主要技术参数
2.1 机械及环境参数
机箱结构尺寸:482mm×177mm×280mm;嵌入式安装
正常工作温度:-5—40℃
极限工作温度: -10—50℃
储存及运输: -30—70℃
2.2 额定电气参数
PT变比:35KV-500KV/V/100/V
交流输入额定电压: 100╱V
输入频率范围: 45—55Hz
2.3过载能力及功耗
电压回路:1.5倍额定电压,连续工作;
交流功耗:交流电压:<0.2VA/相
直流功耗:正常时: <35W
跳闸时: <50W
2.4 主要技术指标
2.4.1电气量测量精度
交流电压有效值测量相对误差≤±0.5%(0.2~1.2Un)
频率测量误差 <±0.01Hz(45~55Hz)
df/dt测量误差 <±0.1Hz/s
du/dt测量误差 <±0.05Un/s
2.4.2装置动作时间及返回系数
装置的低频或过频快动作时间建议为60ms,0.05s~90s之间任意设定;装置低压或过压快动作时间为50ms,在0.05~90s之间任意设定。装置的返回时间小于120ms。
2.4.3 装置的返回系数
频率返回值比动作值高0.05Hz;
电压返回系数(返回值/动作值)小于1.04;
延时误差小于0.02s。
2.4.4 输出接点容量
信号接点容量:允许长期通过电流8A
切断电流0.4A(DC220V,V/R1ms)
出口接点容量:允许长期通过电流8A
切断电流0.4A(DC220V,V/R1ms),不带电流保持。
2.4.5装置的输入量
模拟量6个:装置同时接入两段母线电压,每段输入Ua、Ub、Uc,两组电压也可以是两个不同的电压等级。
输入开关量6个(信号复归,开入1~开入6),用于工程的需要。
信号复归:装置面板上设有复归按钮,用以复归装置频率及电压动作信号、装置轮次动作信号及装置动作后液晶屏所显示的动作状态。复归信号并能通过端子引出,便于在屏面上或远方复归。
2.4.6装置的输出量
2.4.6.1跳闸出口接点
装置跳闸继电器输出有24个,每个出口继电器输出两对接点,一对接点作用于一回线路的跳闸,另一对接点供该回路的重合闸装置放电用。
防止负荷反馈、PT断线、电压回路接触不良、短路故障等电压异常情况引起的装置误动的闭锁措施.
3.4.3.1电压过低闭锁
Uk
3.4.3.2电压突变闭锁
当电压下降滑差值大于滑差闭锁值,即|du/dt|≥du/dts3时,装置不进行低压判断,闭锁出口,显示du/dt异常,5秒后发异常告警信号。当电压恢复至起动值以上时装置自动解除闭锁。
3.4.3.3 PT断线闭锁:
当装置所测三相电压的零序电压(U0)或任意两相电压差>k3UN 判为PT断线,并延时5秒发断线告警信号,断线故障消失后延时5秒自动返回。k3值一般为15%。PT断线时如是一母线断线则装置自动切换到另一母线工作,若二段母线均断线时,则不进行低压判断,并闭锁低压出口,但对频率进行正常判断。
3.5低频减载动作原理
装置的低频减载动作原理逻辑如图3.2所示,图中U为正序电压,F为正序电压的频率,Un=100/√3V,其它定值符号(参见5.1.1节)其定义。
的抗干扰设计
除在装置的机箱整体结构设计上采取有效抗干扰措施外,在交直流输入回路的硬件电路上又进一步完善了设计,在装置的交流输入回路分别采用一个二阶的无源滤波器和一个二阶有源滤波器,在直流电源输入端也增设的电源滤波器,同时在电源输出选用了多个的DC-DC变换器在相应插件上,以消除电源所引起的干扰。从而能有效的防止冲击负荷、电气化电路及现场等强干扰源引起的谐波干扰。
1.3.4更多的输出轮次和跳闸出口
装置的频率与电压各有8个各自的输出轮次(5个基本轮3个特殊轮),并共有24回跳闸出口,可用软件组态方式方便灵活的设置相应的输出轮次与跳闸出口,即每个轮次输出可以直接控制任一个跳闸出口线路,完全满足了现代电网对装置频率、电压输出的轮次和跳闸出口的需要。
1.3.5友好的人机界面
装置采用320×240大屏幕液晶显示屏,友好的中文示窗界面,界面显示信息量大;装置在正常运行时的运行状态信息及动作时的动作状态信息,均能一屏显示一目了然。装置的定值设定均以表格方式设置,简单明了。同时面板还保留了监视装置正常运行、异常等状态8个指示灯,及装置各轮次动作的指示灯,更加清楚直观。
1.3.6多种通信方式
装置具有多种通信方式:二个RS485通信接口,(IEC60870-5-103规约标准)。一个符合TCP/IP协议的以太网接口。一个串行打印机接口(RS232方式)。一个GPS对时接口。通信方式适应现代的要求。
1.3.7大容量的事件、数据记录
装置设计了大容量的数据存储设备,具有5次事件记录与5次的海量数据记录,并有完善的事件记录报文和详细的数据记录报文,供现场查看、打印,或通信传送,以便分析故障情况。
6出口板插件(OUT):
装置配置5块出口板,每一块出口板有5个出口继电器组成。每个继电器有二对输出接点,每块出口板共有输出接点10对。装置满配置可切除25条线路的负荷。出口继电器的接点容量为8A。配置不带电流保持继电器,特殊要求需在订货时注明。
