南瑞綜保SAI-983數(shù)字式配電變綜合保護(hù)繼電保護(hù)測(cè)控儀表電力微機(jī)

1．裝置簡(jiǎn)介

SAI-983數(shù)字式配電變綜合保護(hù)裝置是以電流電壓及非電量保護(hù)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(hù)裝置，適用于66kV及以下電壓等級(jí)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(hù)，各段可獨(dú)立整定成帶或不帶復(fù)合電壓閉鎖。

l 相間過(guò)流反時(shí)限。

l 相間負(fù)序過(guò)流保護(hù)。

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(hù), 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(bào)警。

l 中性點(diǎn)(低壓側(cè))零序過(guò)流

l 中性點(diǎn)(低壓側(cè))零序反時(shí)限

l 過(guò)負(fù)荷告警、跳閘功能可選。

l 低電壓保護(hù)功能。

l 變壓器的非電量保護(hù)

l PT斷線自動(dòng)檢測(cè)。檢測(cè)到PT斷線時(shí)可設(shè)置為退出經(jīng)方向或電壓閉鎖的各段保護(hù)，也可設(shè)置為暫時(shí)取消方向或電壓閉鎖功能。電壓恢復(fù)正常后，被閉鎖功能重新自動(dòng)投入

l 獨(dú)立測(cè)量回路

2.2 主要技術(shù)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(diǎn)容量

信號(hào)回路接點(diǎn)載流容量   400VA

信號(hào)回路接點(diǎn)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(shí)間元件：                   < 20ms

頻率偏差：               < 0.02Hz

滑差定值：               < 3%

2.2.5整組動(dòng)作時(shí)間(包括繼電器固有時(shí)間)

    速動(dòng)段的固有動(dòng)作時(shí)間：

1.2倍整定值時(shí)測(cè)量，不大于35ms

2.2.6模擬量測(cè)量回路精度

裝設(shè)專用測(cè)量子模件的測(cè)控裝置：

電流、電壓：0.2級(jí)

功率、電度：0.5級(jí)

3．裝置背板端子及說(shuō)明

3.1 裝置背板端子

3.2 交流插件

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

端子1x7、1x8為測(cè)量CT的A相輸入，1x9、1x10為測(cè)量CT的B相輸入，1x11、1x12為測(cè)量CT的C相輸入。

端子1x13、1x14為高壓側(cè)零序保護(hù)CT輸入。

端子1x15、1x16為低壓側(cè)零序保護(hù)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(kāi)入量K1。

端子3x2為開(kāi)入量K2。

端子3x3為開(kāi)入量K3。

端子3x4為開(kāi)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(chǔ)能。

端子3x12為投低壓。

端子3x13為信號(hào)復(fù)歸。

端子3x15~3x16為GPS對(duì)時(shí)脈沖。

端子3x17~3x18為RS485+,RS485-。

端子3x19~3x20為CANH,CANL。

端子3x14為開(kāi)入公共端。

開(kāi)入電源為220V。當(dāng)輸入為直流220V時(shí)端子3x14接-220V，外部開(kāi)入串入220V+接入。

本插件內(nèi)含通信速度極高、具備通用性接口的以太網(wǎng)芯片，以太網(wǎng)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(gè)RJ45通信接口，以UTP5線為通信介質(zhì)。

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(fù)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(fù)端(TWJ-)。

端子4x11為合位繼電器負(fù)端(HWJ-)。

端子4x12為位置繼電器公共端。

端子4x13為保護(hù)合閘入口。

端子4x14為保護(hù)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(yuǎn)動(dòng)信號(hào)。其中4x23為保護(hù)動(dòng)作、4x24為裝置告警、4x25為信號(hào)公共。

端子4x21為備用端子，內(nèi)部與機(jī)箱連接。

注意：本裝置考慮了棄用裝置內(nèi)部防跳回路而改用斷路器自身防跳回路的方式，只需斷開(kāi)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(diǎn)。

 

4．保護(hù)原理

由于采用了32位微處理器后運(yùn)算性能極大提高，本裝置采用實(shí)時(shí)計(jì)算各保護(hù)元件的方式，不再設(shè)置專門的啟動(dòng)元件，所有元件均實(shí)時(shí)計(jì)算出，相對(duì)簡(jiǎn)化了保護(hù)邏輯，以利于提高保護(hù)裝置的整體可靠性。

4.1 復(fù)合電壓元件

復(fù)壓閉鎖元件設(shè)有復(fù)壓閉鎖低電壓、復(fù)壓閉鎖負(fù)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(gè)線電壓任一個(gè)小于相間過(guò)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(jī)反充電等非故障情況下不出現(xiàn)誤動(dòng)作。

負(fù)序電壓元件：

當(dāng)負(fù)序電壓U2>復(fù)壓閉鎖負(fù)序電壓定值時(shí)，條件滿足。

當(dāng)?shù)碗妷涸拓?fù)序電壓元件任一個(gè)條件滿足時(shí)，復(fù)壓閉鎖元件動(dòng)作，開(kāi)放過(guò)電流保護(hù)。

4.2 過(guò)電流元件

裝置實(shí)時(shí)計(jì)算并進(jìn)行兩段過(guò)流判別。當(dāng)任一相電流大于I段電流定值1.2倍時(shí)，裝置瞬動(dòng)段出口跳閘的時(shí)間不大于35ms(包括繼電器的固有動(dòng)作時(shí)間)。為了躲開(kāi)線路避雷器的放電時(shí)間，本裝置中I段也設(shè)置了可以獨(dú)立整定的延時(shí)時(shí)間。

