PA100 L技术说明书V50课案.docx
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PA100L技术说明书V50课案
PA100+-L保护装置
此装置适用于3~10kV电压等级的短线路差动保护。
1基本保护配置
1）差动速断
2）比率差动保护（可选TA断线闭锁）
3）差流越限告警
4）非电量保护
5）TA监测（回路1TA断线和相序判断、回路2TA断线和相序判断）
6）跳闸回路断线监测（跳闸1回路、跳闸2回路）
7）装置故障告警
2主要测控功能
1）16路开入信号量的采集，除部分有特殊定义外，其余开入量可由用户定义。
本单元开入信号有两种接入方式可供选择：
一种有源接点，外接电源；另一种是无源接点，本装置提供电源。
具体示意见附图2。
用户在订货时需说明。
2）测量数据
✓基本数据——回路1电流：
IA_1、IB_1、IC_1；回路2电流：
IA_2、IB_2、IC_2；差动数据：
A相差动电流Icd1；B相差动电流Icd2；C相差动电流Icd3；A相制动电流Izd1；B相制动电流Izd2；C相制动电流Izd3。
✓对称分量——回路2电流对称分量：
I1_2、I2_2、3I0_2；回路1电流对称分量：
I1_1、I2_1、3I0_1。
✓谐波数据——保护电流（IA_1、IB_1、IC_1、IA_2、IB_2、IC_2）的有效值、基波、二次、三次、五次谐波。
3）事件顺序记录功能，掉电不丢失。
“保护事件记录”只记录保护动作信息，便于用户快速的查找故障事件。
事件记录可通过“事件记录管理”清除。
4）实时波形图、故障录波图、向量图和启动波形图（记录最近1分钟内模拟量变化的趋势图）。
3装置整定内容
3.1定值整定清单（在“05.保护定值显示”子菜单中整定）
定值名称
定值
整定范围
整定步长
备注
差动速断
投入/退出
差动速断电流
Icdsd
0.1In～20In
0.01A
差动保护
投入/退出
差动启动电流
Icdqd
0.1In～20In
0.01A
制动起始斜率
Kzdq
0.2～0.8
0.001
起始制动电流
Iqzd
0.1In～20In
0.01A
平衡系数
Kph
0～3
0.001
TA断线闭锁
投入/退出
TA断线定值
Ita
0.5～6A
0.01A
差流越限
投入/退出
非电量
投入/退出
TA监测
投入/退出
TA监测时间
TdxI
0.1～100s
0.01s
跳断1
投入/退出
跳1断线时间
Tybdx
0.1～100s
0.01s
跳断2
投入/退出
跳2断线时间
Tfbdx
0.1～100s
0.01s
所有的电流定值为电流互感器二次值。
In为电流额定值，默认为5A。
3.2开入量参数整定（在“10.出厂设置”子菜单“102.开入量参数”中整定）
本装置共有16个开入量，IN01~IN16这16个开入量对应保护装置背部X2端子的各个量，每个开入量都有各自的控制字，可分别对其进行设置，每个控制字均是16位“0000000000000000”。
各开入量的控制字是否可设见下表：
打“√”的表示该位可设，否则表示不可设。
控制字
开入量
01开入复归
02开入故障跳闸
03开入告警
04开入闭锁保护
05开入取反
06事件
07空
08告警继电器
09信号继电器6
10信号继电器5
11信号继电器4
12信号继电器3
13信号继电器2
14信号继电器1
15跳闸继电器2
16跳闸继电器1
IN01-断路器位置
√
√
IN02-手车试验位置
√
√
IN03-手车工作位置
√
√
IN04-地刀位置
√
√
IN05-GPS校时
√
√
IN06-开入量
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IN07-开入量
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IN08-开入量
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IN09-开入量
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IN10-开入量
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IN11-开入量
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IN12-开入量
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IN13-开入量
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IN14-开入量
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√
