作、4x24為裝置告警、4x25為信號公共。

端子4x21為備用端子，內部與機箱連接。

注意：本裝置考慮了棄用裝置內部防跳回路而改用斷路器自身防跳回路的方式，只需斷開跳線JP1即可。

3.5 電源插件

電源插件上有兩組12聯(lián)端子，端子定義為：

端子2x1~2x17為可邏輯編程的跳閘出口（選配功能）。其中：

端子2x1、2x2為出口1；端子2x3、2x4為出口2；端子2x5、2x6為出口3；端子2x7、2x8為出口4；端子2x9、2x10為出口5；2x11、2x12、2x13分別為出口6、7、2X14為出口67公共；2x15、2x16、2x17分別為出口8’、2x17出口8公共。

端子2x18、2x19為24V輸出+、-；

端子2x21、2x23為裝置電源，交直流220輸入。

端子2x24為裝置接大地點。

 

4．保護原理

由于采用了32位微處理器后運算性能極大提高，本裝置采用實時計算各保護元件的方式，不再設置專門的啟動元件，所有元件均實時計算出，相對簡化了保護邏輯，以利于提高保護裝置的整體可靠性。

4.1 復合電壓元件

復壓閉鎖元件設有復壓閉鎖低電壓、復壓閉鎖負序電壓。

低電壓元件：

采用線電壓按相閉鎖方式，各相電流元件的閉鎖情況為：

參與閉鎖一相電流元件的兩個線電壓任一個小于相間過流低壓閉鎖定值，低電壓元件條件滿足。利用此元件，可以保證裝置在電機反充電等非故障情況下不出現(xiàn)誤動作。

負序電壓元件：

當負序電壓U2>復壓閉鎖負序電壓定值時，條件滿足。

當?shù)碗妷涸拓撔螂妷涸我粋€條件滿足時，復壓閉鎖元件動作，開放過電流保護。

4.2 過電流元件

裝置實時計算并進行兩段過流判別。當任一相電流大于I段電流定值1.2倍時，裝置瞬動段出口跳閘的時間不大于35ms(包括繼電器的固有動作時間)。為了躲開線路避雷器的放電時間，本裝置中I段也設置了可以獨立整定的延時時間。

裝置在執(zhí)行三段過流判別時，各段判別邏輯一致，其動作條件如下：

1) IF>Idn ；Idn為n段電流定值，IF為相電流

2) T>Tdn   ；Tdn 為n段延時定值

3) 相應于過流相的復合電壓條件滿足（若需要）

4.3 反時限元件

本裝置反時限保護有過電流反時限和中性點零序反時限，它們保護邏輯相同。

反時限保護元件是動作時限與被保護設備中電流大小自然配合的保護元件，通過平移動作曲線，可以非常方便地實現(xiàn)全線的配合。常見的反時限特性解析式大約分為三類，即標準反時限、非常反時限、極端反時限，本裝置中反時限特性由整定值中反時限指數(shù)整定。各反時限特性公式如下：

a).一般反時限

 

b). 特殊反時限

 

c).極端反時限

 其中： tp為時間系數(shù)，范圍是（0.05～1）

Ip為電流基準值

I為故障電流

t為跳閘時間

4.4 負序過流保護

Ia、Ib、Ic三相電流或Ia、Ic兩相電流計算得出相間負序電流，設兩段定時限相間負序過流保護，Ⅰ段可用作斷相保護，Ⅱ段可用作不平衡保護，其動作條件為：

I2>I2dn； I2dn：n段負序電流定值，I2為負序電流

T>T2dn；  T2dn：n段延時定值

4.5 過負荷保護

過負荷元件監(jiān)視三相的電流，其動作條件為：

1）MAX(IF)>Ifh； Ifh為過負荷電流定值

2）T>Td；        Tgfh為延時定值

過負荷報警與跳閘可從定值中選擇。

 

4.6 零序過電流元件

    零序過電流元件的實現(xiàn)方式基本與過流元件相同，滿足以下條件時出口跳閘：

1)3I0>I0n ； I0n： 接地N段定值

2)T>T0n ；T0n： 接地N段延時定值

對于此元件的瞬時段，當零序電流3I0大于1.2倍的I段定值時，裝置的出口跳閘時間不大于35ms。

4.7中性點(低壓側)接地保護

裝置檢測變壓器低壓側零序電流，在變壓器負載熔斷器拒絕熔斷時，作為其后備保護。裝置設置一段低壓側定時限零序過流保護和一段反時限零序過流保護。定時限零序過流動作條件為：

IoL>IoLdz；IoLdz為電流定值，IoL為高壓側零序電流

T>ToL；    ToL為延時定值

4.8 欠壓保護元件

    欠壓元件的動作條件：

1) 三個線電壓均低于欠電壓定值；

2) 本線路三相電流均小于有流整定值；（可投退）

3) 斷路器必須在合位；

4) 延時時間到。

4.9零序過電壓告警

裝置設置零序過電壓報警保護, 其動作條件如下：

1）3Uo>Ud； Ud：零序過電壓定值

2) T>Td  ；      Td：延時定

4.10非電量保護

    本裝置可設置4路跳閘/報警可設置的非電量信號和2路直接報警信號。每一路動作時間都可獨立設置。當不使用時，可將其對應開入設置為常規(guī)開入信號。

4.11 PT斷線檢測

在下面兩個條件之一得到滿足的時候，裝置報發(fā)“PT斷線”信息并點亮告警燈：

正序電壓小于30伏，而任一相電流大于0.1A；

負序電壓大于8伏； 

裝置在檢測到PT斷線后，可根據控制字選擇，或者瞬時退出帶方向元件、電壓元件的各段保護，或者瞬時退出方向、電壓元件，并在9秒后發(fā)出“PT斷線”信號。PT斷線檢測功能可以通過控制字投退。

4.12 數(shù)據記錄

本裝置具備故障錄波功能?？捎涗浀哪M量為Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、I0z,U0，可記錄的狀態(tài)量為斷路器位置、保護跳閘合閘命令。

為避免因系統(tǒng)擾動使保護頻繁啟動，導致存儲不需要的數(shù)據，本裝置錄波數(shù)據僅當保護動作后，才存入FLASH RAM中（掉電保持）。否則，本次數(shù)據只保存在RAM中（掉電不保持），可被PC機讀取。

可記錄的錄波報告為4至10個，可記錄的事件不少于1000條。數(shù)據存入FLASH RAM中。

本裝置除記錄系統(tǒng)擾動數(shù)據外，還記錄裝置的操作事件、狀態(tài)輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。

5．與變電站自動化系統(tǒng)配合

本系列裝置可用于自動化變電站也可用于非自動化變電站。

裝置自動檢測遙控電源作為遠方就地條件，有遙控電源時允許遠控，否則禁止遙控命令對斷路器進行操作。

本裝置提供的標準通信接口為以太網接口和串行RS485通信接口。裝置集成了IEC 60870-5-103標準通信規(guī)約，為高度開放的終端系統(tǒng)。同時，通過本公司提供的SAI828TX系列網絡通信服務器，可方便地與各種不同系統(tǒng)接駁。