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PSL631A技术说明书
PSL631A
数字式断路器保护装置
技术说明书
国电南京自动化股份有限公司
2003年6月
*本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料
*由国电南自技术部监制
本技术说明书适用于以下版本的保护程序:
PSL631A断路器保护版本:
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1概述
装置简介
性能特征
2技术参数
额定电气参数
主要技术性能
绝缘性能
电磁兼容性能
机械性能
正常工作大气条件
3保护原理说明
保护程序整体结构
充电保护
过流保护
三相不一致保护
失灵启动
告警回路
交流电流异常判断
信息记录和分析
与变电站自动化系统配合打印及显示信息一览表
4硬件使用说明
整体结构图
装置面板布置
端子定义图
输出接点
结构与安装
各插件原理说明
5定值清单及整定说明.•断路器保护定值清单.....
保护定值整定说明
压板定值
1概述
装置简介
PSL631A数字式断路器保护装置是按照高压线路继电保护装置统一接线设计(四统一设
计)的技术要求设计的,包括断路器失灵启动、三相不一致保护、充电保护及独立的过流保护等功能,主要适用于220kV及以上电压等级的双母线接线方式。
性能特征
(1)通过了国家级电磁兼容实验室电磁辐射、瞬变干扰等10个项目的抗干扰试验,全部
的试验结果证明其电磁兼容性能指标大大高于国家标准。
(2)采用了全汉化显示/操作界面和全汉化、图形化、表格化打印输出。
(3)采用透明化设计思想,保护内部元件在系统故障时的动作过程可以全息再现,便于分析保护的动作过程。
(4)强大的故障录波功能,可以保存1000次事件,12至48次故障录波报告(含内部元
件动作过程),故障时有重要开关量多次变化时会自动多次启动录波并且记录重要开关量的变化。
录波数据可以保存为COMTRADE式。
(5)灵活的通信接口方式,配有RS-232、485和以太网通信接口。
通讯归约支持IEC60870-5-103标准。
2技术参数
额定电气参数
额定直流电压
220V或110V(订货请注明),允许工作范围:
80%〜115%
额定交流数据
10倍额定电流,允许10s40倍额定电流,允许1s
功率消耗
接点容量
跳闸、信号、其他辅助继电器接点容量:
a)允许长期通过电流8A
b)切断电流(直流220V,L/R=7ms)
状态量电平
主要技术性能
采样回路精确工作范围
电流:
-20In
模拟量测量精度
电流:
级,相电流和零序电流的最小定值可达。
绝缘性能
绝缘电阻
装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压
500V的兆欧表测量其绝缘电阻值,正常试验大气条件下,各等级的各回路绝缘电阻不小于50MQ。
介质强度
在正常试验大气条件下,装置能承受频率为50Hz,电压2000V(信号输入端子为500V)历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。
试验过程中,任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。
冲击电压
在正常试验大气条件下,装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地,以
及回路之间,能承受50us的标准雷电波的短时冲击电压试验,开路试验电压
5kV。
耐湿热性能
装置能承受GB7261第21章规定的湿热试验。
电磁兼容性能
静电放电抗干扰度
通过GB/T-1998标准、静电放电抗干扰4级试验。
射频电磁场辐射抗干扰度
通过GB/T-1998标准、射频电磁场辐射抗干扰度
3级试验。
电快速瞬变脉冲群抗扰度
通过GB/T-1998标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度
4级试验。
浪涌(冲击)抗扰度
通过GB/T标准、浪涌(冲击)抗扰度3级试验。
射频场感应的传导骚扰度
通过GB/T-1998标准、射频场感应的传导骚扰度
3级试验
工频磁场抗扰度
通过GB/T-1998标准、工频磁场抗扰度5级试验
脉冲磁场抗扰度
通过GB/T-1998标准、脉冲磁场抗扰度5级试验。
阻尼振荡磁场抗扰度
通过GB/T-1998标准、阻尼振荡磁场抗扰度5级试验。
振荡波抗扰度
通过GB/T-1998标准、振荡波抗扰度4级试验。
辐射发射限值试验
通过GB9254—1998标准、辐射发射限值A类试验。
机械性能
振动
装置能承受
GB7261中规定的严酷等级为I级的振动能力试验。
GB7261中规定的严酷等级为I级的冲击能力试验。
GB7261第18章规定的严酷等级为I级的碰撞能力试验。
正常工作大气条件
环境温度
-10C〜+55r
相对湿度
大气压力
66kPa〜110kPa
3保护原理说明
保护程序整体结构
保护程序整体结构如图所示。
1
r
主程序
定时采样中断(1ms)
采样中断程序
1
r
故障处理程序
(进入主程序)~动?