裝置在執(zhí)行三段過(guò)流判別時(shí)，各段判別邏輯一致，其動(dòng)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(shí)定值

3) 相應(yīng)于過(guò)流相的復(fù)合電壓條件滿足（若需要）

4.3 反時(shí)限元件

本裝置反時(shí)限保護(hù)有過(guò)電流反時(shí)限和中性點(diǎn)零序反時(shí)限，它們保護(hù)邏輯相同。

反時(shí)限保護(hù)元件是動(dòng)作時(shí)限與被保護(hù)設(shè)備中電流大小自然配合的保護(hù)元件，通過(guò)平移動(dòng)作曲線，可以非常方便地實(shí)現(xiàn)全線的配合。常見(jiàn)的反時(shí)限特性解析式大約分為三類，即標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限、非常反時(shí)限、極端反時(shí)限，本裝置中反時(shí)限特性由整定值中反時(shí)限指數(shù)整定。各反時(shí)限特性公式如下：

a).一般反時(shí)限

 

b). 特殊反時(shí)限

 

c).極端反時(shí)限

 其中： tp為時(shí)間系數(shù)，范圍是（0.05～1）

Ip為電流基準(zhǔn)值

I為故障電流

t為跳閘時(shí)間

4.4 負(fù)序過(guò)流保護(hù)

Ia、Ib、Ic三相電流或Ia、Ic兩相電流計(jì)算得出相間負(fù)序電流，設(shè)兩段定時(shí)限相間負(fù)序過(guò)流保護(hù)，Ⅰ段可用作斷相保護(hù)，Ⅱ段可用作不平衡保護(hù)，其動(dòng)作條件為：

I2>I2dn； I2dn：n段負(fù)序電流定值，I2為負(fù)序電流

T>T2dn；  T2dn：n段延時(shí)定值

4.5 過(guò)負(fù)荷保護(hù)

過(guò)負(fù)荷元件監(jiān)視三相的電流，其動(dòng)作條件為：

1）MAX(IF)>Ifh； Ifh為過(guò)負(fù)荷電流定值

2）T>Td；        Tgfh為延時(shí)定值

過(guò)負(fù)荷報(bào)警與跳閘可從定值中選擇。

 

4.6 零序過(guò)電流元件

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

1)3I0>I0n ； I0n： 接地N段定值

2)T>T0n ；T0n： 接地N段延時(shí)定值

對(duì)于此元件的瞬時(shí)段，當(dāng)零序電流3I0大于1.2倍的I段定值時(shí)，裝置的出口跳閘時(shí)間不大于35ms。

4.7中性點(diǎn)(低壓側(cè))接地保護(hù)

裝置檢測(cè)變壓器低壓側(cè)零序電流，在變壓器負(fù)載熔斷器拒絕熔斷時(shí)，作為其后備保護(hù)。裝置設(shè)置一段低壓側(cè)定時(shí)限零序過(guò)流保護(hù)和一段反時(shí)限零序過(guò)流保護(hù)。定時(shí)限零序過(guò)流動(dòng)作條件為：

IoL>IoLdz；IoLdz為電流定值，IoL為高壓側(cè)零序電流

T>ToL；    ToL為延時(shí)定值

4.8 欠壓保護(hù)元件

    欠壓元件的動(dòng)作條件：

1) 三個(gè)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(shí)時(shí)間到。

4.9零序過(guò)電壓告警

裝置設(shè)置零序過(guò)電壓報(bào)警保護(hù), 其動(dòng)作條件如下：

1）3Uo>Ud； Ud：零序過(guò)電壓定值

2) T>Td  ；      Td：延時(shí)定

4.10非電量保護(hù)

    本裝置可設(shè)置4路跳閘/報(bào)警可設(shè)置的非電量信號(hào)和2路直接報(bào)警信號(hào)。每一路動(dòng)作時(shí)間都可獨(dú)立設(shè)置。當(dāng)不使用時(shí)，可將其對(duì)應(yīng)開(kāi)入設(shè)置為常規(guī)開(kāi)入信號(hào)。

4.11 PT斷線檢測(cè)

在下面兩個(gè)條件之一得到滿足的時(shí)候，裝置報(bào)發(fā)“PT斷線”信息并點(diǎn)亮告警燈：

正序電壓小于30伏，而任一相電流大于0.1A；

負(fù)序電壓大于8伏； 

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

4.12 數(shù)據(jù)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(hù)跳閘合閘命令。

為避免因系統(tǒng)擾動(dòng)使保護(hù)頻繁啟動(dòng)，導(dǎo)致存儲(chǔ)不需要的數(shù)據(jù)，本裝置錄波數(shù)據(jù)僅當(dāng)保護(hù)動(dòng)作后，才存入FLASH RAM中（掉電保持）。否則，本次數(shù)據(jù)只保存在RAM中（掉電不保持），可被PC機(jī)讀取。

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

本裝置除記錄系統(tǒng)擾動(dòng)數(shù)據(jù)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(dòng)化系統(tǒng)配合

本系列裝置可用于自動(dòng)化變電站也可用于非自動(dòng)化變電站。

裝置自動(dòng)檢測(cè)遙控電源作為遠(yuǎn)方就地條件，有遙控電源時(shí)允許遠(yuǎn)控，否則禁止遙控命令對(duì)斷路器進(jìn)行操作。

本裝置提供的標(biāo)準(zhǔn)通信接口為以太網(wǎng)接口和串行RS485通信接口。裝置集成了IEC 60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約，為高度開(kāi)放的終端系統(tǒng)。同時(shí)，通過(guò)本公司提供的SAI828TX系列網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器，可方便地與各種不同系統(tǒng)接駁。