图4.8出口板插件(OUT)接线图
5.定值整定与显示说明
5.1装置定值(包括了装置参数,控制定值)
5.1.1装置参数整定说明
序号 定值名称 符号 定值范围 推荐值
1 一段母线电压额定值 1Un 3KV-500KV
2 二段母线电压额定值 2Un 3KV-500KV
3 电压恢复定值 K1 50-90% Un 70-80% Un
4 电压消失定值 K2 10-50% Un 10-20% Un
5 PT断线定值 K3 10-50% Un 10-15% Un
6 等待短路故障时间 tus 1-25S 4-6 S
装置工作原理
3.1电压及频率的测量方法
装置对输入的交流电压进行高速采样,一个工频周期采样24点,采样周期为0.833ms。电压幅值采用滤波算法,频率值采用硬件捕获加软件效验算法。经数字滤波后准确快速地计算出电压有效值及频率值。电压变化率及频率变化率,计算公式如下:
du/dt≌10·[Uk—U(K-0.1”)] %Un/s
df/dt≌10·[fk—f(K-0.1”)] Hz/s
3.2双母线电压频率测量的自动切换方式
当装置测量的两段母线电压(图1)均正常时,装置选用Ⅰ段母电压、频率进行判断,如果满足动作条件则再经Ⅱ段母电压、频率判断确认决定是否出口;当一段母线电压消失或发生PT断线时装置自动选用另一段母线电压进行判断,装置仍能正常监视电网的运行,并延时后发出母线电压消失或PT断线的告警信号;当两段母线电压均消失时,则装置立即闭锁装置出口,同时经延时后发母线电压消失告警信号;当两段母线PT断线时,则装置立即闭锁电压判断功能,同时延时5秒发PT断线告警信号。但装置的频率判断功能仍能正常运行。
图1 二段母线电压测量图
3.3起动元件
装置具有的启动元件。
3.3.1低频启动
起动条件:f≤Fq t≥tfq
3.3.1低压启动
起动条件:U≤Uq t≥tuq
3.4低压减载动作原理
装置的低压减载动作原理逻辑如图3.1所示,图中U为正序电压,Un=100/√3V,其它定值符号参见其定义。
低频自动减载判别式
Fk≤Fq t≥Tfq 低频起动
↓Fk≤F1 t≥Tf1 低频一轮动作
df/dt1≤-df/dtdf/dt2≤-df/dt↓Fk≤F2 t≥Tf2 低频二轮动作
↓Fk≤F3 t≥Tf3 低频三轮动作
↓Fk≤F4 t≥Tf4 低频四轮动作
↓Fk≤F5 t≥Tf5 低频五轮动作
以上五轮基本轮按箭头顺序相继动作。三个特殊轮的动作顺序为:
Fk≤Fq t≥Tfq 低频起动
Fk≤Fs6 t≥Tf6 低频特殊轮轮动作
Fk≤Fs7 t≥Tf7 低频特殊轮第二轮动作
Fk≤Fs8 t≥Tf8 低频特殊轮第三轮动作
3.5.2频率及电压异常情况所可能引起的装置误动的闭锁措施
3.5.2.1电压过低闭锁:
正序电压Uk< k 2Un时,判母线电压过低、消失,不进行频率判断,闭锁出口。
3.5.2.2 df/dts频率突变闭锁
∣df/dt ∣≥df/dt3(Fk3.5.2.3频率差闭锁:
当电网的各相频差>0.2Hz不进行频率判断,闭锁频率判断回路。
3.5.2.4频率值异常闭锁:
当Fk≤45Hz或 Fk≥55Hz 则认为测量频率值异常,并将频率显示值置为零,闭锁频率判回路,显示频率超限。
3.5.3防低频低压过切负荷的措施
在低频减载实际动作过程中,可能会出现轮动作后系统的有功功率已经不再缺额,频率开始回升,但频率回升的拐点可能在下轮动作范围之内,轮切负荷后开始上升,但在第二轮频率定值以下的时间超过了第二轮的延时定值,则第二轮动作,不必要的多切了负荷,导致频率上升超过了正常值。过切的现象在地区小电网容易发生。为此在每一轮的判据中增加“df/dt>0”的闭锁判据,可以有效防止过切现象发生,即每一轮同时满足以下三个条件时才能动作出口:
Fk≤Fn df/dt≤0 T≥Tfn
其中:Fn是第“n”轮的频率设定值,n表示第“n"轮次;Tfn是第“ n”轮次的延时定值, “n”表示第“n"轮次,n=1~8。
当电力系统电压下降太快时,可根据du/dt加速切负荷,尽早制止系统电压的下降,避免发生电压崩溃事故,并使电压恢复到允许的运行范围内。
本装置具有特的短路故障判断自适应功能,低电压减载的整定时间不需要与保护动作时间相配合,系统低电压时快速动作,短路故障时可靠不动作。
本装置设有根据df/dt、du/dt闭锁功能,以防止由于短路故障、负荷反馈、频率或电压的异常情况可能引起的误动作。
本装置还可用于低频解列、低压解列。
装置具有事件记录和数据记录功能,可记录保存新的5次当前事件和历史事件。5次当前和历史数据记录,记录时间间隔20毫秒,记录时间长可达120秒,记录内容具有断电保持功能。
装置具有自检功能,程序自恢复功能,整组自试功能。
装置具有与外部监控系统进行通信的功能,可与故障信息系统、变电站监控系统相连,可及时上传信息,以及可由上位机或调度所对装置进行参数设置,软件组态。
装置具有GPS分脉冲对时及串口对时功能。
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