是
(进入故障处理程序)
图保护程序整体结构
保护CPI程序主要包括主程序、采样中断程序和故障处理程序。
正常运行主程序,每隔
1ms采样间隔定时执行一次采样中断程序,采样中断程序中执行启动元件,如果启动元件没有动作,返回主程序。
如果启动元件动作,则进入故障处理程序(定时采样中断仍然执行)完成相应保护功能,整组复归时启动元件返回,程序又返回进入正常运行的主程序。
主程序中进行硬件自检、定值校验、人机对话模件和CPU莫件运行是否正常相互检查等。
硬件自检包括ROMRAMEEPROM开出光耦等。
采样中断程序中进行模拟量采集和相量计算、开关量的采集、和启动元件计算等。
故障处理程序中进行各种保护的算法计算、跳合闸判断和执行、事件记录、故障录波、保护所有元件的动作过程记录,最后进行故障报告的整理和记录所用定值。
充电保护
本装置充电保护只在手合时保护自动投入(保证线路重合闸时充电保护可靠不投入)并且只开放10s,即10s后该段电流元件自动退出。
本装置不需要引入“手合”信号,手合状态完全由保护通过开关位置接点来判断:
三个分相TWJ均动作且无流(无流门槛)并超过30s后,如果任一TWJ返回或者线路有流,则判
断为手合。
IA>ICD
IB>ICD
IC>ICD
>1
r&i
1
1
1'C^<
l.^^0
^^10S5
充电保护
控制字
>1
3
CDJ
IA>IGL
JL
1
>1
1
1
1
2
I
IB>IGL
IC>IGL
ICD为充电保护过流定值
为充电保护延时时间定值为过流保护过流定值
为过流保护延时时间定值
过流投入压板
符号说明:
TCD
IGL
TGL
图充电保护和过流保护逻辑图
充电保护的逻辑框图如图所示,充电保护为带时限的无方向电流保护,
计算三相电流值,
若任一相电流大于充电保护电流整定值时,经整定延时后充电保护出口跳闸,
充电保护投入
10s后,保护自动复归。
充电保护可由控制字选择退出。
过流保护
为了满足现场运行的需要,本装置还专门设置了一段独立的过流保护,
通过“过流投入”
压板手动控制投入;过流逻辑见图。
为了防止线路充电后过流保护长期投入,
装置在前面板
上设有一“过流投入”指示灯,在信号插件上留有两组信号接点用于指示本压板状态(压板
投入时接点闭合)。
过流保护在定值上完全和充电保护分开。
三相不一致保护
符号说明:
TS助三相不一致保护动作延时时间定值
图三相不一致保护逻辑图
本装置由于引入了开关的分相位置接点,因此可以区分开关的单相断开和两相断开:
对
长的单相重合闸时间;对于开关两相断开造成的三相不一致,延时固定取为。
三相不一致保护可以选择是否经零序电流元件闭锁,以此来提高可靠性。
三相不一致保
护可由控制字选择退出,逻辑框图如图所示。
注:
若断路器可直接提供“三相不一致”开入节点,本装置还可通过控制字选择另一种非全相保护,
即刻整组复归。
失灵启动
无需组屏进行连接,装置最后提供两副启动失灵接点。
启动失灵的接点直接连至本装置,和相应的电流继电器的接点串联输出;如图所示。
线路保护相电流继
跳闸接点电器接点
图失灵启动接点图
为了增加启动失灵的可靠性,本装置采用了两种措施:
1.本失灵启动元件设置了两种启动元件来开放失灵启动继电器的负电源。
2.防止某一副接点粘死,启动失灵采用两个不同继电器的两副接点串联输出。
相电流突变量启动元件
a)相电流突变量启动元件的判据为:
i(t)2i(tT)i(t2T)
iIzD1.25It
It为上周
其中:
©为a,b,c三种相别,T为20msIzd为相电流差突变量启动定值,
的相电流突变量;
b)当任一相电流突变量连续三次大于启动门坎时,启动元件启动。
零序辅助启动元件