IN15-开入量
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IN16-开入量
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√
√
√
√
√
注：
开入量IN01～IN05的控制字中只有第5、6位（即“开入取反”、“事件”）可设，即只能对这些开入量进行“开入取反”和“事件”置1的操作，其他位固定为0。
当“开入取反”置1时，装置会对输入的开入量进行取反操作；因本装置默认是需要外接常开接点，但现场如果只有常闭接点也可以接进来，只需要将对应的开入量控制字的“开入取反”位设为“1”。
而“事件”被置1时开入量分合的过程会在“02事件记录”里记录下来，置0时则不记事件记录。
出厂默认所有开入量的“事件”位均被置“1”。
开入量IN06～IN16的控制字只有第7位（即对应的定义为“空”）不可设，固定为0，其他均可设。
这8个开入量不仅可以用来实现“非电量保护”，还可以结合开出量里相应的设置来实现对装置里的保护进行闭锁。
这点将在“3.3开出量参数整定”介绍开出量控制字后举例说明。
开入量IN06～IN16也可以定义为“开入复归”功能：
即通过开入量可以实现远方对装置进行保护复归。
具体的设置为：
只需要将你定义为保护复归的开入量对应的“开入复归”位设为“1”，当装置保护动作后，可以通过闭合该接点来实现复归功能，而不需要到现场进行复归。
对于开入量IN06～IN16中某一个开入量而言，不可同时实现“开入复归”、“开入闭锁保护”及“非电量保护”。
举例说明非电量保护的实现：
要求：
IN15闭合时发告警信号，同时信号继电器2出口；IN16闭合时发故障信号，同时跳闸继电器1和信号继电器4出口。
操作：
首先要进入“05.保护定值显示”里将“非电量保护”投上；再进入“102.开入量参数”选择开入量IN15，将其“开入告警”、“事件”、“信号继电器2”位设为1（即控制字设为0010010000001000）；选择开入量IN16，将其“开入故障跳闸”、“事件”、“信号继电器4”、“跳闸继电器1”位设为1（即控制字设为0100010000100001）。
3.3开出量参数整定（在“10.出厂设置”子菜单“103.开出量参数”中整定）
控制字的定义见下表：
（从左向右分别是01～16位）
01
TRIPPEDFLAG
（保护动作过标志）
02
TRIPFLAG
（保护动作标志）
03
ALARMFLAG
（保护告警标志）
04
STARTFLAG
（保护启动标志）
05
NULL
（预留位）
06
NULL
（预留位）
07
INPUTDISABLE
（开入闭锁）
08
ALARMRELAY
（告警继电器）
09
SIGNALRELAY6
（信号继电器6）
10
SIGNALRELAY5
（信号继电器5）
11
SIGNALRELAY4
（信号继电器4）
12
SIGNALRELAY3
（信号继电器3）
13
SIGNALRELAY2
（信号继电器2）
14
SIGNALRELAY1
（信号继电器1）
15
OFFPROTECD
（跳闸继电器2）
16
OFFPROTECT1
（跳闸继电器1）
注：
对前4位标志着重说明：
对于只需要告警的保护，“ALARMFLAG”和“STARTFLAG”设为1即可；对于要求跳闸的保护，“TRIPEDFLAG”、“TRIPFLAG”和“STARTFLAG”设为1。
各保护出口的控制字是否可设见下表：
打“√”的表示该位可设，否则表示不可设。
控制字
名称
01保护动作过标志
02保护动作标志
03保护告警标志
04保护启动标志
05预留位
06预留位
07开入闭锁
08告警继电器
09信号继电器6
10信号继电器5
11信号继电器4
12信号继电器3
13信号继电器2
14信号继电器1
15跳闸继电器2
16跳闸继电器1
差动速断
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
差动保护
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
差流越限
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
TA监测告警
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
跳断1
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
跳断2
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
继电器保持
√
√
√
√
√
√
注：
一般情况差动速断、差动保护均设置为跳闸继电器动作出口；差流越限、TA断线告警、跳闸回路1断线、跳闸回路2断线不设跳闸出口，只发告警信号，可设成由XJ1～XJ6信号继电器出口。