为了防止零序W段定值比突变量定值灵敏度高时,可能出现零序W段出口跳闸,而失灵启动未能启动的情况发生,本失灵启动也设置了一个零序辅助启动元件。
建议此二元件的整定值均应比相应线路保护的整定值灵敏。
零序辅助启动元件或突变量启动元件启动后,均转入失灵启动的故障处理程序。
启动元件启动后,若任一相电流大于失灵启动电流整定值且相应相保护跳令开入有效,则失灵启动接点瞬时动作,用于启动母差失灵保护;失灵启动接点动作后,若电流小于整定值或保护跳令返回则失灵启动接点瞬时返回。
失灵启动可由控制字选择退出,其逻辑框图如图所示。
符号说明:
ISL为失灵启动电流定值
图失灵启动逻辑图
告警回路
自检
本装置对整个CPU系统要进行自检,包括ROM自检、开入开出自检外,出错,保护会给出相应的报告,并且发出告警信号。
如果装置的硬件
开入检查
保护未启动时,有跳闸位置开入,但相应相的电流元件不返回,持续
3s,则认为此跳闸
位置开入量出错,保护发“TWJ开入异常”事件,同时给出呼唤信号。
当三相不一致保护投入且整定为“经零流闭锁”,若保护判断为三相不一致状态(不一致
用位置接点时),或者三相不一致开入动作(不一致用专用输入时)
,同时零序电流小于“三
相不一致零流”整定值,持续5s,保护发“三相不一致异常”事件,同时给出呼唤信号。
当三相不一致保护投入且整定为“不经零流闭锁”、“不一致用专用输入”时,若有专用
非全相开入且三相均有流,则闭锁三相不一致保护出口,同时5s后发“三相不一致异常”事件,同时给出呼唤信号。
当保护跳令开入持续60s时,保护发“跳闸开入异常”事件,同时闭锁失灵启动;当保
1)312>;
2)312>4X3I1;
3)持续时间一分钟;
在最大相间电流差大于最大相电流的50%且最大相电流大于额定电流的25%寸,延时10分钟报“负载不对称”。
发呼唤,不闭锁保护。
零序电流3I0大于零序电流启动定值,持续10s后报“CT不平衡”,当零序电流返回1s
后,保护也立即恢复正常。
信息记录和分析
la、lb、Ic、3I0o
PSL631A数字式断路器保护具备故障录波功能。
可记录的模拟量为
可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸命令。
可记录的录波报告为12至48个(根据各次故障的复杂程度而不同,通常为30次左右),记录的事件不少于1000条。
记录的报告或事件可被PC机读取。
除记录系统实时数据外,PSL631A还记录状态输入量变位事件、装置告警事件等。
PSL631A数字式断路器保护记录动作时的录波、事件、定值和保护详细的动作过程
志集),可通过本公司提供的免费调试/分析软件PSView读取、分析和保存。
PSView调试/分析软件既可以实时读取保护发送的事件,也可以读取装置中记录的历史信息,并且,在使用时不影响保护的正常运行。
与变电站自动化系统配合
本装置可用于自动化变电站也可用于非自动化变电站。
可由装置的键盘设置成“硬压板方式”,装置的运行方式由外部压板投退,监控不能遥控投退压板;也可由装置的键盘设置成“软压板方式”,装置的压板可由监控系统遥控投退“软压板”控制,与硬压板状态无关。
TA为电流互感器CT,TV为电压互感器PT,以下同
打印及显示信息一览表
PSL631A系列数字式线路保护事件信息一览表:
事件名称
事件所带参数
备注(原因等)
充电保护启动
充电保护动作
充电保护复归
过流保护启动
过流保护动作
过流保护复归
三相不一致启动
三相不一致动作
保护三跳动作
三相不一致复归
启动失灵动作
启动失灵返回
失灵重跳A相
失灵重跳B相
失灵重跳C相
失灵重跳三相
失灵CT断线
保护跳闸失败
跳令发出5s后,电流仍不消失。
保护跳闸失败返回