举例说明：
要求：
差动速断保护动作时跳闸继电器1、跳闸继电器2有出口。
操作：
将差动速断对应的控制字可设为“1101000000000011”。
要求：
增加通过开入量IN14来闭锁差动速断保护。
操作：
将差动速断对应的控制字可设为“1101001000100011”，并且到“10.出厂设置”子菜单“102.开入量参数”中将IN14对应的控制字设为“0001010000000000”。
当开入量IN14闭合时，差动速断保护不起作用。
4主要保护功能原理
4.1差动速断保护，TA断线闭锁差动保护，差流越限：
1）保护原理：
纵差动保护原理：
（接线示意图1，各侧电流方向均由母线指向线路）
差动电流：
制动电流：
式中，
为回路1互感器二次侧电流，
为回路2互感器二次侧电流。
差动电流
为回路1与回路2侧电流的矢量和；制动电流
为回路1与回路2侧电流的矢量差。
装置采用比率差动原理，动作曲线见图2，其动作方程如下：
式中，Icd为差动电流，Izd为制动电流，
、
为装置中整定的“制动起始电流”、“制动起始斜率”。
本装置还设有不带TA断线闭锁和不带比率制动的差动速断保护。
当差动速断保护投入时，如果任一个差动电流超过“差动速断电流”Icdsd，差动速断保护瞬时动作跳闸。
2）定值整定
本装置的定值都是以TA二次侧实际动作量的有效值来整定。
✓平衡系数
平衡系数
用来对线路两侧因CT变比不同引起的误差进行修正。
其以回路2电流二次值为基准，将回路1电流乘以
来进行差流判别。
式中：
流入保护装置回路2二次电流
流入保护装置回路1的二次电流
由于回路1与回路2侧的电流互感器是同一型号，该值一般为1。
✓差动速断保护定值
差动速断整定值，一般取3~8倍二次额定电流。
✓比例制动差动保护定值
本装置差动保护动作曲线如图2：
图中Icdsd为差动速断电流，Icdqd为差动启动电流，Ilzd为制动起始电流，图中斜线的斜率为制动起始斜率Kzdq。
动作判据为：
（1）当
时，差动速断动作，差动速断不受TA断线闭锁的限制。
（2）当
且
时差动保护动作。
（3）当
且
时
则差动保护动作。
式中，
为差动启动电流，
为起始制动电流，
为制动起始斜率。
差动保护可选TA断线闭锁。
●差动启动电流（Icdqd）的整定：
一般为0.2~0.4倍额定电流值，即
。
●制动起始斜率（Kzdq）的整定：
通常制动起始斜率范围：
0.2～0.75，建议取0.3~0.4。
●起始制动电流（Iqzd）的定值
一般取额定电流，Iqzd=
。
●TA断线判据：
（此处的TA断线与该装置的TA监测中TA断线的逻辑是互相独立的）
在“05.保护定值显示”中投上“TA断线闭锁”，当装置检测到至少有一相电流为零并且零序电流大于“TA断线定值Ita”时，发出断线告警并闭锁差动保护。
只有在装置检测到短线路两侧最大相电流在0.8Icdqd至6A之间才进行TA断线判定，否则不进行TA断线判定。
Ita一般取二次额定电流
的0.6~0.8倍。
✓差流越限功能：
为了防止TA两点接地，设置了该功能。
该功能投入的情况下，当任一相差流超过差动启动电流的1/3时，装置延时5s发差流越限告警信号。
3）保护逻辑图
✓差动速断保护：
✓比例制动差动保护：
注：
①图中保护投入为逻辑1；二次谐波闭锁成立为1；Icd1、Icd2、Icd3分别为A相、B相、C相差动电流；Icdsd为差动速断整定值。
②Id为图2中实线上的差动电流值，当制动电流
小于起始制动电流
时，Id=
；当制动电流
大于起始制动电流
时，Id=
。
4.2非电量保护
非电量保护的设置详见3.2开入量参数整定。
1）动作条件：
当非电量保护投入，开入告警接点闭合动作于告警；开入故障跳闸接点闭合动作于瞬时跳闸。
2）保护逻辑图：
4.3TA监测
TA监测包括：
回路1电流相序判断、回路1电流TA断线、回路2电流相序判断、回路2电流TA断线。
1）使用到的电流判据：
回路1电流IP判据：
当回路1电流量程为100A时，IP=0.2A；当回路1电流量程为24A时，IP=0.1A。
回路2电流IS判据：
当回路2电流量程为100A时，IP=0.2A；当回路2电流量程为24A时，IP=0.1A。
2）动作条件：
回路1电流TA监测判据是：
TA监测投入，回路1三相电流最小值大于IP，最大值小于6A，回路1电流的正序电流I1_1小于IP同时负序电流I2_1要大于IP，经过延时时间TdxI，装置报回路1TA相序错告警；回路1负序电流I2_1大于IP且至少有一相电流低于IP同时三相电流的最大值小于6A，经过延时时间TdxI，装置报回路1TA断线告警。
回路2电流TA监测原理同回路1电流TA监测原理，只是将判据中相对应的值改成回路2电流的值。
当TA接线形式为2CT时：
TA监测不包括相序判断。
3）TA断线逻辑图：
下图为回路1电流的逻辑图，图中：
IP为回路1电流判据、I1_1为回路1电流的正序电流、I2_1为回路1电流的负序电流、TdxI为TA监测整定时间。
回路2电流TA断线的逻辑图同回路1电流TA监测的逻辑图。
仅仅将IP更换为回路2电流判据IS、I1_1更换为回路2电流的正序电流I1_2、I2_1更换为回路2电流的负序电流I2_2。
4.4控制回路断线告警：
1）动作条件：
装置是通过监测控制回路电压及断路器位置来判断控制回路是否断线。
在“05.保护定值显示”中投上“跳断1”监测跳闸回路1；投上“跳断2”监测跳闸回路2。
装置检测到断路器在合闸状态下判断跳闸1回路和跳闸2回路是否有电压，若跳闸1回路无电压则延时“跳1断线时间”Tybdx发告警信号，并在事件记录中记“跳闸1回路断线”；若跳闸2无电压则延时“跳2断线时间”Tfbdx发告警信号，并在事件记录中记“跳闸2回路断线”。
2）保护逻辑图：
4.5装置故障告警
当装置失电或装置内部故障时单元通过X3-01、02出口。
当装置失电时X3-01、02一直有出口；当装置内部自检出错时单元X3-01、02发间断的告警信号，同时装置的告警灯亮。
5装置背板端子定义及接线示意
5.1装置背板端子定义图
见附图1“PA100+-L背板端子图”
5.2端子定义说明
所有未定义的端子（“空”端子），现场请勿配线，让其悬空。
对于模拟量电流输入回路，如果现场没有对应的电流互感器，则可将对应的端子悬空，不需要短接。
9芯通讯口（DB-9口）为两路RS485/RS422通讯接口UART0、UART1。
9针接口针脚定义见下表：
DB-9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
RS485针脚定义
T0+
T1+
T0-
T1-
RS422针脚定义
T0+
T1+
T0-
T1-
R0+
R1+
R1-
R0-
RS485通讯方式时，DB-9口的1、4定义为第一路通讯口UART0的T+、T-，DB-9口的2、5定义为第二路通讯口UART1的T+、T-；
RS422通讯方式时，DB-9口的1、4、6、9定义为第一路通讯口UART0的T+、T-、R+、R-，DB-9口的2、5、7、8定义为第二路通讯口UART1的T+、T-、R+、R-。
X6端子输出有三种模式可选：
CAN总线接口以及第三路通讯口UART2、NULL。
选用哪种模式必须在订货时注明。
装置具体的模式可以在“06.系统状态”菜单1中的ModuleType中查看。
当模式为“NULL”时，装置将没有X6端子。
下表为该端子不同模式时的端子定义。
模式
端子号
CAN
UART2
NULL
RS422
RS485
X6-1
CAN+
T+
T+
NULL
X6-2
T-
T-
NULL
X6-3
CAN-
R+
NULL
X6-4
R-
NULL
注：
通讯口的波特率、通讯地址、通讯模式、通讯协议、停止位、校验位在“93.串行通讯设置”菜单中进行整定。
5.3控制回路原理图（附图2）
5.4交流及开关量输入接线示意图（附图3）
附图1：
PA100+-L背板端子图
X1
X6
X2
X3
回路1
IA1*
01
02
IA1
回路1
1
详见5.2说明
断路器位置
IN1
01
02
IN2
试验位置
装置故障告警
ALARM+
01
02
ALARM-
装置故障告警
IB1*
03
04
IB1
2
工作位置
IN3
03
04
IN4
地刀位置
信号继电器1
XJ1+
03
04
XJ1-
信号继电器1
IC1*
05
06
IC1
3
GPS校时
IN5
05
06
IN6
开入量
信号继电器2
XJ2+
05
06
XJ2-
信号继电器2
回路2
IA2*
07
08
IA2
回路2
4
开入量
IN7
07
08
IN8
开入量
信号继电器3
XJ3+
07
08
XJ3-
信号继电器3
IB2*
09
10
IB2
开入量
IN9
09
10
IN10
开入量
信号继电器4
XJ4+
09
10
XJ4-
信号继电器4
IC2*
11
12
IC2
开入量
IN11
11
12
IN12
开入量
信号继电器5
XJ5+
11
12
XJ5-
信号继电器5
空
13
14
空
开入量
IN13
13
14
IN14
开入量
跳闸1出口
TJ1+
13
14
TJ1-
跳闸1出口
15
16
开入量
IN15
15
16
IN16
开入量
跳闸回路1监测
TS1
15
16
TS2
跳闸回路2监测
17
18
接地
17
18
CGND
开入公共端
信号继电器6
XJ6+
17
18
XJ6-
信号继电器6
19
20
装置电源+
AC/DC+
19
20
AC/DC-
装置电源-
跳闸2出口
TJ2+
19
20
TJ2-
跳闸2出口
21
22
接地
空
21
22
空
空
23
24
空
空
25
26
空
附图2：
控制回路原理图
附图3：
交流及开关量输入接线示意图
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