跳闸开入异常
TWJ开入异常
三相不一致异常
跳闸开入异常消失
TWJ开入异常消失
三相不一致正常
PSL631A系列数字式线路保护告警事件信息一览表:
事件名称
装置反应
处理措施
备注
装置上电
RAM错误
告警、呼唤、闭锁保护
停机检修
EPROM错误
告警、呼唤、闭锁保护
停机检修
闪存错误
呼唤
停机检修
EEPR0错误
告警、呼唤、闭锁保护
停机检修
开出异常
告警、呼唤、闭锁保护
停机检修
AD错误
告警、呼唤、闭锁保护
停机检修
零漂越限
告警、呼唤、闭锁保护
停机检修
内部电源偏低
呼唤
停机检修
定值区无效
告警、呼唤、闭锁保护
切换到有效定值区
无有效定值区则输
入正确定值
定值校验错误
告警、呼唤、闭锁保护
重新输入正确定值
CT不平衡
呼唤
检修CT回路
CT反序
呼唤
检修CT回路
负载不对称
呼唤
检修CT回路
4硬件使用说明
整体结构图
IK
ABC
1X
器
IXI-21IXI-3IXI-4IXI-5IXI-61IXI-/IIXI-8
LOA
la
la'
tb
tb"
Ic
2X01
保护跳A
+
2X02
保护跳B
+
2X03
保护跳C
2/\04
二相跳闸
2X05
TWJA
+
+
2X0/
TWJC
+
2X08
二相不一致
+
2X09
+
2xII
+
2XI2
2XI3
2X14
+
2XI5
+
2XI6
过流投人
+
2X17
COM
o
QFI(+)
5X03
跳
闸
I
跳
5X07
闸
2
5X09
TJQ2
5X10
跳
TJAI
5X16
闸
3
TJB1
5X17
TJC1
5X18
COM
5X19
TJA2
5X20
跳闸
流输人
a以太网A
3X01
+
3X02
+
3X03
+
3X04
+
3X05
+
3X06
+
3X07
+
3X08
+
3X09
信号复归
+
3X10
+
3XII
COM
3X12
GPS+
3X13
GPS-
3X15
485-OUT+
3X16
485-OUT-
3X17
485-IN+
3X18
485-IN-
RS232
DB9/
*以太网口A
岸以太网口B
4
失
灵
QF2(+)
CDJ2
5X0
5X05
中文大液晶显示
人性化设计
RS232
DB15
TJB2
5X21
5X22
失灵启动
失灵启动
失灵启动
5X11
5X12
5X13
5X14
中央信号
1
—工
+XM1
6X01
告警1
6X02
呼唤1
6X03
保护动作1
6X04
失灵重跳1
6X05
6X06
中央信号
2
—
—-H
+XM2
告警2'
6X07
6X08
呼唤2
6X09
保护动作2
6X10
失灵重跳2
6X11
6X12
匸
TXJ
6X13
TXJ
6X14
U-
SLXJ
6XI5
SLXJ
6X16
过流
L
过流投入
6X17
过流投入
6X18
投入
U-
过流投入
6X19
过流投入
6X20
失灵启动
启动
24\+
4X03
24\^
4X04
11电源异常
4X05
电源异常
4X06
220V/110\+
4X08
220V/110\^
4X10
大地
4X12
1X
2X
3X
4X
5X
6X
7X
8X
9X
10X
11X
12X
AC
CPU
COM
POWE
FTRIP
SIGNA
L备用
备用
备用
备用
备用
备用
交流输入
断路器保护
开入及通讯
电源输入
保护出口
保护信号
备用
备用
备用
备用
备用
备用
图PSL631A装置整体结构
+测试仪接口
J)
接地
装置面板布置
图是装置的正面面板布置图。
PSL631A数字式断路器保护装置
厂
Z
.-■■■.■
八-
'[运行]
[备用]
[保护动作
[备用]
[过流投入]
[告警〕(复归
JBNg国电南京自动化股份有限公司
C屮电流'1占订货序号[■-'■二I直流嶠i—TY出厂编号i*—<・—:
■出厂日期冃
图面板布置图图是装置的背面面板布置图。
NO.12
备用
端子定义图
册
NO.11
备用
图为端子定义图。
NO.10
备用
qp
NO.9
备用
iD
NO.8
备用
NO.7
备用
NO.6
SIGNAL
NO.5
TRIPar口)na□□□
□
□
□
□□口
NO.4
•①
逼
NO.3
NO.2
CPU
NO.1
AC
+5V
24V
(1)
ff-
图端子布置图(背视)
斤口呂口|5531
打印机口
以太网A
以太网B
Bi
DO
on
on
RO
1^1
=1
COM
POWER
SIGNAL
输出接点
•』一匸匸
CPU1
□□□□rTTn〔
123456789k
打印机口
信号复归
以太网A
以太网B
图端子定义图
1234567892
+24V
(2)
-24V
(2)
匚一电源异常
+220V
-220V
(冃视)输出接点如图所示。
QF1(+)
CDJ1
X——0
SBJ1
#——0
TJQ1
/——0
5X01
5X03
5X04
5X06
QF2(+)
CDJ2
S
—Z0
TJQ2
——0
5X02
5X07
5X08
8X10
COM
0
失灵启动
——0
5X11
5X12
+XM1
+XM2
6X01
6X02
6X03
6X04
6X05
6X17
6X18
6X07
6X08
6X09
6X10
6X11
6X19
6X20
图输出接点图
TRIP1
QF1(+)
QF2(+)
CDJ1
SBJ1
TJQ1
6
CDJ2
8
SBJ2
9
TJQ2
10
11
失灵启动
12
14
15
COM
16
TJA1
TJB1
17
18
TJC1
19
COM
失灵启动
TJA2
TJB2
TJC2
iHr
+XM1
告警1呼唤1
保护动作1失灵重跳1
+XM2
告警2呼唤2
保护动作2失灵重跳2
TXJ
SLXJ
过流投入
过流投入
COM
TJA1
0
TJB1
-X0
TJC1
-z——0
0
失灵启动
——0
5X15
5X16
5X17
5X18
5X13
5X14
6X13
6X14
6X15
6X16
结构与安装
装置采用4U标准机箱,用嵌入式安装于屏上。
机箱结构和屏面开孔尺寸分别见图、图。
465.0
451.0
6
图屏面开孔图
各插件原理说明
组成装置的插件有:
交流模件(AC、保护模件(CPU1,COM模件(COM、电源模件(POWER
跳闸出口模件(TRIP)、信号模件(SIGNAL、人机对话模件(MM、。
具体硬件模块图见图。
图硬件模块图
交流模件(AC
从装置的背面看,第一个插件为交流模件,如图所示:
图交流模件与系统接线图
Ia、丨B、Ic、1。
,分别为三相电流和零序电流输入,电流变换器的线性工作范围为20In0
断,下同;
交流插件中三相电流和零序电流输入,按额定电流可分为1A、5A两种,订货时请注明,
投运前调试时注意检查。
保护模件(CPU
本模件为国内最先采用32位高性能设计,具有完善的自检功能,为保护运算提供高可靠、高速度的支持。
模件所包含的AD采样回路,采用高精度AD采样频率为1000Hz另设有启
动元件,用于起动后开放出口继电器的正电源。
保护跳A保护跳B保护跳C三相跳闸
TWJA
TWJB
TWJC
三相不一致
图CPU模件端子定义图
CPU莫件端子定义见图端子:
保护跳A,引自保护的跳闸接点,同相应的电流继电器的接
点串联输出,(软逻辑,由程序实现)
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